Studies in biogas technology. Part IV. A novel biogas plant incorporating a solar water-heater and solar still

A reduction in the heat losses from the top of the gas holder of a biogas plant has been achieved by the simple device of a transparent cover. The heat losses thus prevented have been deployed to heat a water pond formed on the roof of the gas holder. This solar-heated water is mixed with the organic input for ‘ hot-charging ’ of the biogas plant. A thermal analysis of such a solar water-heater ‘ piggy-backing ’ on the gas holder of a biogas plant has been carried out.To test whether the advantages indicated by the thermal analysis can be realised in practice, a biogas plant of the ASTRA design was modified to incorporate a roof-top solar water-heater. The operation of such a modified plant, even under ‘ worst case ’ onditions, shows a significant improvement in the gas yield compared to the unmodified plant. Hence, the innovation reported here may lead to drastic reductions in the sizes and therefore costs of biogas plants. By making the transparent cover assume a tent-shape, the roof-top solar heater can serve the additional function of a solar still to yield distilled water. The biogas plant-cum-solar water-heater-cum-solar still described here is an example of a spatially integrated hybrid device which is extremely cost-effective.

Transient natural ventilation of a space with localised heating

The natural ventilation of a well-mixed, pre-heated room with a point source of heating, and openings at the base and roof is investigated. The transient draining associated with the room being warmer than the exterior combined with the convective ow produced by the point source of heat leads to a fascinating series of transient ow regimes as the system evolves to the two-layer steady-state regime described by Linden, Lane-Ser_ and Smeed [1]. As the room begins to ventilate, a turbulent plume rises from the point source of heat to the ceiling, and typically forms a deepening layer of hot air. However, with a weak heat source, then at some point the ascending plume will intrude beneath the layer of original uid. Otherwise, the ascending plume always reaches the top of the room as the system evolves to a steady state. We develop a simpli_ed model of the transient evolution and test this with some new laboratory experiments. We conclude with a discussion of the implications of our results for real buildings.

The ensemble statistics of the band-averaged energy of a random system

This paper is concerned with the response statistics of a dynamic system that has random properties. The frequency-band-averaged energy of the system is considered, and a closed form expression is derived for the relative variance of this quantity. The expression depends upon three parameters: the modal overlap factor m, a bandwidth parameter B, and a parameter α that defines the nature of the loading (for example single point forcing or rain-on-the-roof loading). The result is applicable to any single structural component or acoustic volume, and a comparison is made here with simulation results for a mass loaded plate. Good agreement is found between the simulations and the theory. © 2003 Published by Elsevier Ltd.

The ensemble statistics of the energy of a random system subjected to harmonic excitation

This paper is concerned with the ensemble statistics of the response to harmonic excitation of a single dynamic system such as a plate or an acoustic volume. Random point process theory is employed, and various statistical assumptions regarding the system natural frequencies are compared, namely: (i) Poisson natural frequency spacings, (ii) statistically independent Rayleigh natural frequency spacings, and (iii) natural frequency spacings conforming to the Gaussian orthogonal ensemble (GOE). The GOE is found to be the most realistic assumption, and simple formulae are derived for the variance of the energy of the system under either point loading or rain-on-the-roof excitation. The theoretical results are compared favourably with numerical simulations and experimental data for the case of a mass loaded plate. © 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Squaring the circle. Social and environmental implications of pre-pottery neolithic building technology at Tell Qarassa (South Syria)

We present the results of the microstratigraphic, phytolith and wood charcoal study of the remains of a 10.5 ka roof. The roof is part of a building excavated at Tell Qarassa (South Syria), assigned to the Pre-Pottery Neolithic B period (PPNB). The Pre-Pottery Neolithic (PPN) period in the Levant coincides with the emergence of farming. This fundamental change in subsistence strategy implied the shift from mobile to settled aggregated life, and from tents and huts to hard buildings. As settled life spread across the Levant, a generalised transition from round to square buildings occurred, that is a trademark of the PPNB period. The study of these buildings is fundamental for the understanding of the ever-stronger reciprocal socio-ecological relationship humans developed with the local environment since the introduction of sedentism and domestication. Descriptions of buildings in PPN archaeological contexts are usually restricted to the macroscopic observation of wooden elements (posts and beams) and mineral components (daub, plaster and stone elements). Reconstructions of microscopic and organic components are frequently based on ethnographic analogy. The direct study of macroscopic and microscopic, organic and mineral, building components performed at Tell Qarassa provides new insights on building conception, maintenance, use and destruction. These elements reflect new emerging paradigms in the relationship between Neolithic societies and the environment. A square building was possibly covered here with a radial roof, providing a glance into a topologic shift in the conception and understanding of volumes, from round-based to square-based geometries. Macroscopic and microscopic roof components indicate buildings were conceived for year-round residence rather than seasonal mobility. This implied performing maintenance and restoration of partially damaged buildings, as well as their adaptation to seasonal variability

O Pré-Figurativo: diferenciações de um liame musical

A questão que move esta dissertação é a noção do liame composto a partir do encontro entre duas redes conceituais: o método de ensino musical Pré-Figurativo, de Hans-Joachim Koellreutter, e o pensamento sem imagem, de Gilles Deleuze. Tais conceitos são tomados, aqui, como Multiplicidades em que um é constituído pelo outro, e vice-versa. Trata-se, no caso do ensino musical pré-figurativo, de um método que não se utiliza de modelos prévios e por isso coloca o pensamento em devir e, do pensamento sem imagem, a maneira como tal movimento da produção desse devir-pensar se desterritorializa sendo capaz de delinear algo que ainda não existe, mas que pode existir. Isso caracteriza uma zona de vizinhança, uma espécie de telhagem (tuilage), ou timbragem (no sentido musical do termo), como num telhado mesmo, em que as telhas se recobrem apenas em partes o existir no outro e pelo outro simultaneamente, o que permite que se diga de um devir-outro. O que é um quase outro, mas que não se efetiva no outro ou como outro. Contudo, é com o advento desse liame, ou desse fazer borda, como diria Deleuze, que a música, como ato de criação, acontece, se produz, se autoproduz.

Proyecto técnico-económico para la rehabilitación energética de edificios

[ES]El proyecto consiste en analizar un edificio cualquiera, situado en la zona norte de la península, que necesita una rehabilitación energética. Se estudian todos los posibles elementos por los que hay mayores pérdidas de energía: ventanas, fachada, tejado, iluminación y caldera. A continuación, se desarrollan unas propuestas de mejora para reducir estas pérdidas y se realiza el presupuesto de la inversión que debe hacer el cliente, así como la rentabilidad del proyecto. Una vez terminado el estudio, se llevarían a cabo las obras, logrando un edificio eficiente y rentable energéticamente.

Revisão anatômica e posicionamento filogenético das espécies de Ionoscopiformes (Actinopterygii: Holostei) do Cretáceo do nordeste do Brasil e de Puebla, México

Os gêneros de peixes fósseis Oshunia e Placidichthys são holósteos pertencentes à Ordem Ionoscopiformes e provenientes do Cretáceo Inferior do Brasil, das bacias do Araripe e de Tucano. No clado Ionoscopiformes sensu Grande & Bemis (1998) estão incluídas as famílias Ionoscopidae e Ophiopsidae, todavia as relações internas deste grupo ainda são duvidosas. Oshunia e Placidichthys fazem parte das famílias Ionoscopidae e Ophiopsidae, respectivamente, sendo o gênero Oshunia considerado como mono-específico (cf., O. brevis), enquanto que Placidichthys apresenta duas espécies nominais (cf., P. bidorsalis e P. tucanensis). Em função destas espécies terem sido descritas a partir de poucos espécimes, ainda existiam várias lacunas no conhecimento em relação as mesmas, como, por exemplo, a possibilidade da existência de outras espécies no gênero Oshunia e a falta de informações anatômicas, especialmente do crânio, da região occipital, dos ossos da face e da nadadeira caudal das espécies de Placidichthys. Outro ponto em aberto na literatura era a posição filogenética dos dois gêneros. Frente a estas questões, o objetivo da presente dissertação foi realizar uma revisão anatômica dos gêneros Oshunia e Placidichthys, a fim de ampliar o conhecimento anatômico e taxonômico acerca dos mesmos, além realizar uma análise filogenética da Ordem Ionoscopiformes, baseada em matrizes de caracteres existentes na literatura, para se obter um melhor posicionamento dessas espécies brasileiras. Em função da facilidade de acesso a material mexicano, também foram incluídos nesta revisão os gêneros Teoichthys e Tuetzalichthys provenientes do Cretáceo da Formação Tlayúa, estes também peixes fósseis holósteos pertencentes à Ordem Ionoscopiformes. Do ponto de vista taxonômico, não foi possível confirmar a existência de novas espécies para o gênero Oshunia, entretanto ficou clara a presença de uma nova espécie pertencente ao gênero mexicano Teoichthys. A presente revisão proporcionou uma série de novas informações sobre a anatomia destas espécies de Ionoscopiformes, tais como a descrição dos ossos circumorbitais e do teto craniano e uma reinterpretação acerca da nadadeira dorsal de Placidichthys bidorsalis, ou ainda sobre a forma do rostral de Teoichthys kallistos. Da mesma maneira, esta revisão também ofereceu novos dados para a construção de uma nova hipótese filogenética para Ionoscopiformes, a qual se mostrou consideravelmente distinta das hipóteses filogenéticas anteriores (cf., relações internas de Ionoscopidae e o posicionamento do gênero Teoichthys). O baixo suporte para grande parte dos clados torna evidente a fragilidade das hipóteses de relacionamento interno do clado Ionoscopiformes, bem como a necessidade de uma revisão mais aprofundada das outras espécies deste grupo e dos caracteres a serem utilizados em futuras análises filogenéticas.

Estudo de espécie nativa da restinga para plantio em telhados de construção de interesse social.

O alto crescimento populacional tem desencadeado uma elevada ocupação das áreas urbanas com a expansão de edificações e estradas causando alterações no meio ambiente com a consequente minimização das áreas verdes e da infiltração de água no solo. Estes fenômenos acarretam problemas como enxurradas, inundações, aumento da temperatura local e diminuição da biodiversidade com inúmeros efeitos adversos, tanto econômicos quanto ambientais e sociais. Uma das alternativas para minimizar estes problemas é a construção de telhados verdes, que tem como uma das principais funções retardar o escoamento devido ao aumento da infiltração e retenção da água das chuvas atenuando o efeito avassalador das enchentes e das zonas de calor, principalmente em climas muito quentes, além de colaborar para recuperação de ecossistemas, através do replantio de mudas. Este projeto faz parte de um conjunto de ações integradas de cidadania e inclusão social na região hidrográfica da baixada de Jacarepaguá, especificamente envolvendo a Comunidade da Vila Cascatinha, em Vargem Grande, a fim de gerar subsídios para políticas públicas em áreas de assentamentos informais, integrado ao projeto HIDROCIDADES (CNPq, FAPERJ, FINEP), que visa a conservação da água em meios urbanos e periurbanos associado à cidadania, inclusão social e melhoria da qualidade de vida nas grandes cidades. Este trabalho utiliza uma tecnologia adaptada dos telhados verdes para edificação popular (telhado de fibrocimento) muito comum no Brasil, com o objetivo de verificar uma espécie com potencial de geração de renda (visando o social) de ecossistema regionais como restinga, em edificação; analisar o crescimento e biomassa da espécie de restinga cultivada em telhados; e avaliar qualidades das mídias em função do plantio em análise de armazenamento (retenção) de água no solo. A partir da metodologia empregada na implantação dos telhados verdes em habitações populares, os resultados obtidos são desenvolvimento da espécie Ipomoea pes caprae Brasiliensis, em três tipos de mídias de crescimento e também eficiência dessas mídias no escoamento superficial. Observou-se retenção de 69,24L de água para o bagaço de cana de açúcar e 64,7L para a fibra de coco. E foi observado também um retardo da ocorrência do pico de até 14 minutos no telhado vegetado em relação ao telhado controle (convencional).

Comportamento estrutural de ligações tubulares T e KT.

Os perfis tubulares sem costura são largamente utilizados em diversos países, porém, no Brasil, o uso desses perfis era bastante limitado, restringindo-se praticamente a coberturas espaciais. A situação do mercado brasileiro começou a se alterar em razão da maior oferta desses perfis proporcionada pelo início da produção pela V&M do BRASIL no ano de 2000, sendo assim diante da novidade da tecnologia, impõe-se a necessidade de divulgação e implementação do uso desse tipo de perfil, além de uma ampliação do número de trabalhos de pesquisa para melhor compreensão de seu comportamento estrutural. O presente trabalho apresenta uma análise paramétrica de ligações tipo KT e T, através da determinação da resistência última da ligação obtida pelo critério de deformação limite proposto por diversos pesquisadores, comparando os resultados com as prescrições do Eurocode 3, do Projeto de Norma Brasileira e do CIDECT. Adicionalmente procedeu-se na comparação do comportamento numérico global do nó de uma treliça, com a análise do comportamento numérico do nó isolado. As ligações objeto deste estudo são compostas por perfil tubular retangular (RHS) no banzo e perfis circulares (CHS) nas diagonais e montantes. Os modelos em elementos finitos, foram desenvolvidos no programa Ansys 12.0, as não-linearidades físicas e geométricas foram incorporadas aos modelos, a fim de se mobilizar totalmente a capacidade resistente da ligação. Concluiu-se entre outras coisas que. para o nó da treliça em estudo neste trabalho, o carregamento de projeto máximo permitido através do dimensionamento pelas normas fica a favor da segurança quando comparado com o critério de deformação limite.

Instalación de paneles solares fotovoltaicos en vivienda unifamiliar en la Rioja Alavesa (Oyón).

[ES]En una vivienda unifamiliar ya construida y sin conectar a la red eléctrica, situada en Oyón, en la provincia de Álava (al lado de Logroño), se pretenden instalar paneles solares fotovoltaicos en el tejado, de modo que sea autónoma energéticamente hablando. Debido a que se usa como segunda residencia, y básicamente en los meses de buen tiempo, puede ser una inversión interesante

Reprodução e parasitismo em Melanoides tuberculata (Müller, 1774) (Gastropoda, Thiaridae) da Vila do Abraão, Ilha Grande, Angra dos Reis, RJ

Melanoides tuberculata (Müller, 1774), molusco exótico límnico de origem afroasiática, foi registrado pela primeira vez na Vila do Abraão, Ilha Grande, Angra dos Reis, Rio de Janeiro, em 2005. Atua como primeiro hospedeiro intermediário de diversos trematódeos de importância médica. As populações são compostas majoritariamente por fêmeas partenogenéticas que possuem um marsúpio onde se desenvolvem os juvenis. Os objetivos foram verificar: a presença de machos; se existem flutuações na produção de ovos e juvenis ao longo do tempo; quando a maturidade sexual é atingida e, a existência de parasitos relacionando sua presença com o número de ovos e juvenis. Para a contagem de ovos e juvenis, foram utilizadas fêmeas coletadas bimestralmente de setembro/07 a outubro/10, separadas em quatro classes de tamanho, segundo o diâmetro da concha: Classe I: < 3mm; Classe II: 3 a 5,99mm; Classe III: 6 a 8,99mm; Classe IV: > 9mm. Separamos cinco fêmeas/classe, totalizando 20 fêmeas/coleta, exceto nas amostras de setembro/07 (16 exemplares), abril/09 (19 exemplares) e de abril/10 (13 exemplares), totalizando 348 fêmeas. Para observação dos parasitos, ovos e juvenis o teto da cavidade palial foi retirado e o marsúpio dissecado. Classificamos os juvenis em classes de acordo com o número de voltas: com menos de duas; com duas a quatro e com mais de quatro. Os dados foram analisados utilizando Excel e SYSTAT 12. Para a histologia da gônada e do marsúpio, utilizamos cinco exemplares coletados mensalmente de setembro/12 a fevereiro/13, de cada classe de tamanho, totalizando 20 espécimes/coleta, exceto em outubro/12, quando 16 espécimes foram usados, pois somente um espécime da Classe IV foi encontrado. Os espécimes foram fixados em formalina Millonig de Carson, descalcificados em EDTA, incluídos em parafina e corados em hematoxilina e eosina. Foram encontrados 16 machos. Quantificamos 24.694 ovos e 31.474 juvenis, com as seguintes médias: Classe I: 0 ovos e 0,31 juvenis; Classe II: 24,19 ovos e 47,56 juvenis; Classe III: 114,84 ovos e 155,78 juvenis; Classe IV: 146,76 ovos e 158,41 juvenis. O teste de Kruskal-Wallis mostrou que existe variação significativa no número de ovos e juvenis ao longo do ano (p < 0,01 para ambos) e entre o número de ovos e juvenis entre as diferentes classes de tamanho de concha (p <0,01 para ambos). Foram contabilizados 27.877 juvenis com menos de duas voltas, 3.251 juvenis com duas a quatro voltas e 346 juvenis com mais de quatro voltas. Dentre 348 fêmeas, 111 estavam parasitadas (32% do total) por Centrocestus formosanus (Nishigori, 1924). O Teste de Mann-Whitney, levando em consideração todas as fêmeas, demonstrou que fêmeas parasitadas apresentaram menor número de ovos e juvenis que as não parasitadas ( p<0,01). Excluindo as fêmeas da Classe 1, o resultado do teste foi o mesmo (p< 0,01). Concluímos que: a população de M. tuberculata da Vila do Abraão não é formada somente por fêmeas; as fêmeas se reproduzem o ano todo, pois foram encontrados ovos e juvenis em todas as coletas; que quanto maior a fêmea há mais ovos e, em média, há mais juvenis no marsúpio; que a maturidade sexual é alcançada com aproximadamente 3 mm de diâmetro de concha, devido a presença de ovócitos vitelogênicos tardios e, que o parasitismo afeta negativamente M. tuberculata, reduzindo o número de ovos e juvenis formados

Proposta de implantação de telhado verde para captação e uso de águas pluviais em área de relevância ambiental: Ilha Grande/RJ.

Visando minimizar os impactos causados pelas ações antrópicas sobre o meio ambiente, mais especificamente sobre os recursos hídricos, torna-se imprescindível a busca por fontes alternativas para suprir as crescentes demandas de água para os mais diversos fins. Medidas como o reuso da água e a captação e aproveitamento de água das chuvas são fundamentais no contexto atual de busca por modelos sustentáveis de gestão dos recursos hídricos. No presente trabalho foi realizada extensa pesquisa bibliográfica sobre como o uso de telhados verdes pode contribuir para o uso racional da água potável e para a redução da ocorrência de enchentes. A área de estudo em questão foi Ilha Grande, localizada no litoral sul do Estado do Rio de Janeiro, uma Área de Preservação Permanente que, dentre outras Unidades de Conservação da Natureza, abriga o Parque Estadual de Ilha Grande. Para se analisar a viabilidade de implantação de um telhado verde na região, mais especificamente na Vila Dois Rios (23o11S, 44o12W), foi realizado o levantamento das séries históricas de chuvas da última década na região. Espécies vegetais compatíveis para uso em telhado verde foram encontradas na Ilha e, além disso, foram identificadas as premissas construtivas e operacionais relevantes. Para promover a conscientização dos visitantes e moradores locais foi elaborada uma cartilha informativa ilustrativa. Por fim, concluiu-se que existe a viabilidade de implantação de um telhado verde para captação e aproveitamento das águas das chuvas em Ilha Grande.

Substratos para uso em telhados verdes: Avaliação da retenção hídrica e qualidade da água de escoamento.

Telhados verdes são uma alternativa interessante para mitigar o risco de enchentes dada a enorme área de telhados não utilizada das superfícies impermeáveis nas áreas urbanas. Graças a sua capacidade de armazenagem de água, os telhados verdes podem reduzir significativamente o pico de escoamento dos eventos de maior pluviosidade. Investigações sobre a composição de substratos baseados em materiais locais e projetos adequados para regiões climáticas tropicais são menos frequentes. Vegetação e substrato são elementos de um telhado verde que precisam ser adaptados para cada microclima e não universalizados. O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho de diferentes composições de substratos baseados em solo local, biomassa de coco, condicionador de solo e componentes comerciais, com a finalidade de maximizar a capacidade de retenção da água de chuva e diminuir necessidades de manutenção. Um pré-ensaio de colunas avaliou a capacidade de retenção hídrica e a relação peso seco x peso úmido de 15 composições de substrato. As composições com melhores resultados constituíram os substratos S1(15% solo + 55% coco + 30%componentes comerciais), S2 (30% solo + 40% coco + 30%componentes comerciais) e S3 (60% solo + 10% coco + 30%componentes comerciais). A caracterização físico-química dos substratos, solo e fibra de coco foi realizada. Em seguida um teste de colunas avaliou a capacidade de retenção hídrica dos substratos sob duas condições de precipitação: uma leve (8,77 mm/h); e outra mais forte (42,0 mm/h). Os resultados apontaram que os substratos S2 e S3 apresentaram melhores resultados de retenção para ambas as intensidades de precipitação. Observou-se que S1, que apresentou melhor capacidade de retenção no pré-ensaio, teve desempenho inferior aos demais o que pode ser atribuído à maior concentração de fibra de coco na sua composição e o consequente surgimento de caminhos preferenciais ao longo do perfil da coluna, por onde a água escoou mais rapidamente. Em eventos de precipitação mais leve, os substratos reteram de 60 a 100% do total aplicado. Quando se aplicou uma intensidade de precipitação mais forte, a faixa de retenção ficou entre 40% e 59%. No entanto, as variáveis analisadas para avaliar a qualidade da água de escoamento dos substratos (pH, CE, P, NO3, NH4, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Zn, Cr, Co, Ni) ficaram acima dos valores comumente encontrados na literatura, indicando que as composições aqui adotadas para os substratos podem implicar em uma fonte de poluição hídrica. Os substratos para uso em telhados verdes apresentados neste estudo atenderam seu objetivo quanto à retenção hídrica, mas a qualidade da água percolada torna seu uso inviável até o momento. Verificou-se a necessidade de estudar mais profundamente a qualidade da água lixiviada por cada componente dos substratos, individualmente, a fim de identificar as fontes dos elementos que presentes em concentrações elevadas tornam-se poluentes. Pode ser considerada a remoção de algum (s) dos componentes presentes na composição para se atingir um nível satisfatório de qualidade da água de escoamento.

Telhados verdes para habitações de interesse social: retenção das águas pluviais e conforto térmico.

O crescimento populacional aliado à migração tem aumentado a pressão sobre o uso do solo urbano perpetuando sucessivos problemas de assentamentos informais e saneamento ambiental nos grandes centros. Esta situação se agrava ainda mais em épocas de chuvas intensas devido à ocorrência de enchentes. Este projeto faz parte de um conjunto de ações integradas de cidadania e inclusão social na região hidrográfica da baixada de Jacarepaguá, especificamente envolvendo a Comunidade da Vila Cascatinha, em Vargem Grande, a fim de gerar subsídios para políticas públicas em áreas de assentamentos informais, integrado ao projeto HIDROCIDADES (CNPq/CTHIDRO/CTAGRO), que visa a conservação da água em meios urbanos e periurbanos associado à cidadania, inclusão social e melhoria da qualidade de vida nas grandes cidades. Este projeto utilizou uma tecnologia adaptada dos telhados verdes para edificação popular (telhado de fibrocimento), com o objetivo de verificar aspectos construtivos, possíveis espécies com potencial de geração de renda, custos, efeitos no retardo do escoamento superficial das águas pluviais e outros benefícios associados a questões climáticas locais e de conforto do ambiente interno. Os resultados gerados demonstraram, entre outros, o estabelecimento de metodologia para implantação dos telhados verdes em habitações populares, o valor dos custos e resultados preliminares de espécies com potencial para geração de renda. Ainda, a implantação dos telhados verdes demonstrou ser promissora no controle do escoamento superficial, na aplicação do sistema de irrigação. Na simulação das chuvas, observou-se uma retenção de até 56% do volume precipitado. Observou-se o retardo da ocorrência do pico de até 8 minutos no telhado vegetado em relação ao telhado testemunho (convencional telhas fibrocimento). Foi observada a eficiência tanto no comportamento térmico interno como também no externo, uma redução da amplitude térmica interna em dia característico de verão (35,9 C), sendo capaz de r eduzir a temperatura interna em cerca de 2,0 C nos períodos mais quentes do dia e cerca de 4,0 C no ambiente externo em comparação com o telhado-testemunha (sem plantio), com potencial de modificação do microclima local.