Coleta e estratégia simplificada de tratamento de água de chuva para fins não potáveis com ênfase no uso industrial

Este projeto investigou alternativa de tratamento simplificada para fins não potáveis para aplicação em escala industrial. É neste contexto que esta pesquisa alojou sua importância – nas possíveis estratégias de tratamento, em especial na utilização de sistema contendo filtro de pressão e no uso do amido natural de milho como coagulante, auxiliando no processo de filtração, visando aumento da segurança sanitária e da qualidade da água de chuva disponibilizada para aproveitamento. A hipótese do trabalho foi investigar a possibilidade da diminuição ou até eliminação do volume de água descartada na operação de abstração da primeira chuva. Para tal, foram realizados ensaios em escala de laboratório com uma precipitação coletada nos dias 10/03/08 e 03/04/2008. Os resultados da estratégia de tratamento delineada foram comparados com os obtidos pela estratégia convencional com descarte de 1,5 mm da primeira chuva, o que corresponde a um volume de 558 L de água de chuva. Utilizou-se a dosagem de 6,0 mg/L para fim de comparação com a água bruta, sem nenhum tratamento, e com a água somente filtrada. Os resultados não confirmaram a hipótese de que o tratamento com amido natural permite eliminar a etapa de abstração da primeira chuva, porém, vale ressaltar que a qualidade da água coletada já era muito boa previamente ao tratamento. Merece destaque o fato de que a amostra de precipitação submetida aos ensaios apresentados foi coletada em período de freqüente precipitação e, embora tenha sido observado o interstício de 3 dias consecutivos de estiagem a qualidade da água de chuva coletada pode ser considerada boa (34UH de cor aparente; 8,84 UT de turbidez e 238,2 (NMP) de coliformes totais e 3 (NMP) de coliformes termotolerantes). Acredita-se que, para o caso de precipitações ocorridas após longo período de estiagem, a necessidade de tratamento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Confecção e avaliação de chapas de madeira aglomerada com aproveitamento de resíduos de marcenaria industrial

Pós-graduação em Engenharia Civil - FEIS

Utilização de procedimentos multivariados no consumo de água e energia elétrica em habitações sociais com sistema de aquecimento solar

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Análise sazonal e espacial da precipitação pluvial na bacia hidrográfica do rio Ivaí, Paraná

Climate variability and therefore the rainfall is often cited today, in times to speak of "global change", "global warming", "anthropogenic disasters," among other terms related to climate issues, which may cause floods and disasters that affect entire regions. In this sense, the seasonal rainfall and its extremes in the basin of Ivaí river, which has a drainage area of approximately 36 000 km2, covering a length of 680 km, located in the State of Paraná between coordinates 22 º 54'S 25 ° 44'S and 55 44'W to 52 º 42'W, were analyzed. Influence of rainfall for the man occupation is undeniably important, not less important is the role that this issue poses to the climate abiotic and biotic environment, because the dynamic relations between the fauna and flora is directly related to the availability of water in system (in this case, rain). The methodological procedures used during the research focused on statistical analysis of rainfall series daily, monthly and yearly, provided by the Superintendence of Water Resources Development and Environmental Protection Agency - SUDERHSA, an agency linked to the government of Parana. The analysis period chosen was from 1975 to 2005, with 38 stations for data collection, distributed evenly across the search area. The standard rainfall in the basin is explained mainly by convective processes in the summer (wet season) and front system causing more homogeneous rainfall over the basin (dry season). What is well marked is the occurrence of maximum rainfall in the years 1983 and 1997 (El Niño) and minimal in the years 1977, 1985 and 1988 (La Niña). Finally, although the study area have undergone a significant change in your landscape for over thirty years, this study indicates no significant interference in rainfall.

Análise da variabilidade pluvial na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos do Paraíba do Sul (UGRHI-2)

The study of variability becomes increasingly important nowadays . Studying the behavior of rainfall before external events is of paramount importance. The region of Vale do Paraíba , it is important to study variability , since the region is influenced by the ocean and constant cold fronts that end causing precipitation during most months of the year . This study aims to analyze the variability in rain UGRHI - 2 by analyzing the interference of ENSO events / Southern Oscillation and the Convergence Zone South Atlantic (SACZ) in the amount and distribution of rainfall. The UGRHI helped were created for distribution and control of water in the state of São Paulo , divided watersheds were avoided so that problems such as poor distribution and water shortages in some areas of the state . To study variability , various software , including Excel , Variowin and R statistical package , the subroutine Climatol were used , with the goal of developing isolines showing the spatial distribution of rainfall anomalies in the years studied also the anomaly index was studied rain (IAC) , noting more effectively the years of positive and negative anomaly , with the purpose of studying the temporal variability of rainfall in the study area.

Aproveitamento energético de uma planta de sulfatação

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Produção de energia por mini e micro hidrelétricas na rede de distribuição de água.

A geração de energia hidrelétrica enfrenta uma crescente restrição a sua expansão, diretamente relacionada a fatores ambientais e da limitação de terrenos com potencial economicamente aproveitável. A partir deste fato, é relacionada uma possível fonte de energia hidrelétrica, resultante do aproveitamento dos potenciais presentes na rede de distribuição de água das cidades, ainda sem nenhum aproveitamento. O desenvolvimento desta fonte de energia se dá com a instalação de mini e micro centrais hidrelétricas nos condutos da rede distribuidora de água. Este trabalho tem por objetivo avaliar o potencial de aproveitamento hidrelétrico por mini e micro hidrelétricas por meio de técnicas de modelagem e de otimização, para agilizar e facilitar o procedimento de identificação dos potenciais e a instalação na rede de abastecimento. O trabalho leva em conta as diversas peculiaridades das redes de distribuição de água e dos equipamentos eletro-hidráulicos, discorrendo sobre a possível complementariedade da geração de energia durante os picos de consumo. Discorre também sobre a contribuição para a rede de distribuição elétrica, na logística e nos custos de implantação além de discutir a tipologia das turbinas capazes de aproveitar o potencial energético. É avaliado, com o auxilio de modelos hidráulicos e de otimização, o posicionamento das centrais geradoras na rede e os possíveis benefícios, restrições e impedimentos ao seu uso, desenvolvendo uma metodologia para facilitar a tomada de decisão quanto ao aproveitamento para geração, ou não, em redes diversas. A construção deste procedimento e ferramenta são desenvolvidos a partir do estudo de caso do sistema distribuidor de água do Município de Piquete no estado de São Paulo, Brasil.

Produção de biomassa e eficiência no uso da água para oito variedades de cana-de-açúcar irrigadas por gotejamento em dois ciclos de cultivo

A irrigação quando bem manejada, pode minimizar os riscos econômicos da atividade sucroalcooleira, particularmente em safras com presença de instabilidade climática onde a restrição hídrica, promovida pela diminuição no volume de chuvas, pode reduzir a produtividade dos canaviais. Dentre as ferramentas disponíveis para a gestão eficiente da água na agricultura irrigada, a técnica de irrigação sob déficit pode se tornar uma escolha acertada para a cana-de-açúcar, desde que sejam identificadas as fases fenológicas e épocas de cultivo onde a limitação da oferta de água não implique em reduções antieconômicas no rendimento da cultura. Diante disso, a hipótese que norteia essa pesquisa, é a de que existe uma estratégia de irrigação sob déficit, que associada a uma variedade com características específicas, possibilite a expressão de indicadores de produtividade tão satisfatórios quanto os obtidos em condições de irrigação plena. Nessa linha, os objetivos da pesquisa envolveram o estudo da dinâmica foliar, acúmulo e particionamento de biomassa e ainda, índices de produtividade da água para biomassa, açúcar e etanol de 1ª e 2ª geração de oito variedade de cana-de-açúcar, submetidas a diferentes condições de disponibilidade hídrica no solo em dois ciclos de cultivo (cana-planta e cana-soca). A pesquisa foi realizada na Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\", em Piracicaba/SP, onde foram estudados os dois primeiros ciclos de cultivo da cana-de-açúcar, sendo estes abordados nesta tese como Experimento 1 (cana-planta) e Experimento 2 (cana-soca). O delineamento experimental adotado para ambos os ciclos foi o de blocos casualizados, com três blocos completos. Os tratamentos foram compostos por três fatores em esquema de parcelas sub-subdivididas. Estas parcelas foram formadas por duas plantas (touceiras) alocadas em um vaso com aproximadamente 330 litros de solo. No Experimento 1, foram estudados três fatores, sendo o primeiro e segundo com quatro níveis e o terceiro com oito (4x4x8), totalizando assim 128 tratamentos, sendo eles: quatro níveis de irrigação ao longo do ciclo (125, 100, 75 e 50% da ETc); oito variedades comerciais de cana-de-açúcar e quatro procedimentos de maturação, impostos por meio de variações na intensidade do déficit hídrico aplicado. Para o Experimento 2, substitui-se o fator Maturação por Épocas de Corte, o qual consistiu em colheitas de um quarto do experimento a cada 90 dias. Os resultados encontrados apontaram que a área foliar responde positivamente a maior disponibilidade hídrica no solo, tendo sido verificado uma relação proporcional entre estes. Quanto ao acúmulo de biomassa, verificou-se que para as oito variedades estudadas houve incremento de biomassa a medida em que se aumentou o volume de água disponibilizado às variedades. No tocante ao particionamento, as folhas foram os drenos principais de fotoassimilados da planta até os 100 dias de cultivo, sendo que após este período, os colmos ocuparam o lugar de dreno preferencial. Os indicadores de produtividade da água apresentaram diferenças significativas para o fator lâmina, o que indica a existência de cultivares de cana-de-açúcar mais eficientes no uso da água. Por fim, observou-se que a produtividade da água para etanol total apresentou valores expressivos, com média para essa variável igual a 1,81 L m-3, o que denota o potencial de rendimento de etanol (1G + 2G) a partir da cana-de-açúcar quando é adotado o aproveitamento integral das plantas.

Gaseificação de vinhaça em água supercrítica.

A gaseificação utiliza o conteúdo intrínseco de carbonos e hidrogênios das matérias primas sólidas ou líquidas na geração de uma mistura de hidrogênio (H2), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4). Tal mistura pode ser utilizada como matéria prima na síntese de novos produtos ou como combustível. A gaseificação pode ser utilizada no processamento de uma gama variada de produtos, independentemente de suas características ou estado físico. A utilização de biomassa como insumo da gaseificação vem sendo cada vez mais explorada e estudada, já que apresenta benefícios não somente na esfera ambiental, mas também em âmbitos econômicos e sociais. A vinhaça é um subproduto do processo de produção de álcool, que contém grandes concentrações de nutrientes e matéria orgânica em sua composição. A sua utilização hoje está limitada a fertirrigação e a aplicações isoladas em biodigestão e outros, que não são suficientes para o consumo da produção anual crescente do resíduo. Seu uso na gaseificação permitiria o aproveitamento do conteúdo orgânico da mesma e a produção de gases de alto valor agregado. Como a umidade do insumo interfere negativamente na eficiência da gaseificação clássica, a aplicação da mesma para matérias primas com alto teor de líquidos não é recomendada. Uma alternativa viável seria a utilização do meio gaseificante supercrítico, que resulta em rendimentos constantes, independentemente da umidade da corrente de entrada do reator. O presente trabalho consiste no projeto de um módulo de gaseificação de vinhaça em água supercrítica, a ser instalado como uma unidade anexa a usinas de açúcar e álcool. Ele compreende o projeto conceitual e análise de viabilidade deste módulo, incluindo estimativas de CAPEX (Capital Expenditure) e OPEX (Operation Expenditure) e uma análise de sensibilidade dos mesmos. O estudo apresenta ainda o estado da arte do conhecimento e da tecnologia de gaseificação com água supercrítica (SCWG), relacionando os gargalos a serem resolvidos, assim como os ganhos intrínsecos da definição conceitual do projeto.

Aproveitamento de subproduto de maçã da indústria agroalimentar

Neste trabalho foi estudado um subproduto derivado da indústria agroalimentar produtora de sumo concentrado de maçã, conhecido por bagaço de maçã, com o objetivo de avaliar condições de extração de compostos fenólicos, o teor de compostos fenólicos totais, flavonóides e proantocianidinas e ainda a atividade antioxidante. Foram efetuadas extrações a partir do bagaço de maçã variando as condições de tempo, temperatura, razão massa:volume e solvente e os extratos obtidos avaliados quanto ao seu teor em compostos fenólicos totais pelo método FolinCiocalteu. O extrato aquoso do bagaço de maçã para uma temperatura de 100 ºC a um tempo de 2x4h e concentração de 50 mg/mL, apresentou o teor de compostos fenólicos mais elevado (9,37 mgEAG/g de bagaço de maçã, na base seca) em relação a todas as outras temperaturas, tempos de extração e solventes utilizados, como etanol (50% e 70%) e metanol. O doseamento de flavonóides totais baseou-se no método espetrofotométrico, usando o reagente cloreto de alumínio e a rutina como padrão. Os melhores resultados foram obtidos usando etanol (70%) como solvente à temperatura ambiente, cerca de 4,35 mgER/g. A amostra extraída com água apresentou valores bastante similares ao etanol, cerca de 4,27 mgER/g, usando uma temperatura de 100 ºC durante 2x4h. O conteúdo em proantocianidinas foi determinado pelo método 4-dimetilamino cinamaldeído (DMAC). O bagaço de maçã estudado demonstrou ser pobre no seu conteúdo de proantocianidinas, obtendo valores de 0,77 mgEEC/g. A atividade antioxidante do bagaço de maçã foi avaliada através de dois métodos distintos: 2,2-difenil-1-picril-hidrazilo (DPPH∙) e método do poder redutor (FRAP). O extrato aquoso obtido a 100 ºC a um tempo de 2x4h, demonstrou ser aquele com maior potencial, com uma capacidade antioxidante mais elevada que os restantes extratos, com valores de IC50 de 0,48 mg/mL e 0,65 mg/mL, para os métodos de DPPH∙ e FRAP, respetivamente.

Microturbinas em redes de abastecimento de água

Nos dias de hoje a sociedade exige níveis qualitativos de vida cada vez mais elevados, o que torna prioritária a conceção de sistemas eficientes, não poluidores, económicos e diversificados que permitam uma gestão integrada e racionalizada de recursos tão escasso como é o da água e da energia. Em sistemas de abastecimento de água, o uso de válvulas redutoras de pressão (VRP) visa a uniformização e controlo de pressões, promovendo uma perda de carga localizada que dissipa a energia hidráulica presente através da redução dos valores de pressão a jusante. Estas são fundamentais no controlo e redução de pressão. A utilização de microturbinas é uma alternativa sustentável para o controle de pressão e, simultaneamente, para a produção de energia elétrica. Trata-se de um método de mitigação para controlar as perdas referidas convergindo no âmbito da eficiência energética. Na perspetiva de promover um aproveitamento de energia nas redes de abastecimento de água, o presente trabalho sugere a substituição de válvulas redutoras de pressão (VRP) por microturbinas. Desse modo, apresenta-se um método automático de seleção de (i) local para implementação e (ii) projeto de microturbinas para sistemas de abastecimento de água. Para a modelação do funcionamento dos sistemas hidráulicos recorre-se ao simulador hidráulico EPANET. Esta ferramenta possibilita avaliação de caudais e pressões em todos os pontos da rede durante um determinado intervalo de tempo. A metodologia desenvolvida permite selecionar o local ideal no sistema hidráulico através de uma análise de cada secção conduta-nó escolhendo-se a melhor opção baseada na produção de energia. Depois da localização procede-se à seleção do tipo de turbina (Kaplan, Francis, Pelton e Cross-flow) que vai depender das características do sistema hidráulico. Na etapa seguinte apresenta-se os resultados obtidos pela turbina nomeadamente a produção de energia elétrica anual, o investimento necessário, o tempo de retorno e a rentabilização ao final de um período de 25 anos. Na última etapa da metodologia, de forma avaliar o comportamento do sistema final, realiza-se uma nova simulação da rede mas tendo em conta a introdução da microturbina no local. Apresentam-se alguns casos de estudo que validam a ferramenta desenvolvida. A metodologia desenvolvida é comparada com um caso de estudo real. Em ambos os exemplos simulados a metodologia aplicada permite obter soluções com ganhos energéticos significativos associados ao sistema. Apenas num dos exemplos se observaram que a implementação da microturbina no sistema hidráulico não seria economicamente rentável.

Aproveitamento de subprodutos da indústria de carne suína: caracterização físico-química do queijo de porco

Headcheese is a meat sausage originated from Europe made from hog slaughter by-products. It is a much appreciated product in the South of Brazil which is increasingly established in the market, however it does not have official regulations yet. This study aimed to present the physicochemical characterization of headcheese in a western Santa Catarina industry supervised by Companhia Integrada de Desenvolvimento Agrícola de Santa Catarina and assess 10 different brands to find the relationship between chemical composition and texture profile analysis (TPA). Thus, the chemical composition, energy value, total nitrite, lipid oxidation and physical parameters (color and texture) were evaluated. The product exhibited great variability in moisture content, lipid and protein because the different formulations, processing and intrinsic and extrinsic characteristics of raw material. The utilization of offal provided higher cholesterol and iron levels, and the high content of collagen was accountable for the shear force responses (7.84 ± 1.68 N). The product showed higher amount of sodium, due to the use of additives, but calcium levels were compatible with other sausages. There was a predominance of polyunsaturated fatty acids and polyunsaturated fatty acids/saturated fatty acids ratio was more favorable than other sausage in the same category. Nitrite assured preservation effects and thus lower product levels of oxidation were observed. The high Water Activity and pH 6.5 showed that the product is susceptible to growth of pathogens and requires cooling for preservation. Its brownish occurred due to cooking and production of metmyoglobin. There was a strong positive correlation between collagen and attributes of TPA, especially for chewiness (r = 0.855). The use of Hierarchical Cluster Analysis and Principal Component Analysis were able to separate three groups based on the amount of collagen and texture attributes, especially hardness, gumminess and chewiness.

Estudo de caso: minimização e reúso de água em shopping center da região sul do Brasil

The main issues related to water conservation in urban centers are the increase in water supply cost, demand growth, pollution and differences in the distribution of water resources. Water conservation, the controlled and efficient use of water, includes both measures as reasonable means of water reuse. Thus, conservation practices are an effective way to meet demand and supply water to new activities and users without jeopardizing the supplying water bodies and preserving the natural environment. This study aims to examine the water management of a shopping mall and the use of rainwater harvesting combined with greywater reuse. For buildings in general, water loss is common due to leaks in the hydraulic and restroom equipment. These losses, which are caused by a high volume of water used and wasted in the system, are often the result of design errors, incorrect maintenance procedures and users' bad habits In southern Brazil, where there is rainfall almost all year long, water shortages occasionally occur, particularly in some winter mouths. One difficulty that appears on rainwater studies is the proper determination of rainwater volume that can be used to address water supply systems. In this work, the simulation method was used to determine this volume. Thus, simulations with the following variables: rainfall, catchment area and water consumption were performed. For mall's hydraulic systems, segmented alternatives are adopted. That is, focusing on the use of rainwater or greywater reuse. Other alternatives of effluent reuse have been slightly discussed due to sanitary issues, those are effluents from toilets and kitchen sinks. The adoption of greywater may be feasible if there is a significant flow of greywater to comply water demand for toilet flushing. The inspections made in this study found that the quantity of sinks was insufficient to supply an adequate amount of water to toilets and urinals. The greywater reuse system was found to be infeasible in terms of demand and supply of water. Conversely, the rainwater harvesting system was entirely feasible and easily supplied water to all restrooms and contributed to the cooling of the air conditioning system with a short payback period. One of the challenges of this work was the need to compare the actual water consumption with a water consumption parameter used in buildings. Thus, a method that addresses the generation of specific consumption indexes for specific activity (like a mall) was used. The water consumption indices showed that this mall has a satisfactory water management program.

APROVEITAMENTO DA CASCA DO COCO-VERDE ( Cocos nucifera L.) PARA PRODUÇÃO DE POLPA CELULÓSICA

A casca do coco-verde é um resíduo do consumo da água de coco. Em cidades litorâneas este resíduo já tem se tornado um grande problema, pois é de difícil decomposição. O presente estudo teve como objetivo avaliar a casca do coco-verde ( Cocos nucifera L.) para a produção de celulose kraft. A matéria-prima foi caracterizada com relação à densidade básica, composição química, dimensão das fibras e proporção de elementos anatômicos. Foram realizados três cozimentos-teste sendo que um deles foi escolhido para repetição. Em cada um deles variou-se a carga alcalina visando à elaboração de curvas de cozimento. Nos resultados do processo de polpação foram encontrados valores altos de número kappa, baixos rendimentos e baixos teores de rejeito. As seguintes características do material, baixa densidade básica (0,128 g/cm³), alta quantidade de extrativos (33,68%) e baixa proporção de fibras (22,11%), corroboraram para estes resultados. Assim, a produção de polpa celulósica a partir da casca do coco-verde pelo processo kraft, não se mostrou como uma alternativa viável tecnicamente.

Aproveitamento de resíduos minerais na formulação de argamassas para a construção civil

Current environmental concerns include the excessive consumption and inefficient use of non-renewable natural resources. The construction industry is considered one of the largest consumers of natural raw materials, significantly contributing to the environmental degradation of the planet. The use of calcareous quarry (RPPC) and porcelain tile polishing residues (RPP) as partial replacements of the cement in mortars is an interesting alternative to minimize the exploration of considerably large amounts of natural resources. The present study aimed at investigating the properties of fresh and hardened mortars produced using residues to replace cement. The residues used were fully characterized to determine their specific mass, unitary mass, particle size distribution and morphology, and composition. The performance of the mortars was compared to that of reference compositions, prepared without residues. A total of 18 compositions were prepared, 16 using residues and 2 reference ones. The mortars were prepared using Portland CP II F 32 cement, CH I hydrated lime, river sand and tap water. The compositions of the mortars were 1:1:6 and 1:0.5:4.5 (vol%), and water to cement ratios of 1.87 and 1.45 were used, respectively. The mortars in the fresh state were evaluated by consistency index, water retention, density of mass and incorporated air content tests. In their hardened state, the mortars were evaluated by apparent mass density, modulus of elasticity, flexural tensile strength, compressive strength and water absorption by capillarity. The mortars were also analyzed by scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, X-ray diffraction and fluorescence. Finally, they were classified according to NBR 13281 standards. The mortars prepared using residues partially replacing the cement exhibited lower modulus of elasticity compared to the reference compositions, thus improving the performance in their intended use. On the downside, the water absorption by capillarity was affected by the presence of residues and both the tensile and compressive strength were reduced. However, from the overall standpoint, the replacement of cement by calcareous quarry or porcelain tile polishing residues did not result in significant changes in the properties of the mortars. Therefore, compositions containing these residues can be used in the construction industry