Resíduos de construção e demolição: fatores determinantes para a sua gestão integrada e sustentável

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil de Gestão e Sistemas Ambientais

Valorização de resíduos de embalagens de plástico de origem agrícola por pirólise

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, Perfil de Engenharia de Sistemas Ambientais

Estudo estatístico e vantagens do uso do moodle no ensino público na Ilha da Madeira

Trabalho de Projeto apresentado para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Gestão de Sistemas de e-Learning

Avaliação do potencial da produção de energia elétrica através de resíduos urbanos em Portugal Continental. Horizonte Temporal 2014-2020

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, Perfil de Gestão de Sistemas Ambientais

Potencial de valorização de resíduos da concentração de minérios

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente

Avaliação do potencial de biomassa florestal da Ilha da Madeira para produção de combustíveis sólidos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

A Vulnerabilidade aos Incêndios na Madeira – Caso de estudo Santa Cruz

Desde 1970 que se tem verificado em Portugal um agravamento no número de ocorrências de incêndios florestais bem como da área ardida resultante dos mesmos. A mesma tendência se tem verificado noutros países, atingindo no entanto mais severamente os países do Sul da Europa, com clima mediterrânico. Neste contexto, procura-se nesta investigação analisar as causas deste fenómeno, nas suas diferentes dimensões: social, económica e ambiental. Deste modo, a análise decorre a duas escalas: uma análise a um nível nacional (evolução do problema em Portugal) e a um nível regional (região do caso de estudo). Ao longo do trabalho analisa-se o actual estado das investigações sobre avaliação de risco de incêndio, considerando sempre o papel que os Sistemas de Informação Geográfica (SIG) assumem nesta área. Com este propósito, confrontam-se metodologias elaboradas por diferentes investigadores, reflectindo sobre as opções tomadas em cada uma delas. A metodologia proposta é aplicada a um caso de estudo específico - Santa Cruz (Madeira) com o propósito de analisar a Vulnerabilidade deste território aos incêndios e atingir um melhor entendimento de como combater este problema.

Localização de instalações de tratamento de resíduos sólidos urbanos aplicação à área metropolitana de Lisboa

As sociedades actuais defrontam-se com vários desafios de índole ambiental, sendo de particular destaque a produção crescente de resíduos sólidos urbanos. Pretende-se a longo prazo passar de uma sociedade de consumo desenfreado e de desperdício para uma sociedade de reciclagem, na qual a produção de resíduos sólidos urbanos é mínima e estes são vistos como um recurso a valorizar. Para isso, os RSU não devem ser encarados como um objecto indiferenciado, mas sim separados nas suas várias componentes. Estes constituintes devem ser analisados do ponto de vista físicoquímico e encaminhados para o ou os locais mais apropriados ao seu tratamento. Os Sistemas de Informação Geográfica desempenham um papel fundamental como ferramenta de apoio à decisão, permitindo determinar qual a instalação de tratamento mais próxima do local de geração de RSU e a área de influência do ponto de vista do produtor de RSU e das instalações de tratamento de resíduos (ponto de vista do licenciamento e planeamento), o que se consegue através de análise de redes, isto é, operações de simulação em ambiente computacional que permitem determinar o caminho mais curto entre dois pontos e optimizar as distâncias. Portugal tem vindo a evoluir o seu sistema de gestão de RSU de acordo com as orientações internacionais, que pretendem reduzir o volume de resíduos depositado em aterros, retirando ao RSU a fracção biodegradável para posterior valorização orgânica e produção de composto com valor acrescentado. No entanto, temos vindo a falhar no cumprimento das metas de reciclagem e no correcto encaminhamento de resíduos, sendo ainda a percentagem maioritária colocada em aterro sanitário. Este trabalho tem como objectivo fornecer uma ferramenta que permita determinar os vários destinos adequados ao tratamento de um determinado resíduo e encontrar, com o apoio da informação geográfica, a instalação mais próxima de um dado local de geração e a área de influência do ponto de vista do produtor/ gestor do RSU e do licenciamento e planeamento de novas instalações. Pretende-se desta forma minimizar os custos em transporte e verificar se uma dada área está bem servida em termos de estações de tratamento, não só em número, mas também em tipo. Esta ferramenta foi aplicada na Área Metropolitana de Lisboa, que é responsável por cerca de 30% da produção de resíduos a nível nacional e aglomera mais de um quarto da população nacional. Conclui-se que a Área Metropolitana de Lisboa está bem servida a nível de estações de tratamento, especialmente ecocentros e estações de triagem e principalmente na região a Sul do Tejo e no concelho de Lisboa. Nota-se que a distância de pontos de geração escolhidos a título de exemplo aos locais mais adequados para tratamento da maior percentagem do constituinte de RSU varia entre 4 e 53 km, sendo a maior distância devida à localização da única instalação de valorização energética da AML. De uma forma geral, os locais de tratamento encontram-se a distâncias inferiores a 30 km (excepto a zona de Mafra), não justificando a instalação de estações de transferência nos locais considerados. Contudo, alerta-se para a importância da instalação de estações de transferência em aglomerados populacionais com maior produção de resíduos, com o objectivo de concentrar os RSU num único local e minimizar a frequência de transporte. Finalmente, destaca-se o investimento em novas infraestruturas, principalmente por parte da empresa AMTRES / Tratolixo, que é responsável pela gestão de resíduos em Cascais, Oeiras, Sintra e Mafra, concelhos que apresentam maiores lacunas ao nível das instalações de tratamento de resíduos. Considera-se importante o estabelecimento de protocolos entre as várias entidades gestoras, de forma a garantir o correcto encaminhamento dos resíduos e a minimização do seu transporte.

Caracterização de combustíveis derivados de resíduos obtidos a partir de resíduos industriais não perigosos

Numa década em que Portugal tem vindo a efectuar uma aposta clara nas energias renováveis, com vista a adquirir uma maior independência energética, os Combustíveis Derivados de Resíduos (CDR)surgem como uma via a explorar. A sua utilização terá de ser avaliada sob duas perspectivas, a obtenção de um combustível alternativo e, simultaneamente, a evolução na pirâmide da hierarquia da gestão integrada dos resíduos, minimizando a sua deposição em aterro. Como objectivos gerais desta dissertação destacam-se a caracterização físico-química de Combustível Derivado de Resíduos produzido a partir de resíduos industriais não perigosos e o estudo da influência da alteração da linha de produção na qualidade do produto final. Assim, o estudo aqui apresentado permite acrescentar algum conhecimento sobre a composição e características da fracção de maior poder calorífico presente nos resíduos industriais não perigosos. Para alcançar este objectivo realizaram-se duas campanhas de recolha de amostras e respectiva caracterização do poder calorífico inferior (PCI), da humidade, do cloro e de metais pesados, de acordo com normas internacionais. As campanhas foram separadas por aproximadamente um ano ao qual corresponderam linhas produtivas distintas. Em paralelo caracterizou-se o teor em biomassa e em carbono biogénico no CDR e nos Finos de modo a permitir, a futuros utilizadores, encararem estes combustíveis como contendo fracções de fontes de carbono de origem não fóssil e deste modo não serem tributáveis no âmbito do Comércio Europeu de Licenças de Emissão. Dos resultados mais relevantes realça-se que em média o CDR em estudo possui um teor em biomassa de 60 %, um PCI de 4000 cal/g, um teor em cloro de 1 % m/m (matéria seca), uma humidade de 6 % e uma concentração média em mercúrio inferior a 0,005 mg/MJ. Com os valores obtidos, o CDR enquadra-se na classe 3, para os parâmetros PCI e cloro, e na classe 1 para o mercúrio, segundo a classificação contemplada na NP 4486:2008. Os resultados permitem assim concluir sobre a adequabilidade do produto para valorização energética. O tratamento estatístico revelou que a quantidade de amostras analisadas foram genericamente suficientes para a caracterização da fracção de biomassa, do PCI e do cloro e insuficientes na determinação do teor em metais. No que respeita ao impacto da alteração da linha de produção nas características dos produtos verifica-se que no CDR não se evidenciou uma relação directa. Relativamente à qualidade dos Finos denota-se uma variação no teor em biomassa derivada do facto da distribuição granulométrica ser diferente e consecutivamente a composição não ser idêntica.

Contribuição para o estudo da modelação da digestão anaeróbia de resíduos sólidos, estudo da influência da geometria do reactor na cinética do processo

O presente trabalho tem como objectivo contribuir para o estudo do desenvolvimento de um modelo matemático aplicado à digestão anaeróbia de resíduos sólidos, que incorpore os condicionamentos da geometria dos reactores e a sua influência na cinética do processo biológico. Nesse sentido, o trabalho propõe-se avaliar o comportamento cinético de três reactores, com o mesmo volume mas com diferentes relações tridimensionais, utilizando o mesmo substrato, e idênticos parâmetros ambientais e operacionais de funcionamento. Pretendeu-se estudar em que medida a relação do comprimento, largura e altura de um reactor pode interferir nas taxas de remoção de substrato, condicionando a respectiva difusão na biomassa e crescimento dos microrganismos. Considera-se que este aspecto é do maior interesse para o desenvolvimento de um modelo cinético, podendo minimizar desvios inerentes à própria modelação de processos biológicos complexos. A geometria do reactor, que se correlaciona com uma determinada relação tridimensional, pode constituir um parâmetro importante, que se designou por Kcig (Constante de Inibição Geométrica), dada a influência que poderá exercer na cinética do processo biológico. A sua avaliação, parametrização e consequente modelação, deverá facilitar a escolha da relação comprimento/largura/altura mais adequada, de forma a optimizar o funcionamento operacional do reactor. O plano experimental desenvolveu-se em duas fases, utilizando-se dois substratos com graus distintos de dificuldade de utilização pelos microrganismos, nomeadamente: Fase 1 (glucose), Fase 2 (FORSU e relva). Concluiu-se que a cinética do processo é influenciada pela relação entre as áreas de separação de biogás/biomassa (As) e de contacto biomassa/reactor (Ac), que interferem na geometria do reactor. Assim, através dos resultados das fases 1 e 2 pode observar-se que a variação da taxa de remoção de substrato se aproxima de uma função de saturação, pelo que se propõe uma adaptação do modelo de Monod, através de um formalismo que incorpora uma grandeza adimensional, Kcig, para reflectir o efeito da geometria do reactor. Verificou-se que a equação adoptada para Kcig se mostrou adequada, o que permitiu, através do modelo de Monod ajustado, estimar os valores de rx máx e Ks que se admite estarem mais próximos dos verdadeiros, embora se considere que apenas se pretende corrigi-los em função do efeito da geometria do reactor. Por outro lado, o estudo permitiu identificar um valor de Kcig para o reactor de 2,5 L, a partir do qual poderá não ser interessante a relação entre a taxa de remoção de substrato e a área de construção do reactor.

Cracking catalítico de resíduos plásticos

No presente trabalho foram realizadas análises à degradação térmica e catalítica do polietileno de alta densidade (PEAD), de resíduos plásticos de cabos eléctricos e do hidrocarboneto n-C50. Analisou-se, ainda, a influência do n-C50 na degradação catalítica dos resíduos de cabos eléctricos, variando as proporções da mistura cabos/C50. Para isso, usaram-se simultaneamente as técnicas de Termogravimetria (TGA) e Calorimetria Diferencial de Varrimento (DSC), sob atmosfera inerte. No estudo em causa utilizou-se o zeólito ZSM-5 como catalisador de partida. Posteriormente submeteu-se o zeólito a tratamentos de dessilicação, variando a concentração da solução básica empregue durante o tratamento alcalino. Procedeu-se à caracterização textural dos zeólitos através da adsorção de azoto, e à caracterização da acidez pela técnica de termodessorção a temperatura programada. Averiguou-se o efeito da dessilicação dos zeólitos na pirólise catalítica do PEAD, resíduos de cabos eléctricos e C50. Verificou-se que a dessilicação conduziu a um aumento da mesoporosidade e da área de superfície externa, sem ocorrerem alterações significativas na microporosidade. O tratamento de dessilicação dos zeólitos conduziu a um aumento da sua actividade durante a pirólise catalítica dos resíduos de cabos eléctricos e do n-C50, diminuindo a temperatura de degradação catalítica dos mesmos. Constatou-se que a presença de hidrocarboneto baixou a temperatura de degradação catalítica dos resíduos de cabos eléctricos, melhorando a actividade do zeólito. Analogamente os resíduos de cabos eléctricos também aceleraram a degradação catalítica do n-C50, isto é, o hidrocarboneto, na presença dos resíduos, inicia a sua degradação catalítica a uma temperatura inferior comparativamente a quando se encontra isolado.

A comunicação do risco na minimização de desastres naturais na Região Autónoma da Madeira

As evidências históricas das catástrofes naturais e suas consequências, ilustram a influência dos fenómenos naturais sobre a atividade humana e a crescente exposição ao risco por parte das sociedades contemporâneas. Consequentemente, os desastres naturais devem ser encarados como o produto de uma complexa relação, na qual se combinam ameaças naturais e ações humanas geradoras de vulnerabilidade, decorrentes do quadro económico, sociocultural, biofísico e político-administrativo da sociedade. Torna-se portanto fundamental apoiar as comunidades e indivíduos a tornarem-se menos vulneráveis e a reforçar a sua capacidade de antecipar, resistir, enfrentar e recuperar de desastres naturais, o que implica gerir o impacto dos desastres, mas sobretudo incidir na redução do risco. A gestão de riscos e desastres envolve a conjugação de perspetivas de um conjunto de atores, que a comunicação do risco, enquanto processo dinâmico de diálogo entre os diversos intervenientes (indivíduos, comunidades e instituições) deve ser capaz de mobilizar, tanto para a prevenção e preparação, como para a resposta à crise e posterior reconstrução. Nesse sentido, centramos a atenção deste trabalho no papel que a comunicação do risco pode desempenhar, enquanto processo primordial na difusão de conhecimentos, na modificação e reforço de condutas, valores e doutrinas sociais, assim como no estímulo a processos de mudança social que contribuam para a prevenção e minimização de desastres e para o desenvolvimento de uma cultura de segurança. Este objetivo é ainda mais premente em espaços insulares por norma frágeis, económica e ambientalmente, como é o caso da Região Autónoma da Madeira. A fragilidade deste território, historicamente marcado por processos de perigosidade, cuja magnitude e frequência constituem recorrentemente uma ameaça ao bem-estar e qualidade de vida das populações, salienta a necessidade de estratégias de comunicação do risco que auxiliem os cidadãos, comunidades e instituições a antecipar, resistir e recuperar de eventos naturais adversos. As investigações realizadas permitiram identificar os principais fenómenos e processos naturais que constituem ameaças para o território e aferir um conjunto de aspetos psicológicos, sociais e culturais que influenciam a perceção de risco dos residentes. Estes conhecimentos possibilitaram o desenvolvimento de uma estratégia de comunicação baseada nas necessidades, atitudes e comportamentos dos indivíduos. A estratégia definida materializa-se num modelo de comunicação do risco para a fase Pré-desastre, que procura responder à complexidade e incerteza dos riscos e suas perceções, permitindo aos diferentes intervenientes (indivíduos, comunidades e instituições) implementar princípios de boa governança do risco e reforçar a sua capacidade de antecipar, resistir, e recuperar de eventos naturais adversos, contribuindo dessa forma para a minimização dos desastres que afetam o território.

Predicting the impacts of climate change on the distribution and conservation of endemic forest land snails of Madeira Island

Climate change is emerging as one of the major threats to natural communities of the world’s ecosystems; and biodiversity hotspots, such as Madeira Island, might face a challenging future in the conservation of endangered land snails’ species. With this thesis, progresses have been made in order to properly understand the impact of climate on these vulnerable taxa; and species distribution models coupled with GIS and climate change scenarios have become crucial to understand the relations between species distribution and environmental conditions, identifying threats and determining biodiversity vulnerability. With the use of MaxEnt, important changes in the species suitable areas were obtained. Laurel forest species, highly dependent on precipitation and relative humidity, may face major losses on their future suitable areas, leading to the possible extinction of several endangered species, such as Leiostyla heterodon. Despite the complexity of the biological systems, the intrinsic uncertainty of species distribution models and the lack of information about land snails’ functional traits, this analysis contributed to a pioneer study on the impacts of climate change on endemic species of Madeira Island. The future inclusion of predictions of the effect of climate change on species distribution as part of IUCN assessments could contribute to species prioritizing, promoting specific management actions and maximizing conservation investment.

Produção sustentável de peletes através da incorporação de resíduos industriais, florestais, agroindustriais e urbanos

A biomassa residual representa uma fonte energética extremamente abundante e acessível. Para que a sua valorização energética seja eficiente é necessário utilizar biocombustíveis de qualidade e portanto, avaliar as suas características físicas e químicas é essencial. O presente trabalho envolveu diversas etapas: caracterização de resíduos de biomassa, caracterização de peletes e ensaios de combustão, avaliação do efeito do processo de torrefacção em peletes e extracção de produtos de valor acrescentado a partir de biomassa florestal residual. Foi realizada a caracterização físico-química de vários resíduos de biomassa de diferentes origens. Este processo incluiu a análise aproximada, análise elementar, análise termogravimétrica, determinação da composição mineral das cinzas e determinação do poder calorífico superior. Os tipos de resíduo de biomassa utilizados incluíram resíduos industriais, florestais, agroindustriais, hortofrutícolas e urbanos linho-celulósicos. De acordo com as análises realizadas, existe uma grande variabilidade de características físico-químicas entre as amostras estudadas, existindo intervalos significativos para todos os parâmetros de análise aproximada e elementar estudados. No entanto, todos os resíduos estudados apresentaram potencialidade nas suas propriedades combustíveis. Realizou-se também a incorporação de alguns dos resíduos caracterizados em peletes. Os peletes produzidos apresentaram propriedades combustíveis típicas, exceptuando no teor de cinzas e apresentaram propriedades mecânicas promissoras, embora ligeiramente abaixo dos valores normativos. Os ensaios de combustão realizados com 3 formulações de peletes revelaram boas características de ignição, mas emissões significativas de CO. Os peletes foram ainda testados relativamente à sua composição aproximada, após serem submetidos ao processo de torrefacção. Constatou-se que efectivamente ocorre uma melhoria na sua composição aproximada, mas as suas propriedades mecânicas são afectadas negativamente por este processo térmico. Finalmente estudou-se também uma via de valorização alternativa para os resíduos de biomassa florestal. Estes resíduos contêm quantidades substanciais de óleos essenciais de elevado valor. Estes óleos foram ser extraídos por destilação de arrastamento a vapor. Os rendimentos de extracção foram avaliados e a composição terpénica dos óleos foi determinada por GC-MS. O produto secundário da destilação, o hidrolato, foi também avaliado relativamente à sua composição.

Incorporação de resíduos de cerâmica em argamassas de cal aérea

Sabe-se que aproximadamente 30% do material produzido pela indústria cerâmica é considerado desperdício e, frequentemente, depositado em aterro, com o impacto ambiental negativo que acarreta. Esta tem sido uma das grandes motivações para a crescente investigação que tem sido levada a cabo a fim de obter soluções viáveis para a sua reintrodução no processo produtivo. A viabilidade do uso de resíduos de material cerâmico tem vindo a ser avaliada, principalmente, na incorporação em betões ou em argamassas com base em cimento. Na antiguidade e na ausência de pozolanas naturais, eram frequentemente utilizados resíduos cerâmicos moídos, atuando como pozolanas artificiais e conferindo algumas características hidráulicas e de durabilidade às argamassas de cal aérea. Temse efetivamente constatado que alguns pós resultantes de desperdícios de cerâmica de barro vermelho, nomeadamente os que foram sujeitos a tratamento térmico a temperaturas inferiores a 900°C e moídos em granulometria fina, podem funcionar como pozolanas artificiais em argamassas. A introdução de resíduos de cerâmica em granulometria mais grossa nas argamassas, como agregado, pode também revelarse vantajoso, na medida em que permite substituir parcialmente a areia normalmente utilizada. Assim sendo, o recurso aos resíduos de cerâmica pode ser muito vantajoso em três vertentes principais: a redução de resíduos a depositar em aterro, a redução da extração de rochas para serem utilizadas na produção de ligantes e de areias e a produção de argamassas com comportamentos melhorados. Com o objetivo de analisar a viabilidade da introdução de resíduos de cerâmica em argamassas, que se pretendem sejam, essencialmente, adequadas como argamassas de substituição, tem vindo a ser desenvolvida investigação na Universidade de Coimbra em colaboração com a Universidade Nova de Lisboa. O trabalho que se apresenta neste artigo é uma pequena parte dessa investigação. Toda esta investigação tem tido o apoio de um projeto de investigação financiado pela FCT.