Pela primeira vez incêndios florestais são identificados em uma associação de fácies contendo a Flora Dicroidium nos sedimentos avermelhados do Triássico Médio (Ladiniano) na parte sul da Bacia do Paraná (Formação Santa Maria, Rio Grande do Sul). A extensão geográfica dessa assembleia de plantas foi, assim, estendida no Gondwana brasileiro. As análises por petrografia orgânica, fluorescência, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de varredura (tipo field emission gun - MEV-FEG) revelaram a presença recorrente de carvão vegetal (charcoal) na sucessão vertical de fácies relacionadas a um modelo deposicional de fluxos efêmeros de baixa densidade do tipo inunditos. O carvão microscópico (micro-charcoal) ocorre como fragmentos comuns em diferentes fácies, enquanto que o carvão vegetal macroscópico (macro-charcoal) é representado por espécimes tridimensionais de lenhos atribuídos a gimnospermas (Pinaceae?) e por fragmentos achatados, finos e alongados atribuídos a pteridospermas (rachises de Dicroidium?) Os valores médios de reflectância da inertinita entre 2,80-6,61 %Ro medidos nos fragmentos de macro-charcoal evidenciaram processos de queima de alta temperatura, envolvendo tanto incêndios na copa quanto na interface copa-superfície. A recorrência de fragmentos queimados em várias fácies do perfil estudado indica a ocorrência de incêndios regionais que afetaram tanto as comunidades meso-xerófilas distais quanto às associações proximais higro- mesófilas, compostas majoritariamente por espécimes da Flora Dicroidium. A integração dos resultados obtidos a partir das múltiplas análises dos fragmentos de charcoal é consistente com um teor de oxigênio atmosférico superior a 20%. / For the first time wildfires are reported from an association of different facies containing a Dicroidium flora from the Middle Triassic (Ladinian) red beds in the southern part of the Paraná Basin (Santa Maria Formation, Rio Grande do Sul state). The geographical extension of the Dicroidium plant assemblage has thus been extended in the Brazilian Gondwana. Analyses through petrography, fluorescence microscopy, scanning (SEM) and field emission gun scanning electron microscopy (FEG-SEM) revealed recurrent charcoal presence in a vertical facies succession of depositional cycles related to ephemeral prograding low density flows. Microscopic charcoal occurs as common fragments within different facies whereas macroscopic charcoal is represented by tridimensional wood specimens assigned to gymnosperms (Pinaceae?) and by flattened, thin, elongated remains assigned to pteridospermophytes (rachises of Dicroidium?). Average reflectance values between 2.80-6.61 %Ro measured in the macro-charcoals evidenced burning processes of high temperature, involving fires both in the crown and in the crown-surface interface. The recurrence of charcoal in several facies of the studied profile indicates regional wildfires, which affected hinterland, meso-xerophyllous coniferous assemblages and marginal hygro-mesophyllous Dicroidium-like assemblages. The integration of results obtained from the multiple charcoal analyses is consistent with atmospheric oxygen content higher than 20%.

Regulações ambientais cada vez mais rigorosas em relação ao gerenciamento dos resíduos orgânicos estão impelindo a indústria para uma maior sustentabilidade no sentido de melhorar a relação beneficio/custo e também atender a demanda dos clientes. A valorização dos resíduos orgânicos é uma das áreas de investigação atuais que tem atraído grande atenção nos últimos anos como uma alternativa potencial à eliminação de uma vasta gama de resíduos em aterros sanitários. Os resíduos orgânicos como o lodo de esgoto têm sido encarados como um recurso com um potencial significativo para ser empregado como matéria-prima para a produção de vários tipos de produtos, materiais e combustíveis. Este estudo tem como objetivo fornecer subsídios sobre o potencial de uso de lodo de esgoto para produzir carvões ativados e novos materiais adsorventes misturando com diferentes materiais polissiloxanos para adsorção de poluentes orgânicos a partir de soluções aquosas. Os materiais adsorventes foram caracterizados por varias técnicas analíticas e funcionais e utilizados na adsorção de diclofenaco (DCF) , nimesulida (NM) e alguns compostos fenólicos a partir de soluções aquosas Esta tese visa contribuir em (i) comparar os métodos de pirólise (pirólise convencional e aquecimento assistido por micro-ondas) na preparação de carvões ativados a partir de lodo de esgoto. Para isso foi aplicado um planejamento experimental e metodologia de superfície de resposta no sentido de determinar quais as variáveis dos dois processos são as que influenciam na qualidade do carvão produzido; (ii) a combinação de lodo de esgoto com polissiloxanos para preparar adsorventes para adsorção de fármacos a partir de soluções aquosas por processos de adsorção. Os achados gerais desta tese mostraram (i) que ambos os métodos de pirólise produzem carvões ativados com elevadas porosidades e áreas superficiais; (ii) demonstrou-se também que lodo de esgoto pode ser um excelente precursor para a preparação de carvões ativados e que pode com sucesso ser combinado com outros precursores (como polissiloxanos) a fim de se obter novos materiais com diferentes funcionalidades e características; (iii) foi demonstrado que os carvões ativados, híbridos e materiais compósitos desenvolvidos durante o presente estudo são ótimos adsorventes, especialmente para a remoção de diclofenaco DCF e NM a partir de solução aquosa e; (iv) tanto por microondas ou por pirólise convencional, é possível desenvolver CAs de lodo de esgoto com alta eficiência para a remoção de compostos fenólicos em comparação com outros tipos de CAs relatados na literatura. Estes resultados indicam que o lodo de esgoto e polissiloxanos têm grande potencial como precursores para a preparação de materiais adsorventes para o tratamento de água poluída por compostos orgânicos. / Increasingly tighter regulations regarding organic waste are pushing the manufacturing industry toward higher sustainability to improve cost-effectiveness and meet customers’ demand. Organic waste valorisation is one of the current research areas that have attracted a great deal of attention over the past few years as a potential alternative to the disposal of a wide range of residues in landfill sites. Bio-waste like sewage sludge emerged as a resource with a significant potential to be employed as a raw material for the production of chemicals, materials and fuels given its abundant volumes generated globally. This study aims at providing insights into the potential of the use of the sewage sludge to produce activated carbons (ACs) and novel adsorbent materials mixing with different polysiloxanes materials for adsorption of organic pollutants from aqueous solutions. The characterization of adsorbents were achieved by several analytical and functional techniques and used for adsorption of diclofenac (DCF) and nimesulide (NM) from aqueous solutions. The novelties of the present study are (i) to compare both pyrolysis methods (conventional pyrolysis and microwave assisted heating) for preparation of activated carbons from sewage sludge for that It was applied an experimental design and response surface methodology were used for the preparation and comparison of activated carbon produced by both methods, conventional furnace and microwave; (ii) the combination of sewage sludge with polysiloxanes to prepare adsorbents to uptake pharmaceuticals and phenolic compounds from aqueous solutions by adsorption processes. The general findings of this thesis showed (i) that both methods of pyrolysis produce very good activated carbons from sewage sludge with high specific surface areas and high developed porosities; (ii) It was also shown that the sewage sludge can be an excellent precursor to prepare activated carbons and novels materials by mixing it with other precursors such polysiloxanes; (iii) It was shown that the activated carbons, hybrids and composites materials developed during the present study are good adsorbents, especially for the removal of a model diclofenac (DCF) and nimesulide (NM) from aqueous solution and; (iv) that by microwave and conventional pyrolysis it is possible to develop sludge-ACs with very high efficiency for phenolic compounds compared with others kind of ACs reported in literature. These results indicate that sewage sludge and polysiloxanes have great potential as precursors for preparation of adsorbent materials for water treatment polluted by organic pollutants compounds.

A preservação ambiental e o uso de combustíveis fósseis para geração de energia têm estimulado a realização de pesquisas na busca de alternativas para a redução das emissões de gases poluentes como CO2, CO, SO2 e NOx. O uso da biomassa em sistemas de co-combustão em leito fluidizado é mencionado como uma destas alternativas. O presente trabalho utilizou biomassa residual da indústria de extração de tanino, o Resíduo de Cascas de Acácia Negra (RCAN), em conjunto com carvão mineral da Mina de Candiota – RS com o objetivo de estudar a fluidodinâmica entre diferentes composições destes materiais em sistema de leito fluidizado com areia em escala de laboratório e em uma unidade piloto. Também foi realizada a avaliação dos parâmetros operacionais e das emissões dos gases gerados na co-combustão das misturas em planta piloto com reator de leito fluidizado borbulhante. Durante a fluidização no sistema de escala laboratorial, os valores da velocidade mínima de fluidização, Umf, variaram consideravelmente com o aumento da concentração de RCAN no leito em relação à fluidização utilizando-se somente o carvão mineral Da mesma forma, a queda de pressão, ΔP, diminuiu com o aumento da concentração da biomassa no leito. Nas operações de co-combustão em planta piloto, as misturas de carvão mineral e RCAN necessitaram de menores porcentagens de excesso de ar (99,7% a 65,2%) no reator em comparação à queima apenas de carvão mineral (108,4% a 107,5%) para que se atingisse a temperatura de operação do leito. Em particular, a condição de maior quantidade de biomassa na alimentação pode se observar a menor porcentagem de excesso de ar (50,8%). Ainda, a co-combustão do RCAN com carvão mineral favoreceu a diminuição das concentrações de SO2 nos gases gerados em mais de 90%, mantendo as emissões em níveis aceitáveis conforme os limites de emissão estabelecidos pela resolução CONAMA Nº 436, de 22/12/2011 e Resolução SEMA Nº 016 de 2014. / The environmental issues brought by the use of fossil fuels for power generation have led to the development of research in the exploration for alternatives to reduce emissions of greenhouse gases or pollutants such as CO2, CO, SO2, and NOx. The biomass use in cofiring systems with fluidized bed has been mentioned as one of these alternatives. The present work used biomass waste from tannin extraction industry, Black Wattle Bark Waste (BWBW), jointly with coal for the purpose of studying the fluid dynamics biomass mixtures with coal and sand in different proportions of the materials in laboratory scale fluidized bed system. Also, operational parameters and emissions generated in a cofiring pilot plant with bubbling fluidized bed reactor were evaluated. The fluidization tests performed on a bench scale showed that the values of the minimum fluidization velocity, Umf, varied considerably with increasing concentration of BWBW compared with the fluidization of coal. Likewise, the pressure drop through the bed, ΔP, decreased with increasing concentration of biomass in the bed. In the cofiring operations, coal and mixtures BWBW required smaller percentages of excess air in the reactor (99,7% a 65,2%) in comparison with the pure coal (108,4% a 107,5%) burning to obtaining the bed operating temperature. The burning of the mixture with higher amounts of biomass in the reactor feed had the lowest percentage of excess air (50.8%). It was also evidenced a decrease of SO2 generation in more than 90% for the flue gas generated in the coal with BWBW cofiring keeping emissions at acceptable levels in comparison with emission limits of current legislation CONAMA Nº 436, from 22/12/2011 and legislation SEMA Nº 016 of 2014.

A bacia hidrográfica do Rio Mãe Luzia está localizada dentro da bacia carbonífera catarinense, no sul do estado de Santa Catarina, em uma região muito impactada em termos ambientais, principalmente pela geração de Drenagem Ácida de Mina (DAM), o principal aspecto ambiental a ser considerado para o gerenciamento de recursos hídricos subterrâneos e superficiais. A indústria carbonífera, com a explotação do carvão mineral há mais de um século, contribuiu muito para a degradação da qualidade das águas superficiais da região. Ao contrário da poluição das águas superficiais, a poluição das águas subterrâneas é de difícil detecção, de difícil controle e ainda pode persistir por anos, décadas e até mesmo séculos. Nesse sentido, justifica-se a realização de estudos visando à proteção dos recursos hídricos subterrâneos e evitar a sua deterioração. O presente estudo tem como objetivo mapear a vulnerabilidade natural à contaminação dos aqüíferos e realizar a avaliação de risco de contaminação das águas subterrâneas nas áreas degradadas pela extração de carvão. Para o estudo da vulnerabilidade utilizou-se a metodologia GOD que consiste na combinação de três parâmetros físicos: o tipo de ocorrência do aqüífero, descrição da zona não saturada e profundidade do nível freático. Para a avaliação de risco, foram combinados mapas de vulnerabilidade e da cobertura do solo atual das áreas impactadas pela atividade carbonífera, que nos fornece a informação onde o rejeito e o estéril foram isolados cessando a oxidação da pirita, evitando a geração da DAM. O Mapa de Vulnerabilidade evidenciou as áreas mais suscetíveis para contaminação (localizadas ao norte da bacia, em uma região não degradada pela extração de carvão), enquanto que o Mapa de Risco mostrou regiões onde podem ser priorizados os trabalhos de pesquisa e recuperação das áreas degradadas devido ao risco elevado associado a estas áreas. / The Mãe Luzia river watershed is located inside the Santa Catarina coal basin in the southern of Santa Catarina state, a region very environmentally impacted mostly by the generation of Acid Mine Drainage (AMD), the main environmental aspects to be considered for the management of groundwater and surface water. The coal industry, with the exploitation of coal for more than a century, contributed much to the degradation of the quality of surface waters in the region. Unlike the surface water pollution, pollution of groundwater is difficult to detect, difficult to control and still may persist for years, decades and even centuries. In this sense, it justifies studies aimed the protection of groundwater resources and prevent deterioration. The present study aims to map the natural vulnerability of aquifers to contamination and perform a risk assessment of groundwater contamination in areas degraded by coal mining. The vulnerability was studied using the GOD methodology, which is the combination of three physical parameters: Groundwater occurrence, Overall litology of aquiperm or aquitard and Depth to groundwater table. For risk assessment were combined the vulnerability map and the current soil cover in the areas impacted by the coal industry, which give us the information where the waste/tailing were isolated, ceasing the oxidation of pyrite, avoiding AMD generation. The Vulnerability Map showed the area most susceptible to contamination (located north of the watershed, in a region not degraded by coal mining), while the Risk Map shows areas where works of search and recovery of degraded areas can be prioritized due to the high risk associated with these regions.

Au Brésil, les concentrations importantes de charbon se trouvent dans les états de Rio Grande do Sul, Santa Catarina et Paraná, mais les principales réserves sont situées dans l’état de Rio Grande do Sul, qui détient plus de 90% des réserves nationales, ce qui signifie 0,2% de la production mondiale de charbon. L’énergie thermoélectrique est considérée comme une source stratégiques de réserves énergétiques et les plus grands dépôts de charbon à ciel ouvert se trouvent sur site de recherche du comté de Candiota, RS. Outre l'activité du charbon, la municipalité a son économie basée sur l'agriculture. Les agriculteurs et les éleveurs de la région migrent vers les villes en quête de travail qu’ils trouvent dans les exploitations de mines de charbon, établissant, ainsi toute une gamme de relations entre le développement rural et l’activité du charbon. Afin d'obtenir une meilleure compréhension de ces relations entre les milieux ruraux et l’activité du charbon, l'objectif de cette recherche est d'identifier les représentations sociales de l'exploitation du charbon et la façon dont ces représentations interagissent avec les idées de l'agriculture, de l'environnement et le développement local. Pour identifier et analyser le contenu des entretiens, il a été choisi le cadre théorique et méthodologique de la Théorie des Représentations Sociales de Serge Moscovici. Les dimensions des représentations sociales qui ont été utilisées sont: l'information, le positionnement et le champ de représentation de Moscovici et de manière complémentaire, une approche structurelle des représentations centrales et périphérique de Jean-Claude Abric. L’étude a été menée de Janvier à Mars 2012, comprenant des entretiens, une observation participative, un journal de terrain et une recherche documentaire. Les entretiens ont été divisés en trois axes, qui sont les thèmes qui imprègnent les représentations sociales: a) l'agriculture, b) le développement et c)l'environnement. 46 acteurs sociaux ont été interrogés et répartis en sept groupes: (1) les ONG et les écologistes, (2) les agriculteurs (en location), (3) les agriculteurs (propriétaires habitants), (4)les ex-agriculteurs et les ex- producteurs; (5) Les employés des sociétés charbonnières, (6) la mairie; et (7) Les spécialistes en assistances techniques et extensions rurales. Le groupe d'écologistes a été divisé entre ceux appartenant à des ONG ou à des OSCIP de Candiota et Porto Alegre. Les analyses ont été effectuées à partir de noeuds de codification dans le programme de NVivo. Les représentations sociales de l'activité charbonnière sont concentrées autour de la représentation centrale de la croissance économique et les représentations périphériques qui se démarquent sont celles qui attachent à l'activité charbonnière des significations d'emploi, une qualité de vie, une raison de l'existence de la municipalité, de l'énergie, un attractif d'investissement et un retard dans le travail aux champs. La migration vers la ville est le résultat de l'impossibilité d'obtenir des revenus dans les zones rurales en raison de difficultés économiques et climatiques et non pas quelque chose de rêvé et souhaité par les agriculteurs et les éleveurs. Le principal facteur influençant la façon dont les représentations sont traitées est d'ordre économique. Parmi les groupes interviewés, l'information est dispersée à travers des moyens de communication (médias de masse) et par des conversations de la vie quotidienne. Les médias les plus écoutés sont, la télévision et ses programmes locaux, le journal local, Internet, la radio et les magazines. Quant à la dimension du positionnement, l'orientation générale des individus par rapport à l'activité charbonnière est de 53% favorable à l'extraction du charbon, 28% y sont opposés et 19% ne se considèrent ni à faveur, ni contre. Tous les éleveurs interrogés y étaient favorables, pour les agriculteurs, 5 y sont opposés, 5 sont favorable et 2 ne se considèrent ni à faveur, ni contre. / No Brasil, as concentrações significativas de carvão mineral estão nos estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina e Paraná, porém, as principais reservas estão localizadas no Rio Grande do Sul e detém mais de 90% das reservas nacionais, significando apenas 0,2 % na participação da produção mundial de carvão mineral. A energia termelétrica é considerada pelo Governo Federal brasileiro uma fonte estratégica de reserva energética e a maior jazida de carvão a céu aberto encontra-se no local de pesquisa, município de Candiota, RS. Além da atividade carbonífera o município tem sua economia baseada na agropecuária. Os agricultores e pecuaristas da região migram para cidade em busca de trabalho e encontram alternativa na exploração do carvão estabelecendo um leque de relações entre o desenvolvimento rural e a atividade carbonífera. A fim de se obter uma maior compreensão sobre essas relações entre o rural e o carvão, essa pesquisa propõe identificar as representações sociais da exploração do carvão e a forma essas representações da atividade carbonífera interagem com as ideias de agropecuária, como meio ambiente e desenvolvimento local. Para identificação e análise dos conteúdos das entrevistas escolheu-se o arcabouço teórico-metodológico da Teoria das Representações Sociais de Serge Moscovici. Utilizaram-se as dimensões das representações sociais: informação, atitude e campo representacional de Moscovici e de forma complementar a abordagem estrutural das representações centrais e periféricas de Jean-Claude Abric. A pesquisa foi realizada de janeiro a março de 2012 e compreendeu entrevistas, observação participante, diário de campo e pesquisa documental. As entrevistas foram divididas em três eixos, sendo estes, os temas que permeiam as representações sociais: a)agropecuária; b)desenvolvimento e c) meio ambiente. Foram entrevistados 46 atores sociais divididos em sete grupos: (1) ONGs e ambientalistas; (2) agricultores (referente aos assentados); (3) pecuaristas (referente aos não assentados); (4) ex–agricultores e ex-pecuaristas; (5) trabalhadores em empresas carboníferas; (6) prefeitura; e (7) técnicos da assistência técnica e extensão rural. No grupo dos ambientalistas foram tratados os ambientalistas de ONGs ou OSCIPs de Candiota e de Porto Alegre. As análises foram feitas a partir de nós de codificação no programa NVIVO. As representações sociais sobre a atividade carbonífera concentram-se no entorno da representação central do crescimento econômico e as representações periféricas que se destacam, são as que atribuem à atividade carbonífera os significados de “emprego”, a “qualidade de vida”, a “razão de existência do município”, a “energia”, a “atração de investimentos” e o “atraso do campo”. A migração para a cidade é consequência da impossibilidade de obtenção de renda no campo devido às dificuldades econômicas e climáticas e não algo sonhado e almejado pelos agricultores e pecuaristas. O principal fator de influência da forma como as representações são processadas, é o econômico. Entre os grupos entrevistados, a informação é dispersa por meio da comunicação midiática (meios de comunicação em massa) e por meio das conversas no cotidiano. Os meios mais acessados são a televisão com programação local, jornal local, internet, rádio e revistas, respectivamente. Quanto à dimensão da atitude, a orientação geral dos indivíduos em relação à atividade carbonífera 53% são favoráveis à exploração do carvão, 28% são contrários e 19% não se consideram favoráveis e nem contrários. Todos os pecuaristas entrevistados foram favoráveis e quanto aos agricultores, 5 são contrários, 5 são favoráveis e 2 não se consideram favoráveis e nem contrários. / In Brazil, significant concentrations of mineral coal are in Rio Grande do Sul, Santa Catarina and Paraná, but the main coal reserves are located in Rio Grande do Sul, which has more than 90% of national reserves, representing only 0,2% of global production participation on mineral coal. Thermoeletric energy is considered as a strategic source of energetic reserve and the largest open air coal deposit is situated on the location of research, the city of Candiota, RS. Besides the coal activity, the city has its economy based on farming. The farmers and ranchers of the region migrate to the city in search of work and find an alternative based on coal mining, establishing a range of relationships between rural development and coal activity. In order to obtain a better understanding of these relationships between rural and coal, the objective of this research is to identify social representations of coal mining and to comprehend how these coal mining representations interact with the ideas of agriculture and livestock, environment and local development. For the seizure and analysis of local social imaginary was chosen the theoretical and methodological framework of social representations theory of Serge Moscovici through the dimensions of information, attitude and representational field and the structural approach of central and peripheral representations from Jean-Claude Abric. The research was conducted from January to March 2012 with interviews, participant observation, field diary and documentary research. The interviews were divided into three areas, which are the themes that permeate the social representations: a) agriculture and livestock; b) development and c) environment. Were interviewed 46 social actors divided into seven groups: 1) NGO’s and environmentalists; 2) farmers (referring to settlers); 3) ranchers (referring to the ones that are not settlers); 4) ex-farmers and former ranchers; 5) workers in coal companies; 6) city council and 7) technicians of technical assistance and rural extension. In the group of environmentalists were classified the environmentalists of NGOs or OSCIPs from Candiota and Porto Alegre. Analyzes were made starting from codification nodes in NVIVO program. Social representations of coal activity are concentrated in the surroundings of the central representation of economic growth and the peripheral representations that stand out are those that attach to coal activity meanings like employment, quality of life, reason of existence of the city, energy, investment attraction and countryside delay. The migration to the city is a consequence of the impossibility to obtain income in countryside due to economic and climatic difficulties and is not something dreamed or desired by farmers and ranchers. The main factor influencing the way the representations are processed is the economic one. Among the groups interviewed, information is dispersed through media communication (mass media) and through conversations in daily life. The most accessed media are TV with local programming, local newspaper, internet, radio and magazines respectively. Regarding the dimension of attitude, the general orientation of individuals about coal activity is that 53% are favorable to coal mining, 28% are opposed and 19% are not considered favorable or contrary. All ranchers interviewed were favorable and the farmers’ opinion five are against, 5 in favor and 2 are not considered favorable or contrary.

Com a crescente ideia de sustentabilidade, surge a necessidade de utilização de recursos renováveis e reaproveitamento de resíduos gerados em processos industriais. Neste trabalho foi avaliada a utilização da cinza pesada oriunda da queima do carvão em usinas termoelétricas no desenvolvimento de um Cermet. O compósito Cinza-Ferro (Cz-10Fe) foi obtido por metalurgia do pó e é composto de cinza pesada moída com adição de 10% em massa de pó de ferro puro. A adição do ferro é justificada para melhoria das propriedades mecânicas do material cerâmico. O compósito foi aplicado como meio suporte para biofilme em filtro biológico percolador, no pós-tratamento de efluentes domésticos. Foram realizados estudos com os principais componentes da cinza, tais como a sílica (SiO2), em forma de pó de quartzo, e a alumina (Al2O3) na versão comercial para avaliação da interação dos mesmos com o ferro e avaliação de suas propriedades mecânicas sob influência da variação da temperatura de sinterização A cinza pesada, obtida na Usina Tractebel de Charqueadas, foi moída durante 2, 4 e 8 horas para determinação do tamanho de partícula ideal para o compósito. Após caracterização, foi selecionada cinza moída por 2 horas para a produção dos compósitos para aplicação. A aplicação se deu utilizando um protótipo no pós-tratamento de efluentes da Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) da COMUSA visando a remoção de Demanda Química de Oxigênio (DQO). Obteve-se incremento na eficiência do processo, reduzindo a DQO do efluente final em média 9%, indicando a viabilidade de uso do protótipo no pós- tratamento de esgotos domésticos, com porosidade aproximada de 20%, obtidos na cinza moída por 2 horas e sinterizado com ferro, como meio suporte para biofilme em filtro biológico percolador. / With the crescent idea of sustainability, there is a necessity for the use of renewable resources and the reuse of waste generated in industrial processes. In this work the use of the coal bottom ash from thermoelectric plants was evaluated in the development of a Cermet. The composite Ash-Iron (Cz-10Fe) was obtained by powder metallurgy and is composed of ground heavy ash with addition of 10% by mass of pure iron powder. The addition of iron is justified to improve the mechanical properties of the ceramic material. The composite was applied as biofilm packing media in trickling filter in the post-treatment of domestic effluents. Studies with the main components of the ash, such as silica (SiO2), in the form of quartz powder, and alumina (Al2O3) in the commercial version were carried out to evaluate their interaction with iron and evaluation of their mechanical properties under influence of the sintering temperature variation The bottom ash obtained at Tractebel from Charqueadas was milling for 2, 4 and 8 hours to determine the ideal particle size for the composite. After characterization, milled ash for 2 hours was selected for the production of the composites for application. The application was done using a prototype in the post-treatment of effluents from the Wastewater Treatment Station (ETE) of COMUSA aiming at the removal of Chemical Oxygen Demand (COD). The efficiency of the process was obtained by reducing the COD of the final effluent by a mean of 9%, indicating the viability of the utilization the prototype in the post-treatment of domestic sewage, with approximate porosity of 20%, obtained in ground ash for 2 hours and sintered with iron powder, in biofilm packing media in trickling filter.

A drenagem ácida de mina (DAM) gerada no processo de mineração de carvão, na presença de minerais sulfetados, tem provocado danos ambientais significativos no ecossistema de sua abrangência. Tecnologia de tratamento ativo baseada em processos de Neutralização, Precipitação e Sedimentação tem sido empregada para atenuar a carga de poluentes no efluente, antes do seu descarte em corpos receptores. A mesma, apesar da sua eficiência vem se mostrando bastante onerosa quando aplicada durante um longo período, devido aos custos com insumos, manutenção, potencial humano e energia. Nos últimos anos, vem sendo desenvolvidos sistemas que socorrem-se da ocorrência natural de processos químicos, biológicos e físicos para purificar água de mina contaminada. Estes são designados sistemas passivos, cuja implantação e funcionamento tem se mostrado menos onerosa em relação ao sistema ativo. Capão da Roça, situado no município de Charqueadas é uma das regiões do Brasil onde ocorre contaminação de solos e rios pela DAM gerada a partir de um depósito de rejeitos. Aplicando o fluxograma recomendado por diversos autores para a seleção do sistema passivo, tomando em conta as características do efluente achou-se viável instalar um canal aberto de calcário para o tratamento da DAM do Capão da Roça em virtude de a mesma apresentar acidez maior que a alcalinidade, oxigênio dissolvido maior que 5mg/l, Fe+3 maior que 25% em relação ao Fe2+. A quantidade de efluente e a declividade do terreno da área estudada permite que se opere com vazão maior que 12m3/h no sistema passivo. De acordo com a acidez do efluente foi determinado o tempo de detenção de 1hora para o tratamento da DAM no sistema. A partir de estudos similares sobre o uso de calcário em sistemas passivos, encontrou-se a massa de 338,6 toneladas para o empreendimento funcionar em 10 anos, considerando uma dissolução de calcário de 100%, num canal com 10% de declividade, 1m de profundidade e 2, 5 metros de largura para tamponar uma solução de DAM com vazão de 1000 L.min-1 num canal de 47metros de cumprimento. De acordo com cálculos baseados num modelo empírico, ficou demonstrado que o diâmetro e área de superfície do calcário poderão diminuir ao longo do tempo, considerado a sua dissolução. / Acid mine drainage (AMD) generated in the coal mining process in the presence of sulfide minerals, have been causing significant environmental damages to the ecosystem of its coverage. Active treatment technology based on neutralization, precipitation and sedimentation processes, has been used to alleviate the load of pollutants in the effluent prior to discharges into receiving bodies. Despite their efficiency has proved quite costly when applied over a long period due to input costs, maintenance, manpower and energy. In recent years project defined 'passive treatment' has been developed as the improvement of water quality using only naturally occurring chemical, biological and physical processes, hence, the deployment and operation have been less costly compared to the active systems. Capão da Roça, located in the municipality of Charqueadas is one of the regions of Brazil where occurs contamination of soils and rivers by AMD generated from a waste dump. Using the flowchart recommended by several authors for selecting the passive system, taking into account the wastewater characteristics, was found to be feasible to install an open limestone channel for the treatment of AMD because it has higher acidity than alkalinity, dissolved oxygen greater than 5mg / l, Fe3+ greater than 25 % in relation to Fe2+. The amount of effluent and the slope of the study area terrain allows to operate with a flow rate greater than 12m3/ h in the passive system. According to the acidity of the effluent was determined retention time of 1 hour for the treatment of the AMD system. From similar studies on the use of limestone in passive systems, was found the mass of 338.6 tons for the enterprise operating over 10 years, assuming a 100% limestone dissolution channel with a 10% slope, 1 meter deep and 2,5 meters wide to buffer an AMD solution with a flow rate of 1000 L.min-1 in channel with 47 meters of length. According to the calculations based on empirical model, it was shown that the diameter and the surface area of limestone may decline over time, considering its dissolution.

Atualmente a decrescente disponibilidade de carvões de excelente qualidade e seus preços elevados levam as coquerias a utilizarem carvões mais baratos e consequentemente com propriedades inferiores. Ao mesmo tempo, ocorre à necessidade de se manter as elevadas especificações de qualidade exigidas para o coque pelos altos-fornos. Nesse contexto, independente da escolha dos carvões a serem utilizados, o controle granulométrico dos carvões e misturas, realizado durante a britagem, pode manter ou até melhorar a qualidade do coque a ser produzido. O presente estudo teve como objetivo geral avaliar de que forma as propriedades dos carvões variam em relação a suas principais frações granulométricas após a cominuição, e estudar qual o efeito de diferentes distribuições de tamanhos de partículas sobre as propriedades de coques produzidos em escala de laboratório. Para isso, dois carvões coqueificáveis individuais e uma mistura foram amostrados, separados em frações granulométricas e caracterizados. Após a caracterização das matérias-primas, foram confeccionados coques em escala de laboratório, a partir de diferentes misturas de granulometrias para os carvões individuais amostrados. A caracterização dos coques foi realizada segundo análise imediata, textura, reatividade ao CO2 em termobalança, resistência a frio em tambor tipo I e microresistência. Os resultados obtidos da caracterização das matérias-primas mostraram que a cominuição dos carvões leva a concentrações de cinzas, matéria volátil e composição maceral em diferentes frações granulométricas produzindo alterações nas propriedades coqueificantes das frações granulométricas. O resultado da caracterização dos coques mostrou que cada carvão apresenta uma distribuição de tamanhos de partículas mais adequada, que irá gerar um coque de boa qualidade. Em termos de reatividade ao CO2, uma grande quantidade de partículas finas nas misturas levou a um aumento da reatividade dos coques produzidos. Além disso, a resistência mecânica foi mínima para as misturas grosseiras, enquanto uma mistura mais fina tendeu a produzir coques de resistência mecânica superior. / Nowadays, the decreasing availability of excellent quality coals and their high prices lead cokemakers to use cheaper coals, consequently with inferior properties. At the same time, there is the need to maintain the high coke quality specifications required for the blast furnace. In this context, independent of the choice of coal to be used, the particle size control of coals and blends, created during crushing, can maintain or even improve the quality of coke to be produced. The present study had as main objective to assess how the properties of coals vary in relation to its particle size fractions after crushing, and study what effect different particle size distributions can cause on the properties of coke produced in laboratory scale. Thus, two individual coking coals and a blend were sampled, separated into particle size fractions and characterized. After the characterization of raw materials, cokes were made on a laboratory scale, from blends of different particle sizes for an individual coals. The characterizations of cokes were done by proximate analysis, texture, thermobalance CO2 reactivity, cold strength in a CSR drum, and microstrength. The results of the characterization of raw materials showed that the comminution of coal leads to concentrations of ash, volatile matter and macerals on different size fractions, causing changes in coking properties of size fractions. The results of the characterization of the cokes showed that each coal used has a more suitable particle size distribution which will generate a good quality coke. In terms of CO2 reactivity, a large amount of small particles in the blend led to an increase of coke reactivity. Furthermore, the mechanical strength of cokes was sharply affected by coarse particle, while a blend with high fine proportion produced a coke with high mechanical strength.

O processo de injeção pelas ventaneiras dos altos-fornos (Pulverized Coal Injection - PCI) é uma das tecnologias mais promissoras para a incorporação de biomassas termicamente tratadas na siderurgia e um dos meios de alcançar uma redução consistente nas emissões de CO2 no setor. O objetivo deste trabalho foi avaliar a combustibilidade e reatividade ao CO2 de biomassas de madeira e caroço de azeitona tratadas em laboratório desde temperaturas de torrefação (250°C) até de carbonização (450°C) e comparar com carvões típicos utilizados em PCI, correlacionando com as características ocorridas devido aos tratamentos térmicos. Além da caracterização química, as transformações devido aos tratamentos térmicos das biomassas foram avaliadas via testes de combustão em termobalança, técnicas de microscopia ótica e eletrônica, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e técnicas de adsorção para análise da porosidade. Testes de combustibilidade foram conduzidos em um forno de queda livre (Drop Tube Furnace - DTF) em atmosferas convencional (O2/N2) e de oxi-combustão (O2/CO2) e os chars resultantes destes testes foram caracterizados quanto à estrutura e à reatividade ao CO2 em termobalança. Além disso, foram feitos testes de reatividade ao CO2 de misturas de eucalipto termicamente tratado e carvões em termobalança. A torrefação manteve o alto teor de voláteis das biomassas, enquanto que as biomassas carbonizadas apresentaram teores de carbono e poder calorífico semelhantes aos dos carvões de mais alto rank, com as vantagens típicas de biomassas de manterem um baixo teor de cinzas e enxofre. No entanto, o elevado teor de álcalis e fósforo nas cinzas pode ser um fator limitante na composição de misturas para PCI. O tratamento térmico das biomassas levou a gradual decomposição dos componentes da madeira com uma progressiva homogeneização da estrutura celular, associada a um aumento de aromaticidade e porosidade. De uma maneira geral, quanto menor foi a temperatura de tratamento térmico das biomassas, maior foi o burnout obtido no DTF. Comparada à atmosfera convencional (O2/N2), a atmosfera de oxicombustão (O2/CO2) levou a maiores burnouts para os chars de todas as biomassas e carvões. As biomassas carbonizadas apresentaram burnouts mais elevados que o carvão de mais baixo rank e o caroço de azeitona carbonizado apresentou baixa conversão, equivalente a um carvão de alto rank. Os chars das biomassas torrefeitas apresentaram estruturas cenosféricas isotrópicas de elevada porosidade nas paredes enquanto que os chars das carbonizadas preservaram a morfologia apresentada nas amostras originais. Os chars das biomassas foram altamente porosos, com áreas superficiais de meso e microporos em média 15 e 5 vezes maior que os chars dos carvões, respectivamente. Com relação aos testes de reatividade ao CO2 em termobalança, em geral, a reatividade dos chars das biomassas torrefeitas foi maior do que a reatividade dos chars das biomassas carbonizadas e estes foram pelo menos 10 vezes mais reativos ao CO2 do que o chars do carvão de mais baixo rank. Além das maiores áreas superficiais, principalmente o ordenamento da estrutura carbonosa e a morfologia foram fundamentais nas diferenças de reatividade ao CO2 entre os chars das biomassas e dos carvões. As misturas do carvão de mais baixo rank com a biomassa carbonizada apresentaram os melhores resultados em termos de aditividade na reatividade ao CO2. / Pulverized Coal Injection (PCI) in the blast furnace tuyeres is a promising technology for incorporation of thermally-treated biomasses and it is a way to reduce CO2 emissions in ironmaking processes. The aim of this work was to evaluate combustibility and CO2 reactivity of laboratory torrefied (250°C) and carbonized (450°) olive stone and woody biomasses, comparing with typical PCI coals. The transformations produced in biomasses due to torrefaction and carbonization were evaluated by chemical analyses, combustion tests in thermobalance, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and optical and electron microscopy and adsorption techniques. Combustion experiments were carried out in a Drop Tube Furnace (DTF) under conventional (O2/N2) and oxy-fuel (O2/CO2) atmospheres and the chars collected were characterized by its structure and CO2 reactivity in thermobalance. Reactivity tests were also conducted in thermobalance with blends of thermally-treated eucalyptus and coals. Torrefied samples maintained high contents of volatile matter, typical of raw biomasses, while carbonized biomasses showed carbon contents and high heating values similar to that of high rank coals, retaining low ash and sulfur contents. However, its high alkali and phosphorus contents could be a limiting factor to the use in blends for PCI. The thermal treatments of biomasses lead to a gradual decomposition of wood components and to a progressive homogenization of cell structure, associated to an increase in aromaticity and porosity. In general, the lower the thermal treatment temperature, the higher was the burnout in the DTF. Compared to conventional atmosphere, oxy-fuel combustion led to the highest burnouts for all biomass chars. The carbonized biomasses showed higher burnouts than the high-volatile coal and olive stone showed burnouts similar to a low-volatile coal. The chars from the torrefied biomasses showed isotropic cenospheric structures with high porosity within the walls and the chars from the carbonized biomasses preserved the morphology seen in original carbonized samples. The biomass chars presented highly porosity, with micro and mesoporosity in average, 5 and 15 times greater than the coal chars, respectively. In relation to the CO2 reactivity tests, in general, the torrefied biomass chars were more reactive than the carbonized biomass chars. However, due to its higher surface areas, structure arrangement and morphology, the carbonized biomass chars were at least 10 times more reactive than the high-volatile coal chars. The blends of high-volatile coal and carbonized eucalyptus showed good additivity in the CO2 reactivity tests in thermobalance.

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The new phase of coal extraction process that accompanied the changes underway in the world, especially since the 1970, have repercussions on the social structure, since the insertion of the capital involved arrangements of all kinds. In Moatize, the implementation of megaprojects demanded the space refunctionalization to meet the demands of the productive capital, a process that culminated with the compulsory displacement of the population. In this context, the research sought to understand the spatial effects of megaprojects of coal extraction in Moatize, from its contradictions, regarding the forms of spatial organization, in order to meet its needs. The proposition of this thesis is that there is a new geopolitical strategy that seeks to shift production, concentrated in Europe to New Territories, rich in natural resources, with tax incentives, weak labor and environmental legislation on the rights humans. This process strengthens the productive restructuring of capital and is characterized by the performance of large transnational corporations. Internally, this process relies on the actions of the State, creating the (legal, institutional and ideological) conditions to check rationality and visibility to megaprojects. So, considering the space as a system of systems and dialectical and historical materialism, as a method of research and interpretation of the phenomena; the qualitative research, secondary data collection, as well as field research, enabled the understanding of current arrangements in Moatize, as well as its effects on the spatial structure. With the implementation of megaprojects in Moatize, in addition to the pressure on State institutions to organize themselves, on the basis of these, there were also environmental degradation and, especially, the social disorganization – as a result of compulsory displacement and destruction of livelihoods. Thereby, the curtailment of collective goods, the difficulties of regular access to food in the resettlement, particularly, in Mwaladzi, the lack of land for production, lack of work, as well as the increased morbidity and mortality, are aspects that lead to the impoverishment of the resettled and exacerbate socio-environmental conflicts. In the meantime, the integration of megaprojects generated insignificant advantages for the local communities; However, this integration created and/or strengthened a small bourgeoisie connected to national political power – the capital partners. / Em Moatize, a extração do carvão mineral é uma atividade antiga, que remonta ao início do século XIX. Seu desenvolvimento ocorreu concomitante à consolidação de Moatize, como principal foco da mineração do carvão em Moçambique. De fato, a bacia carbonífera de Moatize é objeto de pesquisa e exploração mineral, desde o período da ocupação efetiva colonial. Com a independência e o processo de edificação do Estado, principalmente, a partir da década de 1990, a mineração passa a constituir um dos setores chave para o desenvolvimento do país; daí que foram criadas todas as condições para o seu crescimento. A nova fase da extração do carvão mineral, processo que acompanhou as mudanças em curso em nível mundial, sobretudo, desde a década de 1970, tem repercussão sobre a estrutura espacial (social), visto que a inserção do capital implicou arranjos de toda a ordem. Em Moatize, a implantação dos megaprojetos demandou a refuncionalização do espaço para atender as demandas produtivas do capital, processo que culminou com o deslocamento compulsório da população. Nesse contexto, a pesquisa buscou compreender os efeitos espaciais dos megaprojetos de extração do carvão mineral em Moatize, a partir de suas contradições, no que tange às formas de organização espacial, com vista a atender suas necessidades produtivas. A tese defendida é de que há uma nova estratégia geopolítica que busca deslocar a produção, até então, concentrada na Europa para novos territórios, ricos em recursos naturais, com incentivos fiscais, com fraca legislação ambiental, trabalhista e sobre os direitos humanos. Tal processo se fortalece com a reestruturação produtiva do capital e é caracterizado pela atuação das grandes corporações transnacionais. Internamente, esse processo conta com a atuação do Estado, criando as condições (legais, institucionais e ideológicas) para conferir racionalidade e visibilidade aos megaprojetos. Assim, considerando o espaço como um sistema de sistemas e o materialismo histórico e dialético, como método de pesquisa e de interpretação dos fenômenos; a pesquisa qualitativa, o levantamento de dados secundários, bem como a pesquisa de campo, possibilitou a compreensão dos arranjos em curso em Moatize, assim como dos seus efeitos sobre a estrutura espacial. Com a implantação dos megaprojetos em Moatize, além da pressão sobre as instituições do Estado que passaram a organizar-se, em função desses, houve, também, a degradação ambiental e, sobretudo, a desestruturação social - fruto do deslocamento compulsório e da destruição dos meios de subsistência. Desse modo, o cerceamento de bens coletivos, as dificuldades de acesso regular aos alimentos nos reassentamentos, principalmente, em Mwaladzi, a falta de terra propícia para a produção, a falta de trabalho, bem como o aumento morbidade e da mortalidade, são aspectos que conduzem ao empobrecimento dos reassentados e exacerbam os conflitos socioambientais. Paralelamente, a inserção dos megaprojetos gerou insignificantes vantagens para as comunidades locais; porém, criou e/ou fortaleceu uma pequena burguesia ligada ao poder político nacional - os parceiros do capital.