Avaliação do potencial e impacto do biometano em Portugal: Sumário executivo

Estudo técnico-científico

Produção biológica integrada de hidrogénio e metano a partir de resíduos da indústria do biodiesel

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente

Anteproyecto de modelo arquitectónico de complejo alimentario, por medio de granjas agrícolas de La Geo

El presente trabajo consistió en el desarrollo del anteproyecto arquitectónico de un complejo alimentario, donde básicamente se propone la solución espacial para las instalaciones de un prototipo de anteproyecto propuesto por La Geo, el cual está compuesto de granjas agrícolas de La Geo, en un conjunto de espacios necesarios para la creación de un combustible alternativo a partir de procesos químicos y de tecnología biogás, todo esto producto de la granja avícola con capacidad para medio millón de aves, todos los desechos serán transformados a biogás para que este sea autosustentable. También cuenta con espacios complementarios como: Guardería y clínica asistencial, para el servicio de las comunidades aledañas y personal del complejo

Eliminação/valorização de resíduos de frutas (kiwi) por digestão anaeróbia

Este estudo tem como objetivo a valorização económica de resíduos agroindustriais, nomeadamente resíduos de kiwi, por digestão anaeróbia de forma a otimizar a produção de biogás e a sua qualidade (% CH4). Trata-se de uma pesquisa experimental que consistiu na avaliação da produção de biogás usando diferentes proporções de substrato e inóculo, quatro valores distintos para a razão C:N, inóculo de diferentes digestores e colheita do inóculo em épocas distintas do ano. Os ensaios foram desenvolvidos num reator batch em condições mesofílicas, sendo o processo acompanhado por monitorização dos parâmetros: pH, Alcalinidade, Ácidos Gordos Voláteis (AGV), Sólidos Totais (ST), Sólidos Voláteis (SV), Carência Química de Oxigénio (CQO) e Carbono. Para a totalidade dos ensaios, o valor de pH no reator praticamente não apresentou variação, mantendo-se em torno de 7,0; a alcalinidade do meio, 1500 mg CaCO3/L, revelou-se adequada uma vez que no final do processo de DA a concentração de AGV (400-600 mg/L), nunca excede os valores considerados críticos. Os resultados obtidos apresentam valores interessantes para um número considerável de ensaios. Das 10 experiências realizadas, em duas foram obtidos resultados muito significativos em relação à literatura; o ensaio com 1% de substrato (experiência 2) registou uma produção de biogás de 1628 L/kg SV com uma %CH4 de 57% e o biogás de maior qualidade, 85% de metano, foi obtido no ensaio com 5% de resíduo de kiwi (experiência 10). As experiências em que se avaliou o efeito da razão C:N foram as menos produtivas, possivelmente devido à inibição da atividade da população microbiana pelo KNO3. A qualidade do inóculo revelou-se determinante num conjunto de ensaios, nomeadamente quando a sua colheita foi realizada no inverno, com o digestor a apresentar temperaturas bastante baixas. De acordo com os valores mais favoráveis para a produção de biogás, por tonelada de resíduo de kiwi poderá ser obtido um valor monetário bruto de 102 €, resolvendo-se um problema de eliminação deste resíduo, com valorização energética simultaneamente.

Termodinâmica e o uso eficiente de recursos : análise exergética de uma biorrefinaria de cana-de-açúcar

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2015.

Torta de filtro e turfa na mitigação de solo contaminado por metais pesados e Boro e o uso do girassol como fitoextrator.

A maioria das plantas testadas para remediar áreas contaminadas tem sido para fins alimentares ou florestais. Hoje, o interesse aumentou para culturas energéticas, cuja biomassa poderá ser utilizada para biodiesel, biogás ou calor. Os objetivos deste experimento foram avaliar o potencial remediador de plantas de girassol cultivadas em um Neossolo Litólico contaminado com metais pesados e boro e o efeito da aplicação de compostos orgânicos na fitodisponibilidade de metais e de boro. As doses de compostos orgânicos, torta de filtro e turfa, foram de 0,0, 20; 40 e 80 t ha -1 de C orgânico equivalente em, g por vaso, a: 0,0, 37,4, 74,8 e 112,2 para a torta e 0,0, 60,5, 121,0 e 181,5 para a turfa. Plantas de girassol foram crescidas até o estádio de florescimento. Amostras de solo bem como as da parte aérea (caule e flor) e raízes das plantas de girassol foram submetidas às análises químicas para determinação de macro e micronutrientes e metais pesados. As plantas não apresentaram sintomas de toxidez. A produção de massa seca de todas as partes da planta aumentou com o aumento da adição de matéria orgânica, sendo que a adição de torta de filtro foi o tratamento mais efetivo. A aplicação de matéria orgânica não influenciou a concentração de B e de metais pesados disponíveis no solo, mas os valores estavam altos. Concluiu-se que o girassol tem potencial para ser cultivado na área contaminada estudada, além de ser considerado fitoextrator de B.

Sistema de control para la producción de gas metano a partir de residuos de materia orgánica en una finca ganadera del municipio de Aldana del departamento de Nariño

102 p.

CARACTERIZAÇÃO E AVALIAÇÃO DE POPULAÇÕES PORTUGUESAS DE FIGUEIRA-DA-ÍNDIA Opuntia ficus-indica (L.) Mill

A figueira-da-índia (Opuntia ficus-indica (L.) Mill.) é uma espécie com interesse para alimentação humana e animal, particularmente em áreas geográficas onde a disponibilidade de água é um fator limitante na atividade agrícola. Sendo considerada uma planta forrageira alternativa, pode produzir mais de 10 toneladas de matéria seca por hectare e, em condições limitantes de disponibilidade hídrica, supera as plantas C4 e C3 (Andrade-Montemayor et al., 2011). Acrescem ainda outras utilizações como sejam o controlo de erosão de solos, a constituição de barreiras anti-incêndio e a produção de biogás (Jigar et al., 2011, Sánchez et al., 2012). No contexto atual em que, por parte de alguns agricultores, renasceu o interesse por esta espécie, consideramos ser importante a caracterização e avaliação biométrica de populações portuguesas de O. ficus-indica e a sua comparação com variedades melhoradas, quer com o objetivo da produção de fruto para alimentação humana, quer como planta forrageira. Em maio de 2012 foram plantados, na Escola Superior Agrária de Castelo Branco (39º 49' 17.00''N; 7º 27' 41.00''W), num solo de baixa aptidão agrícola, cladódios de dezasseis populações portuguesas de O. ficus-indica, provenientes de diferentes locais e duas variedades italianas (Gialla e Bianca).

Evolutionary algorithms for the modeling of bioreactors

This work aims to study the application of Genetic Algorithms in anaerobic digestion modeling, in particular when using dynamical models. Along the work, different types of bioreactors are shown, such as batch, semi-batch and continuous, as well as their mathematical modeling. The work intendeds to estimate the parameter values of two biological reaction model. For that, simulated results, where only one output variable, the produced biogas, is known, are fitted to the model results. For this reason, the problems associated with reverse optimization are studied, using some graphics that provide clues to the sensitivity and identifiability associated with the problem. Particular solutions obtained by the identifiability analysis using GENSSI and DAISY softwares are also presented. Finally, the optimization is performed using genetic algorithms. During this optimization the need to improve the convergence of genetic algorithms was felt. This need has led to the development of an adaptation of the genetic algorithms, which we called Neighbored Genetic Algorithms (NGA1 and NGA2). In order to understand if this new approach overcomes the Basic Genetic Algorithms (BGA) and achieves the proposed goals, a study of 100 full optimization runs for each situation was further developed. Results show that NGA1 and NGA2 are statistically better than BGA. However, because it was not possible to obtain consistent results, the Nealder-Mead method was used, where the initial guesses were the estimated results from GA; Algoritmos Evolucionários para a Modelação de Bioreactores Resumo: Neste trabalho procura-se estudar os algoritmos genéticos com aplicação na modelação da digestão anaeróbia e, em particular, quando se utilizam modelos dinâmicos. Ao longo do mesmo, são apresentados diferentes tipos de bioreactores, como os batch, semi-batch e contínuos, bem como a modelação matemática dos mesmos. Neste trabalho procurou-se estimar o valor dos parâmetros que constam num modelo de digestão anaeróbia para o ajustar a uma situação simulada onde apenas se conhece uma variável de output, o biogas produzido. São ainda estudados os problemas associados à optimização inversa com recurso a alguns gráficos que fornecem pistas sobre a sensibilidade e identifiacabilidade associadas ao problema da modelação da digestão anaeróbia. São ainda apresentadas soluções particulares de idenficabilidade obtidas através dos softwares GENSSI e DAISY. Finalmente é realizada a optimização do modelo com recurso aos algoritmos genéticos. No decorrer dessa optimização sentiu-se a necessidade de melhorar a convergência e, portanto, desenvolveu-se ainda uma adaptação dos algoritmos genéticos a que se deu o nome de Neighboured Genetic Algorithms (NGA1 e NGA2). No sentido de se compreender se as adaptações permitiam superar os algoritmos genéticos básicos e atingir as metas propostas, foi ainda desenvolvido um estudo em que o processo de optimização foi realizado 100 vezes para cada um dos métodos, o que permitiu concluir, estatisticamente, que os BGA foram superados pelos NGA1 e NGA2. Ainda assim, porque não foi possivel obter consistência nos resultados, foi usado o método de Nealder-Mead utilizado como estimativa inicial os resultados obtidos pelos algoritmos genéticos.

Uso de compostos orgânicos para remediar solo contaminado por metais pesados e boro.

Até o momento, a maioria das plantas testadas para remediar áreas contaminadas tinha fins alimentares ou florestais. Hoje, o enfoque é para o uso de plantas energéticas, convertendo a biomassa em biodiesel, biogás e calor. Os objetivos deste experimento foram avaliar o desempenho do girassol como remediadora de um NEOSSOLO contaminado com metais pesados e boro e o efeito da aplicação de compostos orgânicos na disponibilidade de metais e de boro para o girassol. A torta de filtro e a turfa foram aplicadas em 4 doses, baseadas no teor de C orgânico de cada material: 0,0, 20; 40 e 80 t ha-1 . Cultivou-se o girassol até o florescimento. Amostra de solo retirada de cada parcela bem como a parte aérea (caule e flor) e as raízes foram submetidas às análises químicas para determinação de macro e micronutrientes e metais pesados. As plantas não apresentaram sintomas de toxidez de B e de metais pesados. O tipo de matéria orgânica influenciou significativamente a produção de massa seca do caule, flor e raiz, sendo que a adição de torta de filtro promoveu maior produção. Embora, a aplicação de matéria orgânica não tenha influenciado a concentração de B e de metais pesados disponíveis no solo, tanto no solo como na planta, os seus teores estavam elevados.Concluiu-se que o girassol tem potencial para ser cultivado na área contaminada com sucata automobilística e que a turfa e torta de filtro não foram eficientes como mitigadores de metais pesados e B.