Municipal solid waste management system: decision support through systems analysis

Thesis submitted to the Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia for the degree of Doctor of Philosophy in Environmental Engineering

Uso Sustentável de Vapor

Em 2006, a IEA (Agência Internacional de Energia), publicou alguns estudos de consumos mundiais de energia. Naquela altura, apontava na fabricação de produtos, um consumo mundial de energia elétrica, de origem fóssil de cerca 86,16 EJ/ano (86,16×018 J) e um consumo de energia nos sistemas de vapor de 32,75 EJ/ano. Evidenciou também nesses estudos que o potencial de poupança de energia nos sistemas de vapor era de 3,27 EJ/ano. Ou seja, quase tanto como a energia consumida nos sistemas de vapor da U.E. Não se encontraram números relativamente a Portugal, mas comparativamente com outros Países publicitados com alguma similaridade, o consumo de energia em vapor rondará 0,2 EJ/ano e por conseguinte um potencial de poupança de cerca 0,02 EJ/ano, ou 5,6 × 106 MWh/ano ou uma potência de 646 MW, mais do que a potência de cinco barragens Crestuma/Lever! Trata-se efetivamente de muita energia; interessa por isso perceber o onde e o porquê deste desperdício. De um modo muito modesto, pretende-se com este trabalho dar algum contributo neste sentido. Procurou-se evidenciar as possibilidades reais de os utilizadores de vapor de água na indústria reduzirem os consumos de energia associados à sua produção. Não estão em causa as diferentes formas de energia para a geração de vapor, sejam de origem fóssil ou renovável; interessou neste trabalho estudar o modo de como é manuseado o vapor na sua função de transporte de energia térmica, e de como este poderá ser melhorado na sua eficiência de cedência de calor, idealmente com menor consumo de energia. Com efeito, de que servirá se se optou por substituir o tipo de queima para uma mais sustentável se a jusante se continuarem a verificarem desperdícios, descarga exagerada nas purgas das caldeiras com perda de calor associada, emissões permanentes de vapor para a atmosfera em tanques de condensado, perdas por válvulas nos vedantes, purgadores avariados abertos, pressão de vapor exageradamente alta atendendo às temperaturas necessárias, “layouts” do sistema de distribuição mal desenhados, inexistência de registos de produção e consumos de vapor, etc. A base de organização deste estudo foi o ciclo de vapor: produção, distribuição, consumo e recuperação de condensado. Pareceu importante incluir também o tratamento de água, atendendo às implicações na transferência de calor das superfícies com incrustações. Na produção de vapor, verifica-se que os maiores problemas de perda de energia têm a ver com a falta de controlo, no excesso de ar e purgas das caldeiras em exagero. Na distribuição de vapor aborda-se o dimensionamento das tubagens, necessidade de purgas a v montante das válvulas de controlo, a redução de pressão com válvulas redutoras tradicionais; será de destacar a experiência americana no uso de micro turbinas para a redução de pressão com produção simultânea de eletricidade. Em Portugal não se conhecem instalações com esta opção. Fabricantes da República Checa e Áustria, têm tido sucesso em algumas dezenas de instalações de redução de pressão em diversos países europeus (UK, Alemanha, R. Checa, França, etc.). Para determinação de consumos de vapor, para projeto ou mesmo para estimativa em máquinas existentes, disponibiliza-se uma série de equações para os casos mais comuns. Dá-se especial relevo ao problema que se verifica numa grande percentagem de permutadores de calor, que é a estagnação de condensado - “stalled conditions”. Tenta-se também evidenciar as vantagens da recuperação de vapor de flash (infelizmente de pouca tradição em Portugal), e a aplicação de termocompressores. Finalmente aborda-se o benchmarking e monitorização, quer dos custos de vapor quer dos consumos específicos dos produtos. Esta abordagem é algo ligeira, por manifesta falta de estudos publicados. Como trabalhos práticos, foram efetuados levantamentos a instalações de vapor em diversos sectores de atividades; 1. ISEP - Laboratório de Química. Porto, 2. Prio Energy - Fábrica de Biocombustíveis. Porto de Aveiro. 3. Inapal Plásticos. Componentes de Automóvel. Leça do Balio, 4. Malhas Sonix. Tinturaria Têxtil. Barcelos, 5. Uma instalação de cartão canelado e uma instalação de alimentos derivados de soja. Também se inclui um estudo comparativo de custos de vapor usado nos hospitais: quando produzido por geradores de vapor com queima de combustível e quando é produzido por pequenos geradores elétricos. Os resultados estão resumidos em tabelas e conclui-se que se o potencial de poupança se aproxima do referido no início deste trabalho.

Influência das energias renováveis na certificação energética de uma habitação de acordo com o regulamento do desempenho energético dos edifícios de habitação

A presente dissertação tem como objetivo principal o estudo da importância que os sistemas de energias renováveis têm na obtenção da classe de eficiência energética em edifícios de habitação. Analisou-se assim, qual dos sistemas apresentados na legislação é mais vantajoso na relação entre a classe energética e o investimento necessário a efetuar. Como caso de estudo, utilizou-se um edifício de habitação em fase de projeto situada em ambiente urbano, a uma distância muito curta da costa marítima, no distrito do Porto. A primeira etapa da dissertação passou pela caracterização do edifício, determinando as suas necessidades nominais anuais de energia para aquecimento, para arrefecimento, para preparação de águas quentes sanitárias e por fim, as necessidades nominais de energia primária. Com isto, obteve-se a classe de eficiência energética da habitação sem a utilização de qualquer tipo de sistema de aproveitamento de energia renovável. Após esta obtenção, verificou-se que o edifício em análise já possuía uma classe muito eficiente, classe A, superior à classe mínima exigida pelo regulamento, B-. A desvantagem do edifício já possuir esta classe é que a implementação de sistemas de energia não iriam alterar drasticamente a classe, e por isso, não se iria conseguir retirar uma dedução correta de qual o melhor para promover a eficiência energética. De seguida, procedeu-se ao estudo dos sistemas de energia renovável, apresentando sistemas adequados para a habitação e calculando-se as novas classes de eficiência energética, com a utilização de cada sistema. Consecutivamente, começou-se a retirar ilações dos sistemas mais eficientes, ou seja, os sistemas que tem como função aquecer a moradia ou a função de preparar águas quentes sanitárias, pois, iriam mitigar necessidades nominais de energia, enquanto os sistemas de produção de energia elétrica apenas iriam contribuir para uma melhoria energética. Outra desvantagem verificada foi que, devido ao local onde a habitação se situa, não seria possível efetuar uma análise a todos os sistemas de aproveitamento de energia renovável. iv Por fim, efetuou-se uma análise dos investimentos necessários para a implementação dos sistemas de energias renováveis face às diminuições percentuais do rácio de eficiência energética. Posto isto, obteve-se os melhores sistemas a implementar na moradia, no ponto de vista de melhorar a classe de eficiência energética, seria uma caldeira a pellets com função de aquecimento e produção de águas quentes sanitárias, enquanto que, do ponto de vista financeiro obteve-se o sistema de aquecimento e produção de águas quentes sanitárias através de um recuperador de calor a lenha, que em ambos os casos a classe de eficiência energética passou de A para A+.

Análise Económica da Produção de Óleo a Partir de Microalgas

Os biocombustíveis apresentam um interessante potencial de redução da dependência energética relativamente aos combustíveis fósseis. A produção de microalgas apresenta vários benefícios ambientais como sejam a utilização mais efetiva de terrenos, a captura de dióxido de carbono, a purificação de águas quando associada a um processo de tratamento de águas residuais e não provoca a disputa entre a produção de matéria-prima para alimentação e combustíveis. A cultura de microalgas para a produção de biodiesel tem recebido uma grande atenção nos últimos anos devido ao seu potencial. Neste trabalho pretende-se criar as etapas de processamento das microalgas em biodiesel onde são implementadas medidas de eficiência energética e aproveitamento de fontes poluidoras como o CO2. Para isso, formulou-se um modelo no programa Aspen Plus para simulação do processo desde a produção, colheita até à extração de óleo das microalgas e posterior avaliação económica do mesmo. Concluiu-se que para o projeto fosse pago no tempo de vida útil seria preciso vender o óleo a 13 $/kg. Aos preços atuais do óleo o projeto não é economicamente viável.

Valorização da Borra de Café: Otimização da Produção de Biodiesel por Catálise Enzimática

O decréscimo das reservas de petróleo e as consequências ambientais resultantes do recurso a combustíveis fósseis nos motores a diesel têm levado à procura de combustíveis alternativos. Esta pesquisa alicerçada nas fontes de energia renovável tornou-se essencial, face à crescente procura de energia e ao limitado fornecimento de combustíveis fósseis . Resíduos de óleo de cozinha, gordura animal, entre outros resíduos de origem biológica, tais como a borra de café, são exemplos de matérias-primas para a produção de biodiesel. A sua valorização tem interesse quer pela perspetiva ambiental, quer pela económica, pois aumenta não só a flexibilidade e diversificação das matérias-primas, mas também contribui para uma estabilidade de custos e alteração nas políticas agrícolas e de uso do solo. É neste contexto que se enquadra o biodiesel e a borra de café, pretendendo-se aqui efetuar o estudo da produção, à escala laboratorial, de biodiesel a partir da borra de café, por transesterificação enzimática, visando a procura das melhores condições reacionais. Iniciando-se com a caracterização da borra de café, foram avaliados antes e após a extração do óleo da borra de café, diversos parâmetros, de entre os quais se destacam: o teor de humidade (16,97% e 6,79%), teor de cinzas (1,91 e 1,57%), teor de azoto (1,71 e 2,30%), teor de proteínas (10,7 e 14,4%), teor de carbono (70,2 e 71,7%), teor de celulose bruta (14,77 e 18,48%), teor de lenhina (31,03% e 30,97%) e poder calorifico superior (19,5 MJ/kg e 19,9 MJ/kg). Sumariamente, constatou-se que os valores da maioria dos parâmetros não difere substancialmente dos valores encontrados na literatura, tendo sido evidenciado o potencial da utilização desta biomassa, como fonte calorifica para queima e geração de energia. Sendo a caracterização do óleo extraído da borra de café um dos objetivos antecedentes à produção do biodiesel, pretendeu-se avaliar os diferentes parâmetros mais significativos. No que diz respeito à caracterização do óleo extraído, distingue-se a sua viscosidade cinemática (38,04 mm2/s), densidade 0,9032 g/cm3, poder calorífico de 37,9 kcal/kg, índice de iodo igual a 63,0 gI2/ 100 g óleo, o teor de água do óleo foi de 0,15 %, o índice de acidez igual a 44,8 mg KOH/g óleo, ponto de inflamação superior a 120 ºC e teor em ácidos gordos de 82,8%. Inicialmente foram efetuados ensaios preliminares, a fim de selecionar a lipase (Lipase RMIM, TL 100L e CALB L) e álcool (metanol ou etanol puros) mais adequados à produção de biodiesel, pelo que o rendimento de 83,5% foi obtido através da transesterificação mediada pela lipase RMIM, utilizando como álcool o etanol. Sendo outro dos objetivos a otimização do processo de transesterificação enzimática, através de um desenho composto central a três variáveis (razão molar etanol: óleo, concentração de enzima e temperatura), recorrendo ao software JMP 8.0, determinou-se como melhores condições, uma razão molar etanol: óleo 5:1, adição de 4,5% (m/m) de enzima e uma temperatura de 45 ºC, que conduziram a um rendimento experimental equivalente a 96,7 % e teor de ésteres 87,6%. Nestas condições, o rendimento teórico foi de 99,98%. Procurou-se ainda estudar o efeito da adição de água ao etanol, isto é, o efeito da variação da concentração do etanol pela adição de água, para teores de etanol de 92%, 85% e 75%. Verificou-se que até 92% decorreu um aumento da transesterificação (97,2%) para um teor de ésteres de (92,2%), pelo que para teores superiores de água adicionada (75% e 85%) ocorreu um decréscimo no teor final em ésteres (77,2% e 89,9%) e no rendimento da reação (84,3% e 91,9%). Isto indica a ocorrência da reação de hidrólise em maior extensão, que leva ao desvio do equilíbrio no sentido contrário à reação de formação dos produtos, isto é, dos ésteres. Finalmente, relativamente aos custos associados ao processo de produção de biodiesel, foram estimados para o conjunto de 27 ensaios realizados neste trabalho, e que corresponderam a 767,4 g de biodiesel produzido, sendo o custo dos reagentes superior ao custo energético, de 156,16 € e 126,02 €, respetivamente. Naturalmente que não esperamos que, a nível industrial os custos sejam desta ordem de grandeza, tanto mais que há economia de escala e que as enzimas utilizadas no processo deveriam ser reutilizadas diversas vezes.

Recent droughts and the impact of North Atlantic Oscillation in Iberia; a spatiotemporal analysis based on vegetation temperature condition Index (VTCI)

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

Kids nature camp

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics

Differential exploitation of cashew - a low conflict crop - by sympatric humans and chimpanzees

Modification of natural areas by human activities mostly has a negative impact on wildlife by increasing the geographical and ecological overlap between people and animals. This can result in escalating levels of competition and conflict between humans and wildlife, for example over crops. However, data on specific crops and crop parts that are unattractive to wildlife yet important for human livelihoods are surprisingly scarce, especially considering their potential application to reducing crop damage by wildlife. Here we examine the co-utilization of a nationally important and spatially abundant cash crop, cashew Anacardium occidentalis, by people and chimpanzees Pan troglodytes verus inhabiting a forested–agricultural matrix in Cantanhez National Park in Guinea-Bissau. In this Park people predominantly harvest the marketable cashew nut and discard the unprofitable fruit whereas chimpanzees only consume the fruit. Local farmers generally perceive a benefit of raiding by chimpanzees as they reportedly pile the nuts, making harvesting easier. By ensuring that conflict levels over crops, especially those with high economic importance, remain low, the costs of living in proximity to wildlife can potentially be reduced. Despite high levels of deforestation associated with cashew farming, these findings point to the importance of cashew as a low-conflict crop in this area.

Conference on Enabling Teachers for Entrepreneurship Education

The Conference on Enabling Teachers for Entrepreneurship Education (ENTENP2013) in Initial Teacher Education (ITE) will be held at the Guarda Polytechnic Institute (GPI) in Guarda on 7/8 June 2013. We expect delegates from all the Portuguese Higher Education Institutions and the EU Member States, as well as Pre-Accession Countries and countries participating in the Competitiveness and Innovation Framework Programme (CIP). ENTENP 2013 addresses to all practitioners from the area of teacher education and entrepreneurship education, but also the early stage adopters of education in entrepreneurship. The conference is jointly organized by Guarda Polytechnic Institute with the collaboration of Castelo Branco Polytechnic Institute, Viana do Castelo Polytechnic Institute and Universidade Nova de Lisboa and shall be hosted by the European Commission and GPI. The purpose of the event is to discuss burning questions and exchange good practice examples in the field of enabling teachers for entrepreneurship education and looking at possible areas of development and cooperation.

Caraterização estatística dos valores percentuais de sangue do grupo AB0 colhido pelo Centro Regional de Sangue de Lisboa e respetivo emparelhamento com a distribuição a nível hospitalar

RESUMO: A Medicina Transfusional está a mudar rapidamente em resposta a um número de diferentes catástrofes, patologias e novas técnicas da ciência. Por detrás de uma transfusão de sangue existe todo um conjunto de procedimentos, técnicas e atuações que salvaguardam o rigor e segurança científicas resultando numa maior eficiência na diminuição da morbilidade/mortalidade humana. Todo o processo de colheita, análise, processamento e distribuição de concentrados de eritrócitos comporta um capital elevado em termos da economia para a saúde e os requisitos básicos de uma gestão de qualidade, na área da saúde em geral e da hemoterapia em particular, tem de compreender, com rigor, estas condições de gestão parceria de forma a evitar um aumento nos custos da saúde. Para identificar as discrepâncias nos pedidos efetuados pelos Hospitais Públicos e Privados ao Centro de Sangue e Transplantação de Lisboa, no que diz respeito ao Sistema AB0 dos concentrados de Eritrócitos, foi feito um estudo quantitativo, com fins descritivos simples, aos 95 984 concentrados de eritrócitos enviados às 32 Instituições de Saúde da abrangência do CST de Lisboa. Tendo em conta o Sistema AB0 RhD, confirma-se que o grupo sanguíneo prevalente, tanto na população portuguesa como nos dadores de sangue que efetuaram a sua dádiva de sangue em 2011, é o grupo A Rh+. Observou-se no entanto que o grupo sanguíneo mais pedido e enviado pertence ao grupo 0 Rh positivo. Assim, apurou-se que existe uma disparidade, mesmo que pouco acentuada, nos pedidos efetuados pelos Hospitais Públicos e Privados ao Centro de Sangue e Transplantação de Lisboa no que configura ao Sistema AB0 dos concentrados de eritrócitos. Os Hospitais Públicos Sem Serviço de Colheita de Sangue e os Hospitais Privados são responsáveis por este desencontro de valores. No que se refere às inutilizações por prazo de validade ressalva-se que os desaproveitamentos de CE’s não são tão acentuados como se esperaria numa primeira fase de estudo. No entanto, e em termos económicos, se existem inutilizações por prazo de validade, existe igualmente despojo financeiro. Por detrás de cada unidade inutilizada existe um alto investimento que será desperdiçado por carência de solicitação. De forma a minimizar gastos e a salvaguardar um Banco de Sangue capaz de suportar qualquer eventualidade de rutura de stock estão patentes propostas de estratégias capazes de impedir constrangimentos diários e futuros no que diz respeito à disponibilidade de sangue e componentes sanguíneos.--------------ABSTRACT: The Transfusion Medicine it is changing fast in response to a number of different catastrophes, disease and new techniques of science. From behind a blood transfusion there is a whole set of procedures, techniques and actions that safeguard the safety and scientific rigor resulting in greater efficiency in reducing morbidity / mortality human. The entire process of procurement, testing, processing and distribution of concentrated erythrocytes involves a high capital in terms of the economy to health and the basic requirements of a quality management in healthcare in general and hemotherapy in particular has to understand with rigor, this partnership in order to avoid an increase in health costs. In order to identify discrepancies in the orders placed by the Government and Private Hospitals Center Blood and Transplant Lisbon regarding the AB0 system of concentrated erythrocytes was made a quantitative study with simple descriptive purposes to 95,984 erythrocytes concentrates sent to 32 Health Institutions of the scope of CST Lisbon. Having regard to the system AB0 blood group RhD prevalent both in the Portuguese population as blood donors, who made his blood donation in 2011, confirms that belong to group A Rh +. It was found that blood group most requested and sent belongs to group 0 Rh positive. Thus, it was found that there is a disparity, even a little sharp, requests made by the Government and Private Hospitals Blood Center and Transplantation in Lisbon that configures the system AB0 erythrocyte concentrates. The Public Hospitals without Blood Harvest and Private Hospitals are responsible for this clash of values. With regard the expiry date by disables proviso that the wastes of CE's are not as sharp as one would expect in a first phase of the study. However, in economic terms, if there is disables by expiry date, there is also financial squandering. Behind every unused unit is a high investment to be wasted by shortage of request. To minimize costs and safeguarding a Blood Bank can support any event of rupture of stock patents are proposed strategies to prevent future and diaries constraints with regard to the availability of blood and blood components.

The effects of land-use development policies on forest management

This paper develops a model of a forest owner operating in an open-city environment, where the rent for developed land is increasing concave in nearby preserved open space and is rising over time reflecting an upward trend in households’ income. Thus, our model creates the possibility of switching from forestry to residential use at some point in the future. In addition it allows the optimal harvest length to vary over time even if stumpage prices and regeneration costs remain constant. Within this framework we examine how adjacent preserved open space and alternative development constraints affect the private landowner´s decisions. We find that in the presence of rising income, preserved open space hastens regeneration and conversion cuts but leads to lower density development of nearby unzoned parcels due to indirect dynamic effects. We also find that both a binding development moratorium and a binding minimum-lot-size policy can postpone regeneration and conversion cut dates and thus help to protect open space even if only temporarily. However, the policies do not have the same effects on development density of converted forestland. While the former leads to high-density development, the latter encourages low-density development.

Urban deforestation and urban development

This paper has developed a model of a single forest owner operating with perfect foresight in a dynamic open-city environment that allows for switching between alternative competing land uses (forest and urban use) at some point in the future. The model also incorporates external values of an even-aged standing forest in addition to the value of timber when it is harvested. Timber is exploited based on a multiple rotation model a la Faustmann with clear-cut harvesting. In contrast to previous models, our alternative land use to forest land is endogenous. Within this framework, we study the problem of the private owner as well as that of the social planner, when choosing the time to harvest, the time to convert land and the intensity of development. We also examine the extent to which the two-way linkage between urban development and forest management practices (timber production and provision of forest amenities) contributes to economic efficiency and improvements in non-market forest benefits. Finally, we consider policy options available to a regulator seeking to achieve improvements in efficiency including anti-sprawl policies (impact fees and density controls) and forest policies such a yield tax. Numerical simulations illustrate our analytical results.

Monda mecânica de flores em pessegueiro: impacto na qualidade e produtividade da "Very Good" na região de Castelo Branco

Dissertação apresentada à Escola Superior Agrária do Instituto Politécnico de Castelo Branco para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Engenharia Agronómica.

Carbon prices. Dynamic analysis of European and Californian markets

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Alterações Climáticas e Políticas de Desenvolvimento Sustentável

Observations of air composition in Brazil between the Equator and 20°s during the dry season.

Field measurement programs in Brazil during the dry season months of August and September in 1979 and 1980 have demonstrated the great importance of the continental tropics in global air chemistry. Especially in the mixed layer, the air composition over land is much different from that over the ocean and the land areas are clearly longe scale sources of many inportant trace gases. During the dry season much biomass, burning takes place especially in the cerrado regions leading to substantial emission of air pollutants, such as CO, NOx, N2O, CH4 and other hydrocarbons. Ozone concentrations are alsoenhanced due to photochemical reactions. Biogenic organic emissions from tropical forests play likewise an important role in the photochemistry of the atmosphere. Carbon monoxide was found to be present in high concentrations in the boundary layer of the tropical forest, but ozone concentrations were much lower than in the cerrado.