nÃo hà / The biogas generated in landfills has a high calorific value and can be used as source of energy. Therefore, studies on landfill gas emissions became necessaries in order to verify the economic feasibility of reuse of these gases for energetic proposals. Thus, the present study aimed to evaluate the emissions of gases generated by a landfill at the Metropolitan West Caucaia-EC, Brazil. The study involved the following: gas compositions and flow rates, the characteristics of the leachate released by the physico-chemical and microbiological activities, as well as evaluating the landfill mass of trash. It was studied the feasibility of the use of the landfill produced biogas as source of energy, as well as the environmental feasibility of the treatment of the leachate released. The analyzes were made during the dry and rainy seasons. Three types of lysimeters were used: L1 - 100% filled with waste solids as it arrives in the landfill site; L2 - filled with 50% of solid waste in the form as it arrives in the landfill and 50% as organic matter; L3 - 100% filled only with organic matter present in the waste. The residues were disposed in this way in order to evaluate the characteristics of the different organic compositions. As a result, it was observed that the tests carried out with the lysimeters provided consistent data. In this study, it was observed that the waste in the dry season presented a highly degradable characteristic, but with little production of biogas, with the L1 presenting the following average concentrations: 0.3% CH4, 0.7% CO2 and 19.4% O2 . The L2 average concentration were: of 0.3% CH4, 9,0 CO2 and 16% O2. And L3 showed average concentrations: 1.93% CH4, 10.97% CO2 and 14.13%O2. These data were considered normal, because in the dry period measurements were made with in a small period of decomposition of the waste mass, with only four months after the experiment. Due to this, there was small amount of gas generated. In the rainy season, it was determined an increased gas generation, with the L1 showing an average concentration of 0.78% CH4, 1.63% CO2 and 18.6% O2. The L2 average concentration of 1.16% CH4, CO2, 5.6% and 15.8% O2. And L3 showed average concentration of 2.43% CH4, 12,98% CO2 and 15.25% O2. This data were considered normal, because in the rainy season, the measurements were carried out 12 months after the experiment was concluded, and, therefore, there was a higher gas generation compared with the dry period. Regarding the L1, the flow showed a value of 8.64 m / year; the L2 the flow was of 9.72 m / year and L3 the flow was 10.92 m / year, enabling energy conversion averaged of 1.9 KW / mÂ. The material that presented the greatest potential for biogas generation, in the two periods, was the L3 (with 100% organic matter). This fact is due to the organic matter in the process of degradation which generated more gas. The physicochemical and microbiological leaching assays conducted with the waste mass during the two periods reaffirmed the results of the gas measurement, indicating that the biodegradation process waste was in the acidogenic phase during the dry period, which was the initial stage of mass garbage degradation with little gas generation; in the rainy season, which was characterized as a methanogenic phase, an intermediate phase of degradation, occurred an increased gas generation. With regard to the leachate produced, the material had a high generation in both periods was also the L3. Regarding the microbiological and metals analysis, the lysimeters showed small values, indicating no toxicity nor pathogenicity. It can be concluded that it is of fundamental importance to invest in techniques aiming the use of the biogas generated in the landfills. / O biogÃs gerado nos aterros sanitÃrios apresenta elevado poder calorÃfico, podendo ser aproveitado energeticamente. Para isso, fazem-se necessÃrios estudos sobre as emissÃes desses gases para verificar a viabilidade econÃmica de seu reaproveitamento. Assim, esta pesquisa teve como objetivo avaliar a geraÃÃo dos gases gerados no Aterro SanitÃrio Metropolitano Oeste de Caucaia-CE, em termos de composiÃÃo e vazÃo, bem como as caracterÃsticas do lixiviado gerado, por meio de suas propriedades fÃsico-quÃmicas e microbiolÃgicas, como tambÃm avaliar a massa de lixo presente no aterro, objetivando a viabilidade energÃtica do aproveitamento do biogÃs produzido pelo aterro e a viabilidade ambiental do tratamento do lixiviado. As anÃlises foram feitas nos perÃodos seco e chuvoso. Foram utilizados trÃs LisÃmetros: L1 â preenchido 100 % com os resÃduos sÃlidos na forma como chegam ao aterro; L2 â preenchido com 50% de resÃduos sÃlidos na forma que chegam ao aterro e 50% somente com matÃria orgÃnica; L3 â preenchido 100% somente com matÃria orgÃnica presente nos resÃduos. Os resÃduos foram dispostos desta forma a fim de avaliar as caracterÃsticas de diferentes composiÃÃes. Como resultados, foi observado que os ensaios realizados nos LisÃmetros forneceram dados consistentes. Neste estudo, foi possÃvel observar que os resÃduos se apresentaram com caracterÃsticas altamente degradÃveis no perÃodo seco, porÃm, com pouca geraÃÃo de biogÃs, apresentando o L1 concentraÃÃo mÃdia de 0,3 % de CH4, o CO2 com 0,7 % e O2 com 19,4%. O L2 com concentraÃÃo mÃdia de 0,3 % de CH4, o CO2 com 9,0 % e O2 com 16,0%. E o L3 apresentou concentraÃÃo mÃdia de 1,93 % de CH4, 10,97% de CO2 e O2 com 14,13%. Estes dados foram considerados normais, pois, no perÃodo seco, as mediÃÃes foram realizadas com pouco tempo de decomposiÃÃo da massa de lixo, com apenas 4 meses apÃs a instalaÃÃo do experimento, e, devido a isso, ocorre pouca geraÃÃo de gÃs. No perÃodo chuvoso, determinou-se aumento dessa geraÃÃo de gÃs, com o L1 apresentando concentraÃÃo mÃdia de 0,78 % de CH4, o CO2 com 1,63 % e O2 com 18,6%. O L2 com concentraÃÃo mÃdia de 1,16 % de CH4, o CO2 com 5,6 % e O2 com 15,8%. E o L3 apresentou concentraÃÃo mÃdia de 2,43 % de CH4, 12,98% de CO2 e O2 com 15,25%. Isto à considerado normal, pois, no perÃodo chuvoso, as mediÃÃes foram realizadas com 12 meses apÃs a instalaÃÃo do experimento, e, consequentemente, houve uma maior geraÃÃo de gÃs em relaÃÃo ao perÃodo seco. Em relaÃÃo a vazÃo, o L1 apresentou uma vazÃo de gÃs de 8,64 mÂ/ano, o L2 com vazÃo de 9,72 mÂ/ano e o L3 com vazÃo de 10,92mÂ/ano, possibilitando conversÃo de energia em mÃdia, de 1,9 KW/mÂ. O material que se apresentou com o maior potencial de geraÃÃo de biogÃs nos dois perÃodos foi o L3 (100% somente de matÃria orgÃnica). Este fato se deve ao fato da matÃria orgÃnica, em seu processo de degradaÃÃo, gerar mais gÃs. Os ensaios fÃsico-quÃmicos e microbiolÃgicos realizados no lixiviado e massa de lixo, nos dois perÃodos, confirmaram os resultados da mediÃÃo do gÃs, pois indicaram que o processo de biodegradaÃÃo dos resÃduos se encontrava na fase acidogÃnica no perÃodo seco, fase inicial de degradaÃÃo da massa de lixo e pouca geraÃÃo de gÃs; no perÃodo chuvoso, caracterizou-se como fase metanogÃnica, fase intermediÃria de degradaÃÃo, com uma maior geraÃÃo de gÃs. Em relaÃÃo ao lixiviado gerado, o lisÃmetro que apresentou uma elevada geraÃÃo nos dois perÃodos foi tambÃm o L3. Em relaÃÃo Ãs anÃlise microbiolÃgicas e de metais, os lisÃmetros apresentaram pequenos valores, nÃo indicando patogenicidade e nem toxicidade. Pode-se concluir que à de fundamental importÃncia investir em tÃcnicas de aproveitamento do biogÃs gerado nos aterros sanitÃrios.

Banco do Nordeste do Brasil / A presente dissertaÃÃo propÃe a implementaÃÃo de um sistema de aquisiÃÃo de dados, controle e monitoramento de uma planta de geraÃÃo de energia elÃtrica acionada por biogÃs. Foi realizado o estudo experimental das estratÃgias de modelagem, identificaÃÃo e controle aplicado ao controle de vazÃo da planta de biogÃs do LaboratÃrio de Energias Alternativas - LEA da Universidade Federal do Cearà - UFC. Foi utilizado e testado para o controle de vazÃo de biogÃs o controlador PI paralelo, alÃm de realizar a comparaÃÃo com o controle existente (controle centrÃfugo) do conjunto motor/gerador. Para vericar a resposta do gerador movido a biogÃs, foi inserido uma carga correspondente a 60% da potÃncia nominal. O sistema proposto reduziu a intervenÃÃo humana no ajuste de vazÃo da vÃlvula de expansÃo. Os resultados demonstraram que o tempo de resposta para estabilidade apÃs a introduÃÃo do contolador PI ao controlador original permitiu a reduÃÃo do tempo de resposta para estabilidade em no mÃnimo 20% mostrando uma resposta satisfatÃria e boa estabilidade para a transiÃÃo da gasolina para o biogÃs, com amplitude de 10 Hz e 8 segundos para estabilizaÃÃo do sistema sem carga. A aÃÃo foi considerada viÃvel para automatizar o processo de partida do conjunto motor/gerador. / The present dissertation proposes the implementation of a data acquisition system, control and monitoring of a electricity generation plant powered by biogas. The experimental study of the modelling strategies, identication and control was done applied to ow control of the biogas plant of the Renewable Energy Laboratory - LEA at the Federal University of Cearà - UFC. To control the biogas ow a parallel PI controller was used and tested, and the controller was used to perform the comparison with the existing control (centrifugal control) of the gen-set. To check the response of the gen-set powered by biogas, a load corresponding of 60% of the nominal power was used. The proposed system reduced the human intervention in ow setting of the expansion valve. The results showed that the stability response time after the introduction of the PI controller to the original controller allowed the reduction of the response time for at least 20% showing a satisfactory response and a stability for the transition from gasoline to biogas, with 10 Hz amplitude and 8 seconds for the system stabilization with load. This action was considered feasible to automate the process of starting up of the gen-set.

nÃo hà / O crescente consumo humano acarreta uma maior geraÃÃo de resÃduos, que, por sua vez, devem ser adequadamente tratados e descartados. O armazenamento dos resÃduos urbanos em aterros produz gases, que quando nÃo geridos corretamente prejudicam a qualidade de vida da populaÃÃo. As emissÃes incontroladas desses gases provocam mÃltiplos impactos econÃmicos e socioambientais a partir da contaminaÃÃo do ar nas diferentes cidades do mundo. A comunidade circunvizinha do aterro à bastante prejudicada em virtude do convÃvio constante com o mau cheiro, gases inflamÃveis e atà componentes cancerÃgenos presentes no biogÃs. Em termos mundiais, o lanÃamento incontrolado do biogÃs na atmosfera à uma das contribuiÃÃes humanas para o aumento dos Gases causadores do Efeito Estufa (GEE) e aquecimento global. Uma das principais formas de se evitar a passagem aleatÃria do biogÃs gerado em aterros para a atmosfera à constituir um adequado sistema de cobertura dos resÃduos, a qual tem, dentre outras funÃÃes, evitar a fuga dos gases e a entrada de Ãguas pluviais na massa de resÃduos, alÃm de auxiliar na coleta e tratamento do biogÃs gerado no interior do aterro. Desenvolveu-se tÃcnicas de laboratÃrio e em campo para contemplar o estudo do fluxo de gases que atravessa o solo utilizado como cobertura do Aterro SanitÃrio Metropolitano Oeste de Caucaia (ASMOC), com o objetivo de se avaliar a funcionalidade da camada de cobertura e se estimar a quantidade de gases, metano (CH4) e diÃxido de carbono (CO2), emitidos pelo Aterro. Escolheram-se quatro pontos distintos na superfÃcie da cÃlula, onde foram coletadas duas amostras, uma deformada e outra indeformada, para cada ponto selecionado. Os resultados mostraram que o solo da camada de cobertura foi classificado como areia fina silto-argilosa, com permeabilidade de 2,2 x 10-4 cm/s, limite de liquidez de 27%, limite de plasticidade de 14% (Ãndice de plasticidade: 13%), massa especifica seca mÃxima de 1,83 g/cm e umidade Ãtima de 11%. Utilizou-se a metodologia de mediÃÃo por placa de fluxo de alta sensibilidade, onde se mediu o fluxo que atravessa a camada de cobertura, utilizando-se aparelhos de precisÃo. A mÃdia do fluxo de CH4 emitido pela camada de cobertura variou entre 105 e 1.361 m3/dia.m2, enquanto a mÃdia dos fluxos de CO2 variou de 76 à 1.048 m3/dia.m2. O fluxo mÃdio de CH4 pode atingir valores prÃximos de 9.452 t/ano, o que representa aproximadamente 198,5 mil t de CO2eq por ano em uma Ãrea de 78 hectares do aterro / The growing human consumption entails a greater generation of waste, which, in turn, must be properly treated and disposed. The storage of waste in landfills produces gas, which if not managed properly will affect the quality of life. The uncontrolled emissions of these gases cause multiple economic, social and environmental impacts, as due to air pollution in different cities around the world. The community surrounding the landfill is actually impaired by virtue of living with the constant stench, flammable and even carcinogenic compounds present in the biogas. Worldwide, the uncontrolled release of biogas into the atmosphere is one of the human contributions to the increase of greenhouse gases (GHG) emissions and global warming. One of the main ways to avoid the random passage of the biogas generated in landfills to the atmosphere is to provide an adequate coverage of the waste system, which has, among other functions, prevent the escape of gases and the ingress of rainwater into the mass of waste as well as assist in the collection and treatment of the biogas generated within the landfill. Techniques were developed in the laboratory and field research to consider the flow of gases through the soil used as cover Landfill Metropolitan West Caucaia (ASMOC), to assess the functionality of the cover layer and estimate the amount of gases, methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) emitted by the landfill. Four different points on the cell surface were chosen, where two samples were collected, a deformed and other undeformed, for each selected point. The results showed that the covering layer is classified as sandy silt-clay, with permeability of 2,2 x 10-4 cm/s, liquid limit of 27%, plastic limit of 14% (plasticity index: 13%), maximum dry density of 1.83 g/cm and optimum moisture content of 11%. The methodology used was the static flow measurement with high sensitivity, which measures the gas flow through the cover layer, using precision instruments. The average flow of CH4 emitted by the layer of coverage ranged between 105 and 1.361 m3/dia.m2, while the average CO2 fluxes ranged 76 - 1.048 m3/dia.m2. The average CH4 flux can reach values close to 9,452 tons / year, which represents about 198 500 tonnes of CO2 eq per year in an area of 78 hectares of the landfill.

nÃo hà / O biogÃs gerado nos aterros sanitÃrios apresenta elevado poder calorÃfico, podendo ser aproveitado energeticamente. Para isso, fazem-se necessÃrios estudos sobre as emissÃes desses gases para verificar a viabilidade econÃmica de seu reaproveitamento. Assim, esta pesquisa teve como objetivo avaliar a geraÃÃo dos gases gerados no Aterro SanitÃrio Metropolitano Oeste de Caucaia-CE, em termos de composiÃÃo e vazÃo, bem como as caracterÃsticas do lixiviado gerado, por meio de suas propriedades fÃsico-quÃmicas e microbiolÃgicas, como tambÃm avaliar a massa de lixo presente no aterro, objetivando a viabilidade energÃtica do aproveitamento do biogÃs produzido pelo aterro e a viabilidade ambiental do tratamento do lixiviado. As anÃlises foram feitas nos perÃodos seco e chuvoso. Foram utilizados trÃs LisÃmetros: L1 â preenchido 100 % com os resÃduos sÃlidos na forma como chegam ao aterro; L2 â preenchido com 50% de resÃduos sÃlidos na forma que chegam ao aterro e 50% somente com matÃria orgÃnica; L3 â preenchido 100% somente com matÃria orgÃnica presente nos resÃduos. Os resÃduos foram dispostos desta forma a fim de avaliar as caracterÃsticas de diferentes composiÃÃes. Como resultados, foi observado que os ensaios realizados nos LisÃmetros forneceram dados consistentes. Neste estudo, foi possÃvel observar que os resÃduos se apresentaram com caracterÃsticas altamente degradÃveis no perÃodo seco, porÃm, com pouca geraÃÃo de biogÃs, apresentando o L1 concentraÃÃo mÃdia de 0,3 % de CH4, o CO2 com 0,7 % e O2 com 19,4%. O L2 com concentraÃÃo mÃdia de 0,3 % de CH4, o CO2 com 9,0 % e O2 com 16,0%. E o L3 apresentou concentraÃÃo mÃdia de 1,93 % de CH4, 10,97% de CO2 e O2 com 14,13%. Estes dados foram considerados normais, pois, no perÃodo seco, as mediÃÃes foram realizadas com pouco tempo de decomposiÃÃo da massa de lixo, com apenas 4 meses apÃs a instalaÃÃo do experimento, e, devido a isso, ocorre pouca geraÃÃo de gÃs. No perÃodo chuvoso, determinou-se aumento dessa geraÃÃo de gÃs, com o L1 apresentando concentraÃÃo mÃdia de 0,78 % de CH4, o CO2 com 1,63 % e O2 com 18,6%. O L2 com concentraÃÃo mÃdia de 1,16 % de CH4, o CO2 com 5,6 % e O2 com 15,8%. E o L3 apresentou concentraÃÃo mÃdia de 2,43 % de CH4, 12,98% de CO2 e O2 com 15,25%. Isto à considerado normal, pois, no perÃodo chuvoso, as mediÃÃes foram realizadas com 12 meses apÃs a instalaÃÃo do experimento, e, consequentemente, houve uma maior geraÃÃo de gÃs em relaÃÃo ao perÃodo seco. Em relaÃÃo a vazÃo, o L1 apresentou uma vazÃo de gÃs de 8,64 mÂ/ano, o L2 com vazÃo de 9,72 mÂ/ano e o L3 com vazÃo de 10,92mÂ/ano, possibilitando conversÃo de energia em mÃdia, de 1,9 KW/mÂ. O material que se apresentou com o maior potencial de geraÃÃo de biogÃs nos dois perÃodos foi o L3 (100% somente de matÃria orgÃnica). Este fato se deve ao fato da matÃria orgÃnica, em seu processo de degradaÃÃo, gerar mais gÃs. Os ensaios fÃsico-quÃmicos e microbiolÃgicos realizados no lixiviado e massa de lixo, nos dois perÃodos, confirmaram os resultados da mediÃÃo do gÃs, pois indicaram que o processo de biodegradaÃÃo dos resÃduos se encontrava na fase acidogÃnica no perÃodo seco, fase inicial de degradaÃÃo da massa de lixo e pouca geraÃÃo de gÃs; no perÃodo chuvoso, caracterizou-se como fase metanogÃnica, fase intermediÃria de degradaÃÃo, com uma maior geraÃÃo de gÃs. Em relaÃÃo ao lixiviado gerado, o lisÃmetro que apresentou uma elevada geraÃÃo nos dois perÃodos foi tambÃm o L3. Em relaÃÃo Ãs anÃlise microbiolÃgicas e de metais, os lisÃmetros apresentaram pequenos valores, nÃo indicando patogenicidade e nem toxicidade. Pode-se concluir que à de fundamental importÃncia investir em tÃcnicas de aproveitamento do biogÃs gerado nos aterros sanitÃrios. / The biogas generated in landfills has a high calorific value and can be used as source of energy. Therefore, studies on landfill gas emissions became necessaries in order to verify the economic feasibility of reuse of these gases for energetic proposals. Thus, the present study aimed to evaluate the emissions of gases generated by a landfill at the Metropolitan West Caucaia-EC, Brazil. The study involved the following: gas compositions and flow rates, the characteristics of the leachate released by the physico-chemical and microbiological activities, as well as evaluating the landfill mass of trash. It was studied the feasibility of the use of the landfill produced biogas as source of energy, as well as the environmental feasibility of the treatment of the leachate released. The analyzes were made during the dry and rainy seasons. Three types of lysimeters were used: L1 - 100% filled with waste solids as it arrives in the landfill site; L2 - filled with 50% of solid waste in the form as it arrives in the landfill and 50% as organic matter; L3 - 100% filled only with organic matter present in the waste. The residues were disposed in this way in order to evaluate the characteristics of the different organic compositions. As a result, it was observed that the tests carried out with the lysimeters provided consistent data. In this study, it was observed that the waste in the dry season presented a highly degradable characteristic, but with little production of biogas, with the L1 presenting the following average concentrations: 0.3% CH4, 0.7% CO2 and 19.4% O2 . The L2 average concentration were: of 0.3% CH4, 9,0 CO2 and 16% O2. And L3 showed average concentrations: 1.93% CH4, 10.97% CO2 and 14.13%O2. These data were considered normal, because in the dry period measurements were made with in a small period of decomposition of the waste mass, with only four months after the experiment. Due to this, there was small amount of gas generated. In the rainy season, it was determined an increased gas generation, with the L1 showing an average concentration of 0.78% CH4, 1.63% CO2 and 18.6% O2. The L2 average concentration of 1.16% CH4, CO2, 5.6% and 15.8% O2. And L3 showed average concentration of 2.43% CH4, 12,98% CO2 and 15.25% O2. This data were considered normal, because in the rainy season, the measurements were carried out 12 months after the experiment was concluded, and, therefore, there was a higher gas generation compared with the dry period. Regarding the L1, the flow showed a value of 8.64 m / year; the L2 the flow was of 9.72 m / year and L3 the flow was 10.92 m / year, enabling energy conversion averaged of 1.9 KW / mÂ. The material that presented the greatest potential for biogas generation, in the two periods, was the L3 (with 100% organic matter). This fact is due to the organic matter in the process of degradation which generated more gas. The physicochemical and microbiological leaching assays conducted with the waste mass during the two periods reaffirmed the results of the gas measurement, indicating that the biodegradation process waste was in the acidogenic phase during the dry period, which was the initial stage of mass garbage degradation with little gas generation; in the rainy season, which was characterized as a methanogenic phase, an intermediate phase of degradation, occurred an increased gas generation. With regard to the leachate produced, the material had a high generation in both periods was also the L3. Regarding the microbiological and metals analysis, the lysimeters showed small values, indicating no toxicity nor pathogenicity. It can be concluded that it is of fundamental importance to invest in techniques aiming the use of the biogas generated in the landfills.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Esta pesquisa teve como objetivo avaliar o comportamento da massa de resÃduos sÃlidos em termos de produÃÃo de lixiviado, geraÃÃo de gases, avaliaÃÃo das propriedades fÃsico quÃmicas do efluente, caracterizaÃÃo dos resÃduos e recalque, para trÃs lisÃmetros em uma Ãrea pertencente ao Aterro SanitÃrio Metropolitano Oeste de Caucaia â CE. A pesquisa foi realizada durante os meses de janeiro a junho de 2014, dando continuidade ao monitoramento e caracterizaÃÃo das propriedades que ocorriam internamente aos LisÃmetros desde a sua implantaÃÃo em maio de 2012. Foram utilizados, para a avaliaÃÃo, trÃs LisÃmetros: L01 - preenchido com 100% de resÃduos na forma como chegam ao aterro sanitÃrio; L02 â preenchido com 50% de resÃduos orgÃnicos e 50% como chegam ao aterro sanitÃrio; L03- preenchido 100% com resÃduos orgÃnicos. Durante o perÃodo da pesquisa foi realizado um levantamento das precipitaÃÃes ocorridas no municÃpio pertencente ao aterro sanitÃrio, de forma a verificar a possÃvel interferÃncia desta na geraÃÃo dos gases e produÃÃo de efluentes. Como resultado foi observado a consistÃncia na produÃÃo de biogÃs, principalmente nos valores observados para metano na base dos lisÃmetros, de forma mais intensa, no L03, assim como a grande geraÃÃo de lixiviado, com o inconveniente do odor produzido pelo gÃs sulfÃdrico. Por jà se encontrarem hà aproximadamente dois anos em operaÃÃo, foram verificados altos valores de recalque dos resÃduos, sendo alcanÃada a mÃdia de 92 cm para o L01, 130,5 cm para o L02 e de 123,75 cm para o L03. Em termos de produÃÃo de metano, os valores mÃdios obtidos foram de 0,726% e 0,667 % para a base e o meio do L01, de 2,81% e 0,69% na base e no meio do L02, e de 4,8% e 1,966% no entorno da base e do meio do L03. Para os valores de diÃxido de carbono os valores alcanÃados, em mÃdia, para a base e o meio dos LisÃmetros foram de 2,041% e 0,132% no L01, 3,28% e 0,4% no L02 e 7,8% e 2,778% no L03. Jà quanto ao gÃs sulfÃdrico, foram obtidos os valores de 0,866 ppm e 0,917 ppm para o L01, de 5,14 ppm e 0,87 ppm para o L02, e de 164,2 ppm e 4,377 ppm na base e no meio do L03, respectivamente. Em termos das caracterÃsticas fÃsico-quÃmicas do lixiviado, foram encontradas variaÃÃes para determinados parÃmetros, principalmente durante os meses de maiores Ãndices de chuvas, afetando, desta forma, as caracterÃsticas da massa de resÃduos, na atividade dos microrganismos e na geraÃÃo do efluente, o qual se apresentou com valores bem acima do permitido em legislaÃÃo especÃfica para o lanÃamento em corpos hÃdricos. Mesmo com a presenÃa de adversidades, como o recalque excessivo, forte produÃÃo de lÃquidos, dois anos em decomposiÃÃo, e de fissuras na camada de cobertura, foi constatada, ainda, uma boa produÃÃo de gases, indicando a viabilidade e a importÃncia de se investir em tÃcnicas de aproveitamento de biogÃs em aterros sanitÃrios. / This research aimed to evaluate the behavior of the mass of solid waste in terms of leachate production, gas generation, evaluation of the physicochemical properties of the effluent, waste characterization and discharge for three lysimeters in an area belonging to the Landfill Metropolitan West Caucaia - CE. The survey was conducted during the months from January to June 2014, continuing the monitoring and characterization of the properties occurring internally to lysimeters since its inception in May 2012. It was used to evaluate three lysimeters: L01 - filled with 100% of waste in the way reach the landfill; L02 - filled with 50% of organic waste and 50% as they arrive to the landfill; L03- 100% filled with organic waste. During the research period was a survey of rain in the city belonging to the landfill in order to verify the possible interference in the generation of gases and waste production. As a result was observed consistency in the production of biogas, especially in the observed values of methane at the base of the lysimeters, more intensely, the L03, as well as the great generation of leachate, with the drawback of odor produced by hydrogen sulfide gas. As they were already there about two years in operation were high discharge values of waste, and achieved an average of 92 cm for the L01, 130.5 cm to L02 and 123.75 cm for the L03. In terms of methane production, the values obtained were 0.726% and 0.667% for the base and the middle of L01, 2.81% and 0.69% at the base and in the middle of L02, and 4.8 % and 1,966% in the vicinity of the base and the middle of the L03. For carbon dioxide the values obtained, on average, to the base of the lysimeters and the middle was 2.041% and 0.132% in the L01, and 3.28% to 0.4% and 7.8% and L02 2,778 % in the L03. As for the hydrogen sulfide was obtained values of 0.866 ppm and 0.917 ppm for L01, 5.14 ppm and 0.87 ppm for L02, and 164.2 ppm to 4,377 ppm at the bottom and in the middle of L03 respectively. In terms of physical and chemical characteristics of the leachate, variations were found for certain parameters, especially during the months of highest rates of rainfall, affecting in this way, the waste mass characteristics, the activity of microorganisms and the effluent generation, which performed with values well above the permitted in specific legislation for the release in water bodies. Even with the presence of adversity, such as excessive repression, strong production of liquid two years to decompose, and cracks in the cover layer, was found also a good gas production, indicating the viability and importance of investing in biogas production technologies in landfills.

Considerando a importÃncia da digestÃo anaerÃbia para o reaproveitamento da fraÃÃo orgÃnica dos resÃduos sÃlidos e a possibilidade de geraÃÃo de energia por meio do biogÃs produzido, a pesquisa objetiva encontrar mecanismos que otimize o processo de digestÃo, por meio de testes com diferentes inÃculos e relaÃÃes Alimentos/Microrganismos. O experimento consistiu na anÃlise e avaliaÃÃo de diferentes tipos de inÃculos e relaÃÃes Alimento/Microrganismos (A/M), a fim de otimizar a digestÃo anaerÃbia dos resÃduos sÃlidos orgÃnicos, os quais foram coletados nas residÃncias prÃximas a Universidade Federal do Cearà â Campus do Pici. Na primeira fase da pesquisa, foram caracterizadas as propriedades fÃsicas e quÃmicas de quatro diferentes inÃculos. No segundo momento, foi realizado o teste de atividade metanogÃnica especÃfica. ApÃs a avaliaÃÃo do desempenho dos inÃculos, foram selecionados dois inÃculos e proposto duas relaÃÃes A/M, para o desenvolvimento do teste de biodegrabilidade. Ocorreu tambÃm a caracterizaÃÃo fÃsica e quÃmica do substrato utilizado para a formaÃÃo dos meios de reaÃÃes para o teste de biodegradabilidade. Durante o teste de biodegrabilidade foram caracterizados os meios de reaÃÃes antes e depois do teste. Ao avaliar a atividade metanogÃnica dos quatros inÃculos testados, o inÃculo oriundo da estaÃÃo de tratamento de esgoto de uma indÃstria de cerveja (InÃculo 3), apresentou um maior desempenho com uma AME mÃximo de 0,80 gDQO/gSVÂd, volume mÃximo de metano de 21,98 mL e 67,5% de metano presente no biogÃs, ainda em um perÃodo mais curto de 0,83 dia ao comparar com as outras amostras. Avaliando a atividade metanogÃnica e a produÃÃo de biogÃs no teste de biodegrabilidade, o inÃculo 3 com uma relaÃÃo A/M de 0,5 apresentou um melhor desempenho, com um volume mÃximo de metano de 29,31 mL, uma AME mÃxima de 0,47 gDQO/gSVÂd e 58,5% de metano presente no biogÃs, em um perÃodo curto de 3,81 dias. Concluiu-se que um inÃculo com caracterÃsticas semelhantes ao inÃculo 3, devem ser mais indicados para a digestÃo anaerÃbia da fraÃÃo orgÃnica de resÃduos sÃlidos domiciliares. / Considering the importance of anaerobic digestion for reuse the organic fraction of solid waste and the possibility of power generation through the biogas produced, the research aims to find ways to optimize the process digestion, by testing with different inoculants and relationships Food / Micro-organisms. The experiment consisted of the analysis and evaluation of different inoculants and relationships Food / Microorganisms (A / M) in order to optimize the anaerobic digestion of organic solid waste, which were collected in homes near Federal University of Cearà - Campus do Pici. In first phase of the research, the physical and chemical properties were characterized Four different inoculants. In the second phase, the activity test was performed specific methanogenic. After evaluating the performance of inocula were selected two inoculants and proposed two ratios A / F, for the development of biodegradability test. There was also the physical and chemical characterization of substrate used for the formation of reactions means to the test biodegradability. During the biodegradability test media were characterized reactions before and after the test. In assessing the methanogenic activity of the four tested inoculum, the inoculum derived from the sewage treatment plant of a beer industry (inoculum 3) presented the highest performance with AME maximum of 0.80 gCOD / GSV  d, maximum volume of methane 21.98 mL and 67.5% of methane present in biogas, even in a shorter period of 0.83 days vs. with other samples. Assessing the methanogenic activity and the production of biogas in biodegradability test inoculum 3 with a ratio A / F made a 0.5 best performance, with a maximum volume of methane 29.31 mL, one AME maximum of 0.47 gCOD / GSV  58.5% of methane present in biogas, in a period short of 3.81 days. It was concluded that an inoculum with similar characteristics to inoculum 3 are more suitable for anaerobic digestion of the organic fraction of solid waste.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A DissertaÃÃo deMestrado trata do desenvolvimento de uma caldeira de vapor nÃo-convencional, onde à empregada a âCombustÃo de FiltraÃÃoâ. O objetivo da pesquisa foi estudar a combustÃo do BiogÃs do lÃquido da casca do coco verde, com respeito à eficiÃncia e emissÃes. A combustÃo à analisada com um modelo numÃrico, estruturado em FORTRAN e PREMIX, adaptado para processos de âCombustÃo em Meios Porososâ. Os resultados de simulaÃÃo sÃo confrontados com dados experimentais, que ressaltam vantagens operacionais em relaÃÃo Ãs caldeiras convencionais, destacando-se elevada eficiÃncia de extraÃÃo de energia e baixos nÃveis de emissÃes de CO e NOx. / The current Dissertation treats the theoretical and experimental studies about a non- conventional saturated steam boiler, in which a com bustion technology is employed, the âFiltration Combustionâ, as basis for conception of its burner construction design. This combustion thermal system was studied by means of a prototype, in laboratory scale, specially developed for this research. It was prop erly instrumented in order to make it possible to monitor as well as the combustion proce ss as the energy extraction in the reaction zone. The objective of this investigation is to verify the effects of the Biogas obtained from the anaerobic digestion of the Green Coconut Skin Liquid (GCSL), on the boiler operation, concerning efficiency and polluta nt emissions, as well as the reaction stability. Biogas combustion is analyzed by numeri cal model simulations, which take in account the mass, energy (gas and solid phases) and species conservation equations. The model is structured with a flexible code in languag e FORTRAN, which includes equilibrium calculation performed through premixed combustion simulation software, the PREMIX, adapted to the combustion process and heat transfer in porous medium. The simulation allows the prediction of the temperature distribution profiles along the burner and the combustion products as function of two main operation parameters, the equivalence ratio and the air-fuel mixture flow vel ocity. Simulation results are compared with measurements in this analysis and some design aspects of the "Porous Burner Boilerâ are discussed, which evidences its operational adva ntages in comparison to the conventional boilers, especially the high energy ex traction efficiency and low carbon and nitrogen oxides emission levels

Nesta pesquisa buscou-se estudar o tratamento anaerÃbio de diferentes tortas de oleaginosas, resÃduos da produÃÃo do biodiesel, usando reatores anaerÃbios em batelada com diferentes configuraÃÃes, a fim de gerar biogÃs e um resÃduo mais estÃvel do ponto de vista ambiental. Foi estudada a digestÃo anaerÃbia das tortas de mamona e algodÃo, inoculadas com lodo de reator UASB. A pesquisa foi dividida em trÃs fases. Na primeira fase, estudou-se a digestÃo anaerÃbia das tortas de mamona e algodÃo, com duas proporÃÃes entre inÃculo e sÃlidos volÃteis. Na segunda fase, verificou-se o impacto do adsorvente zeolita na reduÃÃo da concentraÃÃo de amÃnia e avaliou-se sua influÃncia na produÃÃo de biogÃs da torta de mamona. Foram testadas duas zeolitas naturais com diferentes caracterÃsticas fÃsicas e comparadas com reatores sem a inclusÃo do adsorvente. Na terceira fase, foram desenvolvidos experimentos fÃsico-quÃmicos a fim de acelerar a hidrÃlise dos substratos e, consequentemente, melhorar o desempenho dos reatores. Testaram-se prÃ-tratamentos tÃrmico, ultrasÃnico, Ãcido e alcalino, e seus efeitos na produÃÃo de metano foram avaliados estatisticamente por meio de experimento fatorial multivariado. A pesquisa mostrou que à possÃvel produzir metano a partir das tortas de oleaginosas, com atà 0,194 CH4 g-1SV, para a torta de mamona, e 0,243 L CH4 g-1SV e 65 % de metano no biogÃs, para ambos os substratos. Compostos recalcitrantes presentes na composiÃÃo das tortas e a produÃÃo de substÃncias inibidoras impedem uma maior degradaÃÃo dos substratos e consequente maior produÃÃo de metano. Uma maior relaÃÃo entre inÃculo e sÃlidos volÃteis proporciona condiÃÃes mais favorÃveis à digestÃo anaerÃbia, com maior produÃÃo de biogÃs por sÃlidos adicionados, contudo, resulta numa menor produÃÃo de metano por volume de reator. A adiÃÃo de zeolita ao meio proporcionou uma reduÃÃo da concentraÃÃo de amÃnia e consequente aumento da produÃÃo de metano, embora o seu custo de aplicaÃÃo deva ser avaliado. O experimento multifatorial mostrou a influÃncia do substrato na produÃÃo de metano, no entanto, o uso dos prÃ-tratamentos nÃo surtiram efeito na produÃÃo de metano. A produÃÃo de metano atravÃs da digestÃo anaerÃbia de tortas de oleaginosas à possÃvel, contudo uma maior eficiÃncia do processo ainda à necessÃria. / This research aimed to study the anaerobic treatment of different oilcake, biodiesel production waste using anaerobic batch reactors with different configurations, in order to generate biogas and a more stable waste in a environmental point of view. We studied the anaerobic digestion of castor and cotton oilcake inoculated with sludge from a UASB reactor. The study was divided into three phases. In the first phase, we studied the anaerobic digestion of castor and cotton oilcake, with two different inoculum:substrate ratios based volatile solids. In the second phase, we studied the impact of the zeolite adsorbent to reduce the concentration of ammonia and its influence on the biogas production of castor oilcake. Two natural zeolites with different physical characteristics were tested and compared to reactors without the inclusion of the adsorbent. In the third phase, were avaliated physicochemical treatments to accelerate the hydrolysis rate of substrate and thereby improve the performance of the reactors. It were tested thermal, ultrasonic, acid and alkaline treatment, and their effects on methane production were analyzed by means of multivariate factorial experiment. Research has shown that methane can be produced from oilseed cakes, with up to 0.194 LCH4.g-1VS for castor oilcake, and 0.243 LCH4.g-1VS and 70% methane in the biogas, for both substrates. Recalcitrant compounds present in the composition of oicake and the production of inhibitory substances prevent further degradation of the substrates and increased production of methane. A higher ratio of inoculum and volatile solids provides more favorable conditions for anaerobic digestion with biogas production increased by volatile solids added, however, results in lower production of methane per reactor volume. Adding zeolite to the medium led to a reduction of the ammonia concentration and consequent increase in methane production while the cost of application should be assessed. The multifatorial experiment showed the influence of substrate in methane production, however, the use of pre-treatments had no effect on the production of methane.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O aproveitamento do biogÃs e do gÃs natural (GN) com elevadas concentraÃÃes de diÃxido de carbono (CO2) e de sulfeto de hidrogÃnio (H2S), atravÃs de sistemas tÃrmicos de combustÃo convencionais, pode resultar em instabilidade de reaÃÃo ou, atÃ, apagamento da frente de chama, sob risco de avarias irreversÃveis para estrutura fÃsica dos equipamentos, devido aos Ãcidos corrosivos decorrentes da reaÃÃo. Ainda, altas concentraÃÃes desses contaminantes favorecem a ocorrÃncia de elevados Ãndices de gases poluentes nos produtos, a exemplo de monÃxido de carbono (CO) e hidrocarbonetos nÃo queimados (HC), dentre outros. Por essa razÃo, um estudo experimental foi realizado com base na aplicaÃÃo de uma tecnologia de combustÃo nÃo-convencional, a CombustÃo de FiltraÃÃo, a fim de lidar com esses combustÃveis de baixa qualidade. O aparato experimental empregado nessa pesquisa consiste de uma caldeira porosa de escoamento recÃproco, em que seu queimador à preenchido completamente por esferas cerÃmicas de alumina (Al2O3), formando uma matriz porosa inerte, que envolve os trocadores de calor da caldeira. O processo de queima de ambos os combustÃveis foi investigado sob condiÃÃes extremas de operaÃÃo, em termos de misturas ar-combustÃvel ultra-pobres. Como suporte para interpretaÃÃo dos fenÃmenos do processo, foi aplicado um modelo numÃrico de simulaÃÃo, que considera o mecanismo de oxidaÃÃo do metano em um meio poroso, adaptado para identificar os efeitos quÃmicos de uma alta concentraÃÃo de CO2 sobre a reaÃÃo. A influÃncia dos principais parÃmetros de operaÃÃo, razÃo de equivalÃncia e velocidade da mistura ar-combustÃvel, sob os produtos de combustÃo e sob a instabilidade de reaÃÃo foi estudada teÃrica e experimentalmente. Os resultados mostram excelente estabilidade operacional da caldeira com emissÃes ultra-baixas de CO e NOx, inferiores a 1 ppm para razÃes de equivalÃncia menores que 0,6, e com eficiÃncia de queima do H2S de mais de 99%. / The use of biogas and natural gas (GN) with high concentrations of carbon dioxide (CO2) and hydrogen sulfide (H2S) through conventional combustion thermal systems can result in reaction instability or flame front quenching, under risk of irreversible damages to the physical structure of a piece of equipments, due to corrosive acids remaining from reaction. Furthermore, high concentrations of these contaminants favor the occurrence of high pollutant levels in the products, like carbon monoxide (CO) and unburned hydrocarbon (HC), among others. Therefore, an experimental study was performed with basis on the application of a non conventional combustion technology, Filtration Combustion, in order to deal with these low-quality fuels. The experimental apparatus employed in this research consists of a reciprocal flow porous boiler, in which its burner is completely filled by ceramic spheres of alumina (Al2O3), forming an inert porous matrix, which involves boilerâs heat exchangers. The burning process of both the fuels was investigated under extreme operation conditions, in terms of ultra-lean fuel-air mixtures. As support for interpretation of the process phenomena, a numerical simulation model was applied, which takes in account the methane oxidation mechanism in a porous medium, adapted to identify the chemical effects of a high CO2-concentration on the reaction. The influence of the main operation parameters, equivalence ratio and gas flow velocity, on combustion products and on reaction stability was studied theoretically and experimentally. The results have shown excellent boiler operation stability with ultra-low emissions of NOx and CO, less than 1 ppm for equivalence ratios inferior to 0.6, and with the H2S-burning efficiency overcoming 99%.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A geraÃÃo expressiva de resÃduos sÃlidos urbanos (RSU) no Brasil tem-se tornado foco convergente de apreensÃo do Poder PÃblico e da sociedade pela constataÃÃo de que à grande parte de todo o montante desse lixo nÃo sÃo dados tratamento nem destinaÃÃo final apropriados. Dispostos em lixÃes, aterros controlados e sanitÃrios, os RSU, apÃs aÃÃo de mecanismos de degradaÃÃo, emitem para a atmosfera gases poluentes, sobretudo metano (CH4) e diÃxido de carbono (CO2), os quais contribuem para o agravamento do fenÃmeno do Efeito Estufa. O Protocolo de Quioto, documento adotado no Ãmbito da ConvenÃÃo Quadro das NaÃÃes Unidas sobre MudanÃa do Clima (CQNUMC), estabeleceu metas de reduÃÃo de emissÃes de Gases causadores do Efeito Estufa (GEEs) para os paÃses industrializados e, para alcanÃar efetivamente tal propÃsito, instituiu um instrumento de flexibilizaÃÃo denominado Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL). Este estabelecia que as naÃÃes desenvolvidas que tivessem dificuldades em cumprir suas quotas de reduÃÃo de emissÃes poderiam investir em projetos redutores ou removedores de GEEs em naÃÃes em desenvolvimento. Este trabalho analisou o aproveitamento energÃtico do biogÃs do Aterro SanitÃrio Metropolitano Oeste em Caucaia (ASMOC) atravÃs dos critÃrios do MDL, procedendo primeiramente à anÃlise da viabilidade tÃcnica da utilizaÃÃo do GÃs do Lixo (GDL) para fins energÃticos, como tambÃm Ãs diretrizes do MDL, quais sejam: i) Linha de Base, definiÃÃo do conjunto de emissÃes de GEEs na ausÃncia do projeto; ii) Adicionalidade, verificaÃÃo do carÃter redutor ou removedor de GEEs do projeto, ou seja, as reduÃÃes devem ser adicionais apÃs a implantaÃÃo deste; iii) viabilidade econÃmica condicionada à contabilizaÃÃo da receita oriunda das ReduÃÃes Certificadas de EmissÃo (RCEs), tÃtulo comercializÃvel no Mercado de Carbono que comprova e registra a quantidade de GEEs evitada pela atividade; iv) verificaÃÃo da contribuiÃÃo do projeto para o Desenvolvimento SustentÃvel. Utilizou-se, para o cÃlculo do biogÃs gerado no ASMOC e da potÃncia disponÃvel a partir da conversÃo energÃtica do GDL, o programa BiogÃs â GeraÃÃo e Uso EnergÃtico (Aterros-VersÃo 1.0) e, para avaliar a viabilidade econÃmica do empreendimento, realizou-se anÃlise baseada no Valor Presente LÃquido (VPL) e na Taxa Interna de Retorno (TIR). Os resultados demonstraram a viabilidade tÃcnica e econÃmica do aproveitamento energÃtico do biogÃs do ASMOC, com implantaÃÃo de planta geradora de energia elÃtrica cuja potÃncia à de 10MW, reduÃÃo de emissÃes de aproximadamente 9 milhÃes de toneladas de diÃxido de carbono, bem como o MDL constituir ferramenta poderosa no fomento e na viabilizaÃÃo de projetos de aterros energÃticos, repercutindo positivamente do ponto de vista ambiental, econÃmico e social (trÃade do Desenvolvimento SustentÃvel). / The great generation of Municipal Solid Waste (MSW) in Brazil has become a convergent focus of concern of Government and society by the evidence that itâs not given appropriate treatment or final disposal to the large part of this amount of garbage. Disposed in landfills, controlled and sanitary landfills, MSW, after the action of degradation mechanisms, emit polluting gases into the atmosphere, mainly methane (CH4) and carbon dioxide (CO2), which contribute to the aggravation of the phenomenon of the Greenhouse Effect. The Kyoto Protocol, a document adopted under the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC), set up limits on emissions of Greenhouse Gases (GHG) for industrialized countries and to effectively get this purpose instituted a flexible instrument called Clean Development Mechanism (CDM). It established that the developed nations that had troubles to accomplish their quotas for reducing emissions could invest in GHG reducer or remover projects in developing nations. This research analyzed the energetic utilization of the biogas from the Caucaia West Metropolitan Sanitary Landfill (ASMOC) through the criteria of the CDM, proceeding firstly the analysis of the technical viability of the energetic utilization of Landfill Gas (LFG) as well as the CDM rules, which are: i) Baseline, definition of the whole GHG emissions in the absence of the project; ii) Additionality, verification of the project GHG reducer or remover feature, ie, reductions must be additional after the project implantation; iii) economic viability linked to the accounting of revenue from the Certified Emission Reductions (CERs), a negotiable deed in the Carbon Market that proves and registers the quantity of GHG avoided by the project; iv) verification of the project contribution to Sustainable Development. It was used for the calculation of the biogas generated in ASMOC and power available from the LFG energetic conversion the software BiogÃs â GeraÃÃo e Uso EnergÃtico (Aterros-VersÃo 1.0) and to evaluate the undertaking economic viability analysis was performed based on Net Present Value (NPV) and Internal Rate of Return (IRR). The results demonstrated the technical and economic viability of the energetic utilization of ASMOC biogas, with the implementation of electricity generating plant whose output is 10MW, emissions reduction of approximately 9 million tons of carbon dioxide as well as the CDM be a powerful tool in promoting and making possible energetic landfill projects, reflecting positively in terms of environmental, economic and social (Sustainable Development triad).