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[en] MODEL FOR EVALUATION OF SETTLEMENTS OF MUNICIPAL SOLID WASTES / [pt] MODELO PARA AVALIAÇÃO DE RECALQUES EM ATERROS DE DISPOSIÇÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS

GUSTAVO FERREIRA SIMOES 19 October 2001 (has links)
[pt] Esta tese apresenta um novo modelo para a avaliação de recalques em aterros de disposição de resíduos sólidos urbanos. Trata-se de um modelo unidimensional, onde os recalques resultam da ação de duas componentes, uma mecânica e outra biológica, que permite a avaliação da evolução das variações de volume do aterro com o tempo. A componente mecânica é caracterizada por um recalque imediato, causado pela redução da macroporosidade e pela drenagem de líquidos e gases presentes na massa de resíduos no instante da disposição devido à ação das cargas aplicadas, e por uma componente de longo prazo, originada pela deformação lenta da estrutura dos resíduos. A componente biológica é resultado dos processos de decomposição que ocorrem no interior dos aterros, onde a contínua transferência de massa da fase sólida para as fases líquida e, principalmente, gasosa, causa uma redução de volume dos resíduos. Por hipótese, os parâmetros utilizados na avaliação das duas componentes não variam com tempo. O comportamento dos resíduos é analisado a partir de propriedades de suas frações constituintes, possibilitando, desta forma, a análise de situações onde ocorram variações da composição e das condições operacionais. O modelo também permite a análise de aterros com construção em etapas e realização de ensaios de carregamento. Diversos casos históricos, coletados na literatura, foram simulados. Os resultados obtidos com o modelo mostraram-se bastante semelhantes aos de campo, indicando ser válido o conjunto de hipóteses adotadas. Na análise desses casos constatou-se uma falta de padronização na apresentação ou mesmo inexistência das informações necessárias às simulações com o modelo, tornando-se indispensável a adoção de hipóteses, sendo estas fundamentadas em aspectos físicos e observacionais. O modelo mostrou-se bastante versátil, podendo ser adaptado facilmente a novos problemas, incluindo a variação dos parâmetros com o tempo. / [en] This thesis presents a new model to evaluate settlements in municipal solid waste fills. It refers to a one dimensional model in which the settlements result from two components, one due to mechanical behavior and the other from biological degradation. The mechanical component is formed by an immediate settlement, in which the load application results in a reduction of the macroporosity and drainage of liquids and gases, and by a long term settlement, associated with waste structure creep. The biological component is a result of the decomposition processes occurring within the waste mass, in which the continuous mass transference from solid phase to liquid and, mainly, to gaseous phase, that causes a waste volume reduction. It was assumed that the parameters used to evaluate both components does not vary with time. The waste behavior is analyzed from its fractions properties, allowing the analysis of problems where the composition and operational conditions change with time. The model can also consider staggered construction of the fill and the simulation of load tests.Several historical cases obtained from literature were simulated. The results of the simulations presented a good representation of the field data, validating the adopted set of hypothesis. During the analysis it was observed a lack of standardization in the way the data are presented and even an absence of data as required by the developed model. In such cases, some hypothesis were adopted based on physical and observational criteria.The developed model was shown to be versatile and can easily be adapted to new problems, including the change of properties of the waste mass with time.
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[pt] ONDE A LAMA É INSURREIÇÃO: ARQUITETURA EM CONVIVÊNCIA COM A ÁGUA NO NOVO REGIME CLIMÁTICO / [en] WHERE THE MUD IS INSURRECTION: ARCHITECTURE IN COEXISTENCE WITH WATER IN THE NEW CLIMATE REGIME

CARLOS SAUL ZEBULUN 18 October 2023 (has links)
[pt] A presente pesquisa busca, a partir da chave do controle da natureza, contribuir para um imaginário de possibilidades para arquiteturas de convívio com a natureza. Para isso, a dissertação passa pela origem da criação do método científico como modo de operar no mundo e controlar a natureza para o bem-estar humano e situa a arquitetura, enquanto disciplina, e a construção civil como protagonistas da atual crise climática, que é uma consequência direta, mas não apenas, deste modo de controlar a natureza. Para começar a busca por uma arquitetura que negocie com a natureza procurando o convívio com ela, a pesquisa se baseia nos conceitos de sazonalidade, elaborado por Hilan Bensusan e Carlos Mondragon, e o de habitabilidade, defendido por Dipesh Chakrabarty. Por fim, a dissertação se aproxima de dois exemplos emblemáticos de controle das águas na cidade do Rio de Janeiro, os aterros do Flamengo e os da Maré, apontando a transição da cidade que convivia de maneira mais próxima com suas águas até o século XIX e, em seguida, passou a negar tal convivência sistematicamente. Neste processo de negação, algumas práticas de resistência da população da Maré se apresentam como possibilidades e garantia de um convívio mínimo com a água. / [en] The present research seeks, from the key of controlling nature, to contribute to an imaginary of possibilities for architectures of coexistence with nature. For this, the dissertation goes through the origin of the creation of the scientific method as a way of operating in the world and controlling nature for human well-being and places architecture as a discipline and civil construction as protagonists of the current climate crisis that is a direct consequence, but not only, in this way of controlling nature. To begin the search for an architecture that negotiates with nature, seeking to live with it, the research is based on the concepts of seasonality elaborated by Hilan Bensusan and Carlos Mondragon and the habitability defended by Dipesh Chakrabarty. Finally, the dissertation approaches two emblematic examples of water control in the city of Rio de Janeiro with the landfills of Flamengo and the landfills of Maré. Pointing out the transition of the city that lived closer to its waters until the 19th century and then began to systematically deny such coexistence. In this process of denial, some practices of resistance by the population of Maré are presented as possibilities and guarantee of a minimum contact with water.
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[en] GETTING IN TO THE FIELD: THE ORGANIZED PICK UP SOCCER GAME AT THE ATERRO DO FLAMENGO / [pt] ENTRANDO EM CAMPO: A PELADA ORGANIZADA NO ATERRO DO FLAMENGO

ANA LETICIA CANEGAL DE ALMEIDA 14 February 2013 (has links)
[pt] O presente trabalho trata das peladas jogadas no Aterro do Flamengo, parque público na cidade do Rio de Janeiro, a partir do trabalho de campo realizado com o Ellite Futebol Clube. Desde a inauguração, em 1965, criou-se uma identificação entre o Aterro e os peladeiros, já que com o crescimento da cidade, havia menos terrenos ou áreas livres para a prática amadora do futebol. As quadras do Parque também tinham o objetivo de suprir essa necessidade. Fundado em 1998, o Ellite é formado por amigos de colégio que vêem nas peladas jogadas todas as quartas-feiras uma forma de manter a amizade. É uma das diversas equipes que fazem dos campos do Aterro a sua casa. Jogam, segundo eles, uma pelada organizada, o que de certa forma contraria o imaginário de improviso e espontaneidade desta prática. As peladas aqui estudadas, a partir do exemplo do Ellite, têm características particulares, que nos fazem perceber como o espaço urbano público é rico em contraste, diversidade e conflitos. / [en] This work is about the pick up soccer games played at the Aterro do Flamengo, a public park at Rio de Janeiro, from fieldwork with Ellite Futebol Clube. Since its inauguration in 1965, it has been created an identification between the Aterro and the pick up soccer game players, especially because with the growth of the city there were less land or open spaces for the practice of the amateur soccer. The courts from the park had also the purpose to meet this need. Founded in 1998, Ellite is formed by college friends who see in the pick up games played all Wednesdays a way to keep the friendship. It is one of several teams that make the fields of the Aterro like their home and make that a space of sociability. They play, according to them, an organized pick up game, which somehow contradicts the imagination of improvisation and spontaneity of this practice. The pick up soccer games studied here, from the example of Ellite, have particular characteristics that make us realize how urban public space is rich in contrast, diversity and conflict.
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[en] EVALUATION OF THE POTENTIAL USE OF WASTE PAPER SLUDGE IN CAPILLARY BARRIER SYSTEMS / [pt] AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE USO DE UM RESÍDUO DA INDÚSTRIA DE PAPEL EM SISTEMAS DE BARREIRAS CAPILARES

JULIO CESAR BIZARRETA ORTEGA 18 March 2010 (has links)
[pt] Esta pesquisa esta orientada a avaliar o potencial de uso de um resíduo da indústria da fabrica de papel, localizada no estado de Rio de Janeiro, em sistemas de barreiras capilares para aterros sanitários. A utilização do resíduo da indústria de papel (RIP) trace um beneficio ambiental e econômico, pois na atualidade os materiais comumente usados como cobertores têm elevados custos. Neste estudo se realizam uma caracterização do RIP e uma simulação numérica usando o programa VADOSE/W 2007. O RIP é constituído por uma parte mineral e outra de fibra orgânica. A parte mineral é aproximadamente 70%, composto principalmente de calcita e aragonita, atuando como cimento e cobrindo quase por completo as fibras. O RIP tem um elevado teor de umidade inicial e uma elevada contração sim apresentar trincas no processo de secagem. Ensaios de laboratório mostram valores de permeabilidade saturada na ordem de 10-8 m/s para amostras no lado úmido da curva de compactação. Ensaios de curva de retenção de umidade usando a técnica de papel de filtro mostram uma diferença substancial em relação a outros RIPs encontrados na literatura pelo elevado valor de entrada de ar da ordem de 1000kPa. Simulações numéricas baseadas nas propriedades não saturadas do RIP mostram que ele pode ser utilizado como material fino de uma barreira capilar; sendo o contraste de permeabilidades não saturadas e sucção inicial chaves na seleção do material grosso. O programa VADOSE/W 2007 constitui uma ferramenta útil para á avaliação do funcionamento de sistemas de barreiras capilares onde se incluem condições climáticas. / [en] This research is oriented to evaluate the potential use of a waste industry manufactures of paper, in the state of Rio de Janeiro for capillary barrier systems for sanitary landfills. The use of waste paper industry (WPI) brings an environmental and economic benefit, because in actuality the cover materials have high costs. In this study, is made a characterization and a numerical simulation of WPI using the program VADOSE/W 2007. WPI is composed of one part mineral and other organic fiber. The mineral part is about 70%, composed mainly of calcite and aragonite, acting as cement and covering almost completely the fibers. RIP has high initial moisture content and high contraction but does not have cracks in the drying process. Laboratory tests show values of saturated permeability in the order of 10-8 m/s for samples in the wet side of compaction curve. Testing curve moisture retention using the filter paper method shows a substantial difference compared to other WPIs in the literature by the high Air Entry Value (AEV) of the order of 1000kPa. Numerical simulations based on the properties of saturated RIP show that it can be used as fine material for a capillary barrier, and the contrast of unsaturated permeability and suction initial key in the material selection. Numerical simulations based on unsaturated properties of WPI showed that it can be used as material for a capillary barrier, and was verified that the contrast of unsaturated permeability and suction initial are key in the material selection, and was verified that the program VADOSE/W 2007 is a useful tool for evaluating the operation of capillary barrier systems which include climatic conditions.
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[pt] AVALIAÇÃO EM LABORATÓRIO DO TRANSPORTE DE CONTAMINANTES NO SOLO DO ATERRO SANITÁRIO DE SAUÍPE/BA / [en] LABORATORY ASSEISMENT OF SOIL CONTAMINANT TRANSPORT IN SAUIPE MUNICIPAL WASTE LANDFILL

PEDRO OLIVEIRA DA SILVA COSTA 09 September 2002 (has links)
[pt] Este trabalho tem como objetivo apresentar uma avaliação da mobilidade do chorume no solo do aterro Sanitário de Sauípe, no município de Entre Rios, BA. O estudo se baseia em resultados de ensaios de laboratório e em dados encontrados na literatura, os quais foram utilizados para prever o transporte do contaminante e os principais mecanismos de interação entre este e o solo. Foi utilizado um equipamento desenvolvido para a realização de ensaios de transporte em laboratório, que permite a determinação dos parâmetros de transporte do contaminante no solo. / [en] The purpose of this thesis is to present an evaluation of the mobility of leachate in the soil of Sauípe s Sanitary Landfill, located in the municipality of Entre Rios, in the State of Bahia. The study is based on experimental laboratory results and on literature data, which have been used for predicting the contaminant transport and the main mechanisms of its interaction with the soil. To carry out the laboratory tests has been used an equipment developed for this purpose, which allows the determination of the transport parameters of the contaminant in the soil.
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[en] GEOTECHNICAL CHARACTERIZATION AND EVALUATION OF THE BEHAVIOR OF A FILTERED RESIDUE FROM THE PRODUCTION OF ALUMINA (RED MUD) STORED AS DENSIFIED LANDFILL / [pt] CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA E AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO DE UM RESÍDUO FILTRADO DA PRODUÇÃO DE ALUMINA (LAMA VERMELHA) ESTOCADO NA FORMA DE ATERRO DENSIFICADO

MANOELA CRISTINA DO AMARAL NEVES 05 February 2019 (has links)
[pt] Tendo em vista a diminuição dos impactos ambientais e a necessidade em aproveitar ao máximo as áreas disponíveis para disposição de resíduos, as mineradoras e indústrias de beneficiamento de minério tem investido em técnicas inovadoras procurando a melhoria do comportamento do resíduo gerado. Este estudo experimental relata o comportamento de um resíduo da produção de alumina desaguado por filtro prensa e, também, seu comportamento geotécnico quando estocado de forma densificada. Este trabalho utilizou o Filtro Prensa, que é um dispositivo que retem a parte sólida formando tortas compactas e com elevado teor de sólidos e grau de saturação. Foram feitos estudos das características e do comportamento do resíduo filtrado para encontrar a melhor e mais segura forma de disposição, buscando o melhor aproveitamento das áreas disponíveis. Foi realizado um aterro experimental com o resíduo do filtro prensa com o intuito de estocar o material, colhendo amostras e, assim, testando as condições de compactação em cada camada executada. O Aterro experimental foi dividido em 3 pistas, a pista 1 com 5 camadas de 30 cm, a pista 2 com 4 camadas de 40 cm e a pista 3 com 4 camadas de 50 cm de espessura. As camadas tiveram diferentes combinações de números de passadas e de umidade em relação a umidade ótima. Foram realizados ensaios de laboratório (Caracterização, Compactação Proctor Normal, Triaxial CIU/UU/PN, Adensamento e Permeabilidade) em amostras deformadas do resíduo, coletadas na saída do filtro prensa, e em amostras indeformadas obtidas nas áreas do aterro experimental observou-se que o teor de umidade obtido no resíduo na saída do filtro prensa é menor em 2 porcento ao teor de umidade ótimo do material, sendo favorável para promover sua compactação na disposição. Quando compactado, o resíduo apresenta baixa permeabilidade, da ordem de 10-6 a 10-8 m/s, sendo estes resultados obtidos em corpos de prova moldados variando-se o grau de compactação entre 85 porcento a 100 porcento e o teor de umidade variando -2 porcento a 6 porcento em relação a umidade ótima. Também foram avaliados os parâmetros de resistência por meio de ensaios triaxiais UU (não adensados e não drenados) em amostras não saturadas. Através dos resultados obtidos em campo observou-se que em todos os casos, há sempre um crescimento de peso específico seco e grau de compactação (GC) com o número de passadas. A umidade de 4 porcento acima da ótima é o limite para se ter GC aceitável, para qualquer espessura de camada dentro desta faixa de umidade (-1,0 a 4,0 porcento) o numero minimo de 8 passadas. / [en] Considering the reduction of environmental impacts and the need to make the best use of available waste disposal areas, mining beneficiation industries have invested in innovative techniques to improve the behavior of the waste generated. This experimental study reports the behavior of a residue from the production of alumina dewatered by filter press and also its geotechnical behavior when densified. This work used the Filter Press, which is a device that retains the solid part forming compact and high percentage of solids and saturation degree. Studies of the characteristics and behavior of the filtered residue were made to find the best and most safe form of disposal, seeking the best use of available areas. An experimental landfill with the press filter residue was carried out in order to store the material, collecting samples and, therefore, testing the compaction conditions in each layer performed. The experimental landfill was divided into 3 lanes, lane 1 with 5 layers of 30 cm, lane 2 with 4 layers of 40 cm and lane 3 with 4 layers of 50 cm of thickness. The layers had different combinations of numbers of passes and humidity relative to optimal humidity. Laboratory tests (Characterization, Compaction, CIU / UU / PN Triaxial, oedometer and Permeability) were carried out on deformed samples of the residue, collected at the exit of the filter press, and in undisturbed samples obtained in the areas of the experimental landfill it was observed that the moisture content obtained in the residue at the exit of the filter press is 2 percent lower than the optimum moisture content of the material, being favorable to promote its compaction in the arrangement. When compacted, the residue presents low permeability, in the order of 10-6 to 10-8 m / s, these results being obtained in molded test bodies varying the degree of compaction between 85 percent and 100 percent and the moisture content Varying -2 percent to 6 percent in relation to the optimal humidity. Resistance parameters were also assessed by UU triaxial tests (non-densified and non-drained) in unsaturated samples. Through the results showed in the field in all cases a growth of specific dry weight and degree of compaction (GC) with the number of passes. The humidity of 4 percent above the optimum is the limit to have acceptable GC, for any layer thickness within this humidity range (-1.0 to 4.0 percent) the minimum number of 8 passes.
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[en] SIMULATION OF THE COMBUSTION PROCESS OF SANITARY LANDFILL GAS / [pt] SIMULAÇÃO DO PROCESSO DE COMBUSTÃO DE GASES PROVENIENTES DE ATERROS SANITÁRIOS

PEDRO RIOS DE MOURA TEIXEIRA 27 August 2004 (has links)
[pt] A utilização do biogás, proveniente de aterros sanitários, para a produção de energia elétrica mostra que os problemas ambientais conseqüentes dos resíduos sólidos podem ser revertidos em benefícios ambientais e econômicos. Este projeto apresenta resultados sobre a composição dos resíduos sólidos em aterros sanitários e investiga sua utilização como fonte de energia através do seu processo de combustão. Foi estudado um modelo baseado na formulação de volumes finitos, através da utilização do código comercial Fluent (versão 6.2), que inclui o modelo K-E de turbulência, o modelo generalizado de taxas finitas de Arrhenius e Magnunssen para o cálculo das reações químicas e o modelo de radiação por transferência discreta, para simular o processo de combustão em fornalhas industriais. O objetivo deste estudo é investigar a aplicação do modelo na simulação do processo de combustão do biogás, avaliar a possibilidade de uso do biogás como fonte de energia e prever a formação de poluentes, tais como NO, CO e SO2. Na simulação do processo de combustão foram utilizados modelos de uma única reação global (1 etapa) para a oxidação dos hidrocarbonetos e modelos de duas reações (2 etapas). Para a previsão da formação de NO investigou-se os mecanismos thermal NO, prompt NO, e fuel NO. Os resultados indicaram que o mecanismo fuel NO foi o mecanismo dominante no processo de formação do NO. Os resultados encontrados indicam a possível aplicação do modelo na investigação do processo de combustão do biogás. De acordo com os níveis de temperatura e de fluxo encontrados avalia-se que o biogás pode ser uma alternativa importante como fonte de energia. Estudos experimentais, contudo, são necessários para um melhor aproveitamento do biogás. / [en] The utilization of the sanitary landfill gas for electric power generation shows how the solid waste environmental problems can be reverted to environmental and economical benefits. This screen shows results about waste composition in sanitary landfills and investigates its utilization as energy source through biogas combustion. A model based on finite volume formulation was studied, using the commercial code Fluent (version 6.2), which includes the template K-E of turbulence, the finite rates generalized model of Arrhenius and Magnunssen for chemical reactions calculations, and, the discrete transfer radiation model to simulate the combustion process in industrial furnaces. The objective of this study is to investigate the application of this model to simulate the biogas combustion process, to evaluate the feasibility of using the biogas as energy source and to predict the formation of pollutants such as NO, CO and SO2. In the combustion process simulations, models using one global reaction (1 step), to the hydro carbonates oxidation, and models using two reactions (2 steps) were investigated. To estimate the NO formation, the thermal NO, prompt NO and fuel NO mechanisms have been investigated. The fuel NO mechanism prevails into this process. Results show the possible application of the model studied for the biogas combustion process investigating. According to the temperature and flows levels found, it is possible to estimate that the biogas can be, as energy source, an important alternative. Experimental studies, however, are necessary to better use the biogas.
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[pt] O BIOGÁS DE ATERRO E SEU APROVEITAMENT ENERGÉTICO NOS CAMINHÕES DE COLETA DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS / [en] THE LANDFILL BIOGAS AND ITS ENERGETIC USE IN MSW COLLECTION TRUCKS

19 December 2016 (has links)
[pt] Nos grandes centros urbanos, o aumento da geração de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) é bastante superior ao crescimento da população; milhares de toneladas de lixo são despejadas diariamente em lixões ou aterros sanitários, exigindo investimentos cada vez maiores. Um sistema de limpeza urbana poderá ser implantado a partir do abastecimento dos caminhões de coleta de resíduos sólidos com o biogás produzido pela decomposição da matéria orgânica contida nos RSU depositados nestes aterros. Fonte renovável de energia, ao contrário do carvão, petróleo ou gás natural, o biogás, assim utilizado, traz significativa redução na emissão de gases de efeito estufa (GEE) e benefícios ao meio ambiente e à saúde da população. Este trabalho busca avaliar em aterros onde existe uma ampla produção de biogás, a possibilidade da aplicação de uma porcentagem do que é gerado para suprir a demanda de combustível de uma frota de caminhões coletores compactadores, (que são os veículos que mais emitem CO2/Km, além da intensa poluição sonora), substituindo o diesel mineral. São duas as tecnologias de aproveitamento do biogás a serem abordadas. A primeira refere-se ao aproveitamento do biogás para a geração de energia elétrica e sua utilização em caminhões elétricos e a segunda, em caminhões abastecidos com GNV (Gás Natural Veicular). Nesta perspectiva, os aterros deixam de ser apenas depósito final de resíduos; tornam-se um início de um novo ciclo de vida desses resíduos. Os sistemas de limpeza urbana serão projetados por analogia aos ecosistemas biológicos, criando um conceito original de ecossistema do lixo. / [en] The production of MSW (Municipal Solid Waste) is inevitable and occurs daily. Their amount varies depending on the level of economic development and the different layers that society entails. Managing information of MSW s lifecycle, from collection, treatment, disposal, recycling and energy recovery, becomes increasingly important to build a solid foundation for sustainable development. In the definition of United Nations Environment Programme (UNEP), sustainable consumption means the supply of services and related products that meet basic human needs and promote their best quality of life not only current, as future generations. Therefore, sustainable consumption matters in particular attention for the use of natural resources and toxic substances as well as on strict control of waste and pollutants emissions during the life cycle of the product or service. In a scenario of climate change, with the growing consumption of disposable things and energy and also consequent increase of garbage production, adoption of more sustainable lifestyles must be an obligation, compatible with lower rates of utilization of natural resources and levels emissions of greenhouse gases (GEE). More than any other time, mankind finds itself in a crossroad. Since Industrial Revolution, in a traditional economic vision, technology and the market think that they will always be able to find replacements for finished natural resources and solutions to environmental degradation. Mankind requires energy to perform most of their daily activities. This energy comes from primary sources such as oil, coal, gas (non-renewable), or another nature, as occurs with biomass, solar and hydropower and biogas (renewable). The future development depends on availability of energy for a long time in increasing amounts secure, reliable sources and appropriate to environment.
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[pt] IMPLEMENTAÇÃO NUMÉRICA DO MODELO CONSTITUTIVO ELASTOPLÁSTICO DE LADE E KIM PARA ANÁLISE 3D DE ATERROS / [en] NUMERICAL IMPLEMENTATION OF THE ELASTOPLASTIC CONSTITUTIVE MODEL OF LADE AND KIM FOR 3D ANALYSIS OF EMBANKMENTS

JUAN ANDRES HUANG SAM 15 December 2020 (has links)
[pt] Problemas de engenharia geotécnica onde a resistência ao cisalhamento é fator determinante para o projeto são geralmente avaliados com base no critério de ruptura de Mohr-Coulomb; no entanto, modelos constitutivos avançados são necessários para abordar grande parte de problemas geotécnicos onde estimativas de deformação são necessárias. Lade e Kim propuseram um modelo constitutivo elastoplástico avançado para investigar o comportamento tensão vs. deformação de materiais com atrito, sob condição drenada ou não drenada. Nesta dissertação, este modelo foi implementado no programa computacional de diferenças finitas FLAC3D com o objetivo de estudar o comportamento elasto-plástico de aterros. As equações governantes do modelo constitutivo de Lade-Kim são apresentadas e um algoritmo explícito de integração de tensões foi implementado na presente pesquisa. Os resultados numéricos obtidos com o modelo de Lade e Kim foram comparados com aqueles publicados na literatura, envolvendo ensaios triaxiais de laboratório realizados em areia e análises numéricas 2D do comportamento de barragem. Finalmente, após validação da implementação do modelo, análises do comportamento 2D e 3D de aterros foram executadas, verificando a influência destes tipos de análise nos valores calculados, bem como resultados numéricos foram também comparados com aqueles determinados pelo tradicional modelo elasto-plástico de Mohr-Coulomb. / [en] Geotechnical engineering problems, where the design is mainly influenced by the shear strength, can be successfully analyzed considering a traditional constitutive model; however, advanced constitutive models must be used when the estimative of deformation is an important factor to be considered. Lade and Kim proposed the Lade-Kim model in order to model a granular material stress-strain constitutive relation under different combinations of effective stress and drained or undrained conditions. In this dissertation, this model is implemented and validated in the FLAC3D finite volume program, in order to study the elasto-plastic behavior of embankments. The governing equations of the constitutive model of Lade-Kim are presented and, using an appropriate stress integration algorithm, it is implemented in FLAC3D. This procedure is validated by using experimental results of triaxial tests performed on the sand of the Sacramento River and performing two-dimensional deformation analyzes of embankments and comparing the results with the literature. Finally, the Lade-Kim model is used in two-dimensional and three-dimensional deformation analyses of embankments in order to analyze the influence of the three-dimensional condition. On the other hand, the same analyzes were carried out using the Mohr- Coulomb constitutive model in order to compare the results and analyze the efficiency of the Lade-Kim constitutive model. Thus, it is concluded that the Lade-Kim constitutive model was successfully implemented and that it provides accurate results regarding modeling geomechanical behavior under different combinations of effective stresses.
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[en] BIOGAS GENERATION IN LANDFILLS: AN ANALYSIS ON THE FORECAST MODELS USED BY PROJECTS UNDER THE CLEAN DEVELOPMENT MECHANISM / [pt] GERAÇÃO DE BIOGÁS EM ATERROS SANITÁRIOS: UMA ANÁLISE SOBRE OS MODELOS DE PREVISÃO APLICADOS A PROJETOS DO MECANISMO DE DESENVOLVIMENTO LIMPO

MAURO MEIRELLES DE OLIVEIRA SANTOS 22 May 2015 (has links)
[pt] O propósito do trabalho é avaliar os modelos matemáticos utilizados para a previsão da geração de biogás pelos aterros sanitários brasileiros e comparar as previsões com os resultados monitorados ao longo dos anos de operação. Cerca da metade do volume desse biogás é metano, sendo essa a sua parte mais significativa; primeiro, porque é um gás de efeito estufa; segundo, porque a sua queima, além de desejável, pode gerar energia – e renovável. Por isso, projetos de aterros que queimam metano podem receber incentivos financeiros – os créditos de carbono – através do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) do Protocolo de Quioto. Os aterros sanitários estudados são todos projetos MDL, para os quais existe obrigatoriamente um prévio documento de concepção, com as previsões de resultados, bem como documentos periódicos posteriores comprovando as metas alcançadas, todos publicados na internet. Pelo método de trabalho, explicitam-se a previsão de geração do metano – contidas no documento de concepção de projeto – e a quantidade captada – contida nos relatórios de monitoramento. Os modelos, parâmetros, resultados e eficiências são apresentados, bem como comparações entre diferentes aterros e modelos. Ao final do trabalho, responde-se a questão: as eventuais discrepâncias entre a previsão de geração e a captação efetiva de biogás dos aterros sanitários operados sob o MDL podem ser explicadas pelo uso inadequado dos modelos de previsão? / [en] Solid waste disposal sites (SWDS) – especially landfills – are a significant source of methane. Although having the potential to be captured and used as a fuel, most of the methane formed in SWDS is emitted to the atmosphere. After the United Nations Framework Convention on Climate Change entered into force in 1994 with the final goal of preventing climatic changes, all the countries that have ratified it were asked to estimate and report their greenhouse gas emissions, including methane. In order to support countries in this task, the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) has published three sets of guidelines for national inventories, including sets of equations for calculating the quantity of methane formed as biodegradable waste decays. In addition, the Kyoto Protocol has created the Clean Development Mechanism (CDM) to assist the developed countries to offset their own greenhouse gas emissions by assisting other countries to achieve sustainable development and to reduce their emissions. Based on IPCC s methodologies, the CDM has issued a tool to help developers estimate reductions in methane emissions as a result of their project activities. Unfortunately, the four methodologies for calculating methane formation in landfills that are used worldwide – three from IPCC and one from CDM – yield different results, although they are all based on equations to simulate first order decay of biodegradable waste. Furthermore, differences in results from the use of the different models are not clearly presented, and there is not a clear understanding on how they should be used. The incorrect application of the methodologies can be seen in national inventories and in CDM projects activities. The purpose of this thesis is to assess the mathematical models used to predict the generation of biogas by landfills in Brazil and to compare the forecasts with the monitored results over the years of operation. According to Scharff and Jacobs (2006), the emission from a landfill has a high temporal and spatial variability and the authors assert that this is a complicated area of study. Approximately half the volume of this biogas is methane, which is its most significant part; firstly, because it is a greenhouse gas; and secondly, because its burning, as well as being desirable, can generate energy – of the renewable type. For this reason, landfill projects that burn methane are able to receive financial incentives – the carbon credits – through the CDM. Since 2005, when the Kyoto Protocol entered into force and launched the CDM, solid waste disposal sites are seen differently in Brazil. The landfills studied here are CDM projects that had their potential for biogas EXPANDED ABSTRACT evaluated at their inception and which later on had their generation models and their parameters re-evaluated. These projects have undergone a renewal of their first 7-year crediting period, within the CDM procedures, when it was necessary to update the baseline and monitoring methodology. In order to have an ex-ante estimation of the methane generation in CDM landfill projects, it is necessary to follow the methodologies approved by the CDM Executive Board. These methodologies are based on the procedures used for national greenhouse gas inventories of the IPCC, which in turn assesses the scientific knowledge around the world on climate change and greenhouse gases. There are three editions of IPCC guidelines (1997, 2000 and 2006), other than several versions for the ones issued by the CDM Executive Board. This thesis shows the differences among the models contained in these methodologies, besides the different interpretations and different ways to apply the methodologies in the analyzed projects. Two more models were added to the analysis: those referred to in World Bank (2004) – the so-called Scholl-Canyon model and the U.S. EPA s LFG Emissions Model (LandGEM). All CDM projects are required to have a prior design document as well as verified monitoring reports, which demonstrate the emission reductions, all documents published on the Internet. The method of work used in this study was to highlight for each project the generation forecast and the amount of methane captured during several years of operation, with the knowledge that these figures are not a simple translation of carbon credits. CDM procedures require some baseline and leakage discounts and allow more credits whenever electricity is generated from the biogas, and these facts have to be understood and taken into account. Models, parameters, results and efficiencies are then presented and compared. Based on the analyses of the models, the authors also indicate the need for a correction in the tool to calculate emissions from landfills as adopted by the CDM Executive Board. This thesis also shows how the experience of the first 7-year crediting period of each project was used in its second period, and makes a critical analysis of the suitability of the use of these prediction models, as well as a confrontation with other studied models, where the data was adequate. This study has the ultimate intent to contribute to enterprises that are designed to improve sanitary conditions

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