Depósitos de rejeitos de carvão proporcionam uma série de problemas ambientais, pois ocupam uma grande área física, modificam o relevo, a paisagem e geram a drenagem ácida de minas (DAM). Assim, o objetivo do presente trabalho foi realizar a caracterização do material em um depósito de rejeitos da Carbonífera Criciúma S/A, de forma a avaliar a possibilidade de separação de três frações para futura reutilização: (a) uma fração de densidade baixa, rica em carvão para uso energético; (b) uma fração de densidade intermediária, com predomínio de materiais inertes; (c) uma fração de densidade alta, para uso comercial da pirita. A metodologia do trabalho consistiu na coleta de amostras e caracterização do material. A caracterização incluiu a análise granulométrica, estudos de afunda-flutua em meios densos e análises do material em termos de teor de cinzas e enxofre total. Os resultados demonstraram que 68% do material apresentam granulometria grosseira (entre 50,8 mm e 2,0 mm), 15% granulometria fina (entre 2,0 e 0,1 mm) e que 17% correspondem ao lodo proveniente das bacias de decantação. Os estudos indicam que é possível, por beneficiamento gravimétrico, recuperar 37% do material para fins energéticos, com um teor de 67,0% de cinzas e 2,9% de enxofre total. Ainda, 10% do material poderá ser recuperados para obtenção de um concentrado rico em pirita. O material remanescente, com densidade intermediária, poderá ser disposto com um menor potencial de geração de acidez. / Coal tailing deposits can be a source of various environmental problems. It demands large physical area, change the topography and generate the acid mine drainage (AMD). The aim of this work was to characterize the coal tailing deposit of Carbonífera Criciúma S/A, seeking the separation of three fractions for future reuse: (a) a fraction of low density for energy production in thermoelectric plants, (b) a fraction of intermediate density, with predominance of inert minerals, and (c) a fraction of high density, for commercial use of pyrite. The work methodology consisted in sample collection and characterization of the material. The characterization included particle size analysis, densimetric studies and material analyses in terms of ash and total sulfur. The results showed that 68% of the material is composed by coarse particles (between 50.8 mm and 2.0 mm), and 15% of fine particles (between 2.0 and 0.1 mm) and 17% sludge from settling ponds. It is possible, by gravimetric concentration, to recover 34.2% of the material for energetic application, with 67.0% ash and 2.9% sulfur. Still, 10.0% of the material can be recovered as a pyrite rich concentrate. The remaining material, with intermediate density, can be discarded with a lower acid generation potential.

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%.

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.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas, Programa de Pós-Graduação em Sociologia Política, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:14:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328930.pdf: 2090429 bytes, checksum: 8a709d8dcfda9cf17c89dd222fd0ae27 (MD5) Previous issue date: 2014 / Esta tese focaliza os dilemas que continuam bloqueando, quatro décadas após a Conferência de Estocolmo, o funcionamento do sistema de gestão de recursos naturais não renováveis no Brasil. Mais especificamente, o texto contém uma análise dos bastidores do processo de licenciamento ambiental voltado para a implantação de uma nova usina termelétrica na região sul do estado de Santa Catarina. O enfoque analítico utilizado foi construído mediante uma hibridização de duas linhas de pesquisa sistêmica sobre o binômio meio ambiente & desenvolvimento ainda pouco conhecidas em nosso País, a saber: gestão de recursos comuns ( commons ) para o ecodesenvolvimento e justiça ambiental e ecológica. Além da introdução e de uma síntese da revisão de literatura sobre a atualidade dos princípios de ecodesenvolvimento no debate sobre modos de apropriação e sistemas de gestão de  commons , o texto oferece inicialmente um resgate historiográfico das modalidades e das implicações socioecológicas do aproveitamento de jazidas de carvão mineral no Brasil e em Santa Catarina. Na sequência, coloca em primeiro plano uma análise dos padrões de interação dos segmentos sociais envolvidos no projeto de implantação da Usina Termelétrica Sul-Catarinense (USITESC) no município de Treviso. Os dados coletados permitiram validar a hipótese segundo a qual a decisão de implantar esta usina constitui um indicador suplementar de crise do sistema político implantado no País relativamente ao agravamento tendencial da problemática socioecológica. A linha de crítica adotada incide nas implicações da reprodução de falhas estruturais nos processos de construção da cidadania ambiental e de promoção da justiça ambiental e ecológica em todos os níveis de governo  do local ao nacional. Argumenta-se que, a despeito dos avanços obtidos no debate social contemporâneo sobre a urgência de uma transição ecológica consequente, para além de uma  economia verde ou do ideário de um  desenvolvimento sustentável que não rompe com o imaginário ocidental de um crescimento material ilimitado, a intenção de ampliar a utilização do carvão como fonte de energia está diretamente associada à formação de redes de influência envolvendo empresários e agentes governamentais. Buscando elucidar os condicionantes desse cenário de mercantilização intensiva e indiscriminada de  commons , o trabalho reúne também evidências de iniciativas de resistência que vêm sendo gestadas, na região estudada, por de grupos sociais portadores de uma visão ecológica da economia, da cultura e da política.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Educação, Programa de Pós-Graduação em Educação, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-03-18T21:04:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332231.pdf: 1107334 bytes, checksum: f0108ee946051697f9bc1fa996a28d33 (MD5) Previous issue date: 2014 / A Sociedade de Assistência aos Trabalhadores do Carvão (SATC) foi fundada em 1959, em Criciúma (SC), por meio das empresas mineradoras catarinenses. Visava realizar medidas assistencialistas e profissionalizantes com os filhos dos mineiros da região carbonífera. Esta pesquisa analisou a SATC no que se refere ao seu caráter filantrópico e à sua atuação no campo educacional, tanto no que diz respeito à educação profissionalizante oferecida pela instituição escolar, quanto à educação prestada nas vilas operárias da região carbonífera com o trabalho de puericultura, oficinas e cursos populares. O recorte temporal foca o período de 1959, quando a Instituição é fundada, até 1969, quando a Escola transforma-se em escola técnica e consolida-se na região. De modo abrangente, problematizou-se a história oficial da Instituição pautada na filantropia e benevolência à família mineira. De modo específico, compreendeu-se o papel da Instituição SATC na educação e formação dos filhos dos mineiros da região Sul catarinense, fazendo-se para isso, uma análise do discurso presente nos documentos de criação da SATC no início da década de 1960, em especial, o trabalho apresentado pela SATC, em 1965, no II Simpósio Nacional do Carvão. Os relatórios de atividades da Instituição desse mesmo período foram tomados para a análise das ações e da rede de atuação da SATC no atendimento às famílias mineiras, seja por intermédio da Escola, seja por meio de sua rede de assistência social. Como aportes teóricos utilizam-se as categorias de micro-poder, formação discursiva, instituição de reclusão e sequestro, de acordo com a perspectiva de Michel Foucault. Para se compreender o teste de seleção e as regras de permanência na Instituição, foram tomados os conceitos de habitus, capital social e cultural, segundo Pierre Bourdieu.<br> / Resumen : La sociedad de asistencia a lós trabajadores del carbón (SATC) fue fundada em 1959, em Criciúma (SC), por médio de lãs empresas mineras catarinenses. Dirigidas a realizar medidas asistenciales y profesionales com lós hijos de lós mineros de La región del carbón. Esta investigación analizó La SATC em ló que respecta a su carácter filantrópico escolar, como la educación ofrecida em lãs villas operarias de La región del carbón com El trabajo de puericultura, talleres y cursos populares. El marco de tiempo se centra em El período de 1959, cuando la instituición es fundada, hasta 1969 cuando la Escuela se transforma em una escuela técnica y se consolida em la región. De modo abarcado se problematiza la historia oficial de esa Institución pautada em la filantropia y benevolência de la família minera. De modo específico, se comprendió el papel de la Instituición SATC em la educación y formación de lós hijos de lós mineros de la región Sur Catarinense, haciendo para esa, um análisis del discurso presente em lós documentos de creación de la SATC em el inínio de la década de 1960, em especial, el trabajo presentado por la SATC, em 1965, em el II Simposio Nacional del carbón. Los informes de actividades de la Institucion de esse mismo período fueron tomados para el análisis de lãs acciones y red de actuación de la SATC em el atendimiento de lãs famílias mineras sea através de la Escuela, sea por médio de su red de asistencia social. Como aportes teóricos se utilizan lãs categorias de micro-poder, formación discursiva, institución de reclusión y secuestro, de acuerdo com la perspectiva de Michel Foucault. Para comprendersse la prueba de selección y lãs reglas de permanência em la Institución, fueron tomados lós conceptos de habitus, capital social y cultural, según Pierre Bourdieu.

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.

O presente estudo tem por objetivo avaliar a eficiência da remoção de corantes têxteis por meio do processo de adsorção em batelada e em coluna de leito fixo, utilizando caroço de cacau e caroço de pêssego para a produção de carvão ativado. Isotermas de adsorção foram obtidas em seis (6) diferentes temperaturas (na faixa de 25 a 50ºC). A concentração inicial de corante variou entre 300 e 1500 mg.L-1 para o corante Violeta Reativo 5 (RV-5) e 500 e 1700 mg.L-1 para o corante Vermelho de Prociona MX-5B (PR-5B). No estudo cinético, o tempo de retirada de amostras foi variado entre 5 e 480 min e foram analisadas duas diferentes concentrações iniciais, 400 mg.L-1 e 1000 mg.L-1 para RV-5 e 400 mg.L-1 e 600 mg.L-1 para o PR-5B. Para avaliar a capacidade de remoção de corantes pelos adsorventes produzidos, foram simulados dois efluentes contaminados por corantes usualmente empregados no tingimento de tecidos. Os resultados obtidos indicaram que o processo segue o modelo de Liu para os dois corantes em todas as temperaturas analisadas, apresentando capacidade máxima de remoção do RV-5 de 603,3 mg.g-1 para o CCA e 517,1 mg.g-1 para o CAC e para o corante PR-5B as capacidades máximas obtidas foram 297,2 mg.g-1 para o CPA e 174 mg.g-1 para o CAC. O modelo cinético de ordem-geral apresentou o melhor ajuste aos dados cinéticos para todas as condições analisadas. Os parâmetros termodinâmicos de adsorção indicam que há uma interação física entre os corantes e os adsorventes analisados, e que a adsorção é exotérmica e espontânea. Para os efluentes têxteis simulados, o CCA se mostrou capaz de reduzir acima de 95% a concentração de contaminantes nos efluentes simulados. Quando o CPA foi utilizado, a remoção de contaminantes foi acima de 88%. Os experimentos em coluna de leito fixo para o PR-5B indicaram que o processo de adsorção é favorecido para menores valores de vazão de alimentação e concentração inicial e maior massa de adsorvente. Os dados obtidos neste estudo mostram que os carvões produzidos apresentam potencial para remoção de corantes da indústria têxtil. / This study purpose evaluate the efficiency of removal of textile dyes by adsorption process in batch and fixed bed column, using cocoa seed and peach stone for carbon production. The adsorption isotherms were constructed in six different temperatures ranging between 25 and 50°C and the initial dye concentration ranged between 300-1500 mg.L-1 for the dye Reactive Violet 5 (RV-5) and 500-1700 mg.L-1 for the dye Procion Red MX-5B (PR-5B). In the kinetic study the time-sampling was varied between 5 and 480 min using two different initial concentrations, 400.0 mg L-1 and 1000 mg.L-1 to RV-5 and 400 mg.L-1 and 600 mg.L-1 to PR-5B. To evaluate the ability of removing the dyes with the prepared adsorbents two contaminated effluents were simulated with dyes used in the dyeing of textiles. The results indicate that the process is better fitted by Liu isotherm model for both dyes in all temperatures used, obtaining a maximum capacity removal for RV-5 of 603.3 mg.g-1 using CCA and 517.1 mg.g-1 for CAC and for the dye PR-5B the maximum adsorption capacities obtained were 297.2 mg.g-1 for the CPA and 174 mg.g-1 for CAC. The general-order kinetic model presented the best fit to the kinetic data for all examined conditions. The adsorption thermodynamic parameters indicate that exist a physical interaction between the dyes and adsorbents analyzed, the adsorption is physical, spontaneous and exothermic. For the simulated textile effluents, CCA has been shown to reduce by 99.4% the concentration of contaminants in the effluent A and 95.6% of the effluent B. When activated peach carbon (CPA) was used, contaminant removal was 94.7% and 88.4% for effluents A and B, respectively. The tests in a fixed bed column for the PR-5B show that the adsorption process is favored for lower flow rate and lower initial concentration and higher mass of adsorbent. The data obtained in this study show that the carbons produced have potential for removal of dyes from textile industry.

A presença de elevada carga nitrogenada em corpos hídricos pode causar sérios impactos ambientais como a eutrofização e a toxicidade do meio. Um dos processos que possibilitam a remoção de nitrogênio de efluentes é a adsorção, na qual o uso de adsorventes alternativos tem sido aplicado para o aproveitamento de resíduos e redução dos custos no processo. Dentro deste contexto, o processo de extração e beneficiamento do carvão fóssil na Região Sul do Brasil produz um rejeito (RB) com características que possibilitam sua aplicação na síntese de zeólitas, as quais podem ser utilizadas como adsorventes. Assim, o objetivo da presente tese foi avaliar a remoção do íon amônio de soluções aquosas por adsorção utilizando-se zeólitas naturais e sintetizadas a partir do rejeito RB. Em um primeiro momento, experimentos de adsorção foram conduzidos utilizando-se zeólita Na-clinoptilolita para conhecimento dos parâmetros termodinâmicos e da capacidade de regeneração do material. Posteriormente, a síntese de zeólitas utilizando rejeito RB foi realizada variando-se a fonte de alumínio, o emprego da agitação do meio durante a síntese e temperatura de calcinação do rejeito. A caracterização dos materiais foi feita através das técnicas de Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura acoplada a Espectroscopia por Dispersão em Energia (MEV-EDS), Potencial Zeta (PZ), Fluorescência de Raios X (FRX), Porosimetria de Nitrogênio (BET), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Capacidade de Troca Catiônica (CTC). Por fim, experimentos de adsorção de amônio foram feitos para o material que apresentou o maior conteúdo de íons sódio em sua composição. Quanto aos estudos com a Na-clinoptilolita, o estudo termodinâmico demostrou que a constante de equilíbrio (K0) da adsorção da zeólita estimada por diferentes métodos pode apresentar variação de até 105 de um método para outro. O estudo em questão também revelou que o método de Gaines e Thomas é o mais adequado para a estimativa dos parâmetros termodinâmicos. Nos testes de regeneração da zeólita utilizando-se solução NaCl de 0,5 a 3,0 M foram obtidos valores acima de 76% de regeneração para toda faixa de concentração avaliada, sem o reuso da solução de NaCl. Os testes feitos com o reuso da solução salina na etapa da dessorção permitiram concluir que é possível tratar até 160 mL de efluente utilizando-se somente 20 mL de solução NaCl 1,0 M, mantendo-se uma capacidade de adsorção equivalente a 80% da capacidade original da zeólita. Através da aplicação de diferentes condições de síntese utilizando o rejeito RB, foram obtidos sete diferentes materiais. O material que apresentou maior conteúdo de Na+ em sua composição foi obtido utilizando-se: pré-tratamento do rejeito com calcinação a 800 °C, síntese sem agitação do meio reacional e sem adição de fonte de alumínio. As análises do material indicaram formação de zeólitas dos tipos SOD e LTA. Quanto à adsorção de íons amônio, o mesmo apresentou capacidade de adsorção (qe) equivalente a 6,8 mg·g-1 (a 25ºC), que corresponde a 34 % do valor obtido para a Na-clinoptilolita, indicando que a síntese ainda necessita de melhoramentos para tornar o material mais competitivo frente à zeólita natural comercializada. / The presence of high nitrogen loading in water bodies can cause serious environmental impacts, such as eutrophication and toxicity of the medium. One of the process that enables nitrogen removal from effluents is adsorption, in which the use of alternative adsorbents have been applied in order to reuse wastes from other production processes and for lowering costs. Within this context, the coal mining and beneficiation in southern Brazil generates a waste with features that allow its application in zeolite synthesis. Thus, the objective of this thesis was to evaluate the removal of ammonium from aqueous solutions by adsorption using a natural zeolite and a zeolite synthesized from coal beneficiation tailings. Firstly, adsorption experiments were conducted using the natural zeolite Na-clinoptilolite in order to understand the thermodynamics and regeneration of process. Then, zeolite synthesis experiments using coal beneficiation tailings (RB) were conducted by varying the source of aluminum, stirring during crystallization step, and the calcination temperature applied to RB. The characterization of materials was made through the techniques of X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy coupled to Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS), Zeta Potential (ZP), X-rays Fluorescence (XRF), Porosimetry of Nitrogen (BET), Infrared Spectroscopy Fourier Transform (FTIR) and Cation Exchange Capacity (CEC). Finally, a test of ammonium adsorption was made with the material that had the highest content of Na+ in its composition. Regarding the studies with Na-clinoptilolite, the thermodynamic study showed that the equilibrium constant (K0) to adsorption process estimated through different approaches can present variation of up to 105 from one method to another. This study also revealed that the Gaines and Thomas method was the most adequate to the estimative of thermodynamic parameters. In the Na-clinoptilolite regeneration tests using NaCl solution from 0.5 to 3.0 M were obtained values above 76% regeneration to whole concentration range evaluated, without the reuse of NaCl solution. Tests made with the reuse of saline solution in the desorption step showed that it is possible to treat up to 160 mL of effluent using only 20 mL of NaCl solution, maintaining an adsorption capacity of 80 % of zeolite original capacity. By applying different synthesis conditions using the by-product of coal processing, seven different materials were obtained. The material with the highest content of Na+ was obtained using: calcination at 800°C as a thermal pretreatment applied to the waste, no stirring of the reaction during crystallization step and no additional aluminum source. The analysis of this material indicated formation of zeolites SOD and LTA. This same material was tested for the adsorption of ammonium, resulting in adsorption capacity (qe) of 6.8 m2·g-1, under the same conditions as the test with Na-clinoptilolite (at 25 ºC), which corresponds to 34 % of Na-clinoptilolite capacity, indicating that the synthesis still need some improvement in order to make the synthetic material competitive faced with the natural one.

Um novo laboratório experimental desenvolvido para investigar a combustão de carvão em atmosferas de oxicombustão é descrito em detalhes na tese. Um reator ciclônico é utilizado para a combustão de carvões de baixo rank em condições de escoamento turbulento e com swirl, e operando em temperaturas similares às encontradas em câmaras de combustão industriais. Um sensor potenciométrico de oxigênio, instalado dentro do reator ciclônico, é utilizado para medir o consumo de oxigênio durante a combustão das amostras de carvão. Amostras de carvão com alto teor de cinzas, das minas do Leão e Bonito localizadas no sul do Brasil, e amostras de carvão linhito pré-seco (LTBK), da região da Lusácia, na Alemanha, foram submetidos à combustão em atmosferas de ar e de oxicombustão (O2/CO2/H2O). Os experimentos foram realizados em três temperaturas médias do gás de combustão: 1073, 1173 e 1273 K. Para as amostras do carvão LTBK, a oxicombustão foi composta com duas atmosferas de O2/CO2 sem vapor d’água (21/79 e 30/70) e três atmosferas de O2/CO2/H2O (30/60/10, 30/50/20 e 30/40/30) em base molar, enquanto para as amostras dos carvões Leão e Bonito, a oxicombustão foi composta com duas atmosferas de O2/CO2 (21/79 e 30/70). As amostras de carvão foram peneiradas para uma faixa de tamanho de partículas de 1250 a 2000 μm e 125 a 500 μm, e com massas de 1g e 3g. Em adição aos testes, amostras de char dos carvões Leão e LTBK foram preparadas para investigar o comportamento da combustão de suas matrizes carbonosas com diferentes níveis de matéria volátil. Primeiramente, a investigação da combustão do carvão é feita diretamente a partir das curvas de concentração de oxigênio medidas para a combustão das amostras de carvão LTBK submetidos às atmosferas de ar e oxicombustão com vapor d’água, conforme explicado no Capítulo 2 desta tese. Entretanto, devido ao grande número de experimentos realizados e a necessidade de entender a influência dos fatores, como temperatura e as composições das atmosferas oxidantes, e as interações entre esses fatores na combustão do carvão, a análise pela metodologia do Projeto de Experimentos (DoE) é aplicada nos experimentos, conforme detalhado no Capítulo 3. A reatividade dos carvões de baixo rank é investigada por meio do cálculo dos parâmetros cinéticos globais e dos coeficientes da taxa de reação de combustão do char, considerando a hipótese de um reator bem misturado, a ser verificada ao longo da investigação, conforme descrito no Capítulo 4. A partir da análise das curvas de concentração de oxigênio (Capítulos 2 e 3), os resultados mostram que a atmosfera de oxicombustão com 79% de CO2 (21/79, O2/CO2) aumenta o consumo de oxigênio para os carvões de alto teor de cinzas, Bonito e Leão, e para o carvão linhito com alto teor de voláteis (LTBK), devido à influência da reação de gaseificação do CO2 a partir de temperaturas acima de 1073 K. A partir da análise dos parâmetros cinéticos globais calculados para avaliar a reatividade dos carvões, os resultados mostram que a hipótese do reator bem misturado não é o suficiente para capturar a cinética da combustão do carvão por batelada no interior do reator ciclônico. A reatividade dos carvões investigados, através das constantes efetivas da taxa de reação, variando-se a composição da atmosfera oxidante, temperatura do gás de combustão, tamanho de partículas, massa da amostra e posição do sensor de oxigênio, têm influência do escoamento com swirl e seus termos advectivos e difusivos. / A novel laboratory facility designed to investigate coal oxy-fuel combustion is described in the present work. A cyclone chamber allows for the combustion of low-rank coal under turbulent conditions and swirling flows, covering a temperature range similar to those found on practical furnaces. A potentiometric oxygen sensor with oxide-ion conducting solid electrolytes, as stabilized zirconia, installed within the cyclone reactor, is used to measure the oxygen consumption during the combustion of coal samples. High ash coals samples, from Leão and Bonito mining sites located in South Brazil, and pre-dried lignite coal samples (LTBK), from the Lusatian region, in Germany, were burned under air and oxy-fuel (O2/CO2/H2O) atmospheres. Experiments were carried out at three average gas combustion temperatures: 1073, 1173 and 1273 K. For LTBK coal, oxy-fuel combustion was composed with two O2/CO2 atmospheres (21/79 and 30/70) and three O2/CO2/H2O atmospheres (30/60/10, 30/50/20 and 30/40/30) in molar basis, whereas for Leão and Bonito coals, the oxy-fuel combustion was composed with two O2/CO2 atmospheres (21/79 and 30/70). Coal samples were sieved to a size range of 1250 to 2000 μm and 125 to 500 μm and with 1g and 3g. In addition, char samples from Leão and lignite coals were prepared in order to investigate the combustion behavior of its carbon matrix for different levels of volatile matter. The investigation of coal combustion behavior is made firstly directly on the oxygen concentration curves measured for LTBK coal samples burned under air and oxy-fuel atmospheres with water vapor, as detailed in Chapter 2 of this thesis. However, due to the great number of experiments performed and the need to understand the influence of the factors, as temperature and atmosphere compositions, and the interactions between them on the coal combustion, the Design of Experiments (DoE) analysis is applied in the laboratory test facility, as developed in Chapter 3. The reactivity of low rank coals is assessed by means of global kinetic parameters and of char combustion reaction coefficients, under assumption of a well stirred reactor to be tested along the investigation, as described in Chapter 4. From the analysis of oxygen concentration curves (Chapter 2 and 3), results show that oxidizer oxy-fuel atmosphere with 79% CO2 (21/79, O2/CO2) increases the oxygen consumption for high ash coals, Bonito and Leão, and for pre-dried lignite coal, LTBK, due to the influence of CO2 gasification reaction on their coal combustion reactions from gas combustion temperatures higher than 1073 K. From the analysis of global kinetic parameters calculated to assess the coal reactivity, the results show that the hypothesis of a well stirred reactor is not enough to capture the kinetic involved in coal combustion burned in batch mode within the cyclone reactor. The coal reactivity investigated with the effective reaction rate constants for different oxidizer atmospheres, gas combustion temperatures, particle diameters, sample masses and oxygen sensor position, is influenced by the swirling flow with its advective and diffusive terms.

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.