[pt] A dissertação teve o intuito de examinar e divulgar criticamente as condições socioambientais da produção de carvão vegetal ocorrida no Maciço da Pedra Branca do século XVIII até meados do século XX. A dependência da biomassa florestal, representada pela lenha e carvão, modificou de forma intensa as relações existentes entre sociedade e natureza. Além de alterar a estrutura e composição da Mata Atlântica, a produção carvoeira foi influenciada e influenciou o quadro segregador da sociedade. Assim, o objetivo da pesquisa foi tornar visível um trabalho invisibilizado por vieses históricos que interferiram em aspectos relacionados à sua sustentabilidade. Para isso, foram realizados levantamento de material bibliográfico, atividades de campo à procura de carvoarias localizadas na floresta e reuniões com representantes do Sertão Carioca – projeto financiador dos três produtos de divulgação científica desta dissertação. As referências bibliográficas revelaram que os carvoeiros passaram por um processo de marginalização e apagamento, mesmo tendo um impacto significativo na regeneração florestal. A pesquisa serviu de base para o desenvolvimento de um capítulo de livro, de um folder e de duas placas interpretativas – uma delas encontra-se exposta na entrada principal do Parque Estadual da Pedra Branca. Espera-se que os produtos contribuam para a difusão da importância desse grupo social e colaborem para dar maior visibilidade às comunidades quilombolas de seus descendentes. Resgatar e valorizar essa parte da história sociocultural do Maciço da Pedra Branca pode contribuir na luta por garantia à terra e à reprodução do modo de vida dessas populações, direitos historicamente conquistados, mas frequentemente ameaçados. / [en] The dissertation aimed to critically examine and disseminate the socio-environmental conditions of charcoal production that occurred in the Pedra Branca Massif from the 18th to the mid-20th century. The dependence on forest biomass, represented by wood and charcoal, profoundly altered the relationships between society and nature. In addition to changing the structure and composition of the Atlantic Forest, charcoal production was both influenced by and influenced the segregating framework of society. Thus, the research aimed to make visible a labor that had been rendered invisible due to historical biases that affected aspects related to its sustainability. The study involved compiling bibliographic materials, fieldwork to locate charcoal kilns in the forest, and meetings with representatives of the Sertão Carioca project, which funded three scientific dissemination products. Bibliographic references revealed that charcoal producers underwent a process of marginalization and erasure, despite their substantial contribution to forest regeneration. The research formed the basis for a book chapter, a brochure, and two interpretative signs – one of which is displayed at the main entrance of the Pedra Branca State Park. It is expected that these products will contribute to raising awareness of the importance of this social group and collaborate in providing greater visibility to the Quilombola communities of their descendants. Reviving and valuing this aspect of the socio-cultural history of the Pedra Branca Massif can contribute to the struggle to secure land rights and the preservation of the way of life of these populations, rights that have been historically achieved but are often threatened.

[pt] Este trabalho tem como objetivo principal utilizar um rejeito do processo de concentração de carvão mineral (RJ) como fonte de substâncias húmicas, em particular, do ácido húmico (AH). Para atingir o objetivo a pesquisa foi dividida em três etapas: a obtenção, a caracterização e a aplicação do AH. Na primeira etapa, foram utilizados três métodos diferentes de funcionalização da amostra: o processo químico (PQ), a eletrólise (ELE) e o uso de autoclave (PRESS), previamente ao procedimento de extração das substâncias húmicas (SH), em particular, do ácido húmico (AH). Observou-se que, em termos de recuperação em massa nas condições operacionais estabelecidas, o método de processo químico (PQ) foi o mais eficiente resultando 20,2 porcento de AH e 3,8 porcento para AF-Like. Na segunda etapa, estudou-se a caracterização química (acidez fenólica, acidez total, acidez pelos grupos carboxílicos, pH, CTC e cinza), espectroscópica (FTIR, RMN de 13C e ICP-OES), análise elementar, análise térmica (TGA) e análise estrutural (MEV - EDS) dos ácidos húmicos produzidos. Observou-se certa semelhança entre os AH s extraídos do solo e o AH obtido neste trabalho, com a diferença deste ser muito aromático, o grau de aromaticidade mostrou-se muito elevado (em torno de 60 porcento em relação a 15 porcento do solo). Além disso, as características em relação ao CTC foram relevantes, pois variou de 22 a 44 Cmolckg elevado a -1. Este valor é considerado moderadamente alto em relação ao valor médio de 25 Cmolckg elevado a -1 do CTC, oriundo dos solos brasileiros. Os resultados obtidos por espectroscopia de FTIR e de RMN de 13C indicaram que a funcionalização do rejeito de carvão mineral (RJ) por qualquer um dos métodos de obtenção é relativamente baixa (de 5,0 a 9,7 porcento C-carboxílico) em comparação aos AH proveniente dos solos. Os resultados comparativos apresentaram similaridade nas características estruturais e físicas, observadas pela microscopia eletrônica de varredura. Na terceira etapa foi realizado um estudo preliminar sobre a capacidade do AH, obtido pelo método PQ de reter o chumbo, contido em solução sintética (1000 mgL elevado a -1). Constatando-se uma eficiência de 98 porcento na adsorção deste elemento quando se utilizou uma razão de 1:1(1g AH:1g Pb) e vazão de 0,06 mL/min. / [en] This work aims to evaluate the use of a concentration coal tailing (RJ) as a source of humic substances, particularly humic acid (HA). To achieve the goal the research was divided into three steps: obtaining, characterization and application of HA.In the first step three different methods of functionalization of the sample were tested prior to the HA extraction procedure: chemical process (PQ), electrolysis (ELE) and the using of an autoclave (PRESS). It was observed that in terms of mass recovery and within established operating conditions, the method of chemical process (PQ) result was the most efficient, with 20.2 percent and 3.8 percent of AH to AF-Like, respectively.In the second step, it was studied the physical and chemical properties of the humic acids produced: phenolic acidity, total acidity, the acidity of carboxyl groups, pH, CTC and gray, spectroscopy (FTIR, 13C NMR and ICP - OES), elemental analysis, thermal analysis (TGA) and structural analysis (SEM - EDS). There were some similarities with the AH s extracted from the soil with the difference being the degree of aromaticity which is very high (around 60 percent compared to 15 percent of the soil). Moreover, the relevant features were the CTC, which ranged 22 - 44 Cmolckg to the power of -1. This value is considered moderately high in relation to the approximate mean value of 25 Cmolckg to the power of -1 CTC , originated from Brazilian soil. The results obtained from FTIR spectroscopy and 13C NMR indicated that functionalization of the coal tailing (RJ), by any of the methods is relatively low (5.0 - 9.7 percent C-carboxylic acid) compared to AH from soil. Also showed similar structural and physical characteristics, as observed by scanning electron microscopy. In the third stage, a preliminary study on the retention capacity of the lead contained in synthetic (1000 ppm) solution by the AH obtained by the chemical processes method was performed. It was found an efficiency of 98 percent adsorption of the element when using a ratio of 1:1 (AH 1g : 1g Pb) and flow rate of 0.06 ml/min.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Jurídicas, Programa de Pós-Graduação em Direito, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T03:48:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 283220.pdf: 1878202 bytes, checksum: 07c150800bdc45b2322d458d031c4ec7 (MD5) / A mineração de carvão no Sul de Santa Catarina se apresenta como uma atividade que gera um prejuízo ambiental e social gritante, que se agrava dia a dia, e se prolonga por quase trinta anos, impunemente. Estudiosos de diversas áreas se quedam inconformados com tamanho descaso das autoridades ambientais locais, regionais e federais e com a conformação da população local. Muito embora constatado o dano à saúde pública, a privação da paisagem, dos elementos corpóreos do meio ambiente, das possibilidades de interação dos ecossistemas e da qualidade de vida, nada se fez para conter tamanha degradação. Entretanto, fruto da conjunção de diversos fatores favoráveis, com destaque à proliferação de movimentos sociais, à promulgação de leis de defesa de direitos coletivos, o reconhecimento internacional do direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado como um corolário do direito à vida, com a criação de princípios estruturantes do direito ambiental, a criação da Lei de Política Nacional do meio ambiente, e de forma excepcional o reconhecimento constitucional do meio ambiente como um bem jurídico autônomo, indivisível e uso comum do povo, determinando o dever de proteção compartilhada do meio ambiente, um paradigma foi transposto, e a necessidade de recuperar o dano ambiental se fez premente. Assim, no ano de 2000 onze mineradoras de carvão, foram condenadas, em antecipação de tutela, a recuperar as áreas degradas pela exploração desregrada juntamente e de forma solidária com a União, por esta ter deixado de fiscalizar as atividades em questão no período compreendido entre 1972 a 1989. Tanto a União quanto as empresas mineradoras recorreram ao Tribunal Regional Federal da 4ª. Região e ao Superior Tribunal de Justiça, mediante recurso especial. Ápice deste trabalho visa justamente analisar as razões que motivaram o voto do relator ministro João Otávio de Noronha, que foram unanimemente seguidas por seus colegas os ministros Antonio Herman Benjamin, Eliane Calmon, Humberto Martins e Castro Meira, todos membros da segunda Turma do STJ. Tem-se como marco teórico a teoria do antropocentrismo-utilitarista alargada frente à complexidades e os anseios da sociedade de risco, gerando novas considerações sobre a responsabilidade civil ambiental. Traz-se alguns dos pressupostos conceituais implicados, como o conceito jurídico de meio ambiente, do dano ambiental reparável, princípios de direito ambiental, responsabilidade civil adaptada à operacionalização da roteção do dano ambiental, das formas de recuperação do dano ecológico material e extrapatrimonial. / Cava mining in southern Santa Catarina is presented as an activity that causes environmental damage and social striking that worsens day by day, and lasts for nearly thirty years with impunity. Scholars from various fields are unhappy with downed size neglect of local environmental authorities, regional and federal and the conformation of the local population. Although the observed damage to public health, deprivation of the landscape, its tangible environment, possibilities of interaction between ecosystems and the quality of life, nothing was done to counter such degradation. However, the result of the conjunction of several favorable factors, especially the roliferation of social movements, enacting laws to defend collective rights, international recognition of the right to an ecologically balanced environment as a corollary of the right to life, with the creation estructuring principles of environmental law, the creation of the Law of National Policy of the environment, and in exceptional cases the constitutional recognition of the environment as well as a legal autonomous, indivisible and common use, determining the shared duty to protect the environment, paradigm was implemented, and the need to restore the environmental damage was done urgently. Thus, in 2000 eleven coal mining, were ordered in anticipation of trust, to recover degraded areas by unregulated holding together in solidarity with the Union for having failed to monitor the activities in question in the period 1972-1989. Both the Union as the mining companies appealed to the Tribunal Regional Federal da 4 ª.Region and the STJ, through a special ppeal. Apex of this work is precisely to analyze the reasons for the vote of the rapporteur Minister John Otávio de Noronha, which were unanimously followed by his fellow ministers Antonio Herman Benjamin, Eliane Calmon, Martins and Humberto Castro Meira, all members of the Second Chamber of the SCJ . It has been as a theoretical framework the theory of risk society, coupled with considerations about environmental liability. Brings out some of the conceptual assumptions involved, such as the legal concept of environment, environmental damage and repair, principles of environmental law, liability protection tailored to the operationalization of the environmental damage, forms of material recovery of ecological damage and emolument.

[pt] Os mecanismos envolvidos na produção de metano e no sequestro de CO2 no carvão são complexos, tendo em vista grande quantidades de fatores envolvidos no processo. O entendimento do comportamento mecânico do carvão assim como a caracterização de sistema poroso é de fundamental importância para o êxito de um projeto de explotação. Esse trabalho visou à caracterização de amostras de carvão oriundas da camada Barro Branco. A fim de caracterizar o sistema poroso do material, uma campanha de análises foi programada como: microtomógrafo, microscopia eletrônica de varredura (MEV), micropermiametria e porosimetria por injeção a mercúrio. Ensaios mecânicos foram realizados visando à caracterização mecânica do material e a validação de um modelo constitutivo. O carvão apresentou comportamentos mecânicos de resistência e deformabilidade consistentes e com pouca variabilidade, o que permitiu um ajuste confiável da envoltória de resistência de Mohr-Coulomb bem como o do modelo constitutivo elastoplástico de Lade-Kim. / [en] Mechanisms involved in geological storage of CO2 and eventual production of methane are complex due to a number of different factors involved. One of the important factors to be taken into account is the geomechanical behaviour of coal, key to the success of the exploration as well as the characterization of the pore structure of the material.Coal can be regarded as a sedimentary rock possessing two perpendicular families of microfissures called cleats.This work presents results of an experimental program aiming at the characterization of the mechanical properties of coal from the Barro Branco formation. A constitutive model (Lade-Kim s model) was tested in order to check its validity in the representation of the stress-strain-strength behaviour of the coal. Lade-Kim s model is well accepted for the representation of the mechanical behaviour of soft rocks. Furthermore, in order to characterize the porous structure of the material, a number of tests were performed such as: X Ray Micro CT scan, scanning electron microscopy, minipermeameter determination of permeability and mercury injection porosimetry.

Os impactos ambientais provocados pela exploração de recursos naturais podem causar prejuízos a terceiros já que a ação destes agentes sobre o meio prejudica e, em alguns casos, inviabiliza a existência de outras atividades. Nesse contexto, enquadram-se a mineração de carvão e agricultura de arroz irrigado. A mineração e o beneficiamento de carvão possibilitam o contato da água com resíduos formando a drenagem ácida de mina que, em grande parte dos casos, é despejada em cursos d’água adjacentes prejudicando outros usos da água. Já o cultivo de arroz irrigado exige a captação de grandes volumes de água, podendo causar escassez desse recurso. O desenvolvimento de ambas as atividades em uma mesma bacia hidrográfica acarreta elevada pressão sobre os recursos hídricos, tendo em vista que a captação para irrigação diminui a vazão nos cursos d’água, agravando a concentração dos contaminantes oriundos da mineração. Assim, o presente trabalho tem por objetivo elaborar uma metodologia de planejamento da alocação econômica de recursos naturais em bacias hidrográficas, buscando produção ótima tanto do minério quanto do cultivo com a internalização dos custos ambientais a fim de que os parâmetros de qualidade da água, estabelecidos pela Resolução 357 do CONAMA, sejam respeitados e, desse modo, diminua a incidência de prejuízos a terceiros. Tal metodologia é pautada na elaboração de um modelo capaz de simular, ao longo do tempo de planejamento, a carga de poluentes lançada nos cursos d'água e o volume de água captado de uma bacia hidrográfica, considerando a aleatoriedade das variáveis envolvidas. Após a coleta de dados, a implantação da metodologia se dá em quatro cenários. O primeiro deles é a análise da situação em que não há internalização dos custos ambientais. Constatou-se que os limites estabelecidos pelo CONAMA são ultrapassados. O segundo cenário caracteriza-se pela tentativa de enquadramento dos cursos d’água na classe 3, desconsiderando a possibilidade de outros usos da água. Dadas as condições de tratamento de efluentes, tal enquadramento é possível com a redução de 4,30% da renda gerada na bacia em relação ao caso base. O terceiro cenário diz respeito à tentativa de enquadramento na classe 3, reservando-se 20% da vazão disponível para outros usos. Os resultados mostram ser possível tal enquadramento, mas a elevação dos gastos com tratamento de efluentes provoca a redução de 1,84% da renda gerada em relação ao caso base. A imposição do tratamento ativo de efluentes à mineração para enquadramento na classe 1 determina o quarto cenário. Com o tratamento ativo, não há necessidade de alocação de água para as atividades mineiras. Dessa forma, alocou-se 48% da vazão disponível para a irrigação do arroz, ficando, portanto 52% da vazão total disponível para outros usos. Neste cenário, foi necessária uma redução de 9,55% do valor presente líquido das atividades da bacia em relação ao caso base. / The environmental impacts caused by natural resources exploration may cause damages to third parties, since these agents’ actions harm the environment and, in some cases, make the existence of other activities unfeasible. This context includes coal mining and irrigated rice cropping. Coal mining and beneficiation make possible the contact between water and coal waste generating acid mine drainage, which is dumped into adjacent rivers, in most cases, damaging other water uses. The cultivation of rice requires the capture of large volumes of water, causing the scarcity of this resource. The development of both activities in the same river basin causes high pressure on water resources because the capture for irrigation reduces the flow in rivers, exacerbating the concentration of contaminants from mining. Thus, this study aims to develop a methodology for planning the economic allocation of natural resources in river basins, seeking optimum production of both the ore and the cultivation with the internalization of environmental costs so that water quality parameters, established by CONAMA’s Resolution 357, are respected and thereby decrease the incidence of damage to third parties. This methodology is based on the elaboration of a model which is able to simulate over the planning time, the load of pollutants released into water courses and the volume of water captured from a watershed, considering the randomness of the variables involved. After collecting data, the implementation of the methodology is given in four alternative cases. The first is the analysis of the situation in which there is no internalization of environmental costs. It was found that the limits established are exceeded. The second alternative case is characterized by the attempt of framing watercourses in Class 3, ignoring the possibility of other water uses. Given the conditions of wastewater treatment, such framing is possible with a reduction of 4.30% of the income generated in the basin over the base case. The third alternative concerns the attempt to frame rivers into class 3, reserving 20% of water flow available for other uses. The results show that such framing is possible, but the increase in wastewater treatment costs causes a reduction of 1.84% of the income generated in relation to the base case. The imposition of active effluent treatment to mining activities in order to frame waters into class 1 determines the last alternative. With active treatment, there is no need to allocate water to mining activities. Thus, 48% of the available water flow is allocated for rice crops irrigation, and therefore 52% of the total available water flow is reserved for other uses. In this alternative case, there is a 9.55% reduction, in relation to the base case, in net present value of the activities developed in the basin.

Os impactos ambientais provocados pela exploração de recursos naturais podem causar prejuízos a terceiros já que a ação destes agentes sobre o meio prejudica e, em alguns casos, inviabiliza a existência de outras atividades. Nesse contexto, enquadram-se a mineração de carvão e agricultura de arroz irrigado. A mineração e o beneficiamento de carvão possibilitam o contato da água com resíduos formando a drenagem ácida de mina que, em grande parte dos casos, é despejada em cursos d’água adjacentes prejudicando outros usos da água. Já o cultivo de arroz irrigado exige a captação de grandes volumes de água, podendo causar escassez desse recurso. O desenvolvimento de ambas as atividades em uma mesma bacia hidrográfica acarreta elevada pressão sobre os recursos hídricos, tendo em vista que a captação para irrigação diminui a vazão nos cursos d’água, agravando a concentração dos contaminantes oriundos da mineração. Assim, o presente trabalho tem por objetivo elaborar uma metodologia de planejamento da alocação econômica de recursos naturais em bacias hidrográficas, buscando produção ótima tanto do minério quanto do cultivo com a internalização dos custos ambientais a fim de que os parâmetros de qualidade da água, estabelecidos pela Resolução 357 do CONAMA, sejam respeitados e, desse modo, diminua a incidência de prejuízos a terceiros. Tal metodologia é pautada na elaboração de um modelo capaz de simular, ao longo do tempo de planejamento, a carga de poluentes lançada nos cursos d'água e o volume de água captado de uma bacia hidrográfica, considerando a aleatoriedade das variáveis envolvidas. Após a coleta de dados, a implantação da metodologia se dá em quatro cenários. O primeiro deles é a análise da situação em que não há internalização dos custos ambientais. Constatou-se que os limites estabelecidos pelo CONAMA são ultrapassados. O segundo cenário caracteriza-se pela tentativa de enquadramento dos cursos d’água na classe 3, desconsiderando a possibilidade de outros usos da água. Dadas as condições de tratamento de efluentes, tal enquadramento é possível com a redução de 4,30% da renda gerada na bacia em relação ao caso base. O terceiro cenário diz respeito à tentativa de enquadramento na classe 3, reservando-se 20% da vazão disponível para outros usos. Os resultados mostram ser possível tal enquadramento, mas a elevação dos gastos com tratamento de efluentes provoca a redução de 1,84% da renda gerada em relação ao caso base. A imposição do tratamento ativo de efluentes à mineração para enquadramento na classe 1 determina o quarto cenário. Com o tratamento ativo, não há necessidade de alocação de água para as atividades mineiras. Dessa forma, alocou-se 48% da vazão disponível para a irrigação do arroz, ficando, portanto 52% da vazão total disponível para outros usos. Neste cenário, foi necessária uma redução de 9,55% do valor presente líquido das atividades da bacia em relação ao caso base. / The environmental impacts caused by natural resources exploration may cause damages to third parties, since these agents’ actions harm the environment and, in some cases, make the existence of other activities unfeasible. This context includes coal mining and irrigated rice cropping. Coal mining and beneficiation make possible the contact between water and coal waste generating acid mine drainage, which is dumped into adjacent rivers, in most cases, damaging other water uses. The cultivation of rice requires the capture of large volumes of water, causing the scarcity of this resource. The development of both activities in the same river basin causes high pressure on water resources because the capture for irrigation reduces the flow in rivers, exacerbating the concentration of contaminants from mining. Thus, this study aims to develop a methodology for planning the economic allocation of natural resources in river basins, seeking optimum production of both the ore and the cultivation with the internalization of environmental costs so that water quality parameters, established by CONAMA’s Resolution 357, are respected and thereby decrease the incidence of damage to third parties. This methodology is based on the elaboration of a model which is able to simulate over the planning time, the load of pollutants released into water courses and the volume of water captured from a watershed, considering the randomness of the variables involved. After collecting data, the implementation of the methodology is given in four alternative cases. The first is the analysis of the situation in which there is no internalization of environmental costs. It was found that the limits established are exceeded. The second alternative case is characterized by the attempt of framing watercourses in Class 3, ignoring the possibility of other water uses. Given the conditions of wastewater treatment, such framing is possible with a reduction of 4.30% of the income generated in the basin over the base case. The third alternative concerns the attempt to frame rivers into class 3, reserving 20% of water flow available for other uses. The results show that such framing is possible, but the increase in wastewater treatment costs causes a reduction of 1.84% of the income generated in relation to the base case. The imposition of active effluent treatment to mining activities in order to frame waters into class 1 determines the last alternative. With active treatment, there is no need to allocate water to mining activities. Thus, 48% of the available water flow is allocated for rice crops irrigation, and therefore 52% of the total available water flow is reserved for other uses. In this alternative case, there is a 9.55% reduction, in relation to the base case, in net present value of the activities developed in the basin.

Os impactos ambientais provocados pela exploração de recursos naturais podem causar prejuízos a terceiros já que a ação destes agentes sobre o meio prejudica e, em alguns casos, inviabiliza a existência de outras atividades. Nesse contexto, enquadram-se a mineração de carvão e agricultura de arroz irrigado. A mineração e o beneficiamento de carvão possibilitam o contato da água com resíduos formando a drenagem ácida de mina que, em grande parte dos casos, é despejada em cursos d’água adjacentes prejudicando outros usos da água. Já o cultivo de arroz irrigado exige a captação de grandes volumes de água, podendo causar escassez desse recurso. O desenvolvimento de ambas as atividades em uma mesma bacia hidrográfica acarreta elevada pressão sobre os recursos hídricos, tendo em vista que a captação para irrigação diminui a vazão nos cursos d’água, agravando a concentração dos contaminantes oriundos da mineração. Assim, o presente trabalho tem por objetivo elaborar uma metodologia de planejamento da alocação econômica de recursos naturais em bacias hidrográficas, buscando produção ótima tanto do minério quanto do cultivo com a internalização dos custos ambientais a fim de que os parâmetros de qualidade da água, estabelecidos pela Resolução 357 do CONAMA, sejam respeitados e, desse modo, diminua a incidência de prejuízos a terceiros. Tal metodologia é pautada na elaboração de um modelo capaz de simular, ao longo do tempo de planejamento, a carga de poluentes lançada nos cursos d'água e o volume de água captado de uma bacia hidrográfica, considerando a aleatoriedade das variáveis envolvidas. Após a coleta de dados, a implantação da metodologia se dá em quatro cenários. O primeiro deles é a análise da situação em que não há internalização dos custos ambientais. Constatou-se que os limites estabelecidos pelo CONAMA são ultrapassados. O segundo cenário caracteriza-se pela tentativa de enquadramento dos cursos d’água na classe 3, desconsiderando a possibilidade de outros usos da água. Dadas as condições de tratamento de efluentes, tal enquadramento é possível com a redução de 4,30% da renda gerada na bacia em relação ao caso base. O terceiro cenário diz respeito à tentativa de enquadramento na classe 3, reservando-se 20% da vazão disponível para outros usos. Os resultados mostram ser possível tal enquadramento, mas a elevação dos gastos com tratamento de efluentes provoca a redução de 1,84% da renda gerada em relação ao caso base. A imposição do tratamento ativo de efluentes à mineração para enquadramento na classe 1 determina o quarto cenário. Com o tratamento ativo, não há necessidade de alocação de água para as atividades mineiras. Dessa forma, alocou-se 48% da vazão disponível para a irrigação do arroz, ficando, portanto 52% da vazão total disponível para outros usos. Neste cenário, foi necessária uma redução de 9,55% do valor presente líquido das atividades da bacia em relação ao caso base. / The environmental impacts caused by natural resources exploration may cause damages to third parties, since these agents’ actions harm the environment and, in some cases, make the existence of other activities unfeasible. This context includes coal mining and irrigated rice cropping. Coal mining and beneficiation make possible the contact between water and coal waste generating acid mine drainage, which is dumped into adjacent rivers, in most cases, damaging other water uses. The cultivation of rice requires the capture of large volumes of water, causing the scarcity of this resource. The development of both activities in the same river basin causes high pressure on water resources because the capture for irrigation reduces the flow in rivers, exacerbating the concentration of contaminants from mining. Thus, this study aims to develop a methodology for planning the economic allocation of natural resources in river basins, seeking optimum production of both the ore and the cultivation with the internalization of environmental costs so that water quality parameters, established by CONAMA’s Resolution 357, are respected and thereby decrease the incidence of damage to third parties. This methodology is based on the elaboration of a model which is able to simulate over the planning time, the load of pollutants released into water courses and the volume of water captured from a watershed, considering the randomness of the variables involved. After collecting data, the implementation of the methodology is given in four alternative cases. The first is the analysis of the situation in which there is no internalization of environmental costs. It was found that the limits established are exceeded. The second alternative case is characterized by the attempt of framing watercourses in Class 3, ignoring the possibility of other water uses. Given the conditions of wastewater treatment, such framing is possible with a reduction of 4.30% of the income generated in the basin over the base case. The third alternative concerns the attempt to frame rivers into class 3, reserving 20% of water flow available for other uses. The results show that such framing is possible, but the increase in wastewater treatment costs causes a reduction of 1.84% of the income generated in relation to the base case. The imposition of active effluent treatment to mining activities in order to frame waters into class 1 determines the last alternative. With active treatment, there is no need to allocate water to mining activities. Thus, 48% of the available water flow is allocated for rice crops irrigation, and therefore 52% of the total available water flow is reserved for other uses. In this alternative case, there is a 9.55% reduction, in relation to the base case, in net present value of the activities developed in the basin.

[pt] Neste trabalho estudou-se a remoção de manganês II, de efluentes da indústria mineira, por sorção, utilizando dois tipos de sorventes: o minério de paligorsquita proveniente Nova Guadalupe (Piauí) e a fração pesada das cinzas proveniente da queima de carvão mineral da indústria termoelétrica de Tubarão (SC). Foi apresentado um breve histórico da sorção de metais em argilas e óxidos, além das características dos processos de sorção e a análise dos principais trabalhos correlatos disponíveis na literatura, procurando evidenciar dados de isotermas e cinética de sorção em sorventes similares. Para a caracterização dos sorventes realizaram-se: análise granulométrica, fluorescência e difração de raios-X, análise termogravimétrica, medição da superfície especifica (BET) e análise com o microscópio eletrônico de varredura. Para avaliar o efeito múltiplo das variáveis: concentração inicial de manganês, pH, força iônica e razão sorvente/solução, na sorção de manganês utilizou-se a metodologia de supe rfície re sposta, empregando o planejamento estatístico central composto para ambos os sorventes. As variáveis mais significativas foram a razão sorvente/solução, a concentração inicial de manganês e a força iônica, para a paligorsquita; e para as cinzas de carvão foram a concentração inicial de manganês, a razão sorvente/solução e o pH. Determinou-se a cinética de sorção de manganês a diferentes valores de pH a 25 ºC, adequandose melhor o modelo de pseudo -segunda ordem para os dois tipos de sorvente. Mostrou-se uma maior constante cinética a pH 8,5 (26,6 g.mg -1min -1) para a paligorsquita e para as cinzas de carvão a pH 6,0 (5,02 g.mg -1min-1). Foram testados os modelos de Langmuir e Freundlich para avaliar a capacidade de sorção dos sorventes. O modelo de Fr eundlich se ajustou melhor para a paligorsquita e o modelo de Langamuir para as cinzas de carvão. A importância dos resultados obtidos visa à utilização destes sorventes na remoção de manganês de acordo com as características do efluente e da disponibilidade do sorvente, além de abrir a possibilidade de aplicação destes sorventes para remoção de outros metais. / [en] In this work the removal of manganese II, of mining industry effluent was studied, by sorption, using two types of sorbent s: palygorskite ore and heavy coal ash (proceeding from coal burning of a thermo electrical plant ). A brief historical of metals sorption in clays and oxides was presented, besides the characteristics of sorption processes and the analysis of the main works available in literature, looking for evidence isotherms and sorption kinetic data in similar sorbent s. The sorbents characterization was realized by: screen anal ysis, X-ray fluorescence and diffraction, thermo gravimetric analysis, specific surface area (BET) and scanning electron microscopy. To evaluate the multiple effect of the variable s: manganese initial concentration, pH, ionic strength and ratio sor bent/sol ution, in the manganese sorption was used the surface res ponse methodology, us ing a statistical experimental central composite design for both sor bents. The most significant variables were the ratio sorbent/solution, the initial manganese concentration and the ionic strength, for the pal ygorskite; and for coal ash were the initial manganese concentration, the ratio sorbent/solution and the pH. It was determined the manganese sorption kinetic at different pH values at 25ºC.The pseudo-second order model found to be the best correlation for both types of sorbents. The greater kinetic constant was obtained in pH 8.5 (26.6 g.mg-1min-1) for the palygorskite and for coal ash in pH 6,0 (5. 02 g.mg-1min-1). Langmuir and Freundlich models had been tested to evaluate the sorption capacity of the sorbents. The experimental data were correlated better by the Freundlich isotherm model for the palygorskite and the Langmuir isotherm model for coal ash. The importance of the results aim to use these sorbents in the manganese removal in agreement with the characteristics of the effluent and the availability of sor bent s, besides, opening the possibility to use these sor bents for the removal of other metals.

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T15:11:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T03:33:33Z : No. of bitstreams: 1 143370.pdf: 18784616 bytes, checksum: 7fa2eee7a90b833ffa1862a04b586873 (MD5)

[pt] Diferentemente de muitas outras rochas, o carvão é uma rocha sedimentar composta principalmente de matéria orgânica derivada de detritos vegetais, acumulados em turfeiras em diferentes períodos geológicos. O carvão é um recurso econômico essencial em muitos países, tendo sido a principal força motriz por trás da revolução industrial. O carvão é amplamente utilizado industrialmente para diversos fins: carbonização e produção de coque, produção de ferro/aço, carvão térmico para gerar eletricidade, liquefação e gaseificação. A utilização do carvão é ditada pelas suas propriedades que são geralmente classificadas como sua composição, rank e grau. A composição do carvão, em termos dos seus macerais, e a sua classificação são determinadas manualmente por um petrógrafo, devido à sua natureza complexa. Este estudo almejou desenvolver um método automático baseado na aprendizagem de máquina para segmentação automática de macerais a nível de grupo e um módulo para determinação de rank por refletância em imagens petrográficas do carvão que pode melhorar a eficiência deste processo e diminuir a subjetividade do operador. foi desenvolvida uma abordagem de aprendizagem profunda da arquitetura baseada na Mask R-CNN para identificar e segmentar o grupo de maceral vitrinite, o qual é fundamental para a análise do rank, uma vez que a classificação é determinada pela reflectância da collotelinite (maceral desse grupo). Em segundo lugar, foi desenvolvido um método de processamento de imagem para analisar as imagens segmentadas de vitrinite e determinar a classificação do carvão, associando os valores cinzentos à reflectância. Para a segmentação de maceral, foram utilizadas cinco amostras para treinar a rede, 174 imagens foram utilizadas para treino, e 86 foram utilizadas para validação, com os melhores resultados obtidos para os modelos de vitrinite, inertinita, liptinita e colotelinita (89,23%, 68,81%, 37,00% e 84,77% F1-score, respectivamente). Essas amostras foram utilizadas juntamente com outras oito amostras para determinar os resultados de classificação utilizando a reflectância de collotelinite. As amostras variaram entre 0,97% e 1,8% de reflectância. Este método deverá ajudar a poupar tempo e mão-de-obra para análise, se implementado num modelo de produção. O desvio médio quadrático entre o método proposto e os valores de reflectância de referência foi de 0,0978. / [en] Unlike most other rocks, coal is a sedimentary rock composed primarily of organic matter derived from plant debris that accumulated in peat mires during different geological periods. Coal is also an essential economic resource in many countries, having been the main driving force behind the industrial revolution. Coal is still widely used industrially for many different purposes: carbonization and coke production, iron/steel making, thermal coal to generate electricity, liquefaction, and gasification. The utility of the coal is dictated by its properties which are commonly referred to as its rank, type, and grade. Coal composition, in terms of its macerals, and its rank determination are determined manually by a petrographer due to its complex nature. This study aimed to develop an automatic method based on machine learning capable of maceral segmentation at group level followed by a module for rank reflectance determination on petrographic images of coal that can improve the efficiency of this process and decrease operator subjectivity. Firstly, a Mask R-CNN-based architecture deep learning approach was developed to identify and segment the vitrinite maceral group, which is fundamental for rank analysis, as rank is determined by collotelinite reflectance (one of its individual macerals). Secondly, an image processing method was developed to analyze the vitrinite segmented images and determine coal rank by associating the grey values with the reflectance. For the maceral (group) segmentation, five samples were used to train the network, 174 images were used for training, and 86 were used for testing, with the best results obtained for the vitrinite, inertinite, liptinite, and collotelinite models (89.23%, 68.81%, 37.00% and 84.77% F1-score, respectively). Those samples were used alongside another eight samples to determine the rank results utilizing collotelinite reflectance. The samples ranged from 0.97% to 1.8% reflectance. This method should help save time and labor for analysis if implemented into a production model. The root mean square calculated between the proposed method and the reference reflectance values was 0.0978.