Avaliação da incorporação de cinzas de lodo de esgoto como adição mineral em concretos de cimento Portland

O desenvolvimento das grandes cidades tem gerado um dos maiores desafios ambientais enfrentados na atualidade, que é a gestão eficaz de resíduos sólidos. A grande variedade e quantidade dos resíduos produzidos diariamente, tem tornado a destinação ecologicamente correta e sustentável destes materiais cada vez mais difícil. Dentre os vários resíduos produzidos diariamente destacam-se os lodos oriundos de estações de tratamento de esgotos, denominados de lodos de esgoto, cuja destinação final segura tem sido discutida mundialmente em diversos estudos, tendo em vista que a tendência de geração deste tipo de resíduo tende a crescer com o aumento do saneamento das cidades. Uma forma amplamente difundida nos países desenvolvidos para destinação dos lodos de esgoto é a incineração destes materiais para posterior envio das cinzas geradas neste processo a aterros sanitários. Porém, tem-se estudado formas alternativas de disposição, destacando-se a utilização destas cinzas como adição mineral em concretos e argamassas de cimento Portland. Sabe-se que o desempenho de resíduos de incineração como adição mineral em matrizes cimentícias, depende em grande parte da capacidade de atuação destes materiais como elementos pozolânicos ou como fileres, podendo estas características serem influenciadas pela temperatura de queima ao qual estes resíduos foram submetidos. Neste sentido, verificou-se com esta pesquisa a influência da temperatura empregada na queima dos lodos sépticos no índice de atividade pozolânica (IAP) das cinzas geradas como resíduo deste processo, aqui denominadas de cinzas de lodo séptico (CLS), sendo em seguida, avaliadas as implicações técnicas e microestruturais da utilização deste resíduo em teores de 10%, 20% e 30% como adição mineral em concretos de cimento Portland. Os resultados obtidos demonstraram não haver alterações significativas no IAP das CLS em decorrência da temperatura utilizada durante o processo de queima dos lodos de esgoto. Além disso, verificou-se que embora a utilização das CLS tenham provocado diminuição da trabalhabilidade dos concretos para todos os teores de incorporação, estas melhoraram a resistência mecânica à compressão, o índice de vazios, a absorção de água e o comportamento microestrutural dos concretos contendo 10% e 20% de resíduo

Emergência e crescimento inicial de plântulas de pimenta ornamental e celosia em substrato à base de composto de lodo de curtume

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Lodo de esgoto como fonte de nitrogênio: concentração no perfil do solo e em plantas de milho

O objetivo deste trabalho foi avaliar a concentração de nitrogênio em plantas de milho e ao longo do perfil de um Latossolo Vermelho eutroférrico submetido a doses de lodo de esgoto e fertilizante mineral. O experimento foi instalado em delineamento experimental em blocos casualizados com 4 tratamentos (0,0; 55,0; 110,0 e 167,5 Mg.ha-1 de lodo de esgoto em doses acumuladas) e 5 repetições para um período de avaliação de 1 ano. A amostragem de solo foi realizada aos 60 dias após a emergência (d.a.e.) das plantas nas profundidades 0,0-0,1, 0,1-0,2, 0,2-0,4, 0,4-0,6, 0,6-0,8 e 0,8-1,0 m. Também aos 60, 80 e 128 d.a.e. foram coletadas, respectivamente, folha diagnose, planta inteira e grão. As maiores doses de lodo de esgoto proporcionaram maiores quantidades de nitrogênio no solo. O nitrogênio do solo, após a profundidade de 0,6 m, não diferiu entre as camadas avaliadas. Quanto maior a dose de lodo de esgoto, menor a proporção de nitrogênio em profundidade.

Lodo de esgoto como fonte de macronutrientes para a cultura do sorgo granífero

O presente trabalho foi realizado em condições de casa-de-vegetação com o objetivo de avaliar os efeitos da aplicação de doses de lodo de esgoto (equivalentes a 0, 5, 10 e 20 t/ha), complementadas ou não com nitrogênio e/ou potássio, sobre parâmetros de fertilidade do solo, absorção de macronutrientes e produção de matéria seca por plantas de sorgo granífero (Sorghum bicolor L. Moench.) cultivadas em Latossolo Vermelho Escuro. de maneira geral, foi possível observar que o lodo de esgoto, através de sua decomposição no solo, liberou nutrientes para as plantas, refletindo no aumento da produção de matéria seca. Entretanto, visando-se atender às necessidades da cultura, fez-se necessária a complementação com potássio.

Fertilidade do solo, estado nutricional e produtividade de girassol, em função da aplicação de lodo de esgoto

O lodo de esgoto é um resíduo urbano-industrial que tem causado preocupação, quanto ao uso agrícola. Sua utilização pode ser viável, após a devida suplementação potássica, em substituição a fertilizantes minerais, especialmente em culturas como a do girassol. O presente trabalho objetivou avaliar a produtividade e nutrição mineral do girassol cv. CATISSOL 01, além da fertilidade de um Latossolo Vermelho eutroférrico adubado com lodo de esgoto, em comparação à adubação mineral, por dois anos consecutivos. O experimento utilizou delineamento em blocos casualizados, com 4 tratamentos (fertilização mineral, 5 t ha-1 ano-1, 10 t ha-1 ano-1 e 20 t ha-1 ano-1 de lodo de esgoto) e 5 repetições. Foram analisadas a produtividade de grãos de girassol, a concentração de macro e micronutrientes na folha diagnóstico e a fertilidade do solo. A produtividade de sementes do girassol adubado com o resíduo, em todas as doses, foi equivalente à adubação mineral, e os teores foliares situaram-se na faixa adequada, tanto para macro quanto para micronutrientes. O uso de lodo de esgoto, com suplementação potássica, mostrou-se eficiente na substituição total ou parcial da adubação mineral, sem prejudicar a produtividade da cultura do girassol.

Bário, cádmio, cromo e chumbo em plantas de milho e em latossolo após onze aplicações anuais de lodo de esgoto

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Disponibilidade de níquel em solo tratado com lodo de esgoto e cultivado com sorgo

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Cádmio, cromo, chumbo e zinco em plantas de milho e em latossolo após nove aplicações anuais de lodo de esgoto

As maiores limitações para o uso do lodo de esgoto em áreas agrícolas são os riscos de contaminação do solo com metais pesados e sua possível transferência para a cadeia alimentar. Objetivou-se, com este estudo, avaliar os teores de Cd, Cr, Pb e Zn no solo, utilizando-se dois métodos de extração (HNO3 + H2O2 + HCl e HClO4 + HF), o acúmulo destes elementos em plantas de milho cultivadas em Latossolo Vermelho eutroférrico no nono ano de aplicação de lodo de esgoto, bem como seus efeitos na produção de matéria seca e na produtividade de grãos. O experimento foi instalado em condições de campo em Jaboticabal-SP, no delineamento em blocos casualizados, com quatro tratamentos e cinco repetições. Os tratamentos corresponderam a doses acumuladas por nove anos consecutivos de lodo de esgoto (45,0; 90,0 e 127,5 t ha-1, base seca) e um tratamento testemunha que recebeu fertilização mineral com base na análise de solo. O lodo de esgoto foi aplicado manualmente e incorporado ao solo com grade a 0,1 m de profundidade antes da semeadura do milho. Os teores médios de Cd no solo não variaram em função das doses de lodo e dos métodos de extração. Por outro lado, os teores médios de Cr, Pb e Zn no solo obtidos pela digestão com HClO4 + HF foram de 72,4; 31,8 e 62,3 %, respectivamente, superiores àqueles encontrados pela digestão que empregou HNO3 + H2O2 + HCl. Contudo, quando se avaliou apenas o efeito das doses de lodo no solo, em ambos os métodos de extração, verificou-se diferença entre os tratamentos apenas para a concentração de Zn no solo. Exceto o Cd, que não foi detectado, de modo geral, os teores e os acúmulos de Cr, Pb e Zn nas partes das plantas de milho aumentaram com as aplicações de lodo de esgoto. Os teores de Cr, Pb e Zn nos grãos, quando detectados, permaneceram abaixo dos limites máximos estabelecidos para o consumo humano conforme a legislação brasileira. A adição de lodo de esgoto e a fertilização mineral, por longo período, apresentaram efeitos semelhantes na produção de matéria seca e na produtividade de grãos de milho.

Acúmulo e disponibilidade de cromo, cádmio e chumbo em solos tratados com lodo de esgoto por onze anos consecutivos

The sewage sludge used for agricultural purposes provides many benefits to soil, but it contain harmful elements to environment, that infers in a great attention on its use. The aim of this work was to evaluate the effects of successive applications of sewage sludge on heavy metals accumulation (cadmium, chromium and lead) in samples of soils and corn plants, as well as evaluate the chemicals extractants efficiency in estimate the phyto disponibility of those elements. The experiment was conducted in randomized blocks design in the 2007/08 season, with 4 treatments (0, 5, 10 and 20 Mg ha-1 of sewage sludge) and 5 replicates. It was evaluated: the quantities available of Cd, Cr and Pb in soil by Melich-1, Melich-3 and DTPA extractants; the quantities extracted by corn plants; and the correlation between the disposition and quantities of those metals on whole plants, diagnosis leaves and corn grains. The application of sewage sludge for eleven consecutive years has not showed increase in total quantity nor availability of Cr, Cd and Pb in the evaluated soils. The extractor Melich-1 was the only one that showed significant correlation for availability of Cd, Cr and Pb in soil and corn plants. The correlation of metal availability in soil x leaf diagnosis was significant only for Pb with the Melich-3 and DTPA extractants

Estudo da viabilidade da utilização de cinza de lodo de esgoto como adição em argamassa de cimento Portland

The use of sewage sludge as a raw material falls within the waste recycling key in the current process model environmental sustainability .Waste recycling has been consolidated as a sustainable environmentally sound technical solution, and. Despite showing very variable composition and characteristics, sewage sludge, can be considered as a residue with a high recycling potential in the building sector. In this paper the feasibility of using sewage sludge ash was studied in addition to Portland cement mortar in 1:3 mass considered the standard dash. This gray additions were studied in proportions of 5%, 10 %, 15 %, 20 %, 25% and 30% by mass of cement. The methodology was focused on the characterization of materials by physical, chemical , mechanical , environmental and morphological followed by the production of mortar tests ,and finalized by the characterization tests of mortar in the fresh state, through the consistency index, content of entrained air, bulk density and water retention, and in the hardened state by bulk density, water absorption by capillarity capillarity coefficient, compressive strength, tensile strength in bending ,tensile bond strength and microstructural analysis for percentages of 0 to 20%. After comparing with the standard mortar mortars with addition of ash, it is concluded that the ash of sewage sludge did not impair the integrity and properties of mortars with addition, including increasing resistance to compression and tension, being 20% more indicated percentage. Thus, it becomes feasible the addition of sewage sludge ash in Portland cement mortar for the trait studied

Produção, acúmulo e exportação de nutrientes em grama esmeralda adubada com lodo de esgoto

Objetivou-se com o trabalho avaliar a extração total de macronutrientes pela grama esmeralda em função de doses de lodo de esgoto. O experimento foi instalado em área comercial de produção de grama esmeralda, localizada na cidade de Itapetininga (SP). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso; em parcelas subdivididas, com quatro repetições, sendo as parcelas principais constituídas de cinco doses de lodo (0, 10, 20, 30 e 40 Mg ha-1, base seca), e as subparcelas com dois sistemas de manejo (com e sem o uso de escarificador utilizado para romper uma camada superficial compactada). As doses de lodo aplicadas correspondem às doses de 100, 200, 300 e 400 kg ha-1 de nitrogênio. O aumento das doses de lodo de esgoto promoveu maior remoção de nutrientes pela grama esmeralda. As doses mais elevadas de N fornecido com o lodo de esgoto promoveram excessivo crescimento da grama e a redução do sistema radicular. Doses intermediárias entre 20 e 30 Mg ha-1 foram mais interessantes, pois reduziram a quantidade de aparas acumuladas, e promoveram um bom desenvolvimento dos rizomas + estolões e raízes, permitindo a formação de tapetes com maior resistência.

Simulação computacional da interação fluido-estrutura em bombas de cavidades progressivas

The pumping through progressing cavities system has been more and more employed in the petroleum industry. This occurs because of its capacity of elevation of highly viscous oils or fluids with great concentration of sand or other solid particles. A Progressing Cavity Pump (PCP) consists, basically, of a rotor - a metallic device similar to an eccentric screw, and a stator - a steel tube internally covered by a double helix, which may be rigid or deformable/elastomeric. In general, it is submitted to a combination of well pressure with the pressure generated by the pumping process itself. In elastomeric PCPs, this combined effort compresses the stator and generates, or enlarges, the clearance existing between the rotor and the stator, thus reducing the closing effect between their cavities. Such opening of the sealing region produces what is known as fluid slip or slippage, reducing the efficiency of the PCP pumping system. Therefore, this research aims to develop a transient three-dimensional computational model that, based on single-lobe PCP kinematics, is able to simulate the fluid-structure interaction that occurs in the interior of metallic and elastomeric PCPs. The main goal is to evaluate the dynamic characteristics of PCP s efficiency based on detailed and instantaneous information of velocity, pressure and deformation fields in their interior. To reach these goals (development and use of the model), it was also necessary the development of a methodology for generation of dynamic, mobile and deformable, computational meshes representing fluid and structural regions of a PCP. This additional intermediary step has been characterized as the biggest challenge for the elaboration and running of the computational model due to the complex kinematic and critical geometry of this type of pump (different helix angles between rotor and stator as well as large length scale aspect ratios). The processes of dynamic generation of meshes and of simultaneous evaluation of the deformations suffered by the elastomer are fulfilled through subroutines written in Fortan 90 language that dynamically interact with the CFX/ANSYS fluid dynamic software. Since a structural elastic linear model is employed to evaluate elastomer deformations, it is not necessary to use any CAE package for structural analysis. However, an initial proposal for dynamic simulation using hyperelastic models through ANSYS software is also presented in this research. Validation of the results produced with the present methodology (mesh generation, flow simulation in metallic PCPs and simulation of fluid-structure interaction in elastomeric PCPs) is obtained through comparison with experimental results reported by the literature. It is expected that the development and application of such a computational model may provide better details of the dynamics of the flow within metallic and elastomeric PCPs, so that better control systems may be implemented in the artificial elevation area by PCP

Desenvolvimento e caracterização de soluções ternárias água-glicerol-propilenoglicol como fluido refrigerante secundário

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Avaliação e modelagem reológica de fluido de perfuração base água

The determination of the rheology of drilling fluids is of fundamental importance to select the best composition and the best treatment to be applied in these fluids. This work presents a study of the rheological behavior of some addictives used as viscosifiers in water-based drilling fluids. The evaluated addictives were: Carboxymethylcellulose (CMC), Xanthan gum (GX), and Bentonite. The main objective was to rheologically characterize suspensions composed by these addictives, by applying mathematical models for fluid flow behavior, in order to determine the best flow equation to represent the system, as well as the model parameters. The mathematical models applied in this research were: the Bingham Model, the Ostwald de Wale Model, and the Herschel-Bulkley Model. A previous study of hydration time for each used addictive was accomplished seeking to evaluate the effect of polymer and clay hydration on rheological behavior of the fluid. The rheological characterization was made through typical rheology experiments, using a coaxial cylinder viscosimeter, where the flow curves and the thixotropic magnitude of each fluid was obtained. For each used addictive the rheological behavior as a function of temperature was also evaluated as well as fluid stability as a function of the concentration and kind of addictive used. After analyses of results, mixtures of polymer and clay were made seeking to evaluate the rheological modifications provided by the polymer incorporation in the water + bentonite system. The obtained results showed that the Ostwald de Waale model provided the best fit for fluids prepared using CMC and for fluids with Xanthan gum and Bentonite the best fit was given by the Herschel-Bulkley one

Avaliação da capacidade de adsorção do CO2 em zeólita 12X com gases sintéticos e originados da pirólise do lodo de esgoto

This work depicts a study of the adsorption of carbon dioxide on zeolite 13X. The activities were divided into four stages: study batch adsorption capacity of the adsorbent with synthetic CO2 (4%), fixed bed dynamic evaluation with the commercial mixture of gases (4% CO2, 1.11% CO, 1 2% H2, 0.233% CH4, 0.1% C3, 0.0233% C4 argon as inert closing balance), fixed bed dynamic modeling and evaluation of the breakthrough curve of CO2 originated from the pyrolysis of sewage sludge. The sewage sludge and the adsorbent were characterized by analysis TG / DTA, SEM, XRF and BET. Adsorption studies were carried out under the following operating conditions: temperature 40 °C (for the pyrolysis of the sludge T = 600 °C), pressures of 0.55 to 5.05 bar (batch process), flow rate of the gaseous mixture between 50 - 72 ml/min and the adsorbent masses of 10, 15 and 20 g (fixed bed process). The time for the adsorption batch was 7 h and on the fixed bed was around 180 min. The results of this study showed that in batch adsorption process step with zeolite 13X is efficient and the mass of adsorbed CO2 increases with the increases pressure, decreases with temperature increases and rises due the increase of activation temperature adsorbent. In the batch process were evaluated the breakthrough curves, which were compared with adsorption isotherms represented by the models of Langmuir, Freündlich and Toth. All models well adjusted to the experimental points, but the Langmuir model was chosen in view of its use in the dynamic model does not have implications for adsorption (indeterminacy and larger number of parameters such as occurred with others) in solving the equation. In the fixed bed dynamic study with the synthetic gas mixture, 20 g of mass adsorbent showed the maximum adsorption percentage 46.7% at 40 °C temperature and 50 mL/min of flow rate. The model was satisfactorily fitted to the three breakthrough curves and the parameters were: axial dispersion coefficient (0.0165 dm2/min), effective diffusivity inside the particle (dm2/min 0.0884) and external transfer coefficient mass (0.45 dm/min). The breakthrough curve for CO2 in the process of pyrolysis of the sludge showed a fast saturation with traces of aerosols presents in the gas phase into the fixed bed under the reaction process