[pt] A maioria dos trabalhos que propõem esquemas de Controle Estatístico de Processos Multivariados (CEPM) e que analisam o desempenho desses esquemas considera alterações nas variáveis observadas. Alguns autores mostraram que, quando alterações no vetor de médias de um processo multivariado ocorrem tipicamente em direções previsíveis, a estatística mais eficaz para o monitoramento do processo é o valor da projeção do vetor de observações (ou de sua média amostral) em cada uma dessas direções. Este trabalho propõe um método para o monitoramento de processos multivariados nos quais alterações nos parâmetros do processo são devidas a causas especiais que afetam variáveis não observáveis e ocorrem em direções conhecidas (ortogonais), e compara seu desempenho com o de gráficos de Shewhart nas variáveis observadas, nas componentes principais, e com o de gráficos de T2 no vetor de variáveis observadas. Além disso, é proposto um esquema complementar de monitoramento para detectar alterações em novas direções fora do hiperplano formado pelas direções conhecidas. Resultados obtidos por simulação mostram que o esquema proposto, de gráficos de controle em variáveis transformadas (projeções do vetor de variáveis observadas nas direções conhecidas), tem melhor desempenho na maior parte dos casos analisados. A análise de desempenho é feita supondo deslocamentos da média nas direções conhecidas (já que estes é que são as alterações conhecidas, ocasionadas pelas causas especiais) e/ou aumentos da variância nessas mesmas direções. A comparação é baseada nas probabilidades de alarme falso e de alarme verdadeiro. / [en] Most of the works that propose schemes of Multivariate Statistical Process Control (MSPC) and that analyze the performance of these schemes consider changes in the observed variables. Previous authors have shown that when the shifts in the mean vector of a multivariate process typically occur in predictable directions, the most effective statistics for process monitoring are the values of the projections of the vector of observations (or of the sample average vector) in each of these directions. This paper proposes a method for the monitoring of multivariate processes in which changes in the process parameters are due to special causes that affect non-observable variables and occur in (orthogonal) known directions, and compares its performance with that of Shewharts charts on the observed variables, on the principal components, and with that of T2 charts on the vector of observed variables. In addition, it is proposed a supplementary scheme of monitoring to detect changes in new directions outside of the hyperplane formed by known directions. Results obtained by simulation show that the proposed scheme, consisting of control charts on the transformed variables (projections of the vector of observed variables on the known directions), has better performance in most of the cases analyzed. The analysis of performance is done assuming shifts in the mean of the known directions (since these are the known changes associated to special causes) and/or increases of the variance in these same directions. The comparisons are based on the in-control and out-of-control probabilities of signal.

[pt] Propõe-se desenvolver uma metodologia para metrificar e monetizar o ciclo de vida de um produto industrial e validá-la pela sua aplicação a um caso real: a comparação entre dois tipos de embalagens descartáveis, copos de matéria-prima de fonte renovável (mandioca) e copos de plástico. Motiva o estudo a constatação de que o sistema industrial, ao longo do ciclo de vida dos produtos, até o seu consumo e descarte, ainda não conseguiu adotar um modelo circular de produção que maximize reutilização e reciclagem dos resíduos, bem como limite a emissão de gases de efeito estufa, o consumo excessivo de água e o descarte de rejeitos, fatores que ameaçam a sustentabilidade planetária. Dessa ameaça resulta uma responsabilidade compartilhada entre sociedade e governo sobre esses fatores, refletida em especial na Política Nacional de Resíduos Sólidos. Para as empresas, impõe-se medir e valorar o ciclo completo do produto, da terra à terra , incluindo logística reversa, responsabilidade estendida de produto e custo ambiental. Nesse sentido, foram desenvolvidas equações para metrificação e monetização do ciclo dos produtos. Para validação, foram utilizados dados da empresa CBPAK, fabricante de copos de mandioca, e da BRASKEM, que produz matéria-prima para os copos de plástico. O estudo conclui que a metodologia é válida e pode ser replicada. A comparação entre os copos das duas origens mostram indicadores ambientais largamente favoráveis aos copos de mandioca e, do ponto de vista financeiro, com a aplicação do ciclo de vida completo, uma equalização de custos da ordem de 60 por cento em relação aos preços sem consideração das externalidades. / [en] The thesis proposes the development of a methodology for the metrification and monetization of the life cycle of an industrial product, and its validation by its application to an actual case: a comparison between two types of disposable packaging, cups of raw materials from renewable sources (cassava/manioc) and plastic cups. The motivation of the study is the finding that the industrial system throughout the life cycle of the product until its consumption and disposal, has yet to adopt a circular model of production that maximizes reuse and recycling of waste as well as limiting the emission of greenhouse gases, excessive water consumption and disposal of waste, factors that threaten planetary sustainability. These threats arise as a shared responsibility between society and government, reflected particularly in the National Solid Waste Policy of Brazil. For companies, it is necessary to measure and value the full product cycle, earth to earth, including reverse logistics, extended product responsibility, and environmental cost. In this sense, equations were developed for metrication and monetization of the product cycle. For validation, company data were used from CBPAK, a manufacturer of cassava cups, and BRASKEM, a raw material producer for the plastic packaging industry. The study concludes that the methodology is valid and can be replicated. The comparison between the cups from the two sources shows environmental indicators largely favorable to cassava cups and, from a financial point of view, the application of full life cycle shows a cost equalization of the order of 60 per cent compared to prices without consideration of externalities.

[pt] A presente pesquisa tem como objetivo apresentar um diagnóstico da gestão e geração de resíduos do Campus Gávea da PUC-Rio, entre os anos de 2008 a 2015, levando em consideração resíduos Classe I e Classe II, servindo como ferramenta para a elaboração de um Plano de Gestão de Resíduos Sólidos (PGRS) para a instituição. A partir do diagnóstico da geração, contendo informações como origem, caracterização e volume, foi possível avaliar o potencial para reaproveitamento ou tratamento, diminuindo o volume destinado a aterros sanitários. Além disso, foi possível identificar os pontos com maior geração diária de resíduos no campus, o que permite desenvolver medidas de prevenção e minimização da geração na fonte. A partir do diagnóstico da gestão foi possível perceber a falta de um padrão ou de um sistema unificado e bem esclarecido a toda comunidade PUC, bem como uma estrutura operacional dedicada exclusivamente para o gerenciamento dos resíduos gerados no campus o que leva a falhas tanto no acondicionamento seletivo, como na logística de coleta, no armazenamento na central e no descarte. Para que o PGRS e os procedimentos sejam aplicados é necessária à criação de uma unidade administrativa de gerenciamento de resíduos, onde hajam funcionários capacitados para exercerem as funções específicas relativas ao setor, e de forma que a gestão seja centralizada, garantindo uma atuação com mais eficiência. A implementação do PGRS pela universidade se apresenta como ferramenta para valorização dos resíduos, desvio de massa a ser enviado para aterro e destinação ambientalmente correta, além de propiciar que a universidade entre em conformação com a legislação vigente. / [en] In Brazil, much of what is extracted and leftovers from the productive processes are wasted in the form of garbage, and disposed in landfills, controlled landfills and often also in open dumps. The implications of this waste start to appear as environmental problems due to the intense disposal of potentially recyclable or compostable material as garbage without any use, and without adequate treatment, which generates contamination of water, soil, and air, causing impacts of varying proportions not only for the environment but also for the quality of human life. Percolation of slurry and groundwater contamination, methane gas emissions, the presence of vectors, and the emergence of people who live from the garbage and use it for their livelihoods are some of the problems that arise due to poor waste management. Coupled with the waste and mismanagement of our tailings, there is the devaluation and the view that garbage is a material of no value, which makes it difficult to reinsert it in the productive chain. Brazil, following the promulgation of the National Solid Waste Policy (PNRS) by Federal Law 10,305 / 2010 (Brazil, 2010), has taken an important step towards the efficient management of its waste. In its Article 7, it defines as objectives the protection of public health and environmental quality, the non-generation, reduction, reuse, recycling and treatment of solid wastes, as well as environmentally appropriate final disposition of the wastes, which is the order of priority in waste management; besides encouraging the adoption of sustainable patterns of production and consumption of goods and services; the adoption, development and improvement of clean technologies as a way to minimize environmental impacts; reducing the volume and hazardousness of hazardous waste; the encouragement of the recycling industry, with a view to promoting the use of raw materials and inputs derived from recyclable and recycled materials and the integrated management of solid waste. Also, according to Law 12,305 (Brazil, 2010), establishments that exceed the expected volume limit (120 L per day) are considered to be large generators, and must prepare and apply a Solid Waste Management Plan, seeking to reduce, not generate, reuse, recycle, treatment and final disposal of waste generated. According to the Municipal Law no. 3273/2001 (Rio de Janeiro, 2001), waste generated by establishments that exceed the limit of 120 L per day, is classified as RSE (Extraordinary Solid Waste), having each generator to guarantee a correct environmental destination for their waste, since they are excluded from the municipal collection system.

[pt] O Brasil é um dos líderes mundiais na produção de moda praia e o estado do Rio de Janeiro é o maior produtor deste segmento no país, representado pelo Arranjo Produtivo Local Polo Moda Praia de Cabo Frio. No processo de corte destes modelos há um desperdício médio de 30 por cento de matéria-prima, predominantemente de origem sintética, e grande parte desse montante acaba descartado em aterros sanitários onde pode levar séculos para se decompor. Com o objetivo de sistematizar um conjunto de ações em busca de soluções, investiga-se nesta pesquisa como criar um processo de gestão de resíduos para o arranjo através do uso da tecnologia de manufatura aditiva, considerando as dimensões ambiental, social e econômica. A pesquisa, exploratória e aplicada, analisou a dinâmica dos resíduos têxteis do arranjo para considerar a formulação de estratégias de recuperação de valor desse material. Para tanto, a base teórica apoiou-se nos conceitos de economia circular, para entender as diferentes perspectivas e abordagens de modelos operacionais circulares; de arranjos produtivos locais, tendo em vista o incremento da cooperação entre as empesas que fazem parte do arranjo; de simbiose industrial, como ferramenta inspirada nos ecossistemas naturais para o intercâmbio de materiais; e de manufatura aditiva, tecnologia capacitadora que impulsiona os modelos de economia circular e fortalece sistemas democráticos de fabricação local e distribuída. A pesquisa apresenta como resultados um modelo de fluxo circular aberto para gestão de resíduos têxteis do Arranjo Produtivo Local Polo Moda Praia de Cabo Frio, com base em uma integração intersetorial com empresas de reciclagem têxtil; e, um protótipo de filamento para impressoras 3D, desenvolvido a partir dos resíduos de malha poliamida para ser usado na produção de aviamentos e acessórios. Destaca-se que o sistema de gestão de resíduos PUC-Rio - Certificação Digital Número 1812471/CA proposto é dinâmico, permitindo que os vínculos estabelecidos entre os interlocutores locais propiciem novas articulações, dentro e fora do arranjo. / [en] Brazil is a world leader in beachwear production, and the state of Rio de Janeiro is the largest producer of this segment in the country, represented by the Local Productive Arrangement of Beachwear Apparel in the city of Cabo Frio, at the State of Rio de Janeiro, Brazil. In the cutting process of these models, approximately 30 percent of raw material is wasted, mainly of synthetic origin, and is mostly discarded in sanitary landfills, where it can take centuries to decompose. In order to systematize a set of actions to pursue solutions, this research investigates, how to create a waste management process for the arrangement through the use of additive manufacturing technology, considering the environmental, social and economic dimensions. This exploratory and applied research, analyses the dynamics of textile waste from the arrangement to consider the formulation of strategies to recover value from this material. As a theoretical foundation were used the concepts of: (i) circular economy, to understand different perspectives and approaches of circular operational models; (ii) local productive arrangements, to recognize the current scenario and increase cooperation among companies that are part of the arrangement; (iii) of industrial symbiosis, as a tool inspired by natural ecosystems aimed at the exchange of materials; and (iv) additive manufacturing, as an enabling technology that drives circular economy models and strengthens democratic systems of local and distributed manufacturing. The thesis outcomes were an open flow model for textile waste management in a local production arrangement of beachwear apparel, through the intersectoral integration between textile recycling companies and the apparel manufacturers belonging to arrangement; and a prototype of a 3D printer filament using polyamide mesh for printing trims and accessories used in the manufacture of beachwear. It should be PUC-Rio - Certificação Digital número 1812471/CA noted that the proposed system is dynamic, allowing the links established between the local interlocutors to provide new articulations, within and outside the arrangement.

[pt] Esta tese tem por objetivo avaliar o potencial de geração de biogás, por degradação anaeróbica de resíduos sólidos urbanos em perfis de um aterro sanitário. As amostras foram obtidas a partir de perfis de sondagem compostos por materiais dispostos em épocas distintas e com diferentes idades em relação a seu estágio de decomposição. Foi elaborado protocolo específico para determinação da temperatura, pH, composição gravimétrica, distribuição granulométrica, teores de umidade, de matéria orgânica, de sólidos voláteis e de lignina nessas amostras e criada metodologia com o uso de dados topográficos, para a determinação das idades de disposição dos resíduos. Foi ainda desenvolvido equipamento eudiométrico para a determinação potencial bioquímico de metano, com medidas de variação volumétrica e avaliação do prognóstico de geração de metano por modelos de primeira ordem mais consagrados (LandGEM e IPCC). Os dados experimentais indicaram que poucas propriedades apresentaram uma correlação com o perfil e com a idade dos RSU, devido à alta heterogenidade do material. Embora o potencial de biogás e a idade dos RSU não tenham apresentado correlação entre si, o material mais novo, de quase um ano, produziu maior quantidade de biogás e houve uma redução de 78 porcento dessa produção para a do material de 3 anos. Verificou-se uma relação entre o teor de matéria orgânica e de sólidos voláteis com a produção de biogás para materiais com até 4 anos. O prognóstico da geração de biogás aplicando os dados experimentais aos modelos EPA e IPCC foi menor do que quando adotados os parâmetros default. A retroanálise segundo o IPCC, com os dados experimentais, indicaram valores de DOC muito inferiores aos usados com default, resultando em menores emissões de biogás. / [en] The aim of this thesis is to evaluate of the potential biogas generation formed in the anaerobic phase from the degradation of urban solid waste with variables ages of deposition in a sanitary landfill. The materials were obtained from borehole profiles, being composed of materials disposed at different times and with variables ages in relation to their state of deposition. The knowledge of the physic-chemical characteristics is essential for assessing the biochemical potential of gases. Thus, it was developed: (i) a protocol for determination of properties, such as temperature, pH, gravimetric composition, particle size distribution, moisture content, organic matter content, volatile solids content, lignin content; (ii) one eudiometer device was constructed, with volume variation measurements for determining the biochemical methane potential; (iii) methodology to identify the ages of waste disposal by topography; and (iv) a methodology for predicting methane generation by well-known first order models (LandGEM and IPCC). Due to the high heterogeneity of the material, the experimental data indicated that few properties showed a trend in their behavior with respect to the profile and the age of MSW. Although the potential for biogas generation and the age of MSW showed no correlation, the newer material (almost one year old) showed higher biogas production. Gas production related to the 3 year old material was 78 percent lower compared to the newer one. Even with limited data, there is a relationship between the content of organic matter and/or volatile solid matter with the production of biogas for materials with more than 4 years. The prediction of biogas generation by applying experimental data was lower compared to the results applying EPA and IPCC models. The backcalculation analysis with the experimental data determined of IPCC indicated much lower DOC values than those used with the default, resulting in lower emission of biogas.

[pt] O aumento da produção mundial de resíduos e a falta de programas de gestão adequados a estes resultam no descarte e disposição inadequadas, causando inúmeros impactos ambientais e afetando, inclusive, à saúde humana. Tais resíduos, por apresentarem alto poder calorífico, versatilidade e resistência, devem ser tratados como matéria prima pós-consumo e não como lixo, podendo ser utilizados de inúmeras formas. Uma delas é a reciclagem, um processo que apresenta nova utilização aos resíduos antes designados como lixo, gerando possibilidades de rentabilidade e emprego. A reciclagem tem grande importância na gestão social de um município, pois está ligada diretamente às classes de baixa renda. Tais processos têm crescido no Brasil, principalmente após a publicação da Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) - Lei n 12.305, que exige um plano de resíduos para cada município, incentivando a reciclagem e compostagem de lixo. Ainda assim, o problema persiste, devido à falta de programas de coleta seletiva, falta de incentivo aos recicladores e catadores, bem como descaso dos governos e da população. A probabilidade de melhoria é grande, porém demandará muito tempo e investimento. O tratamento mecânico e biológico é apresentado então como uma solução para o cumprimento dos objetivos no tratamento de resíduos em curto prazo. Este trabalho tem o objetivo de analisar tal tecnologia e sua aplicação no município do Rio de Janeiro, avaliando suas vantagens, desvantagens e restrições para este processo. / [en] The progress of humanity and the encouragement of increased consumerism have generated the supply and mass consumption products. A greater extent, so does the production of waste in the world, together with the scarcity of non-renewable resources in the long term, climate change, have diverted attention to environmentally sustainable practices involving waste management. In this context, the Management of Municipal Solid Waste (MSW), translates into a complex process that requires multidisciplinary views, working from the logistics in the process of collection, storage and disposal of waste to the Biology, Chemistry and Thermodynamics, given the diversity of techniques and technologies available for your treatment and recovery in the market. Social development is also an important point, since in countries like Brazil recycling is an activity that generates resources for social classes with lower purchasing power. In addition to operating in the production of consumer goods from waste, much of the recyclable materials back to the market due to the work of sorters, people with very low income, who are in this profession a form of survival. These factors are relevant to the implementation of any management system, which requires significant investment and participation of the public authorities, both legislative and executive. Developed countries, such as members of the European Union (EU), are far ahead in MSW Management, seeking ways of dealing with their waste less and less impactful to the environment. Brazil still is a more technical phase and less practical than the EU, but has important advances. In 2010, entered into force on National Solid Waste Policy (NSWP), established by Law 12.305. This Policy establishes strategies and deadlines for the Brazilian sustainable development, reviews the hierarchy of priorities in waste treatment and imposes the reverse logistics system, and treat life-cycle of products and encourage the reuse, recycling of materials and composting waste, eliminating the dumps and leaving foster landfilling, lagging only this waste without a more favorable allocation to the environment and saving resources.

[pt] Este estudo apresenta o comportamento de um solo arenoso estabilizado com cinzas obtidas através da incineração de Resíduo Sólido Urbano (RSU) e cal. Através de um estudo experimental, objetiva-se avaliar a aplicabilidade de misturas solo-cinza e solo-cinza volante-cal em obras geotécnicas como, por exemplo, camadas de aterros sanitários, aterros sobre solos moles e estabilização de taludes. Para isso, foram realizados ensaios de caracterização física, química e mecânica (ensaios triaxiais CID) para os materiais envolvidos. Para as misturas solo-cinza volante-cal, adicionou-se 3 porcento de cal em substituição ao peso seco das cinzas. Foram avaliadas as influências do teor de cinza (30 e 40 porcento) e tipo de cinza (volante - CV e fundo - CF), bem como o tempo de cura (0, 60 e 90 dias) para misturas com cinza volante e cal. Os resultados mostram que tanto as misturas com CV, como CF, apresentam resultados satisfatórios. Para ambas as cinzas, as porcentagens de 30 e 40 porcento apresentaram resultados similares, podendo-se adotar o valor de 40 porcento como teor ótimo, uma vez que proporciona a utilização de uma maior quantidade de resíduo. Comparando-se as cinzas, a CF apresentou resultados mais satisfatórios que a CV. Para as misturas com cura, observou-se que no tempo de 60 dias o material sofreu um maior ganho de resistência. Foram utilizados dois métodos de moldagem de corpo de prova para o ensaio com cura, obtendo-se melhor resultado para o método onde a cura era realizada em um corpo de prova pré-moldado. Portanto o uso das cinzas de RSU em mistura com este tipo de solo se mostra satisfatório, uma vez que apresentou um bom comportamento, contribui com o menor consumo de material natural e proporciona uma destinação ambientalmente correta deste resíduo. / [en] This study presents the behavior of a sandy soil stabilized with municipal solid waste ash, and lime. In order to evaluate the applicability of mixtures soil-ash and soil-fly ash-lime for using in geotechnical projects as layers of landfills, embankment on soft soils and slope stability, an experimental campaign is presented. Thus, physical, chemical and mechanical (isotropically consolidated-drained triaxial test) characterization tests were performed for each material and mixtures. It was used 3 percent of lime in the mixtures soil- fly ash-lime, being added in replacement to the dry weight of fly ash. Were evaluated the influence of ash content (30 and 40 percent), type of ash (fly ash and bottom ash) and curing time (0, 60 and 90 days) for mixtures containing fly ash and lime. The results have shown that mixtures with both kinds of ashes present a satisfactory behavior, increasing or maintaining the shear strength parameters similar to the pure material. For both kinds of ashes the variation of the content has not provided significant changes in the strength parameters, therefore, 40 percent can be considered as best content, once it provides a bigger destination of the residue. Comparing fly and bottom ash, the last has presented better results than fly ash. For mixtures with lime and cure, it has been observed better results for 60 days of cure, with greater gain of strength. Two molding methods have been used for preparing the mixture specimen, being obtained a better result with pre modeled specimen. Therefore, the use of municipal solid waste ash for stabilizing this kind of soil for using in the cited works, could minimize the current problems of waste disposal, contribute with the reduction of consumption of natural resources and give a noble use for this material.

[pt] Nesta tese foi desenvolvida uma metodologia para caracterização tridimensional de espumas de poliuretano (PU) produzidas a partir de polióis de origem vegetal. Espumas obtidas a partir do caule e da folha da bananeira foram analisadas. Foi utilizada a microtomografia computarizada de raios x (μCT) associada a ensaios mecânicos in-situ e processamento e análise digital de imagens (PADI). Utilizou-se uma câmara de ensaios in-situ comercial e também foi desenvolvida uma câmara específica para esta tese. As imagens tridimensionais obtidas foram avaliadas por técnicas tradicionais de ADI e pela técnica de Correlação Volumétrica de Imagens (DVC). A sequência padrão envolveu a redução de ruídos e o método de watersheds para segmentar as células individuais que formam a estrutura das espumas. Assim, foi possível quantificar diferentes parâmetros de tamanho (volume, diâmetro médio) e forma (razão de aspectos, esfericidade) de cada célula em 3D e comparar estatisticamente as amostras. A técnica de DVC permitiu correlacionar sub volumes das espumas em diferentes estágios do processo de compressão, revelando alguns aspectos do mecanismo microscópico de concentração de tensões. Um ensaio de compressão tradicional permitiu escolher as duas amostras com maiores limites de resistência (CB8 e FB6). Estas amostras foram submetidas ao ensaio de compressão in-situ e analisadas para diferentes valores de deformação. A amostra FB6 apresentou cerca de 5 vezes mais células do que a amostra CB8, com diâmetro médio cerca de 2X menor. Considerando os primeiros estágios de deformação (0, 0,5 e 1 mm), que foram idênticos para as duas amostras, o número de células aumentou 5,9 porcento para CB8 e 1,7 porcento para FB6, enquanto o volume médio diminuiu 2,6 porcento e 1,9 porcento, respectivamente. As medidas de forma apontaram para células não equiaxiais (razão de aspectos e esfericidade próximos a 0,4), sem mudanças expressivas ao longo dos ensaios. / [en] In this thesis, a methodology was developed for the three-dimensional characterization of polyurethane (PU) foams produced from polyols of vegetable origin. Foams obtained from the banana stem and leaf were analyzed. X ray microtomography (μCT) associated with in-situ mechanical tests and digital image processing and analysis (PADI) was used. A commercial in situ test chamber was used and a specific chamber was also developed for this thesis. The three-dimensional images obtained were evaluated by traditional ADI techniques and by the Volumetric Image Correlation (CVD) technique. The standard sequence involved noise reduction and the watersheds method to segment the individual cells that make up the foam structure. Thus, it was possible to quantify different parameters of size (volume, average diameter) and shape (aspect ratio, sphericity) of each cell in 3D and to statistically compare the samples. The CVD technique made it possible to correlate subvolumes of the foams at different stages of the compression process, revealing some aspects of the microscopic stress concentration mechanism. A traditional compression test made it possible to choose the two samples with the highest strength limits (CB8 and FB6). These samples were submitted to the compression test in situ and analyzed for different strain values. The FB6 sample had about 5 times more cells than the CB8 sample, with an average diameter about 2X smaller. Considering the first deformation stages (0, 0,5 and 1 mm), which were identical for both samples, the number of cells increased 5,9 percent for CB8 and 1,7 percent for FB6, while the average volume decreased 2,6 percent and 1,9 percent, respectively. The shape measurements pointed to non-equiaxial cells (aspect ratio and sphericity close to 0,4), with no significant changes during the tests.