Avaliação do funcionamento da ETAL do aterro sanitário de vila Ruiva e proposta de reabilitação

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Sanitária

Avaliação de geossintéticos na construção de aterros sanitários – caso de estudo: aterro do Giestal

Os aterros de resíduos contemplam, na sua constituição, uma série de sistemas e infraestruturas complementares que asseguram o correto funcionamento do mesmo, minimizando os perigos ambientais. A produção de lixiviados no interior das células de confinamento deste tipo de aterro é um fato inevitável sendo necessário, dada a sua perigosidade, o dimensionamento de um sistema de contenção e drenagem que promova o seu escoamento para zonas de tratamento. O presente trabalho assentou em três vertentes principais: o aprofundamento dos conhecimentos e exposição dos mesmos, na temática relacionada com aterros de resíduos e com a aplicação de geossintéticos neste tipo de infraestrutura, o acompanhamento da construção do novo aterro de resíduos não perigosos da Suldouro, o Aterro do Giestal, que vem substituir o seu precedente, já em fase de selagem, o aterro de Sermonde e a elaboração de uma análise crítica à solução construtiva apresentada no projeto de execução deste aterro. Neste contexto, é efetuada uma pesquisa bibliográfica exaustiva e assente, essencialmente, na problemática da gestão de resíduos, na utilização de geossintéticos em aterros de resíduos e no seu projeto e construção. O acompanhamento da obra debruçou-se, essencialmente, sobre a execução do sistema de impermeabilização e de drenagem de lixiviados da célula de confinamento, dando enfâse aos materiais utilizados, nomeadamente os geossintéticos, ao dimensionamento efetuado e aos processos construtivos utilizados e à garantia da qualidade da sua execução. Dados os riscos ambientais associados a este tipo de infraestruturas, são, para além dos sistemas referidos, analisados os elementos do sistema de monitorização de águas subterrâneas, sendo aqui abordados os materiais e processos construtivos. Por fim, é proposta uma solução alternativa à prevista no projeto de execução dos sistema de impermeabilização e drenagem de lixiviados. A solução desenvolvida, é inovadora, de custo mais reduzido e com vantagens acrescidas relativamente aos seus processos construtivos e à capacidade de armazenamento.

Implementação de um processo industrial de coloração de granito

O presente estágio foi desenvolvido na Britafiel. Um dos projectos em que a Empresa se encontra envolvida é o STOCO, pretendendo implementar à escala industrial um processo de coloração de pedra granítica natural para fins decorativos. Foi neste projecto que se enquadrou o estágio. O tema do estágio centra-se no processo de coloração de granito tendo como principal foco a implementação de um processo industrial de produção de granito colorido. O projecto STOCO nasce da necessidade de complementar a actividade da empresa com produtos de maior valor acrescentado para valorização da matéria-prima de base, o granito. STOCO, resultante de Stone Color, é o nome dado ao projecto e ao novo produto que é granito colorido, sob a forma de brita. Pretende-se obter um produto amigo do ambiente e com boas características: manter a textura natural da pedra granítica e assegurar uma boa resistência a factores agressivos. Estudos prévios de qualidade e de toxicidade mostraram que o produto STOCO desenvolvido até então apresenta um bom comportamento face a agressões climatéricas e que não compromete a vida das espécies usadas nos testes (peixes). Em relação aos lixiviados e resíduos da pedra colorida STOCO, estes não apresentaram qualquer problema ambiental, sendo considerado um produto amigo do ambiente. À data de início do presente trabalho estava em funcionamento um equipamento protótipo de produção de granito colorido (100 kg/partida), sendo a instalação e o arranque da unidade industrial (3 ton/h) concretizados no início de 2014, já no decorrer deste trabalho. Os objectivos cumpridos no âmbito deste trabalho foram então a implementação de uma linha industrial de produção de brita colorida, avaliação técnica do processo e do custo industrial de produção associado às matérias-primas. Neste relatório é descrito o processo inicial adoptado e apresentam-se as alterações efectuadas para melhoria do processo produtivo. Resolveram-se problemas como: definição e instalação de equipamentos complementares para a entrada e a saída da brita no equipamento industrial; pó excessivo na brita; cheiro intenso a gás e elevado ruído; adequação do sistema de pintura; e secagem incompleta da brita. Alguns destes problemas não foram totalmente resolvidos, mas sim minimizados. O equipamento industrial necessita ainda de alterações em diversas áreas, que foram identificadas e para as quais são feitas sugestões de melhoria. Conseguiu-se ainda fazer alguns testes para uma possível substituição de alguns constituintes da tinta. Os componentes que entram na composição base da tinta aquosa, são de modo simplificado: ligante, pigmento, solvente e aditivos. Os constituintes que mais encarecem a tinta, e consequentemente o processo em causa, são o ligante e o pigmento. Os estudos efectuados precisam de ser aprofundados, na tentativa de melhorar o processo minimizando os custos de produção. Formalizaram-se os procedimentos escritos de produção STOCO tanto para o protótipo como para o processo industrial e elaborou-se uma ficha técnica de produto para a brita colorida STOCO.

Valorização energética de lamas resultantes do processo de produção de pasta e papel numa caldeira de leito fluidizado

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre Energia e Bioenergia

Estudo da valorização de cinzas de biomassa na produção de materiais para a construção de recifes artificiais

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

Qualidade de sementes de girassol na safrinha do Distrito Federal.

RESUMO: O presente trabalho teve como objetivo avaliar, através de diferentes testes, a qualidade fisiológica de sementes de girassol na safrinha do Distrito Federal. Os testes foram realizados no Laboratório de Sementes da Faculdade de Agronomia e Veterinária ? FAV, da Universidade de Brasília - UnB, Campus Universitário Darcy Ribeiro, Brasília, DF, em 2014. Foram realizados testes de germinação padrão em areia e em papel, peso da matéria verde e da matéria seca, envelhecimento acelerado, condutividade elétrica e lixiviados de potássio. Foram encontradas diferenças significativas entre os genótipos para as todas as características avaliadas. Dentre os genótipos avaliados, os híbridos que se destacaram quanto a qualidades fisiológicas desejáveis pelos testes de germinação, condutividade elétrica e lixiviação de potássio foram BRS G42 e SYN 045. Materiais genéticos foram identificados no trabalho para possível exploração em programas de melhoramento. ABSTRACT: This study aims to evaluate, through different tests, the seed physiological quality of sunflower in the second crop in the Brazilian savannah. The tests were carried on in the Seed Laboratory of Veterinary and Agriculture Faculty of University of Brasilia, in 2014. The tests were seedling emergence in sand and paper, green and dry matter weight, accelerated aging, electrical conductivity and potassium leached. Related to the evaluated characteristics, significant differences were found between genotypes. Among them, the hybrids that stood out for the physiologic characteristics through the germination test, electric conductivity and potassium leaching were BRS G42 and SYN 045. Genetic materials were identified in this study for a possible exploration in breeding programs.

Avaliação do desempenho hidráulico de agregados reciclados de escórias de aciaria e RCD à água e ao lixiviado de RSU e sua comparação com basalto e calcário

As atuais políticas de gestão de resíduos estão mais focadas na reciclagem e na reutilização dos resíduos do que na sua eliminação em aterros de resíduos. Nos casos em que o resíduo não é perigoso para o ambiente, não existe nenhuma razão para que esse material não seja utilizado em obras de construção e de engenharia civil, desde que garanta um desempenho equivalente, no mínimo, ao dos materiais naturais. De forma a contribuir para a valorização dos resíduos, estudou-se o comportamento hidráulico de um Agregado Siderúrgico Inerte para a Construção (ASIC), proveniente de escórias de aciaria de Forno de Arco Elétrico (FAE), e de um agregado reciclado de betão, proveniente de resíduos de construção e demolição (RCD), à água de abastecimento público e a um lixiviado recolhido num aterro de resíduos sólidos urbanos (RSU). Pretendeu-se avaliar a viabilidade técnica da sua aplicação em estruturas de drenagem de obras geotécnicas e infraestruturas de transporte, em particular na camada de drenagem e recolha dos lixiviados dos aterros de resíduos. Efetuaram-se ensaios de permeabilidade sobre duas frações granulométricas diferentes: areia (0,25-2mm) e “brita” (2-20mm), considerando que no nosso país é habitual aquela camada ser composta por um nível de areia, com 0,2m de espessura, sobre um nível de brita, com 0,3m espessura. Seguindo o procedimento adotado para o estudo dos dois agregados reciclados, também se ensaiaram dois agregados naturais, basalto e calcário, utilizados como materiais de referência.

Características físicas, químicas e mineralógicas de latossois vermelho-amarelos - textura média, da região de São Manuel, Sp

Quatro perfis de Latossol Vermelho Amarelo - textura média (LVA-m) (Quartzipsamment Haplortox) e um de Aluvio (Tropic Fluvaquent) localizados em uma topossequência da região de São Manuel, Estado de São Paulo, foram estudados em suas características morfológicas, granulométricas, químicas e mineralógicas. Os perfis do LVA-m são caracterizados por serem profundos, homogêneos, de textura barro arenosa, lixiviados, ácidos, distróficos, com elevada saturação de alumínio, predominantemente caulinítico ou caulinítico-gibbsítico e com baixíssimo teor de ferro livre. Tais perfis se localizam em três superfícies fisiográficas distintas. Apesar do material de origem ser aparentemente homogêneo ele sofreu diversos retrabalhamentos caracterizados pelas linhas de pedras e pelo teor de gibbsita. Constatou-se a transformação caulinita para gibbsita através da dessilicatização O alúvio, caracterizado pela heterogeneidade de suas camadas, apresenta entretanto uma textura semelhante ao do LVA-m. Devida as características de excesso de água, drenagem lenta e posição de ocorrência, há um acumulo de bases e sílica neste solo. A transformação gibbsita para caulinita foi sugerida.

Análisis del ciclo de vida de sistemas de tratamiento de aguas residuales: influencia de los materiales utilizados

En este proyecto se tiene como objetivo comparar una EDAR específica con otras tres, desde el punto de vista ambiental, y establecer diferentes alternativas. En particular, se ha evaluado la mejor alternativa en la obtención de energía eléctrica para la propia utilización de la planta de tratamiento de aguas residuales, a partir del biogás generado en el digestor en la línea de lodos. En este tipo de instalaciones, entre las alternativas tanto en su uso actual como en fase de desarrollo, el motor de cogeneración de electricidad y el calor es el más utilizado para obtener simultáneamente la electricidad necesaria para las instalaciones y el calor necesario para mantener el digestor de lodos a la temperatura de trabajo (36ºC aproximadamente). Las otras alternativas evaluadas en este estudio son las pilas de biogás de membrana electrolítica polimérica (en inglés Polymeric Electrolyte Membrane, PEM) y las pilas de óxidos sólidos (en inglés Solid Oxide Fuel Cells, SOFC) con una turbina de gas (sistema híbrido SOFC-GT). Por otro lado, se estudian las características de los materiales que componen los dispositivos MEC (microbial electrolysis cell) y las pilas PEM y SOFC, así como las ventajas e inconvenientes de usar estas nuevas tecnologías en el tratamiento de aguas residuales, así como la evaluación del impacto ambiental de la EDAR objeto de estudio, que se ha llevado a cabo utilizando el análisis de ciclo de vida (ACV). El ACV es una herramienta que permite comparar diferentes procesos o productos que tengan la misma función, y así evaluar la alternativa que conlleve una mejora en el medio ambiental. La metodología de ACV pretende evaluar en detalle el ciclo de vida completo de un producto o proceso. Un ACV se suele definir de tipo "cradle to grave" o "desde la cuna hasta la tumba" o bien de tipo "gate to gate", o "de puerta a puerta". En el primer caso el estudio analiza el ciclo de vida completo del sistema, dese el origen hasta el final, mientras que en el segundo caso el ACV no tiene en cuenta su disposición final (vertedero, reciclaje, etc.). Un estudio de ACV del primer tipo conlleva hacer un estudio muy detallado, que en la práctica puede resultar muy largo y laborioso por la dificultad de encontrar todos los datos necesarios. Por ello, muchos estudios de ACV que se encuentran en la literatura suelen ser del tipo "gate to gate". Además, hay que esablecer las fronteras del sistema a estudiar, ya que hay procesos que tienen muy poca contribución a las categorías de impacto ambiental. En una EDAR los principales procesos considerados en el ACV llevado a cabo son el consumo de productos químicos, de electricidad, la producción de lodos y su utilización como composta, el biogás y su utilización para producir electricidad, los residuos sólidos y las distintas emisiones al medio producidas por el propio funcionamiento de la EDAR. Las operaciones relacionadas indirectamente como el transporte de los lodos, de productos químicos, de los residuos sólidos y la infraestructura con una vida media de 30 años no influyen significativamente en los resultados, por ejemplo el transporte de los lodos con un camión a 30km contribuyen en menos de 1% en todas las categorías de impacto. De acuerdo con las normativas ISO series 14040 que regulan las pautas de un ACV, se establece una unidad funcional apropiada, o sea habitante equivalente, ya que es la más apropiada por tener en cuenta la carga contaminante en el agua a tratar, parámetro imprescindible para comparar EDARs. Redefiniendo las fronteras, se realiza un ACV del depósito del biogás sin tener en cuenta el resto de la instalación y se toma como unidad funcional m3 de biogás, en el caso concreto de obtener biogás mediante un dispositivo MEC, que maximiza la cantidad de hidrógeno en detrimento de la cantidad de metano contenido en el biogás, observándose que la contribución de un biogás con un alto contenido en hidrógeno y, por tanto bajo en metano, produce una mejora ambiental. Las categorías de impacto ambiental que tienen contribución son el calentamiento global y la oxidación fotoquímica; el dispositivo MEC hace quela contribución a estas categorías de impacto sea de un orden de magnitud inferior con respecto al biogás generado en un digestor. Además, si se produce la combustión del biogás, la única categoría de impacto que tiene contribución es la de calentamiento global; para una dispositivo MEC la contribución sigue siendo un orden de magnitud inferior con respecto al biogás de un digestor de lodos.

Estudi de les càrregues ambientals del compostatge casolà. Simulació d'un sistema de compostatge domèstic i determinació d'emissions de gasos contaminants

Aquest treball s’enfoca cap l’anàlisi de les emissions de gasos amb un potencial impacte negatiu sobre l’entorn que es poden emetre a l’atmosfera durant el compostatge casolà com són el metà i l’òxid nitrós pel seu paper de gasos d’efecte hivernacle i l’amoníac, però sense oblidar el seguiment dels paràmetres del procés en si i la determinació de la qualitat del compost produït. Durant poc més de 6 mesos s’ha simulat un sistema de compostatge casolà tal i com podria donar‐se en un domicili particular i s’ha confirmat la seva eficàcia en la reducció en pes del residu tractat així com l’obtenció d’un producte final altament estable i d’una qualitat més que acceptable. Pel que fa a les emissions de gasos, les quantitats determinades no són menyspreables. L’experiment s’ha realitzat per triplicat. Les emissions són molt erràtiques i no s’han trobat patrons clars en la seva evolució durant el procés de compostatge més enllà d’una certa correlació entre les emissions d’amoníac i la diferència de temperatures entre l’ambient i l’interior dels compostadors. Cal destacat un elevat grau de biaix en la determinació d’emissions gasoses a petita escala, com és el cas del compostatge casolà. Finalment constatar que la generació de lixiviats en el compostatge domèstic pot ser important donat el contingut en aigua de la matèria orgànica tractada a nivell casolà i el limitat accés a material estructurant sec que es té per a compensar‐les.

Plantas invasoras para melhorar a eficiência da calagem na correção da acidez subsuperficial do solo

Foram desenvolvidos estudos com colunas de solo (Ø = 4 cm; h = 25 cm) em condições de laboratório, em Londrina, durante os anos de 1999 e 2000, utilizando-se o horizonte Bw de um Latossolo Vermelho. As seguintes plantas foram testadas: agriãozinho das pastagens (Synedrellopsis grisebachii), carrapicho-de-carneiro (Acanthospermum hispidum ), caruru roxo (Amaranthus hybridus), ordão-de-frade (Leonotis nepetifolia: ), losna branca (Parthenium hysterophorus), mamona (Ricinus communis), picão branco (Galinsoga parviflora) e trapoeraba (Commelina benghalensis ). Extratos aquosos da parte aérea das plantas (3 g em 150 mL) foram aplicados na superfície do solo e lixiviados com três volumes de poros de água destilada, em tratamentos com calcário na superfície. Avaliaram-se as alterações no pH do solo e os teores de cátions trocáveis (Ca, Al, K e Mg) em camadas do solo de 5 cm e na solução efluente. A calagem superficial (sem extrato vegetal) aumentou o pH e o Ca e diminuiu o Al apenas no local de aplicação e, em menor intensidade, na camada de 5-10 cm. Os extratos de plantas e calagem superficial aumentaram o pH e reduziram Al até 20 cm de profundidade. A mamona foi a planta invasora que apresentou a maior capacidade de transportar Ca, elevando a concentração do nutriente até 15 cm de profundidade. As plantas de maior efeito na acidez foram: picão branco e trapoeraba, que também causaram a maior lixiviação de Al da coluna de solo. As de menor efeito foram: agriãozinho e carrapicho-de-carneiro. As plantas invasoras testadas apresentaram potencial para uso, objetivando o aumento da eficiência da calagem na correção da acidez da subsuperfície do solo.

Cinza e carbonato de cálcio na mitigação de drenagem ácida em estéril de mineração de carvão

A drenagem ácida é um problema ambiental, não-exclusivo, mas comumente associado à mineração do carvão e decorrente da oxidação de sulfetos, como a pirita, presente nos estéreis e rejeitos da mineração. A cinza derivada da queima do carvão constitui um resíduo, de utilização ainda limitada, no Brasil, mas que apresenta potencial de neutralização da acidez. Desse modo, estudou-se a possibilidade de utilização de cinzas da combustão do carvão mineral em combinação com carbonato de cálcio (CaCO3) para correção da drenagem ácida decorrente da oxidação de pirita em estéril da mineração de carvão de Candiota (RS). Amostras de 50 g do material estéril que continha pirita foram tratadas com 16 combinações de cinza da combustão do carvão e CaCO3 e acondicionadas em frascos de lixiviação. O experimento foi realizado em delineamento inteiramente casualizado, fatorial 4 x 4 (quatro doses de CaCO3 e quatro doses de cinza), em três repetições. Os frascos foram submetidos a lixiviações periódicas com água destilada, a cada duas semanas, durante oito meses. Os lixiviados foram caracterizados quanto ao pH, acidez livre e concentrações de S, Si e Fe. Os resultados demonstraram que: o uso da cinza do carvão de Candiota não é viável, tanto por apresentar baixa capacidade de neutralização da acidez quanto por diminuir a eficiência do CaCO3. Após oito meses de intemperismo simulado, apenas 11 % dos sulfetos foram oxidados na ausência de carbonato e cinzas. O uso de carbonato e, em menor grau, de cinza, acelerou a taxa de oxidação dos sulfetos. A oxidação da pirita contida nas amostras ocorreu com maior velocidade nos dois primeiros meses de intemperismo simulado; desse modo, recomenda-se o uso de calcário logo após a exposição do estéril da mineração, visando minimizar a drenagem ácida. Pesquisas, de longo prazo, que visem à otimização das doses de CaCO3 e ao uso de outros corretivos na mitigação da drenagem ácida devem ser estimuladas.

Subproduto da indústria de alumínio como amenizante de solos contaminados com cádmio e chumbo

A poluição do solo com elementos-traço tem sido motivo de preocupação nos últimos anos, o que justifica melhor conhecimento da disponibilidade desses elementos no ambiente, visando amenizar seus efeitos em áreas contaminadas. Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de um subproduto da indústria de alumínio como amenizante de solos contaminados com Cd e Pb. Foram utilizados um Neossolo Quartzarênico (930 g kg-1 de areia, 20 g kg-1 de silte e 50 g kg-1 de argila) e um Latossolo Vermelho (360 g kg-1 de areia, 100 g kg-1 de silte e 540 g kg-1 de argila) contendo 15 % de solo contaminado com Cd e Pb. Foram feitas cinco repetições testando-se o efeito da aplicação do subproduto in natura a 0; 0,25; 0,50; 1,00; e 2,00 %. Para comparação, utilizaram-se calcário, silicato e turfa a 0,25; 0,50; e 2,00 %, respectivamente, e cada um dos solos sem contaminação. Cultivou-se B. decumbens, fazendo coletas de lixiviado e determinando o pH e a CE. As concentrações de Cd e Pb foram avaliadas no lixiviado não-filtrado e filtrado (0,45 µm). Avaliaram-se a produção de matéria seca de raízes (MSR) e da parte aérea (MSPA) e as quantidades de Cd e Pb em ambas após digestão nitroperclórica. Os amenizantes contribuíram para aumentar o pH dos lixiviados do Neossolo Quartzarênico e do Latossolo Vermelho, tendo este último apresentado menores valores de condutividade eletrolítica quando comparado ao primeiro. Os teores de Cd nos lixiviados filtrados (fração solúvel) foram os mesmos dos lixiviados não-filtrados, enquanto os de Pb apresentaram diferenças. As produções de MSR e MSPA aumentaram com o aumento das taxas de aplicação do subproduto, e a quantidade de Cd na MSPA da B. decumbens foi maior que a de Pb.

Mineralização de nitrogênio em latossolos adubados com resíduos orgânicos

A taxa de mineralização do nitrogênio (N) varia de um resíduo orgânico para outro, evidenciando-se dependente da sua composição química e interação do material orgânico com o solo. Este estudo foi realizado com o objetivo de avaliar a dinâmica de mineralização de N de resíduos orgânicos incubados em Latossolos. O experimento foi conduzido no período de julho de 2007 a abril de 2008, sendo incubadas amostras de estercos, lodos, compostos, substrato e turfa em areia lavada, Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA) e Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf), com 240 e 670 g kg-1 de argila, respectivamente. O N mineralizado foi avaliado medindo-se os teores de N-NH4+ e N-NO3- em lixiviados coletados aos 15, 30, 45, 60, 75, 90, 120, 150, 180, 210, 240 e 270 dias de incubação. A mineralização de N ocorreu a maiores taxas nos períodos iniciais de incubação. O N mineralizado (33 a 199,2 mg kg-1) após 270 dias de incubação é regulado pelos teores de N total e de carbono solúvel em água dos resíduos orgânicos. Independentemente do meio utilizado para incubação, os estercos de galinha e de codorna propiciaram os maiores teores de N mineralizado nos Latossolos. À exceção dos estercos de galinha e codorna, há imobilização líquida de N no LVA; mineralização líquida de N é verificada no LVdf, para todos os resíduos orgânicos. Em relação às formas de N disponibilizadas pelos resíduos, predomina o N-nitrato, sendo a proporção N-nítrico/N-amoniacal dependente da mistura solo-resíduo estudada.

Relações entre Atributos do Solo e Vegetações da Região Ecotonal do Médio Rio São Francisco, Brasil

RESUMO A região do Médio São Francisco representa um amplo espaço territorial, com marcante sazonalidade climática, diversidade de rochas, paisagens, solos, e, consequentemente, formações vegetais. No entanto, as relações entre as características edáficas e suas formações vegetais são pouco esclarecidas. Este estudo apresenta uma relação dos atributos edáficos, determinante para o estabelecimento de savana-estépica, savana-estépica florestada, savana, floresta estacional semidecidual e floresta estacional decidual nessa região, com base na análise de 166 perfis de solos. Em geral, os solos sob savana foram mais lixiviados e arenosos, álicos e restrito aos topos das paisagens; e os sob savana-estépica foram eutróficos, porém sódicos ou solódicos, e rasos, sempre associados às partes mais baixa da paisagem. A floresta estacional semidecidual apresentou forte variação dos atributos edáficos, indicando que sua ocorrência se baseia, principalmente, na disponibilidade de água. Houve grande semelhança entre os solos de savana-estépica florestada e floresta estacional decidual, sendo todos geralmente eutróficos, alcalinos e bem desenvolvidos, e suas diferenças restritas ao aspecto fisionômico da vegetação. Os domínios fitogeográficos do semiárido apresentaram-se pedologicamente bem diferenciados, sendo as savanas (cerrados) e savana-estépica (caatingas) similares às suas respectivas áreas nucleares. Além disso, as florestas estacionais deciduais evidenciaram atributos edáficos bem contrastantes com os domínios vizinhos, destacando essas formações como uma entidade fitogeográfica distinta.