[pt] O trabalho busca compreender as principais relações estabelecidas com o sistema de embalagens de nosso cotidiano. O modo como as consumimos, utilizamos, descartamos e também as suas implicações na percepção de valores. Foram analisados diversos aspectos dos sistemas de embalagens, sua importância para o comércio, para o atual estilo de vida da sociedade, os variados impactos ambientais, os ciclos de vida que apresentam, sua participação na problemática do lixo e o desperdício de recursos por ele representado. Em seguida, foram estudados os diferentes ciclos de vida das embalagens buscando um direcionamento ambientalmente consciente, as perspectivas e propostas que se colocam atualmente e a importância do LCA - Life Cycle Assesment - e do LCD - Life Cycle Design - para o desenvolvimento de produtos. Por fim, ilustrando a pesquisa, foi apresentado um estudo de caso específico, o das embalagens utilizadas no processo de distribuição de tomates in natura, observando as alternativas disponíveis e as efetivas propostas para reduzir o desperdício gerado pelo sistema vigente. / [en] This essay aims to understand the main relationships between packaging systems and our daily lives. The way we use, consume and discard them as long as their implications in value perception. Several aspects of packaging systems were analised such as their importance for retail and lifestyles, their different environmental impacts, their life cycles, their role in the garbage disposal problem and the amount of waste they represent. Lately, we look at the different package life cycles in search for an environmentally concious direction, todays perspectives and proposals and the importance of LCA - Life Cycle Assesment - and LCD - Life Cycle Design - to product development. To complete the research, an specific case study is presented: packages used in the distribution of tomatoes in natura, observing the available alternatives and the effective proposals to reduce the amount of waste generated in the process.

[pt] A solução do problema do descarte dos rejeitos de alta radioatividade é um dos problemas mais sérios para a indústria nuclear, em nossos dias. Para assegurar que os rejeitos nucleares nunca alcançarão a biosfera, os pesquisadores de vários laboratórios estão trabalhando num conceito de barreiras múltiplas, destinado a evitar que as águas subterrâneas e a corrosão comprometam o confinamento dos rejeitos. Em primeiro lugar, os rejeitos do reprocessamento são solidificados e fundidos em cilindros de vidro, cerâmicos ou rocha sintética, dentro de moldes de aço inoxidável, que podem ser incorporados em blocos de concreto. Estes blocos devem ser isolados da biosfera por, pelo menos, 10.000 anos. Isolar blocos em depósitos subterrâneos, parece ser o melhor compromisso entre segurança e viabilidade prática, pois esta é a única tecnologia já dominada e disponível no futuro próximo. Existe tecnologia para escavar poços, abrir cavidades, avaliar condições geológicas e hidrológicas, etc., mas ainda há muitas questões a serem esclarecidas, tais como a estabilidade, sob radiação, a prazos muito longos, dos rejeitos e seus acondicionamentos, as interações entre os rejeitos e a formação geológica, e os efeitos a longo prazo do fluxo de calor sobre a estrutura das rochas. Por conseguinte, é necessário que se iniciem as investigações para selecionar locais potencialmente adequados para a construção de cavernas, destinadas ao descarte de rejeitos, a fim de que se possa iniciar logo alguns projetos de demonstração, pois, atualmente, milhares de toneladas de combustível irradiado, retirado de reatores comerciais em diversos países, aguardam uma solução segura para o problema do descarte. Para projetar uma instalação subterrânea de descarte é necessário avaliar o impacto do calor gerado pelos rejeitos de alto nível, sobre a rocha circundante. Para isso, deve-se conhecer a evolução das temperaturas nesse meio. Na última secção desta monografia, desenvolve-se um método para determinar o campo de transientes temperaturas, em torno de uma instalação desse tipo. / [en] Resolving the high-level waste disposal question is one of the most serious problemas facing the nuclear industry today. To guarantee that nuclear waste never reaches the biosphere, researchers in several laboratories are devising a multiple-barriers concept, to prevent groundwater and corrosion from disturbing the waste disposal site. First, the waste is fused with glass, ceramic or synthetic rock into large cylindrical blocks sealed in stainless-stell canisters, which can be embodied in concrete blocks. Then the blocks are to be isolated for at least 10.000 years. To isolate the blocks by storing them in geologic formations seems to be the best compromise between safety and feasibility, as this is the only technology which will be available for the next several decades. The technology is available to drill holes, construct cavities, evaluate geological and hydroological conditions, etc., but there are still many questions to be answered, such as the very long-term stability of waste forms and its packaging under radiation, interations between waste and the geologic formation, and the long-term effects of heat flux on the geologic structures. Therefore, it is imperative that the necessary investigations move ahead, to select potential disposal sites in geologic formations, in order to start demonstration projects at these sites without further delay, because today there are allready thounsand of tons of spent fuel from commercial reactors in several countries waiting for safe disposal. To design an underground disposal facility, it is necessary to evalute the impact of the heat generated by the high-level waste on the surrounding rock. The last section of this monograph presents a methodology for determining the temperature field arround such a facility.

[pt] A intervenção do Design na recuperação de tampas de garrafas e outras pequenas peças plásticas é a tônica da proposição de uma nova relação do homem com a embalagem dos produtos de rápido consumo. O Design pode atuar como agente transformador que intervém para redirecionar o descarte, estimular a devolução e facilitar a recuperação de embalagens plásticas e suas peças, rotuladas inadequadamente como descartáveis. As tampas plásticas de garrafas são o exemplo significativo da multiplicidade de pequenos artefatos plásticos que são descartados aos bilhões, e de modo acumulativo, em nosso meio ambiente. Uma questão ambiental relevante que passa despercebida e tende a se agravar com o crescimento das populações nas cidades. Pela observação dos hábitos de consumo relacionados com bebidas refrigerantes, que são produzidas em escala de bilhões de unidades, é possível intuir novas idéias e reformular padrões, apresentando soluções inerentes à forma da garrafa e associadas a sistemas de comercialização, coleta e reciclagem das embalagens pós-consumo. Aumentos de consumo e produção se refletem no aumento do descarte de embalagens e da poluição ambiental nos grandes centros urbanos. Um cenário de insustentabilidade que pode ser mudado com a aplicação do Ecodesign, que concorre para a minimização da geração de resíduos e da exploração de recursos naturais, promovendo a recuperação do material plástico a ser reciclado para aplicações posteriores. / [en] The intervention of Design in the reclamation of caps and other small plastic objects is the highlight of a proposition for a new relation between man and the packaging of fast consumption goods. Design can acts as an agent of transformation that intervenes to organize discarding, stimulate devolution and facilitate reclamation of plastic packaging and its parts, wrongly labeled as discardable. Bottle plastic caps constitute a significant example of a massive amount of small plastic objects that are discarded on the environment in billions of units and in accumulative way. This is a relevant environmental question, which is frequently overseen and tends to worsen with population growth. By observing the habits of consumption related to soft drinks, which are produced in scale of billions of units, it is possible to conceive new ideas and change behavioral patterns in order to find out solutions inherent to the bottle shape and linked to commercialization, reclaiming and recycling systems of used packaging. The increase of consumption and production reflects in an increase of packaging discard and environmental pollution in major cities. An scenery of unsustainability that might be changed by Ecodesign practice, which aims to minimize solid waste generation and natural resources exploitation, thus promoting the reclamation of plastic material to be recycled for further applications.

[pt] No Brasil os mecanismos de reciclagem dos resíduos sólidos gerados pelas obras de construção civil e demolições ainda são incipientes. Entretanto esses resíduos crescem em larga escala enquanto os agregados naturais se tornam mais escassos. Com intuito de preservar os recursos naturais; contribuir com a limpeza das cidades; poupar os rios, represas, terrenos incultos e o esgotamento sanitário; e aliviar o impacto nos aterros e lixões, tem-se como a melhor opção a reciclagem e beneficiamento desses resíduos. O programa pioneiro no Brasil, na cidade de Belo Horizonte em reciclagem, foi usado como referência na elaboração da resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONOMA) número 307 de 5 de julho de 2002, que estabeleceu critérios e procedimentos a serem adotados para gestão dos resíduos da construção civil em território nacional. O CONAMA além de classificar os resíduos em A, B, C e D, determinou como responsabilidade dos municípios a elaboração do Plano Municipal de Gestão Integrada de Resíduos (PMGIRS) e do Plano Municipal de Gestão de Resíduos da Construção Civil (PMGRCC), além de determinar os pequenos e grandes geradores de RCD. Nestes aspectos estes últimos elaboram seus Planos de Gerenciamento de Resíduos. O RCD ou entulho como é popularmente chamado, é todo material proveniente de construções, reformas, reparos e demolições de obras de construção civil e os resultantes da preparação e escavação de terrenos. Esses resíduos após triagem podem ser beneficiados sofrendo alterações físicas, passando a possuir granulometrias diferenciadas. Cada granulometria tem utilidade dentro da construção civil, então os produtos gerados após a cominuição podem ser utilizados, em geral como sub-bases e concretos não estruturais de acordo com as normas técnicas vigentes. O intuito deste estudo foi caracterizar tecnologicamente os resíduos minerais reciclados através de ensaios granulométricos onde o RCD apresentou curva granulométrica dentro das normas técnicas, difração de Raios–X para conhecer os componentes minerais, que foram semelhantes aos presentes nos agregados naturais com exceção da presença marcante de gesso que prejudica na resistência a compressão e módulos de elasticidade, a composição mineral diversificada das amostras demonstraram que os resíduos possuem alto ter de argila e materiais friáveis, alto índice de teor de absorção de água, além de textura superficial áspera, mesmo apresentando características de agregado natural médio. Após a caracterização tecnológica foi essencial o desenvolvimento de fluxogramas de beneficiamento de RCD com intuito de elevar a qualidade dos produtos gerados, além de desenvolver uma padronização para o beneficiamento de RCD. As amostras foram utilizadas para confecção de corpos de prova com frações de RCD diferenciadas no traço do concreto, como resultados dos ensaios mecânicos foi observado que as frações com até 30 por cento de agregado reciclado obtiveram boa resistência a compressão e módulos de elasticidade, mas o mesmo resultado não foi possível para as frações que possuíam acima de 50 por cento de agregado reciclado no traço do concreto. / [en] In Brazil the system of recycling of solid waste generated by the works of construction and demolition are still incipient. However such residues grow on a large scale while natural aggregates become scarcer. In order to preserve natural resources; contribute to the cleanliness of the cities; save the rivers, dams, uncultivated land and sewage; and alleviate the impact on landfills and dumps, we have the best option for recycling and processing of the waste. The pioneering program in Brazil, in the city of Belo Horizonte in recycling, was used as reference in drafting the resolution of the National Environmental Council (CONAMA), number 307 of July 5, 2002, which established rules and procedures to be adopted for the management of civil construction waste in national territory. The according to CONAMAS s classification the debris, may belong to classes A, B, C and D, the council decided the municipalities are responsible for drawing up plans of the Integrated Management of Waste and the Integrated Management of Civil Construction. The CDW or rubble as it is popularly called is all waste from the construction, renovations, repairs and demolition of building works and resulting from the excavation and ground preparation. This debris after sorting can be benefited suffering physical changes, amendments shape and size of the rubble, producing differentiated grain size. Each grain size has specific use within in building construction, and then the generated products after the community can be used overall as subfloor and not structural concrete in accordance with the technical standards. The purpose of this study was to characterize technologically recycled mineral waste through particle size distribution, where the CDW presented grading curve within the technical standards, the DRX test was essential to know the mineralogical composition this rubble, which were similar to those present in natural aggregates except for the strong presence gypsum that affect the compressive strength and modulus of elasticity, the diversified mineral composition of the samples showed that residues have high concentration of clay content and friable materials, high rate of water absorption content, and rough surface texture, even with characteristics medium natural aggregate. After the technological characterization was essential develop objective beneficiation flowcharts to CDW, with goal to raise the quality of the products generated, and develop a standard for the processing of CDW. The samples were used for preparation of specimens with CDW fractions different in the concrete mix, as results of the mechanical tests it was observed that the fractions of up to 30 per cent of recycled aggregate had good resistance to compression and elastic modulus, but the same result was not possible for the fractions that had over 50 per cent of recycled aggregate in the concrete mix.

[pt] A interface do lixo urbano com a questão do Ecodesign é o fio condutor deste trabalho. A conscientização da importância do comprometimento do homem com seu meio ambiente, tem direcionado a inserção do Design no cenário da sustentabilidade. A partir da relação do homem com seus objetos e o acúmulo do lixo urbano, são apresentados, um estudo da composição dos resíduos sólidos urbanos na sociedade contemporânea, e as medidas atuais de gerenciamento deste problema. O papel do designer, como agente inovador, assume uma função neste cenário investigando as alterantivas para evitar a formação do lixo urbano, sob o enfoque da sustentabilidade. O que está sendo proposto, neste trabalho, é acentuar as perspectivas que se descortinam, para gerenciar o resíduo que pode ser evitado. Com o foco na desmaterialização e na biodegradabilidade, são apresentadas as possibilidades para a realização deste novo gerenciamento.A importância da inserção do plástico biodegradável, no processo produtivo, é relatada através do panorama mundial e das pesquisas que estão sendo realizadas no Brasil acerca deste material. O Ecodesign, desta forma, possibilita o aparecimento de uma atitude projetual direcionada para a qualidade de vida do homem e para a sobrevivência do nosso planeta. / [en] The interface between urban wastes and the issue of Ecodesign is the central theme of this work. Increasing awareness of the importance of man's commitment to the environment has moved Design towards sustainability. On the basis on the relation between people and their objects and the accumulation of urban refuse, a study is made of the make up of solid waste in contemporary cities, and present management measures for dealing with this problem are examined. The role of the designer as innovator in this context is to investigate alternatives to avoid accumulation of urban waste, from the perspective of sustainability, stressing new ways of managing avoidable wastes. Novel management measures are proposed, with emphosis on dematerialization and biodegradability. The importance of introducing biodegradable plastic in the productive process is described in the context of the world situation and of ongoing research on this material in Brazil. In this way, Ecodesign gives rise to an attitude in project design that aims at improved quality of life for people and the survival of our planet.

[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.

[pt] Este trabalho tem como objetivo central compreender qual é a importância da mobilização comunitária ocorrida no Morro dos Prazeres no enfrentamento da questão do lixo em favela. Para tanto nosso estudo buscou caracterizar qualitativamente os aspectos relevantes que orientaram a prática que vem sendo implementada pelos moradores. Trata-se de um estudo de caso realizado no Morro dos Prazeres, em Santa Teresa, no Rio de Janeiro, RJ, que em abril de 2010 sofreu um desastre natural e, desde então, enfrenta as pressões para remoção total de seus habitantes e a ausência efetiva de ações preventivas das autoridades governamentais, por estarem em reconhecida área de risco, tendo o lixo sido arrolado como fomentador dos desastres. O método realizado para caracterização da mobilização comunitária na referida localidade deu-se por dois âmbitos: 1) Uma pesquisa bibliográfica e documental, por meio de textos veiculados em jornais, revistas e demais meios de comunicação, documentos públicos e privados, laudos técnicos já produzidos a que tivemos acesso, para termos uma visão geral do panorama socioambiental, geológico e das suscetibilidades deste território de ser acometido de novos desastres; e 2) o uso da metodologia de pesquisa participante e escuta ativa, com entrevistas e encontros nos cafés com conversa, oficinas, além de diálogos informais com os moradores. O que nos possibilitou fazer um do histórico da mobilização social no Morro dos Prazeres e do quanto ela colabora para as estratégias destes sujeitos sociais para o enfrentamento da questão do lixo e para as lutas por soluções que se estabeleceram como alternativas à remoção. Descobrimos, assim, que a mobilização comunitária é uma prática histórica no Morro dos Prazeres. Ela acontece desde a sua formação nos anos de 1940, e se dá a partir da troca com as culturas e saberes entre os seus moradores e seus apoiadores externos. Essa descoberta desconstrói a nossa indagação inicial de que os parceiros externos que hoje atuam no território, na condução de um projeto de reciclagem do lixo com a educação ambiental, teriam tido papel preponderante na construção da mobilização que hoje existe no enfrentamento da questão do lixo. / [en] This paper aims to qualitatively characterize aspects of community mobilization in tackling the issue of waste in slums. This is a case study carried out in Morro dos Prazeres, in the Santa Teresa neighborhood in Rio de Janeiro - RJ, which suffered a natural disaster in April 2010, and since then, due to the lack of effective preventive actions by government authorities, faces the pressure of total removal of its inhabitants because they are in a recognized risk area. Garbage waste has been enrolled as a developer of such disasters. The method performed to characterize the community mobilization at this location was given two aspects: 1) A bibliographic and documentary research through texts published in newspapers, magazines and other communication media, public and private documents as well as technical reports already available that we had access to, having an overview of the environmental landscape, geological and vulnerability of this area to be affected by new disasters; 2) Making use of participatory research methodology and active listening, carrying out interviews and meetings in the chat-and-coffee workshops as well as informal conversations with the locals. These techniques enabled us to obtain information about the history of social mobilization at Morro dos Prazeres, about how much it contributes to the strategies of acting parties to combat the garbage waste issue and to struggle for solutions to be established as alternatives to the removal of residents. We discovered that community mobilization is a historical practice at Morro dos Prazeres. It happens since its formation in the 1940s through the exchange of culture and knowledge among its residents and their external supporters. This revelation deconstructs our initial hypothesis that the external partners, who currently work in the territory, by running a garbage recycling project based on environmental education, would have a leading role in building up mobilization that we see today about the issue of garbage waste.

[pt] Esta tese, como um exercício crítico de leitura e escrita, gira em torno da noção de resto e de outras palavras que com ela se relacionam, partindo das figuras do catador e do trapeiro para refletir sobre o processo criativo como ato que aproxima artistas e pesquisadores daqueles que trabalham com o que é descartado, rejeitado e esquecido. Para tanto, apresento uma coleção de fragmentos que versam sobre o gesto de catar a partir da obra da escritora Carolina Maria de Jesus, derivando incialmente do seu conhecido Quarto de despejo para debruçar-me sobre o livro Diário de Bitita. A ênfase na obra em questão, na qual a autora narra cenas de sua infância, parte do mote benjaminiano de acolhimento das sobras e restos das narrativas oficiais, para que, tal como as crianças, possamos fazer história através do lixo da história. O lugar da infância que o Diário nos convida a visitar aproxima ainda a atividade de catadora dos devires criança e trapeira e motiva o diálogo com outros artistas e teóricos para uma conversa sobre resto e resistência, literatura e excremento, lixo e memória. Entre um e outro texto, como respiros, fragmentos inventados ao longo do caminhar da pesquisa são também costurados ao trabalho. Esses textos variam em forma e conteúdo e apresentam lampejos de memória, notas sobre o processo de pesquisa, atravessamentos do momento político que estamos vivendo e invenções biográficas. Compondo um modo crítico-ficcional de pensar a criação artística pela recolha de objetos, memórias e pensamentos, esse movimento pretende, por fim, interrogar-se também sobre o próprio fazer acadêmico, expandindo as noções de catação e coleção para um movimento de observar, escolher e recolher constitutivo do processo de pesquisa. / [fr] Cette thèse, comme un exercice critique de lecture et écriture, porte sur la notion de débris et d autres mots dérivés, partant de la figure du ramasseur de déchets et du chiffonier afin de réflechir sur le processus créatif comme un acte qui rapproche les artistes et les chercheurs de ceux qui travaillent avec ce qui est laissé de côté, rejeté et oublié. Pour cela, je présente une collection de fragments qui abordent le geste de ramasser les déchets à partir de l oeuvre de l écrivain Carolina Maria de Jesus, dérivés initialement de son célèbre Le dépotoir (Quarto de despejo) pour me pencher ensuite sur le livre Journal de Bitita (Diário de Bitita). L emphase dans l oeuvre en question, où l auteur raconte des scènes de son enfance, a comme déclencheur benjaminien la réception de débris des récits officiels afin que, comme les enfants, on puisse faire histoire en se servant des déchets de l histoire. La place de l enfance que le Journal nous présente lie l activité de ramasseur avec le devenir des enfants chiffoniers et encourage le dialogue avec d autres artistes et théoriciens pour une conversation sur débris et résistence, littérature et excrément, déchets et mémoire. Entre un texte et l autre, comme des pauses, des fragments créés au long du parcours de la recherche sont aussi associés au travail. Ces textes varient en forme et contenu et présentent des bribes de mémoire, des notes sur le travail de recherche, croisements du moment politique que l on vit et des inventions biographiques. Suivant un modèle critique-fictionnel de penser la création artistique par le ramassage d objets, mémoires et pensées, ce mouvement a pour but de s interroger aussi sur le faire académique, menant les notions de ramassage de déchets et de collecte vers un mouvement consistant à observer, sélectionner et ramasser constitutif du travail de recherche.

[pt] Esta tese tem como objetivo encorajar o desenvolvimento da tecnologia híbrida de lixo-energia e sua aplicação em países com acesso a reservas de gás natural, tal como o Brasil. O método consiste em avaliá-la por meio de uma análise integrada de indicadores de desempenho energético, exergético, econômico e ambiental. A tecnologia inclui dois ciclos integrados: um ciclo superior e um inferior que interagem por meio de uma caldeira de recuperação. O lixo urbano não reciclável, in natura, alimenta o ciclo inferior na caldeira de lixo enquanto o gás natural alimenta o ciclo superior na turbina a gás. O objetivo da modelagem destes sistemas consiste em propor um layout de máxima eficiência aliado a um custo acessível de produção de eletricidade/tratamento do lixo, o que é atingido com um design otimizado. O desempenho termodinâmico mais eficiente é proporcional ao percentual de gás natural, isto é, quanto maior a quantidade de lixo em relação ao gás, menos eficiente é a planta, uma vez que o lixo tem menor poder calorífico. Portanto, o desafio é buscar uma maior eficiência com maior percentual de lixo, aliando também o aspecto custo. De uma forma geral, dois cenários coexistem no mundo atual, o dos países desenvolvidos e o dos países em desenvolvimento. Os primeiros possuem inúmeras aplicações de usinas não híbridas, poucas reservas próprias de gás natural e enfrentam redução na produção de lixo, causando a sub-utilização dos sistemas. Esta tese traz uma análise completa de potenciais alternativas para re-potenciamento de plantas sub-utilizadas, demonstrando o quão pior é o seu desempenho em comparação com o ciclo otimizado. Nos países em desenvolvimento ocorre o inverso: há crescente geração de resíduos, reservas pouco exploradas de gás natural e nenhuma usina lixo-energia. Portanto, existe um grande potencial para implantação de usinas híbridas, as quais, conforme a tese demonstra, são uma alternativa muito mais razoável do que implantar usinas convencionais não híbridas. / [en] This thesis aims to foster the development of hybrid waste-energy technology and its application in countries with access to natural gas reserves, such as Brazil. The method consists of evaluating it through an integrated analysis of energy, exergy, economic and environmental indicators. The investigated system consists of a topping and a bottoming cycle integrated through a heat recovery boiler. Raw non-recyclable urban waste feeds the waste boiler while natural gas feeds a gas turbine. The goal is to propose a cycle with high efficiency able to generate electricity/treat waste within affordable costs, which is achieved with an optimized design. The cycle s performance is proportional to the share of natural gas thermal input, that is, the greater the amount of waste the lower the efficiency (waste has lower calorific value). Therefore, the challenge is to seek greater efficiency with higher percentage of waste, including also the cost aspect. In general, there are two scenarios in the world: developed and developing countries. The former has several non-hybrid plants, few natural gas reserves and face reduced waste production, causing underutilization of the existing systems. This thesis provides a complete analysis of potential alternatives for re-potentiation of underutilized plants, demonstrating how worse their performance is compared to the optimized cycle. On the other hand, developing countries present increasing waste generation, under exploited reserves of natural gas and zero waste-to-energy plants. Therefore, there is a great potential for building hybrid waste-to-energy systems, which this work demonstrates are a much more reasonable alternative than nonhybrid conventional waste-to-energy plants.

[pt] A disposição final de resíduos sólidos urbanos, em aterros ou lixões, é um problema das grandes cidades. A utilização do lixo urbano em processos de tratamento térmico com recuperação energética vem ao encontro da busca de fontes alternativas, preferencialmente as renováveis, para a geração de energia. Assim, usinas de incineração com reaproveitamento de energia vêm sendo apresentadas como uma solução tanto para o destino do lixo quanto para a diversificação da matriz energética. Além disso, a prática da incineração proporciona máxima redução da massa e volume e inertização do lixo, estando o aproveitamento energético de resíduos (Waste-to-Energy) dentre as alternativas mais coerentes para a gestão de resíduos sólidos municipais. No Brasil, práticas como esta ainda são incipientes, porém apresentam grande potencial de estudo para aplicações nos centros urbanos em um futuro próximo. O presente trabalho apresenta uma proposta de uma usina lixo-energia, aplicável ao município do Rio de Janeiro, baseada na planta de Zabalgarbi/Bilbao (Espanha), que funciona em ciclo combinado a gás natural e incinera resíduos, aproveitando seu conteúdo energético para produzir eletricidade. Uma análise energética e exergética é realizada juntamente com uma estimativa do custo de geração de eletricidade, influenciada por um indicador de ecoeficiência que leva em consideração as emissões atmosféricas. Como conclusão, mostra-se a capacidade do sistema proposto em destinar os resíduos sólidos urbanos e atender a demanda elétrica do município do Rio de Janeiro/Brasil a um custo competitivo. / [en] The final disposal of municipal solid waste in landfills or dumps is a regular problem to the big cities. The use of municipal waste in processes of thermal treatment with energy recovery meets the search for alternative and renewable sources of energy production. Thus, energy recovery incineration facilities are being presented as a solution to both the waste disposal problem and the growing energy demand in the cities. Additionally, incineration provides the maximum reduction of mass, volume and dangerousness of the waste and the waste-to-energy practice stands out among the most coherent alternatives for municipal solid waste management in the world. In Brazil, however, it is still incipient and therefore presents a great potential for feasibility and application studies in the urban centers. This work presents a proposal of a waste-to-energy facility that could operate in the city of Rio de Janeiro (Brazil), based on the Zabalgarbi/Bilbao (Spain) plant, which operates in combined cycle fueled by natural gas and urban solid waste and generates electrical power. It is performed an energetic and exergetic analysis along with a cost estimate influenced by an eco-efficiency indicator that takes into account the air pollution emissions. The conclusion shows the capacity of the proposed facility to treat the municipal solid waste of Rio de Janeiro (Brazil) and supply its electricity demand with a competitive cost.