[pt] Este trabalho apresenta a pesquisa relativa ao tema resíduos sólidos urbanos, mais especificamente a coleta seletiva, no município de Armação dos Búzios (RJ), um dos mais conhecidos e visitados balneários turísticos do Brasil, onde o segmento turístico é o principal pilar econômico. Para essa pesquisa, levantou-se o histórico de implantação do hoje abandonado aterro sanitário do município. Foi feito o acompanhamento in loco, em duas pousadas, de toda a operação de coleta, incluindo pesagem dos resíduos, carregamento destes no caminhão e itinerário diário percorrido.Uma das principais conclusões é a de que todo esse processo de implantação do sistema de gestão da sustentabilidade nas pousadas, com foco na coleta seletiva de seus resíduos, é um processo em que vários setores da sociedade se beneficiam. Ganham os colaboradores internos quando repartem entre si o dinheiro da venda desses resíduos; ganha o empresário, pois pode divulgar com convicção sua postura ambiental e ganha o município, que aumenta o dinheiro circulante na economia local e diminui o volume coletado por seus caminhões. / [en] One of the key issues regarding social policies in Brazil is the one related to universal access to basic sanitation with quality, equity and continuity. The universalization of basic sanitation has been assumed as a commitment of the whole Brazilian society and it is an institutional reform effort involving governments, service providers, industry, financial agents and society through their organizations and channels of participation. By basic sanitation, it is meant the set of services, infrastructure and operational facilities regarding drinking water supply, sewage, solid waste management and urban sanitation, management of urban stormwater and drainage. This issue gains more prominence each day, due to its social impact and the growing concern about quality of life, health, and the environment. The theme and the steps involved in solid waste management are included and defined in Law nº 11.455/07, which established the national guidelines for the basic sanitation federal policy. This law also brought an essential instrument for the implementation of the National Sanitation Plan policy [Plano Nacional de Saneamento Básico], with the preparation of the respective Municipal and/or Regional Plans for Basic Sanitation. It also considers solid waste management as a set of activities, infrastructure and operating facilities for collection, transportation, transfer, treatment and final disposal of household refuse and garbage originated from the sweeping and cleaning of public areas and public roads. The irresponsible treatment and disposal of such waste pave the way for the deteriorating quality of life and health of the population. Among the various alternatives for solid waste treatments, recycling is the most friendly and more attractive to the public and media in general, especially for its strong environmental and educational appeals.

[pt] Em muitos problemas de engenharia, a densidade espectral de potência de sinais aleatórias, com componentes altamente periódicas, tem que ser medida. Freqüentemente este problema é reduzido ao de se identificar o espectro de potência desconhecida a uma função racional. As técnicas de identificação diferem entre si apenas quanto ao critério de estimação dos parâmetros do modelo proposto. Neste trabalho são examinados três métodos de análise espectral: Máxima Entropia, Resíduo Mínimo e o proposto por Hsia e Landgrebe. O primeiro tem como modelo de espectro de potência uma função racional só com pólos, enquanto que, para os dois últimos métodos, esta função possui tanto pólos como zeros. O método do Resíduo Mínimo utiliza, quando o processo em estudo é Gaussiano, o princípio de estimação de máxima verossimilhança. Já o método sugerido por Hsia e Landgrebe tem um procedimento de estimação mais simples, sendo, no entanto, estatisticamente menos significante. Este trabalho investiga a possibilidade de se substituir o modelo da Máxima Entropia por outro, com pólos e zero, mas com menos parâmetros a se estimar e com melhor eficiência na estimação de espectros que contenham picos. Esta investigação é feita através da simulação em computador, e a eficiência dos métodos é comparada em termos de localização e resolução dos picos contidos no espectro de potência. / [en] In many engineering problems, the power density spectra of random signals, with highly periodic components, have to be measured, very often this problem is reduced to the one of identifying the unknown power spectrum with a rational function. The identification techniques differ from each other only by the statistical criteria of the procedures used to estimate the assumed model parameters. In this work three spectral analysis methods are examined: Maximum Entropy, Minumum Residual, and that proposed by Hsia and Landgrebe. The power spectrum model assumed by the first method is a rational function , for the other two methods, has poles and zeroes. The Minimum Residual method uses, when the process under study is Gaussian, the maximum likelihood estimation principle. The method developed by Hsia and Landgrebe has a estimation procedure simpler, but is statistically less significant. This work investigates the possibility of substituing the Maximum Entropy model by another one, with poles and zeroes, but with less parameters to be estimated and better performace in the estimation of power spectra that contain peaks. This investigation is made by computer simulation and the efficiency of the methods is compared in terms of localization and resolution of the peaks contained in the power spectra.

[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.

[pt] O biogás é uma energia renovável com grande potencial de produção a partir de resíduos, incluindo resíduos alimentares. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento de três modelos distintos usando Redes Neurais Artificiais (RNAs), com a capacidade de prever o volume acumulado de biogás, de metano e a concentração de CH4, respectivamente. Foi construído um banco de dados da literatura com variáveis do processo de biodigestão anaeróbia: tipo de biomassa, tipo de reator/alimentação, teor de sólido volátil, pH, taxa de carga orgânica, tempo de retenção hidráulica, temperatura e volume do reator. Para cada conjunto de modelos, foram desenvolvidas e testadas 24 RNAs utilizando a ferramenta computacional MATLAB. As RNAs foram avaliadas pela sua capacidade de estimação através do coeficiente de determinação (R2 ) e também através da soma do erro quadrático (SSE) obtidos. Após as etapas iniciais, as redes neurais foram usadas para criar superfícies de resposta, buscando regiões ideais para produção de biogás e metano. Contudo, um único modelo não atingiu a representatividade desejada, levando à segmentação dos dados por tipo de biomassa. As RNAs desenvolvidas demonstraram eficácia na estimação dos grupos usados para treinamento, teste e validação. A melhor rede alcançou R2 de 0,9969 para biogás, 0,9963 para metano e 0,9386 para a porcentagem de metano, com SSE de 0,1808, 0,1089 e 11,45, respectivamente. A estratégia de combinar variáveis do processo em superfícies de resposta revelou-se útil para identificar pontos ótimos no processo produtivo. / [en] Biogas is a renewable energy source with significant production potential from various waste materials, including food waste. In this context, this study presents the development of three distinct models using Artificial Neural Networks (ANNs), capable of predicting the cumulative volume of biogas, methane, and CH4 concentration, respectively. A literature-based database was constructed, including variables from anaerobic digestion processes: biomass type, reactor/feed type, volatile solid content, pH, organic loading rate, hydraulic retention time, temperature, and reactor volume. For each set of models, 24 ANNs were developed and tested using the MATLAB computational tool. The ANNs estimation capability was assessed using the coefficient of determination (R2) and the sum of squared errors (SSE). Following initial stages, neural networks were employed to create response surfaces, aiming to identify optimal regions for biogas and methane production. However, a single model failed to achieve the desired representativeness, leading to data segmentation based on biomass type. The developed ANNs demonstrated effectiveness in estimating the groups used for training, testing, and validation. The best network achieved R2 values of 0.9969 for biogas, 0.9963 for methane, and 0.9386 for methane percentage, with SSE values of 0.1808, 0.1089, and 11.45, respectively. The strategy of combining process variables in response surfaces proved valuable in identifying optimal points in the production process.

[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] Nesta dissertação apresenta-se o estudo de viabilidade de incorporação de lodo proveniente de processos de clarificação de estações de tratamento de água, na produção de cerâmica vermelha; resíduo que atualmente é disposto indiscriminadamente em um manancial de captação, contribuindo para a alteração da qualidade das águas. Entende-se que a busca de uma solução viável para a destinação adequada deste resíduo, traga ganhos ambientais com baixos custos operacionais; sendo este o objetivo principal deste estudo. A relevância do assunto está na implantação de um sistema de gestão que proporcione a destinação adequada do resíduo e sua viabilização como insumo para a produção de cerâmica vermelha. Para tal, optou-se por fazer ensaios de caracterização da argila, do resíduo gerado em estações de tratamento de água e, por fim, estudou-se a incorporação a 40%, 50% e 60% do referido resíduo à argila, resultando em um produto cerâmico do qual foram estudadas as características físico-químicas e mecânicas. Os resultados alcançados indicaram a possibilidade de aproveitamento do resíduo, sendo necessário, para a adoção desta técnica, que sejam estabelecidos parâmetros de controle no processo produtivo de cerâmica vermelha. / [en] The Msc thesis, presents a viability study of incorporation the mud generated in the clarification step treatment plants (WTP), for the production of red ceramic. This residue that currently is disposed indiscriminately in the rivers, contributes to degradation of the quality of waters. In view of that, the search of a viable solution for the appropriate destination of this residue should bring environmental benefits with low operational costs, being this the main objective of this study. The relevance of the subject is in the implantation of a management system that provides the appropriate destination of the residue in subject and your viability as raw-material for industrial production. In order to pursue that, physical-chemical and mechanical characterization of the clay used for the manufacturing of red ceramic, as well as of the WTP mud and 40%, 50% and 60% mixtures of the mud into the clay - which resulted in ceramic test samples, were carried out. The results obtained indicated the possibility of incorporating of the residue into the clay, provided specific conditions for red ceramic production are implemented.

[pt] A indústria do petróleo tem suas atividades interpretadas como incompatíveis com o conceito de desenvolvimento sustentável. No entanto, o desenvolvimento da humanidade tem sido pautado no consumo de energia, grande parte fornecido por esta indústria. Atualmente face as recentes descobertas do pré sal, a nova fronteira exploratória no Brasil, é possível vislumbrar que o segmento de exploração se fará muito presente no país, assim como seus impactos negativos ao meio ambiente e suas toneladas de resíduo. A dissertação busca promover reflexão sobre o tema, tendo em vista análise de casos vivenciados pela indústria brasileira com a aplicação do conceito do ciclo de vida. A dissertação foi estruturada em capítulos que contextualizam tópicos necessários para um gerenciamento de resíduos eficiente tais quais o conceito de sustentabilidade e suas três dimensões, caracterização de resíduos, a precariedade da infraestrutura do país para destinação destes resíduos, assuntos regulatórios e a introdução ao conceito do ciclo de vida. A análise de alguns casos reais, com o base na teoria apresentada, corroborou para a conclusão de que a aplicação do conceito do ciclo de vida (CCV) ao gerenciamento dos resíduos traz o diferencial para redução a longo prazo desta poluição, por facilitar a análise de vários aspectos, desde a infraestrutura necessária para o gerenciamento como questões legais e de logística, nas fases de geração, armazenagem, transporte, tratamento e disposição final. O CCV ainda promove um melhor entendimento do público em geral, órgão regulamentadores, empresas operadores e prestadoras de serviços e permite que as empresas no Brasil, estejam melhor preparadas para os desafios relacionados à poluição advinda da geração destes resíduos. / [en] Oil and gas (OeG) activities continue to grow across the globe. Some people view the OeG industry as focused on profits with little concern for the environment, opposed to the concept of sustainability. However, demand for petroleum products continued to increase, and OeG continue to be the most widely used fuels. As energy demand continues to grow, petroleum companies must find and produce increasing quantities of OeG. But doing so, requires more than merely ramping up production from traditional sources. As nearby, relatively easy-to-produce resources diminish, new sources and locations are being developed in Brazil. The recent discovery in the pre-salt layer demonstrates the significant potential found, representing a new exploratory frontier in the country. OeG exploration today require the simultaneous consideration of a variety of economic, social, political, and environmental concerns. Historically, many foreign-operators started to invest in Brazil after the government opened the sector to competition. Increased drilling activity in Brazil both results in an increased amount of waste generated and sent onshore, air emission and water discharges. Once generated, managing these wastes in a manner that protects health and the environment will be essential for limiting operators legal and financial liabilities, therefore operators will have to manage the waste properly and consistent with all relevant laws and regulations in order to overcome the challenges of the increase of activities in this dynamic industry.

[pt] Este estudo apresenta a caracterização de cinzas obtidas da incineração de Resíduo Sólido Urbano (RSU) em usina geradora de energia elétrica, tendo como objetivo avaliar sua aplicabilidade em camadas de base de pavimentos rodoviários, através da mistura destas cinzas a um solo argiloso não.laterítico regional. Foram realizados ensaios de caracterização química, física e mecânica, para o solo puro e para o mesmo com a adição de diferentes teores de cinzas (20 e 40%), bem como o dimensionamento mecanístico.empírico para uma estrutura típica de pavimento. As misturas com inserção de cinzas apresentaram um comportamento mecânico compatível com as exigências de um pavimento de baixo volume de tráfego. A cinza volante diminuiu a expansibilidade do material, apresentando um aumento substancial no valor de CBR. Os resultados obtidos demonstram que o módulo resiliente do solo em estudo é dependente da tensão desviadora e que a inserção de cinza volante e cura prévia da mistura dobram o valor do módulo resiliente, o que resulta em diminuição da espessura da camada de base em comparação ao solo puro, para um mesmo nível de carregamento e mesmos critérios de dimensionamento. Os resultados obtidos foram satisfatórios, sendo dependentes do teor e do tipo de cinza utilizado, ressaltando o emprego positivo da cinza volante de RSU para aplicação em camadas de base de pavimentos rodoviários, minimizando problemas atuais de disposição de resíduos em lixões e aterros sanitários, dando um fim mais nobre a este material. Ressalta.se que estudos sobre a utilização deste tipo de resíduos em pavimentação são raros no país e esta pesquisa agrega um conhecimento exploratório do potencial de sua aplicabilidade. / [en] This study presents the characteristics of Municipal Solid Waste (MSW) incineration ash obtained from electric energy generation place, to evaluate the MSW ash applicability road base as a pavement layer through the ash mixture with a non.lateritic regional clay soil. Chemical, physical, mechanical tests and the mechanistic.empirical design for a typical pavement structure were carried out on the pure soil and also in the soil mixture with the addition of different ash content (20 and 40%). The addition of MSW ash had a consistent mechanical behavior to be used on low traffic volume road pavements. Fly ash reduced the expansion of the material, showing a substantial increase in the CBR value. The results show that the resilient modulus of soil is dependent on the deviator stress and the fly ash addition with a mixture cure increase the value of resilient modulus, which is revealed by the decrease in thickness of the base layer, compared to pure soil for the same level of loading and the same design requirements. The results were satisfactory, being dependent on the content and type of ash used, highlighting the positive work of MSW fly ash for use in base road pavement layers, minimizing the current problems of waste disposal in landfills, giving a noble use for this material. It is noteworthy that studies on the use of such waste in pavements are rare and this research adds to an exploratory knowledge of its potential applicability.

[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.

[pt] Os serviços inerentes à Limpeza Pública no Brasil são de responsabilidade municipal. Para tanto, as prefeituras podem licitar a operação destes serviços à iniciativa privada. Essa dissertação propõe a utilização da metodologia das opções reais para valorar um projeto de tratamento de resíduos sólidos para o Município de Niterói, considerando que existem diversas flexibilidades gerenciais e significativas incertezas em relação ao volume de resíduos a serem tratados. Dado que pelas regras do edital número 02/2008, o vencedor seria a empresa que apresentasse o menor preço para os serviços, a estratégia adotada foi valorar o projeto considerando o valor presente líquido do projeto base (aterro sanitário) igual a zero com a possibilidade de adicionar a segregação e comercialização de recicláveis e a implantação de uma usina de geração de energia ao longo da vida útil da concessão. Tal estratégia resultou num valor presente líquido de R$1.642.000. / [en] Public waste management services in Brazil are the responsibility of city municipalities, which may contract out the operation of these services to private enterprises. Within this work, the economic feasibility of a solid waste treatment project in the municipality of Niterói is analyzed in accordance with the rules established by the bid document n 02/2008. A real options approach was used for the analysis considering that there are many managerial flexibilities and significant uncertainties about the volume of waste to be treated. The bid rules award the contract to the lowest bidder, so the strategy used was to value the project considering the net present value of the base project (landfill) as equal to zero, and to consider the option of adding recycling facilities and the implementation of a power generation plant throughout the period of the concession. The result of this strategy was a net present value of R$1.642.000.