Estágio realizado na Bosch Termotecnologia, S. A. e orientado pelo Eng.º João Matos / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Construções Civis). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Estágio realizado na EFACEC Ambiente, S.A. e orientado pelo Eng.º Isabel Saraiva / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Térmica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Clito Afonso

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenhariado Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Dissertação apresentada para obtenção parcial do grau de Mestre em Engenharia Mecânica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Doutor Clito Félix Alves Afonso e do Doutor António Luís Moura Joyce

La disponibilitat, qualitat i accés a l'aigua per al consum humà, per a l'ús domèstic, ramader, agrícola, industrial, etc. va lligat a la latitud, longitud i altura geogràfica, al nivell de desenvolupament i a la cultura pròpia d'una zona. En termes generals, el percentatge d'aigua dolça de fàcil disponibilitat a nivell mundial és del voltant del 0,6%. Una xifra baixa respecte al volum total d'aquest recurs natural. Com a conseqüència d'aquest fet, cal destacar l'augment dels esforços destinats a la reducció del seu ús, a la seva reutilització, al seu pre/post tractament, etc. És en aquest context en el qual s'emmarca aquesta tesi doctoral: el tractament d'aigües contaminades per fonts antropogèniques. S'estén més enllà del tractament dut a terme a les EDARs, i es situa front la problemàtica sorgida arran de la presència dels contaminants emergents al sistema aquàtic, com són els metabòlits d'alguns fàrmacs, determinats productes farmacèutics, productes per a la cura personal, etc. Alguns d'ells es caracteritzen per la seva baixa biodegradabilitat i/o ecotoxicitat. Conseqüentment, haurien de ser tractats mitjançant processos alternatius a la depuració convencional. L'ús dels anomenats processos químics i electroquímics d'oxidació avançada (AOP/AEOPs) és una solució potencial. Concretament, en aquesta tesi, determinats AOP/AEOPs han estat utilitzats per al tractament d'una aigua residual de baixa biodegradabilitat contaminada amb un producte provinent de la indústria farmacèutica, anomenat _-metil-fenilglicina (_-MPG). La comparació de diferents tipus d'AOP/AEOPs, sota varies condicions experimentals, és avaluat al llarg del treball duent a terme el seguiment i quantificació de les espècies majoritàries presents a l'aigua. L'augment de l'eficiència d'aquests processos, així com la reducció del seu impacte ambiental, és evidenciat fent ús de la radiació solar com a recurs renovable. Escollir el procés i condicions més adequades per al tractament d'aquest tipus d'aigües correspon a una situació de compromís entre el que proporciona una major eficiència i un menor impacte ambiental. És en aquest marc que, alternativament, s'ha avaluat i comparat la combinació d'un tractament d'oxidació avançada, que permeti l'obtenció d'aigua ràpidament biodegradable, amb un posterior tractament biològic de fangs activats. Així mateix, determinats AOP/AEOPs, sota condicions concretes, podrien ser proposats per a territoris on la salubritat de l'aigua és qüestionable i a on no es disposa dels recursos econòmics ni de la infraestructura suficients per a la construcció d'EDARs. mL'estudi en qüestió s'ha dut a terme a nivell de laboratori, de manera que cal tenir en compte que els resultats són vàlids per aquesta escala. / Water availability and quality assigned to human activities is linked to the geographic latitude, longitude and altitude, as well as to the level of development and the typical culture of a specific area. In general terms, only around 0.6% of total water volume of the Earth is easily available. Consequently, there is a rise of international efforts centred to reduce its use/abuse, to its reutilization, and its pre/post-treatment. In the above context, this doctoral thesis is centred in the anthropogenic wastewater treatment. Specifically, it pays special attention to current water contamination by emergent contaminants since as some pharmaceutical compounds, its secondary metabolites, some cure personal products, etc. Some of they are characterized by its non-biodegradability and eco-toxicity; consequently they should be eliminated to water by means of alternative treatment to activate sludge process that it is a conventional biological treatment in the Municipal Wastewater Treatment Plants (WWTPs). Advanced Oxidation Processes (AOPs) are a potential solution for bioremediation. In this work, some AOPs have been carried out to treat some water contaminated with _-methyl-phenylglycine, a non-biodegradable compound that comes from pharmaceutical industry. Several AOPs (Fenton, solar photo-Fenton, electro-Fenton and solar photoelectro-Fenton), under different conditions, are used to rise water biodegradability. Time evolution of total carbon organic (TOC), hydrogen peroxide, main inorganic nitrogenated species are followed during the treatment. Moreover, main intermediates aromatic compounds and carboxylic acids are detected, postulating a degradative pathway. Environmental impact associated to above processes have been evaluated using as a tool the Life Cycle Assessment (LCA). Efficiency and environment sustainability are raised with the use of solar light. Alternatively, processes with the minor environmental impact are been choose to carry out a chemical-biological coupling treatment: AOP allows rise water biodegradability and with the biological treatment water depuration is finished. In addition, some AOP, under specific conditions, could be suggested to territories where water healthiness is questionable and where there aren't enough economic resources either infrastructure to build some WWTPs. The study has been carried out at laboratory level, so that it is necessary to take that the results are valid for this scale.

Orientador: Vicente Luiz Scalon / Banca: Alcides Padilha / Banca: Ismael de de Marchi Neto / Resumo: Atualmente a disponibilidade de energia é uma uma grande preocupação da humanidade, pois a maior porcentagem da energia consumida é oriunda da exploração de recursos naturais, como o carvão mineral, gás natural e petróleo. Neste cenário, as energias renováveis têm um papel muito importante. As hidroelétricas, biomassa, eólica, geotérmica, solar, entre outras são a solução da disponibilidade de energia para o futuro. Dentre tais energias, a energia solar merece um destaque pelo seu enorme potencial, porém muito ainda é preciso progredir para aumentar a eficiência destas fontes. Com esse intuito, este trabalho tem como foco estudar a influência na eficiência de coletores solares planos ao introduzir barreiras em sua cavidade interna, a fim de bloquear a livre circulação do ar, desta maneira, diminuindo a perda de calor pela convecção interna. Foi realizado testes experimentais com as mesmas características térmica e geométricas dos espaços de confinamento de ar. O fluxo de calor é introduzido através de resistências elétricas e acompanhamento de um controle eletrônico para garantir que a temperatura permaneça constante ao longo de toda a base (chapa de alumínio). Com a monitoração e coleta dos dados da potência elétrica dissipada e as temperaturas do volume de controle estudado, foi analizado o comportamento do coeficiente convective natural, possibilitando a análise ao variar o número de barreiras (cavidades) assim como sua inclinação, sendo possível notar uma redução do coeficiente convectivo com o uso de barreiras / Abstract: Currently the availability of energy is a major concern of humanity, for the largest percentage of energy consumed comes from the exploitation of natural resources, such as coal, natural gas and oil. In this scenario, renewable energies have a very important role. Hydroelectric, biomass, wind, geothermal, solar, among others are the solution to the because of its enormous potential, however much progress is still needed to increase the efficiency of these sources. To this end, this work focuses on studying the influence on the efficiency of solar collector plans to its internal cavity in order to block the free flow of air, thus, reducing heat loss by internal convection. Experimental testing was performed with the same thermal and geometrical characteristics of the air spaces of confinement. The heat flow is introduced through electrical and accompanied by an electronic control to ensure that the resistance temperature remains constant over the entire base (aluminum plate). With monitoring and data collection of dissipated electrical power and temperature control volume studied was verified behavior of the coefficient of the film, allowing the analysis to vary the number of barriers (wells) and the slope, which was noticeable reduction convective coefficient using barriers / Mestre