NZEB: um desafio para a engenharia civil

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Caracterização química e ecotoxicológica de escórias e cinzas resultantes da co-combustão de lamas e carvão

Em 1999 a Fundação para a Ciência e a Tecnologia aprovou o financiamento do projecto “Behaviour of Heavy Metals on the Thermal Treatment of Residues” cujo acrónimo era Bimetal. Este projecto, cujos parceiros eram o Departamento de Engenharia Energética e Controlo Ambiental do Instituto Nacional de Engenharia e Tecnologia Industrial (INETI) e o Grupo de Disciplinas de Ecologia da Hidrosfera (GDEH) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa, tinha como objectivo a avaliação do comportamento de metais pesados durante a combustão de resíduos. Neste sentido, a equipa do INETI efectuou quatro ensaios de incineração: dois de mono-combustão de uma lama residual urbana, um de co-combustão de lama residual urbana e carvão e, finalmente, um de mono-combustão de carvão. Cada ensaio de incineração produziu uma cinza de fundo e duas cinzas volantes, provenientes de dois ciclones. A equipa do GDEH foi responsável pela caracterização físico-química e ecotoxicológica das cinzas provenientes dos ensaios realizados pela equipa do INETI. A avaliação incidiu em dois aspectos: 1) a determinação da composição das cinzas, relativamente a um dado conjunto de parâmetros físico-químicos considerados; e 2) produção de lixiviados a partir do contacto das cinzas com um agente lixiviante. Estes lixiviados foram submetidos à caracterização físico-química, relativamente a um dado conjunto de parâmetros físico-químicos e, ainda, à caracterização ecotoxicológica, recorrendo a dois indicadores biológicos. A determinação da composição das cinzas permitiu efectuar um balanço de massas dos ensaios de incineração realizados e, com isto, determinar as taxas de emissão, dos parâmetros analisados, para a atmosfera. Os ensaios de lixiviação permitiram classificar, de acordo com a metodologia de classificação de resíduos a que se recorreu, as doze cinzas produzidas pela equipa do INETI e os materiais que lhes deram origem, a areia do leito, o carvão e a lama residual urbana. De um modo geral, as duas cinzas volantes apresentaram uma concentração superior, dos parâmetros considerados, relativamente à cinza de fundo. Entre as duas cinzas volantes, a cinza do 2º ciclone apresentou um maior teor, relativamente aos parâmetros analisados, do que as cinzas do 1º ciclone.

Descarga de águas residuais industriais nos sistemas públicos. Caso de estudo

O presente trabalho centra-se na metodologia que um regulamento de descarga industrial deverá possuir face à complexidade dos efluentes industriais afluentes aos colectores e às condições de tratamento dos sistemas de tratamento públicos subjacentes. O estudo é aplicado a uma situação concreta em que se procurou avaliar o impacte das descargas nos sistemas de tratamento públicos existentes e projectados para o concelho do Cartaxo. Para tal foi realizado um inventário junto das unidades industriais donde resultou informação de carácter geral e especifico relativo ao processo fabril que permitiram estimar ou obter dados directos da carga poluente e do caudal produzido. Complementarmente foi determinada a carga poluente e caudal produzido do sector doméstico que em conjunto com o sector industrial afluem aos sistemas de tratamento públicos. De acordo com as capacidades efectivas dos sistemas de tratamento e em função das afluências foi possível determinar, através de balanço de massas, a carga máxima de origem industrial em termos de matérias conservativas, oxidáveis e degradáveis. Determinados os valores limites de descarga industrial elaborou-se o regulamento de descarga industrial para o caso concreto do concelho do Cartaxo e estabeleceram-se as acções de implementação e monitorização do mesmo.

Desenvolvimento do sistema primário para medição da densidade de líquidos

Este trabalho, cujo objectivo centra-se no desenvolvimento de um sistema primário para medição da densidade absoluta de líquidos, compara resultados obtidos através de diferentes metodologias, no que diz respeito ao valor da incerteza, demonstrando assim, qual o melhor método de pesagem a utilizar. A medição da densidade de líquidos efectua-se através do método da pesagem hidrostática, que consiste em pesar uma esfera de silicone fora do líquido (pesagem no ar) e de seguida pesá-la em suspensão num líquido. Para tal, a balança hidrostática possui um dispositivo que suspende a esfera para a sua imersão no líquido. Também é usado o densímetro digital como método de comparação com a pesagem hidrostática. O padrão de densidade utilizado foi a esfera de silicone pois os cristais de silicone são os melhores materiais, devido à elevada estabilidade na determinação da densidade. A densidade do ar é uma das magnitudes de influência mais comum em metrologia, influenciando diversas áreas de medida, incluindo massa, densidade do líquido, volume, entre outros. Por isso, foi importante determinar a densidade do ar medindo a temperatura, a pressão e a humidade relativa e aplicando a equação CIPM. Para medições de densidade por pesagem hidrostática, a água destilada é o líquido normalmente usado. A densidade da água, ρL, foi determinada pela fórmula M. Tanaka, Fujii e Masui, a uma temperatura de 20⁰C, aproximadamente. Após a determinação da densidade, foi estimada a incerteza associada ao valor da mensuranda, pois é a incerteza que define a qualidade do resultado da densidade. A validação de um resultado, como suporte à decisão, é impossível sem o conhecimento da incerteza associada ao próprio resultado. A fonte de incerteza que mais contribuiu para a incerteza global da densidade do líquido foi a massa da esfera. Considerando que o balanço de incertezas é influenciado por diversos factores inerentes ao próprio método, realizou-se uma abordagem ao desenho de experiências, através da análise de variância (ANOVA), cuja técnica permite determinar quais os parâmetros significativos. A fonte de incerteza que mais contribuiu para a incerteza global da densidade do líquido foi “Entre Ensaios”. Através do método ANOVA, verifica-se também que a amostra líquida é estável e homogénea devido a apresentar uma incerteza pequena.

Quantificação da fracção de carbono neutro nos resíduos com potencial para valorização energética

A queima de combustíveis fósseis é a maior intervenção humana sobre o clima global, representando cerca de 80% das emissões antropogénicas de GEE. Nesta dissertação é estudada a opção de substituição de um combustível fóssil por um combustível rico em Biomassa (refugos do embalão e rejeitados de TMB), de maneira a reduzir as emissões de CO2. Estes dados foram analisados à luz do CELE, como forma de obtenção de créditos de carbono para o Protocolo de Quioto resultantes da queima de carbono neutro cujas emissões não são contabilizadas no balanço nacional de emissões. Esta redução das emissões de GEE associada ao desvio de resíduos dos aterros constitui vantagens significativas indicando o CDR como um combustível com potencial. Para o refugo do embalão foram obtidos valores de Biomassa de cerca 36% e para a fracção Não Biomassa de 55% enquanto que o rejeitado do TMB apresenta 72% de Biomassa e 14% de Não Biomassa. Os resultados obtidos permitiram concluir que a queima destes combustíveis ricos em Biomassa é uma solução viável para a redução das emissões de CO2 para uma percentagem de 20% quando comparada com a queima de 100% de um combustível fóssil (redução de 20 843 tCO2/ano para o refugo do embalão e de 44 371 tCO2/ano para o rejeitado de TMB). No entanto, apesar dos benefícios apontados, características como a heterogeneidade do material e a elevada humidade têm de ser tidas em consideração na utilização destes combustíveis. Palavras-chave: CO2, Biomassa, carbono neutro, CDR, comércio de emissões, combustível alternativo.

Análise do potencial impacte de efluentes de indústrias de cerâmica e vidro na saúde humana

O objectivo deste estudo consistiu na investigação da existência de um potencial risco para a saúde humana, associado ao impacte ambiental dos efluentes líquidos de indústrias cerâmicas e de vidro, nas águas superficais e subterrâneas, respectivamente. Este trabalho foi desenvolvido sobre um caso de estudo: na localidade de Casal da Areia, localizada no concelho de Alcobaça, onde existia um conhecimento prévio da ocorrência de descargas e consequente degradação da qualidade da água. O estudo foi realizado em duas zonas da localidade. A primeira situada próxima da fábrica de vidro e a segunda zona próxima da zona industrial, onde se localizam as indústrias de cerâmica. Nestas duas áreas de estudo foram inventariados um total de três pontos de água com vista a analisar as alterações químicas em relação a concentrações de referência. Os dados foram recolhidos numa campanha de monitorização com 2 fases: a 1ª no mês de Abril e a 2ª no mês de Junho de 2007. Os parâmetros analisados foram o pH, sólidos suspensos totais, oxigénio dissolvido, carência bioquímica de oxigénio, oxidabilidade, fósforo total, ortofosfatos, metais (Al, B, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Si, Ti, V e Zn) e aniões (F-, Cl-, Br-, NO3 -, PO4 2- e SO4 2-). Constatou-se a existência de degradação química da água subterrânea, possivelmente relacionada com descargas provenientes da fábrica de vidro e cristal. Os dados relativos à água superficial não permitiram relacionar a degradação química verificada com a presença de efluentes da indústria cerâmica, dadas as características heterogéneas apresentadas por este efluente. As águas analisadas apresentaram, contudo, valores elevados de alguns parâmetros teoricamente presentes em efluentes cerâmicos. Na água subterrânea foram identificados alguns elementos que podem constituir potencial risco para a saúde humana e ecossistemas, como o potássio, alumínio, manganês, níquel, chumbo e zinco, fluoretos e sulfatos. No caso da água superficial, esta não terá constituido um perigo para a saúde já que não era utilizada para consumo humano e apenas os parâmetros cloretos e alumínio excediam o V.M.R. imposto para águas de rega.

Contributo do iPad® para o desenvolvimento de crianças com necessidades educativas especiais

O estudo analisou o papel que o iPad® pode desempenhar no desenvolvimento de crianças com atraso global do desenvolvimento psicomotor (AGDPM), em contexto terapêutico. Neste sentido procurou explorar o potencial do iPad® para promover o desenvolvimento cognitivo e motor de crianças com AGDPM; descrever o modo como estas reagem à utilização do iPad® e conhecer as perspetivas de pais e profissionais face à utilização do iPad®. Participaram no estudo de caso nove crianças com AGDPM, com uma média de idade de 32 meses, nove pais e um profissional de terapia ocupacional. As crianças encontravam-se em período de intervenção em terapia ocupacional, num contexto hospitalar. Efetuaram-se entrevistas semidiretivas aos pais e ao terapeuta ocupacional para conhecer as suas opiniões, procedeu-se a pesquisa documental para caracterizar as crianças e a observações naturalistas para se caracterizar o envolvimento e atividade e participação das crianças com o iPad®. Os resultados evidenciam reações muito positivas por parte das crianças à utilização do iPad®, salientando-se os elevados níveis de envolvimento com o iPad® e de atividade e participação, mormente na dimensão «experiências sensoriais intencionais». Os pais e o profissional de saúde fizeram um balanço muito positivo da utilização do iPad® pelas crianças. Os resultados sugerem que a utilização do iPad® em contexto terapêutico poderá contribuir para o desenvolvimento cognitivo e motor de crianças com diagnóstico de AGDPM.

Sistemas de arrefecimento de instalações frigoríficas utilizando três agentes frigoríficos

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Fontes de fósforo total e o estado trófico de albufeiras em Portugal continental

O estudo realizado incidiu sobre 260 albufeiras, identificadas em diferentes fontes de informação e localizadas em Portugal continental. De entre as massas de água identificadas procedeu-se à classificação do estado trófico de 92 albufeiras, todas para as quais se dispõe de dados de qualidade da água para o efeito. Destas, de acordo com o critério de classificação adoptado em Portugal, 60 foram classificadas como eutróficas, em resultado principalmente das concentrações de fósforo total. Após a delimitação das bacias drenantes de 194 albufeiras, foram implementadas metodologias de quantificação de fósforo total afluente a essas massas de água. Com recurso a um modelo de balanço de massas foram simuladas as concentrações de fósforo total em 80 albufeiras, tendo sido considerados adequados os resultados obtidos em 42 albufeiras. Com base nos resultados obtidos concluiu-se que as metodologias de quantificação de fósforo total de origem urbana e de origem difusa são adequadas ao desenvolvimento de estudos de planeamento e de identificação das principais fontes de fósforo total, em águas doces superficiais.

Estudo da influência do material de enchimento na remoção de matéria orgânica, azoto e sólidos em leitos de macrófitas do tipo ESSH

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

Contribuição para o estudo da influência da recirculação de lixiviados no comportamento de aterros de resíduos sólidos urbanos

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

Análise do fluxo de pilhas e acumuladores usados nos resíduos sólidos urbanos

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

Dinuclear Mn (II,II) complexes: magnetic properties and microwave assisted oxidation of alcohols

A series of six new mixed-ligand dinuclear Mn(II, II) complexes of three different hydrazone Schiff bases (H3L1, H3L2 and H3L3), derived from condensation of the aromatic acid hydrazides benzohydrazide, 2-aminobenzohydrazide or 2-hydroxybenzohydrazide, with 2,3-dihydroxy benzaldehyde, respectively, is reported. Reactions of Mn(NO3)(2) center dot 4H(2)O with the H3L1-3 compounds, in the presence of pyridine (1 : 1 : 1 mole ratio), in methanol at room temperature, yield [Mn(H2L1)(py)(H2O)](2)(NO3)(2) center dot 2H(2)O (1 center dot 2H(2)O), [Mn(H2L2)(py)(CH3OH)](2)(NO3)(2) center dot 4H(2)O (2 center dot 4H(2)O) and [Mn(H2L3)(py)(H2O)](2)(NO3)(2) (3) respectively, whereas the use of excess pyridine yields complexes with two axially coordinated pyridine molecules at each Mn(II) centre, viz. [Mn(H2L1)(py)(2)] 2(NO3)(2) center dot H2O (4 center dot H2O), [Mn(H2L2)(py) H-O (6 center dot 2CH(3)OH), respectively. In all the complexes, the (H2L1-3)-ligand coordinates in the keto form. Complexes 1 center dot 2H(2)O, 2 center dot 4H(2)O, 4 center dot H2O, 5 center dot 2H(2)O and 6 center dot 2CH(3)OH are characterized by single crystal X-ray diffraction analysis. The complexes 1, 2 and 6, having different coordination environments, have been selected for variable temperature magnetic susceptibility measurements to examine the nature of magnetic interaction between magnetically coupled Mn(II) centres and also for exploration of the catalytic activity towards microwave assisted oxidation of alcohols. A yield of 81% (acetophenone) is obtained using a maximum of 0.4% molar ratio of catalyst relative to the substrate in the presence of TEMPO and in aqueous basic solution, under mild conditions.

Remoção do fenol em solução aquosa por adsorção em carvão activado

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

Synthesis and characterization of COPPER(II) 4´-phenyl-terpyridine compounds and catalytic application for aerobic oxidation of benzylic alcohols

The reactions between 4'-phenyl-terpyridine (L) and nitrate, acetate or chloride Cu(II) salts led to the formation of [Cu(NO3)(2)L] (1), [Cu(OCOCH3)(2)L]center dot CH2Cl2 (2 center dot CH2Cl2)and [CuCl2L]center dot[Cu(Cl)(mu-Cl)L](2) (3), respectively. Upon dissolving 1 in mixtures of DMSO-MeOH or EtOH-DMF the compounds [Cu(H2O){OS(CH3)(2)}L]-(NO3)(2) (4) and [Cu(HO)(CH3CH2OH)L](NO3) (5) were obtained, in this order. Reaction of 3 with AgSO3CF3 led to [CuCl(OSO2CF3)L] (6). The compounds were characterized by ESI-MS, IR, elemental analysis, electrochemical techniques and, for 2-6, also by single crystal X-ray diffraction. They undergo, by cyclic voltammetry, two single-electron irreversible reductions assigned to Cu(II) -> Cu(I)and Cu(I) -> Cu(0) and, for those of the same structural type, the reduction potential appears to correlate with the summation of the values of the Lever electrochemical EL ligand parameter, which is reported for the first time for copper complexes. Complexes 1-6 in combination with TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl-1-oxyl radical) can exhibit a high catalytic activity, under mild conditions and in alkaline aqueous solution, for the aerobic oxidation of benzylic alcohols. Molar yields up to 94% (based on the alcohol) with TON values up to 320 were achieved after 22 h.