Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-09-12T17:38:44Z No. of bitstreams: 1 MARIA JOSICLEIDE FELIPE GUEDES – TESE (PPGRN) 2018.pdf: 5583855 bytes, checksum: 596a8968a2b1827271eb605c4751fa06 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-12T17:38:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARIA JOSICLEIDE FELIPE GUEDES – TESE (PPGRN) 2018.pdf: 5583855 bytes, checksum: 596a8968a2b1827271eb605c4751fa06 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / O biogás gerado pela biodegradação anaeróbia dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) se configura como uma fonte alternativa de energia, entretanto, vem sendo desperdiçado em muitos aterros sanitários, na forma de emissões de Gases do Efeito Estufa (GEE) à atmosfera. A geração e emissão de gases são influenciadas por fatores associados às características operacionais dos aterros e dos resíduos, bem como aqueles relacionados às condições meteorológicas locais; os quais podem interferir na quantidade e qualidade dos gases gerados. Nessa perspectiva, o estudo das emissões de biogás se constitui em uma importante contribuição para a gestão de aterros sanitários, permitindo avaliar a eficiência das camadas de cobertura de solo compactado, além de permitir a otimização do sistema de drenagem dos gases e a recuperação energética do metano. Dentro desse contexto, o objetivo desta pesquisa foi estudar as emissões de biogás em aterro de Resíduos Sólidos Urbanos no semiárido brasileiro, no que concerne aos aspectos qualiquantitativos, a fim de gerar uma base de dados para apoiar a gestão sustentável desses empreendimentos. Esse estudo foi conduzido em uma célula de RSU, denominada de Célula 2, que se constitui em um aterro em escala real e está localizada no Aterro Sanitário em Campina Grande-PB. A operação da Célula 2 compreendeu o período entre 27/dezembro/2015 e 8/maio/2016, quando foi executada a camada de cobertura final de solo compactado. A massa total de RSU na Célula 2 foi de, aproximadamente, 62 mil toneladas, com uma taxa média de disposição de resíduos em torno de 465 t.dia-1. A metodologia da pesquisa englobou um plano de monitoramento das emissões de gases na Célula 2, o qual consistiu em medições: i) no sistema de drenagem vertical de biogás; ii) na interface soloresíduo; e iii) na camada de cobertura de solo compactado. Por meio dos resultados obtidos nesta pesquisa, foram verificadas concentrações médias de CH4, nos 9 (nove) drenos verticais (DV) de gases, superiores a 50% no período monitorado. A vazão total de CH4 variou na faixa de 59 a 17 Nm³.h-1, no período de 270 a 570 dias após o encerramento da Célula 2, implicando em uma redução dessa vazão de 70% durante esse intervalo de tempo. A taxa de captação de biogás por tonelada de resíduos aterrados variou de 15 a 4 Nm³.t-1.ano-1 (entre 270 e 570 dias). As emissões superficiais de metano pela camada de cobertura da Célula 2 totalizaram uma vazão inferior a 2 Nm³.h-1, no período de estiagem. Porém, a vazão de CH4 pela camada de cobertura foi significativamente inferior à vazão pelos DVs, correspondendo a um percentual inferior a 9% no período em análise. Os principais fatores que contribuíram para esse desempenho foram o elevado grau de compactação médio obtido para a Célula 2, a ausência de pressões diferenciais de gases na interface solo-resíduo, a eficiência do sistema de drenagem vertical de gases e a baixa permeabilidade do solo à água e ao ar. As estimativas da vazão de CH4 realizadas para a Célula 2, por meio do Landfill Gas Emissions Model, são compatíveis com uma potência máxima de 80 kW, disponível até 2047. Entretanto, as estimativas teóricas de vazão de biogás não refletiram o comportamento dos dados experimentais, visto que, nessas avaliações, não foi identificado o decaimento expressivo da vazão de metano, decorridos 570 dias de monitoramento da Célula 2. Portanto, faz-se necessário estudar possíveis soluções para ativar o potencial energético teórico dos resíduos na célula investigada. / The biogas generated by anaerobic biodegradation of Municipal Solid Waste (MSW) is an alternative energy source, however, it has been wasted in many landfills, in the form of emissions of Greenhouse Gases (GHG) to the atmosphere. The generation and emission of gases are influenced by factors associated with the operational characteristics of landfills and waste, as well as those related to local meteorological conditions; which may interfere with the quantity and quality of the generated gases. In this perspective, the study of biogas emissions is an important contribution of landfills management, allowing to evaluate the efficiency of the compacted soil cover layers, besides allowing the optimization of the gas drainage system and the methane energy recovery. Within this context, the objective of this research was to study the biogas emissions in Municipal Solid Waste landfill in the Brazilian semi-arid region, regarding qualitative and quantitative aspects, in order to generate a database to support the sustainable management of these enterprises. This study was conducted in a MSW cell, denominated Cell 2, built in a real-scale landfill and is located in the Campina Grande-PB Landfill. The operation of Cell 2 comprised the period between December 27, 2015 to May 8, 2016, when the final soil cover layer was executed. The total MSW mass of MSW in Cell 2 was approximately 62 thousand tons, with a mean waste disposal rate of around 465 t.day-1. The research methodology encompassed a gas emissions monitoring plan in Cell 2, which consisted of measurements: i) in the vertical biogas drainage system; ii) at the soil-residue interface; iii) in the compacted soil cover layer. Through the results obtained in this research, average concentrations of CH4, in the 9 (nine) Gas Drains (DV), higher than 50% in the monitored period. The total CH4 flow ranged from 59 to 17 Nm³.h-1, in the period from 270 to 570 days after the closure of Cell 2, implying a reduction of this flow by 70% during this time interval. The rate of capture of biogas per tonne of landfill residues varied from 15 to 4 Nm³.t- 1.year-1 (from 270 to 570 days). The surface emissions of methane by the cover layer of Cell 2 totaled a flow lower than 2 Nm³.h-1, during the dry season. However, the CH4 flow through the cover layer was significantly lower than the flow rate for the DVs, corresponding to a percentage lower than 9% in the period under analysis. The main factors that contributed to this performance were the high degree of average compaction obtained for Cell 2, the absence of gas differential pressures at the soil-residue interface, the efficiency of the vertical gas drainage system and the low permeability of the soil to water and air. The CH4 flow accomplished for Cell 2, using the Landfill Gas Emissions Model, are compatible with a maximum power of 80 kW, available until 2047. However, the biogas flow theoretical estimates did not reflect in the behavior of the experimental data, since in these evaluations, the significant decay of the methane flow was not identified after 570 days of monitoring of Cell 2. Therefore, it is necessary to study possible solutions to activate the theoretical energetic potential of the residues in the investigated cell.

Este texto trata da estimação de espectro direcional de ondas a partir de movimentos de primeira ordem de sistemas oceânicos estacionários utilizando um método de inferência bayesiano. Após descrição do método e discutidas suas principais fontes de incertezas, este foi validado experimentalmente através de ensaios com dois tipos de embarcações para ondas irregulares e mares bimodais, e verificado com dados de monitoração em escala real. Uma comparação preliminar com dados provenientes de um radar próximo ao sistema monitorado também foi feita. Com base nestes resultados, discute-se a eficiência do método e suas limitações. / This text is about estimating directional wave spectra based on first order motions of stationary systems by means of a bayesian inference method. After being described the method and its main sources of uncertainties discussed, an experimental validation was carried out with two different types of hulls for irregular waves and bimodal seas, with a posterior verification using data from a real scale monitoring campaign. Also, a preliminary comparison with data from a radar in the vicinities of the monitored system was made. Based on those results, the methods efficiency is discussed, along with its limitations.

No Brasil, o modelo implantado de esgotamento sanitário é centralizado, baseado em grandes redes de coleta de esgoto para transporte até as estações de tratamento. No entanto, o atendimento para que uma maior parcela da população possa ser atendida, modelos e sistemas descentralizados devemser adotados. Os wetlands construídos são amplamente citados como soluções sustentáveis, com apelo natural e de custo competitivo para o tratamento de águas residuárias de diversas fontes e são ainda apontados como uma tecnologia adequada e viável para a implantação de sistemas descentralizados de esgotamento sanitário. Nesse contexto, o presente estudo buscou a partir de um estudo de caso compreender o comportamento de um wetlands construídos híbridos em escala real no tratamento de esgoto sanitário, com operação registrada de 50 meses. O estudo buscou compreender os problemas operacionais ocorridos e os efeitos sobre as eficiências de remoção de carga orgânica, as possíveis correlações entre o tempo de operação, dos wetlands construídos na eficiência de remoção de carga orgânica além da influência da temperatura do ar e pluviometria. A eficiência de remoção média ao longo dos 50 meses para DBO520 e DQO foi de 82% e 72% respectivamente. Nenhuma correlação de grande representatividade foi encontrada, mas correlações negativas fracas foram observadas entre a eficiência de remoção de carga orgânica e a temperatura ambiente e entre a mesma eficiência e o tempo de operação / The wastewater collection and treatment model adopted in Brazil is centralized, based on great networks and treatment plants; however, the provision to a large part of the population requires that models and systems be decentralized. The constructed wetlands are often mentioned as sustainable solutions, for its natural appeal and competitive cost for treating wastewater from several sources; they are also pointed out as a viable and adequate technology for the implementation of decentralized sanitation systems. In this scenario, this study aims at applying a scientific analysis, based on a case study, of a system of hybrid constructed wetlands for treating domestic sewage, in full-scale, whose operation was registered for 50 months. This dissertation aims at describing, in detail, the project criteria and the constructive methodologies used by reporting the advantages and problems created by these criteria, besides analyzing the efficiency in the removal of organic load affected by the wastewater system, testing if there is any correlation between time of operation of the wetland system and its efficiency to remove organic load, and between the variations of temperature in the region where the system is operating and the efficiency, and, finally, between pluviometry in the region where the system is operating and the efficiency. In conclusion, the study compares the results obtained from data of other full-scale systems in different locations, in full-scale. The study found average removal efficiency throughout the 50 months for BOD5 and COD of 82% and 72%, respectively. No major correlation was found, but weak negative correlations were observed between the organic load removal efficiency and room temperature, and between efficiency and time of operation

Este texto trata da estimação de espectro direcional de ondas a partir de movimentos de primeira ordem de sistemas oceânicos estacionários utilizando um método de inferência bayesiano. Após descrição do método e discutidas suas principais fontes de incertezas, este foi validado experimentalmente através de ensaios com dois tipos de embarcações para ondas irregulares e mares bimodais, e verificado com dados de monitoração em escala real. Uma comparação preliminar com dados provenientes de um radar próximo ao sistema monitorado também foi feita. Com base nestes resultados, discute-se a eficiência do método e suas limitações. / This text is about estimating directional wave spectra based on first order motions of stationary systems by means of a bayesian inference method. After being described the method and its main sources of uncertainties discussed, an experimental validation was carried out with two different types of hulls for irregular waves and bimodal seas, with a posterior verification using data from a real scale monitoring campaign. Also, a preliminary comparison with data from a radar in the vicinities of the monitored system was made. Based on those results, the methods efficiency is discussed, along with its limitations.

[pt] O uso de sistemas estruturais mistos no mercado brasileiro tem aumentado nos últimos anos. Nesses sistemas as seções de diversos elementos estruturais são compostas por aço e concreto e suas resistências à tração e à compressão, respectivamente, são utilizadas de forma otimizada. Este estudo tem por objetivo avaliar o comportamento estrutural do vigamento de piso misto tipo Stub-Girder, modificado para melhor aproveitamento dos perfis em sua fabricação. O estudo é baseado em formulações não lineares físicas por meio do método dos elementos finitos (MEF), com uso do software ANSYS. Para calibrar o modelo numérico, foram utilizados dados de ensaios em escala real disponíveis na literatura, além de um ensaio em escala real realizado no Laboratório de Estruturas do departamento de Engenharia Civil e Ambiental da PUC-Rio. Uma análise paramétrica foi realizada utilizando diversos tipos de perfis disponíveis no mercado brasileiro para que o sistema Stub-Girder modificado pudesse ser avaliado no que diz respeito à resistência e rigidez. Foi ainda mostrado que os modelos constitutivos adotados para o concreto apresentam resultados coerentes e próximos dos obtidos em laboratório. / [en] Steel-concrete composite structural systems are increasingly adopted in Brazil s construction industry. In these systems steel and concrete are used to create sections that behave in structurally efficient manner by utilizing steel s tensile strength and concrete s compressive strength. The purpose of this research is to evaluate the structural behavior of a Stub-Girder floor system, modified to improve the use of steel profiles in its manufacturing process. A numerical procedure is developed, based on nonlinear analysis through the use of the finite element method (FEM), employing the software ANSYS. To calibrate the numerical model, data from full-scale tests available in the literature were used in addition to a full-scale test carried out in the Structures Laboratory (Civil Engineering and Environment department, PUC-Rio). A parametric analysis was performed using several types of profiles available in the Brazilian market so that the modified stub-girder system could be evaluated regarding strength and stiffness. The constitutive models for concrete were shown to be coherent with laboratory results.