A alta complexidade da destinação dos resíduos sólidos nas megacidades, como é o caso do Município de São Paulo advém, não apenas da grande quantidade de resíduos gerados, mas também da sua extensão urbana.Os dois aterros sanitários localizados na periferia da Capital paulista – Bandeirantes e São João – recebem, diariamente, doze mil toneladas de resíduos urbanos, dentre as quais quase nove mil de resíduos domiciliares. Esses aterros ocupam, respectivamente, 140 e 85 hectares e estarão esgotados até o início da próxima década. O mero afastamento dos resíduos, destinação amplamente empregada nos municípios brasileiros, tem se mostrado como uma opção pouco viável nas megacidades, principalmente devido aos problemas urbanos a ele associados. Faz-se mister reduzir, significativamente, o volume de resíduos enviados aos aterros, meta não alcançada somente com o emprego da reciclagem. Através da incineração tem-se a redução necessária, sendo essa tecnologia já utilizada em diversos países.Com objetivo de modificar a atual destinação dos resíduos domiciliares de São Paulo para um sistema de estações redutoras de volume associado ao sistema viário principal, foi elaborada a proposta de implantação de seis incineradores localizados nas imediações de um anel viário metropolitano. Em cada unidade foi previsto um buffer de vegetação com a finalidade de minimizar os ruídos e os particulados no entorno, bem como proteger visualmente a área.A distribuição de unidades de redução de volume de resíduos permitiu a montagem de um sistema mais racional de transporte, com a eliminação das estações de transferência de resíduos e a diminuição das distâncias de transporte.Essa proposta, que respeita o zoneamento e as áreas de proteção ambiental, visa diminuir a dependência de grandes áreas para aterramento dos resíduos, reduzir os problemas resultantes do deslocamento de veículos coletores, ao mesmo tempo em que minimiza os efeitos negativos ao meio ambiente. / The extreme complexity of the solid waste management in mega cities like São Paulo is caused not only by the great amount of waste the city generates, but also by its huge urban area.The two existent sanitary landfills located in the outskirts of the city of São Paulo – namely Bandeirantes and São João – receive twelve thousand metric tons of urban solid waste daily, almost nine thousand metric tons of which are originated by household waste. These sanitary landfills occupy 140 and 85 hectares respectively, and it has been prognosticated that both areas will close before the next decade. The simple waste removal to areas outside the urban perimeter, a waste management concept implemented by most Brazilian cities, has been proved inefficient when mega cities are concerned, mainly due to urban problems associated with it. It is then necessary to reduce significantly the amount of waste sent to the sanitary landfills, a goal that has not been reached by simply recycling the waste. The technology of incineration on the other hand is an alternative that promotes this reduction and has been successfully used in many countries. A proposal has been devised to change the present management of household waste in São Paulo city to a system of reduction stations of the amount of waste linked to the main metropolitan road system. This proposal consists on the implementation of six incinerators placed in the vicinity of the metropolitan ring road. Each unit includes a vegetation buffer that both reduces the noise and particulates in the surroundings, and protects the area from visual pollution. The distribution of waste reduction units allowed the implementation of a more rational system of transportation, resulting in the elimination of the waste transfer stations and the shortening of the transportation distances. This proposal pays heed to the zone division of the city and the areas under environment protection, and aims at reducing the destination of large areas to the burying of waste as well as reducing the problems caused by the flow of the collecting vehicles, at the same time that it lessens the negative effects on the environment.

Submitted by BENEDITO LUIZ MARTINS null (martins_bl@hotmail.com) on 2018-01-17T18:07:08Z No. of bitstreams: 1 TESE FINAL _2017.pdf: 3661389 bytes, checksum: 7b4001b28a033f80f30fdf4f28f9e7b1 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Lucia Martins Frederico null (mlucia@fca.unesp.br) on 2018-01-22T11:31:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 martins,bl_dr_bot.pdf: 3661389 bytes, checksum: 7b4001b28a033f80f30fdf4f28f9e7b1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-22T11:31:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 martins,bl_dr_bot.pdf: 3661389 bytes, checksum: 7b4001b28a033f80f30fdf4f28f9e7b1 (MD5) Previous issue date: 2017-11-30 / O exponencial crescimento populacional e a crescente urbanização, agravado pelo desenvolvimento econômico da sociedade, tem como resultado o crescimento da geração de resíduos sólidos urbanos e também a necessidade cada vez maior de energia. As formas de destinação e disposição de resíduos impactam negativamente o meio ambiente. No entanto, os resíduos podem ser utilizados para recuperação de energia, a qual pode ser adicionada à matriz do país. A realização da gestão integrada dos resíduos sólidos, com base na Política Nacional de Resíduos Sólidos, apresenta também condições para o Brasil atuar de forma responsável e com mais sustentabilidade, através de uso de instrumentos como a logística reversa e a responsabilidade compartilhada, o que pode permitir a composição gradual da hierarquia da boa gestão dos resíduos sólidos: não gerar, reusar, reciclar, destinar e dispor. O objetivo desta tese é realizar um estudo sobre um projeto regional com 39 municípios para análise comparativa para destinação dos rejeitos dos resíduos sólidos urbanos em um incinerador e disposição em um aterro sanitário com captação do biogás, considerando a possibilidade de recuperação energética em ambos os sistemas. Em complemento objetiva-se a elaboração de uma análise documental sobre o tema resíduos sólidos com abordagem de critérios que possam ser comparados entre os dois sistemas, especificamente: emissão de gases de efeito estufa, ocupação de área física de terra, impactos negativos ao meio ambiente e hierarquia dos sistemas na gestão de resíduos sólidos. Para realização deste estudo foram adotadas as seguintes metodologias: análise documental sobre os resíduos sólidos; caracterização gravimétrica das frações de resíduos sólidos produzidas na região; cálculo de captação do biogás com recuperação energética utilizando a equação elabora pelo IPCC - International Panel on Climate Change, com distribuição triangular da produção do metano gerado ao longo dos anos pela degradação lenta e rápida dos resíduos; e recuperação de energia em sistema de incineração adotando-se o valor de 500 kWh por tonelada de resíduo sólido incinerada. Assumiu-se o período de 15 anos de disposição de resíduos sólidos em aterro sanitário, mas com captação do biogás no período de 30 anos, e funcionamento do sistema de incineração pelo período de 30 anos, como forma de comparação da recuperação energética em igual período entre ambos os sistemas. Os resultados mostraram que ambos os sistemas podem produzir energia, mas o sistema de incineração tem eficiência maior em 3,2 vezes. O sistema de aterro sanitário ocupa área física de terra 18 vezes maior e emite gases de efeito estufa 2,9 vezes mais que o sistema de incineração. Ambos os sistemas causam impactos ambientais negativos, e na análise da hierarquia para a gestão dos resíduos sólidos urbanos a destinação de resíduos sólidos em incinerador é estabelecida como a penúltima opção, enquanto que a disposição em aterro sanitário é a última opção. A conclusão do estudo é que a incineração leva vantagem sobre o aterro sanitário na gestão de resíduos sólidos, porque gera mais energia elétrica, emite menos gases de efeito estufa, utiliza menos área física de terra e, por ser um sistema fechado e estanque apresenta melhores condições para mitigação dos impactos ambientais negativos. / The exponential population growth and increasing urbanization, aggravated by the economic development of society, results in the growth of urban solid waste generation and also the increasing need for energy. The destination and disposal of solid waste cause negative impacts in the environment. However, solid waste can be used for energy recovery, which can be added to the country matrix. The implementation of integrated solid waste management, based on the National Solid Waste Policy, also presents conditions for Brazil to act in a responsible and more sustainable way, through the use of instruments such as reverse logistics and shared responsibility, which may allow the gradual composition of the hierarchy of ideal solid waste management: not generate, reuse, recycle, destine and dispose. The objective of this thesis is to realize a study on a regional project with 39 municipalities for comparative analysis for the destination of waste from urban solid waste in an incinerator and disposal in a landfill with biogas capture, considering the possibility of energy recovery in both systems. In addition, the objective of this paper is to elaborate a documentary analysis on the subject of solid waste, with approach to criteria that can be compared between the two systems, specifically: greenhouse gas emissions, occupation of the physical area of land, negative impacts on the environment and hierarchy of systems in solid waste management. In order to carry out this study, the following methodologies were adopted: documentary analysis on solid waste; gravimetric characterization of solid waste fractions produced in the region; calculation of biogas capture with energy recovery using the equation elaborated by the International Panel on Climate Change (IPCC), with a triangular distribution of the methane production generated over the years by the slow and rapid degradation of the wastes; and energy recovery in the incineration system, adopting the value of 500 kWh per ton of solid waste incinerated. It was adopted the period of 15 years for disposal of solid waste in landfill, but with biogas collection over a period of 30 years, and operation of the incineration system for a period of 30 years was used as a way of comparing the energy recovery in the same period between both systems. The results showed that both systems can produce energy, but the incineration system has a higher efficiency by 3,2 times. The landfill system occupies an area of land that is 18 times larger and emits greenhouse gases 2,9 times more than the incineration system. Both systems cause negative environmental impacts, and in the analysis of the hierarchy for the management of municipal solid waste the destination of solid waste in incinerator is established as the penultimate option, while landfill disposal is the last option. The conclusion of the study is that incineration takes advantage of the landfill in solid waste management because it generates more electricity, emits less greenhouse gases, uses less physical land area and, because it is a closed system, it has better conditions to mitigate negative environmental impacts.

O processo de transformação da pele em couro envolve uma seqüência complexa de reações químicas e processos mecânicos, no qual o curtimento representa fundamental estágio, por propiciar à pele características como qualidade, estabilidade hidrotérmica e excelentes propriedades para uso. O sulfato básico de cromo trivalente é o agente curtente predominantemente empregado no curtimento de peles em todo o mundo. É produzido a partir do cromato de sódio, industrialmente obtido do minério de cromo. Consideráveis quantidades de resíduos sólidos contendo cromo são geradas pelas indústrias coureira e calçadista. Estes resíduos tem sido motivo de preocupação constante, uma vez que são considerados perigosos devido a presença do cromo. O processo de incineração destes resíduos é uma importante alternativa a ser considerada, em decorrência de suas características de redução de massa, volume e possibilidade de aproveitamento da energia térmica dos gases de combustão. O processo de incineração dos resíduos das indústrias coureira e calçadista dá origem a cinzas contendo cerca de 40% de cromo que pode ser submetida a um processo de recuperação. Este trabalho apresenta os resultados da pesquisa sobre a utilização das cinzas, provenientes da incineração dos resíduos sólidos da indústria coureira e da indústria calçadista, para a produção de cromato de sódio(VI). No processo de planejamento e de condução dos experimentos foram utilizadas as técnicas de Planejamento Fatorial 2k, Metodologia de Superfície de Resposta e Análise de Variância na avaliação da produção de cromato de sódio(VI). Os fatores investigados foram: temperatura, taxa de aquecimento, tempo de reação, vazão de ar e quantidade de dolomita. A partir das variáveis selecionadas identificaram-se como parâmetros importantes a temperatura e a taxa de aquecimento. As superfícies de resposta tridimensionais obtidas a partir dos modelos de segunda ordem ajustados aos dados experimentais, apresentaram o comportamento do efeito conjugado dos fatores temperatura e taxa de aquecimento sobre a variável resposta grau de oxidação, desde a temperatura de inicio da reação química até a temperatura limite utilizada industrialmente. As condições de operação do processo de produção de cromato de sódio(VI) foram otimizadas. Os níveis ótimos dos fatores de controle aplicados as cinzas dos resíduos da indústria calçadista, geradas em uma planta piloto com incinerador de leito fixo, com tecnologia de gaseificação e combustão combinadas, apresentaram um grau de oxidação superior a 96% para as cinzas coletadas no ciclone e de 99,5% para as cinzas coletas no reator de gaseificação. Os resíduos sólidos, as cinzas e o produto de reação foram caracterizados por análises químicas, fluorescência de raio-X, microscopia eletrônica de varredura e difração de raio-X. / The transformation process of hides and skins in leather involves a sequence of complex chemical reactions and mechanical processes. Amongst these, tanning is the fundamental stage, which gives these leather characteristics: top handling quality, high hydrothermal stability and excellent properties of use. Trivalent chromium salts, typically hydrated basic chromium sulfate, are the most widely used tanning agent in the world. It is derived from Sodium Chromate that is industrially derived from ore chromate. Most quantity of solid wastes with chromium comes from leather and leather shoes industries. These leather wastes have been being the reason of constant worry because chromium makes it dangerous. The leather waste incineration process is an important alternative to be considered, because it results in reduction of mass, volume and allow make use of thermal energy. The incineration process waste residues, of leather and leather shoes industries, origins ashes with 40% of chromium that can pass through a process of recuperation. This paper presents the research results about ashes utilization, deriving from waste residues incineration of leather and shoes industry to produce Sodium Chromate (VI). The process of experimental and the process of planning were established according to statistical design of experiments. It was utilized techniques of 2k factorial designs, Response Surface Methodology and Analysis of Variance in the production evaluation of sodium chromate (VI). The factors studied were: temperature, heating rate, time reaction, flow rate of air and quantity of dolomite. Based on selected variables were identified as important parameters: temperature and heating rate. A second order polynomial regression equation was derived to plot 3-D response surface that clearly illustrate the relationship between the temperature and the rate heating of oven on chromium oxidation degree, since the beginning temperature of the chemical reaction until the limit temperature used at industries. The operating condition of the production process of sodium chromate (VI) was optimized. Using the great levels of the controlling factors on waste ashes residues of shoes industries, created at a pilot plant with fixed bed reactor with integrated gasification combined cycle, presented an oxidation degree of over 96% of ashes collected from cyclone, and of 99,5% of ashes collected from gasification chamber. The leather waste, ashes and reaction product were characterized by chemical analysis, fluorescence X-ray, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD).

Orientador: Prof. Dr. Reynaldo Palácios Bereche / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2015. / O Brasil possui crescente taxa de geração de resíduos sólidos urbanos. Tal resíduo é, em sua grande parte, alocado em aterros sanitários sendo que boa parte tem destinação inadequada. Em 2008, o governo brasileiro instituiu a política nacional de resíduos sólidos, que indica que somente o resíduo sem viabilidade econômica deve ser alocado em aterros sanitários sendo que aterros controlados e lixões devem ser fechados. Entre as diversas opções de tratamentos disponíveis, a incineração com aproveitamento energético se apresenta como uma opção a ser estudada uma vez que o país possui uma alta demanda de energia. Sendo assim, esse trabalho tem como objetivo o estudo das tecnologias e do potencial de geração de energia elétrica a partir de resíduos sólidos urbanos em ciclos de potência a vapor. O trabalho foi dividido em quatro estudos: (I) Estudo das correlações para determinação do poder calorífico; (II) Análise da influência da composição dos resíduos; (III) Análise técnico-econômica da planta; (IV) Análise econômica. O estudo (I) consistiu na comparação de diversas correlações e composições de RSU de forma a avaliar a melhor opção para o cálculo do PCI do combustível. O estudo comparou a resposta das correlações em relação aos valores experimentais e mostrou que os erros encontrados não são maiores do que o esperado pela variação da composição devido à mudança dos hábitos da população. Os estudos (II) e (III) levaram em conta a separação de materiais e alterações na configuração dos ciclos a vapor. O estudo (II) revelou que a separação da matéria orgânica é benéfica à incineração enquanto a remoção de plásticos é nociva do ponto de vista do aproveitamento energético. O estudo (III) revelou que existe um potencial de ganho considerável no aumento da eficiência desses ciclos. Por fim, o estudo (IV) mostrou que, para o Brasil, esta tecnologia ainda possui custo elevado e para viabilização, deveria ser buscado um aumento da eficiência com o aumento da escala de plantas desse tipo, além de fomentos econômicos na forma de financiamentos e redução de impostos. Como conclusão do trabalho foi possível observar o custo elevado da tecnologia e o potencial desta para o futuro. Esse potencial pode ser atingido com planejamento e conscientização da população para que, com o fim da vida dos aterros, essa tecnologia possa ser implementada com custo que viabilize este tratamento. / Brazil has an increasing rate of waste generation where such waste is, for the most part, allocated in landfills. In 2008, the Brazilian government established a national solid waste policy that states that only the economically unviable waste must be placed in landfills, while the controlled landfills and dumps should be closed. Among the available treatments, incineration with energy recovery is presented as an option to be studied once the country has a high energy demand. Therefore, this study aims to study the technologies and the potential for electricity from municipal solid waste incineration in steam cycles. This work was divided into four studies: (i) Study of correlations; (II) Analysis of the influence of the composition; (III) technical and economic analysis of the plant and (IV) economic analysis. The study (I) consists in comparing different correlations and compositions to assess the best choice for calculating the fuel¿s lower heating value. The study¿s goal was to shown the correlations with less difference compared to experimental data and showed that the errors found are not higher than expected by varying the composition due to changing population's habits. Studies (II) and (III) take into account the separation of materials and configuration changes in steam cycles. The study (II) revealed that the separation of the organic matter is beneficial to incineration while removing plastics is harmful. The study (III) revealed that there is considerable upside potential in increasing the efficiency of these cycles. Finally, the study (IV) revealed that, in Brazil, this technology still has high cost and, to make this technology viable, would be important to have higher efficiency and bigger plant scale along with economic stimulation to this technology. As conclusion, was possible to observe the high cost of technology and the potential in the future. This potential can be achieved with planning and public awareness so that, with the end of life of landfills, this technology can be implemented at a cost that enables this technology.

O processo de transformação da pele em couro envolve uma seqüência complexa de reações químicas e processos mecânicos, no qual o curtimento representa fundamental estágio, por propiciar à pele características como qualidade, estabilidade hidrotérmica e excelentes propriedades para uso. O sulfato básico de cromo trivalente é o agente curtente predominantemente empregado no curtimento de peles em todo o mundo. É produzido a partir do cromato de sódio, industrialmente obtido do minério de cromo. Consideráveis quantidades de resíduos sólidos contendo cromo são geradas pelas indústrias coureira e calçadista. Estes resíduos tem sido motivo de preocupação constante, uma vez que são considerados perigosos devido a presença do cromo. O processo de incineração destes resíduos é uma importante alternativa a ser considerada, em decorrência de suas características de redução de massa, volume e possibilidade de aproveitamento da energia térmica dos gases de combustão. O processo de incineração dos resíduos das indústrias coureira e calçadista dá origem a cinzas contendo cerca de 40% de cromo que pode ser submetida a um processo de recuperação. Este trabalho apresenta os resultados da pesquisa sobre a utilização das cinzas, provenientes da incineração dos resíduos sólidos da indústria coureira e da indústria calçadista, para a produção de cromato de sódio(VI). No processo de planejamento e de condução dos experimentos foram utilizadas as técnicas de Planejamento Fatorial 2k, Metodologia de Superfície de Resposta e Análise de Variância na avaliação da produção de cromato de sódio(VI). Os fatores investigados foram: temperatura, taxa de aquecimento, tempo de reação, vazão de ar e quantidade de dolomita. A partir das variáveis selecionadas identificaram-se como parâmetros importantes a temperatura e a taxa de aquecimento. As superfícies de resposta tridimensionais obtidas a partir dos modelos de segunda ordem ajustados aos dados experimentais, apresentaram o comportamento do efeito conjugado dos fatores temperatura e taxa de aquecimento sobre a variável resposta grau de oxidação, desde a temperatura de inicio da reação química até a temperatura limite utilizada industrialmente. As condições de operação do processo de produção de cromato de sódio(VI) foram otimizadas. Os níveis ótimos dos fatores de controle aplicados as cinzas dos resíduos da indústria calçadista, geradas em uma planta piloto com incinerador de leito fixo, com tecnologia de gaseificação e combustão combinadas, apresentaram um grau de oxidação superior a 96% para as cinzas coletadas no ciclone e de 99,5% para as cinzas coletas no reator de gaseificação. Os resíduos sólidos, as cinzas e o produto de reação foram caracterizados por análises químicas, fluorescência de raio-X, microscopia eletrônica de varredura e difração de raio-X. / The transformation process of hides and skins in leather involves a sequence of complex chemical reactions and mechanical processes. Amongst these, tanning is the fundamental stage, which gives these leather characteristics: top handling quality, high hydrothermal stability and excellent properties of use. Trivalent chromium salts, typically hydrated basic chromium sulfate, are the most widely used tanning agent in the world. It is derived from Sodium Chromate that is industrially derived from ore chromate. Most quantity of solid wastes with chromium comes from leather and leather shoes industries. These leather wastes have been being the reason of constant worry because chromium makes it dangerous. The leather waste incineration process is an important alternative to be considered, because it results in reduction of mass, volume and allow make use of thermal energy. The incineration process waste residues, of leather and leather shoes industries, origins ashes with 40% of chromium that can pass through a process of recuperation. This paper presents the research results about ashes utilization, deriving from waste residues incineration of leather and shoes industry to produce Sodium Chromate (VI). The process of experimental and the process of planning were established according to statistical design of experiments. It was utilized techniques of 2k factorial designs, Response Surface Methodology and Analysis of Variance in the production evaluation of sodium chromate (VI). The factors studied were: temperature, heating rate, time reaction, flow rate of air and quantity of dolomite. Based on selected variables were identified as important parameters: temperature and heating rate. A second order polynomial regression equation was derived to plot 3-D response surface that clearly illustrate the relationship between the temperature and the rate heating of oven on chromium oxidation degree, since the beginning temperature of the chemical reaction until the limit temperature used at industries. The operating condition of the production process of sodium chromate (VI) was optimized. Using the great levels of the controlling factors on waste ashes residues of shoes industries, created at a pilot plant with fixed bed reactor with integrated gasification combined cycle, presented an oxidation degree of over 96% of ashes collected from cyclone, and of 99,5% of ashes collected from gasification chamber. The leather waste, ashes and reaction product were characterized by chemical analysis, fluorescence X-ray, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD).

O processo de transformação da pele em couro envolve uma seqüência complexa de reações químicas e processos mecânicos, no qual o curtimento representa fundamental estágio, por propiciar à pele características como qualidade, estabilidade hidrotérmica e excelentes propriedades para uso. O sulfato básico de cromo trivalente é o agente curtente predominantemente empregado no curtimento de peles em todo o mundo. É produzido a partir do cromato de sódio, industrialmente obtido do minério de cromo. Consideráveis quantidades de resíduos sólidos contendo cromo são geradas pelas indústrias coureira e calçadista. Estes resíduos tem sido motivo de preocupação constante, uma vez que são considerados perigosos devido a presença do cromo. O processo de incineração destes resíduos é uma importante alternativa a ser considerada, em decorrência de suas características de redução de massa, volume e possibilidade de aproveitamento da energia térmica dos gases de combustão. O processo de incineração dos resíduos das indústrias coureira e calçadista dá origem a cinzas contendo cerca de 40% de cromo que pode ser submetida a um processo de recuperação. Este trabalho apresenta os resultados da pesquisa sobre a utilização das cinzas, provenientes da incineração dos resíduos sólidos da indústria coureira e da indústria calçadista, para a produção de cromato de sódio(VI). No processo de planejamento e de condução dos experimentos foram utilizadas as técnicas de Planejamento Fatorial 2k, Metodologia de Superfície de Resposta e Análise de Variância na avaliação da produção de cromato de sódio(VI). Os fatores investigados foram: temperatura, taxa de aquecimento, tempo de reação, vazão de ar e quantidade de dolomita. A partir das variáveis selecionadas identificaram-se como parâmetros importantes a temperatura e a taxa de aquecimento. As superfícies de resposta tridimensionais obtidas a partir dos modelos de segunda ordem ajustados aos dados experimentais, apresentaram o comportamento do efeito conjugado dos fatores temperatura e taxa de aquecimento sobre a variável resposta grau de oxidação, desde a temperatura de inicio da reação química até a temperatura limite utilizada industrialmente. As condições de operação do processo de produção de cromato de sódio(VI) foram otimizadas. Os níveis ótimos dos fatores de controle aplicados as cinzas dos resíduos da indústria calçadista, geradas em uma planta piloto com incinerador de leito fixo, com tecnologia de gaseificação e combustão combinadas, apresentaram um grau de oxidação superior a 96% para as cinzas coletadas no ciclone e de 99,5% para as cinzas coletas no reator de gaseificação. Os resíduos sólidos, as cinzas e o produto de reação foram caracterizados por análises químicas, fluorescência de raio-X, microscopia eletrônica de varredura e difração de raio-X. / The transformation process of hides and skins in leather involves a sequence of complex chemical reactions and mechanical processes. Amongst these, tanning is the fundamental stage, which gives these leather characteristics: top handling quality, high hydrothermal stability and excellent properties of use. Trivalent chromium salts, typically hydrated basic chromium sulfate, are the most widely used tanning agent in the world. It is derived from Sodium Chromate that is industrially derived from ore chromate. Most quantity of solid wastes with chromium comes from leather and leather shoes industries. These leather wastes have been being the reason of constant worry because chromium makes it dangerous. The leather waste incineration process is an important alternative to be considered, because it results in reduction of mass, volume and allow make use of thermal energy. The incineration process waste residues, of leather and leather shoes industries, origins ashes with 40% of chromium that can pass through a process of recuperation. This paper presents the research results about ashes utilization, deriving from waste residues incineration of leather and shoes industry to produce Sodium Chromate (VI). The process of experimental and the process of planning were established according to statistical design of experiments. It was utilized techniques of 2k factorial designs, Response Surface Methodology and Analysis of Variance in the production evaluation of sodium chromate (VI). The factors studied were: temperature, heating rate, time reaction, flow rate of air and quantity of dolomite. Based on selected variables were identified as important parameters: temperature and heating rate. A second order polynomial regression equation was derived to plot 3-D response surface that clearly illustrate the relationship between the temperature and the rate heating of oven on chromium oxidation degree, since the beginning temperature of the chemical reaction until the limit temperature used at industries. The operating condition of the production process of sodium chromate (VI) was optimized. Using the great levels of the controlling factors on waste ashes residues of shoes industries, created at a pilot plant with fixed bed reactor with integrated gasification combined cycle, presented an oxidation degree of over 96% of ashes collected from cyclone, and of 99,5% of ashes collected from gasification chamber. The leather waste, ashes and reaction product were characterized by chemical analysis, fluorescence X-ray, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD).

Orientador: Joaquim Eugênio Abel Seabra / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T03:08:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mamede_MauricioCubadosSantos_M.pdf: 2829646 bytes, checksum: d25947395cd77eda7c39cdaf8fe0b8b6 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Considerando-se a necessidade de aprofundar o conhecimento da gestão de resíduo sólido municipal (RSM) e seus efeitos no ambiente natural e sobre a viabilidade econômica, este trabalho procurou contribuir analisando diferentes rotas de aproveitamento energético de RSM no contexto brasileiro. Foram utilizadas as características de geração de RSM de 81 municípios brasileiros, com vistas à comparação de dois cenários distintos: cenário Combustível, com a combinação das tecnologias de digestão anaeróbia (D.A.) - com foco na produção de combustível veicular - e combustível derivado de resíduo (CDR), para utilização industrial; e cenário Eletricidade, com a aplicação das tecnologias de D.A. - com foco no uso do biogás em motor estacionário - e incineração, com geração elétrica em ciclo Rankine. Na avaliação econômica, realizou-se fluxo de caixa com entradas e saídas financeiras para a obtenção dos indicadores valor presente líquido (VPL) e taxa interna de retorno (TIR). Ao final realizou-se uma análise de sensibilidade, variando custos e receitas considerados, composição do RSM, além de analisar a tarifa de tratamento necessária para zerar o VPL de cada tecnologia. Na análise ambiental foi utilizada a avaliação do ciclo de vida (ACV) para consolidar os inventários dos cenários, considerando-se uso de materiais, energia, além das emissões durante a construção e operação das unidades, com posterior avaliação do impacto do ciclo de vida (AICV) pelo software SIMAPRO, no método CML 2, para sete categorias de impacto (acidificação, aquecimento global, eutrofização, depleção abiótica, depleção da camada de ozônio, toxicidade, e oxidação fotoquímica). Os resultados majoritariamente indicaram melhores desempenhos econômico e ambiental do cenário Combustível. Há vantagens econômicas e ambientais na comercialização do biogás veicular para frota automotiva à produção de eletricidade a partir do mesmo, apesar de maior necessidade de investimento e maior complexidade tecnológica. As emissões do composto orgânico e do uso de combustíveis auxiliares perfazem as maiores cargas ambientais desta tecnologia. A incineração permite diminuir significativamente o volume do RSM, entretanto é a tecnologia mais cara das analisadas e colabora significativamente com a toxicidade humana pela emissão de metais pesados. Os investimentos na planta de CDR são muito menores, entretanto há a produção significativa de rejeitos que necessitam ser gerenciados, implicando em maiores custos e emissões de transporte e disposição destes. Ainda, incertezas de comercialização do CDR podem comprometer a viabilidade do cenário. Ademais, a análise indicou significativa sensibilidade em relação às variações na composição do RSM, principalmente com relação à fração reciclável, a qual influencia diretamente o poder calorífico inferior (PCI) do CDR e incineração, e portanto as receitas obtidas. Menores taxas de adesão da população ao programa de coleta seletiva implicam em maior fluxo de materiais incinerados e de CDR, sendo a última beneficiada economicamente, devido ao maior PCI. Com exceção do CDR, as demais tecnologias necessitam de maiores tarifas de tratamento para sua viabilidade econômica comparado à atividade de aterro sanitário, que é relativamente baixa comparada à praticada em países europeus. O deslocamento de combustíveis traz maior benefício comparado ao deslocamento da matriz elétrica nacional, que é majoritariamente hidrelétrica / Abstract: Considering the necessity to deepen the knowledge about municipal solid waste (MSW) management and its effects on the natural environmental and economic performance, this work assessed different alternatives of energy recovery from MSW in Brazil. The characteristics of MSW generated in 81 Brazilian municipalities were used for the comparison of two different scenarios: Fuel scenario, with combined use of anaerobic digestion (A.D.) - focused on the production of biomethane - and refuse derived fuel (RDF), for industrial utilization; and Electricity scenario, with the employment of A.D. - focused on biogas use in stationary engines - and incineration, with electricity generation through the Rankine cycle. For the economic assessment, a cash flow analysis was carried out to evaluate the feasibility indicators net present value (NPV) and internal rate of return (IRR). Sensitivity analyses were performed varying costs and revenues, MSW composition, besides the analysis of the break even gate fee for achieving a zero NPV for each technology. For the environmental analysis, the life cycle assessment (LCA) technique was employed to consolidate the inventory of each scenario, accounting for the use of materials, energy, and the emissions during the construction and operation of the plants. The life cycle impact assessment, modeled in SIMAPRO, was based on the CML 2 method considering seven impact categories (acidification, global warming, eutrophication, abiotic depletion, ozone layer depletion, toxicity, and photochemical oxidation). For the majority of the municipalities, the Fuel scenario showed better economic and environmental performance. The commercialization of biogas as vehicle fuel has economic and environmental advantages over the production of electricity, despite the higher investments and technology complexity. The emissions from the organic compost and the use of auxiliary fuels are the main environmental burdens related to this technology. The incineration has the advantage of significantly reduce the volume of MSW, but it is the most expensive technology analyzed and contributes to human toxicity through the emissions of heavy metals. The required investments in the RDF plant are much smaller, although it produces significant amounts of rejects that need to be managed, implying in higher costs and emissions due to transportation and final disposal. Moreover, the uncertainty in commercializing RDF could affect the economic performance of the scenario. Furthermore, the analysis indicated significant sensitivity with respect to waste composition, mainly recyclables fraction, which has direct effects on the low calorific value (LCV) of RDF and incineration fuel, therefore affecting the revenues. Lower participation rates in the source separation program imply in grater fluxes of materials to be incinerated and production of RDF, with better economic performance for the RDF plant, because of the higher LCV. With the exception of RDF, the others technologies require higher gate fees, compared to landfill, in order to reach economic viability because of the lower fees for disposal in Brazil compared with European countries. Regarding the environmental analysis, the displacement of fuels leads to greater benefits when compared with the displacement of electricity, which is basically hydroelectricity / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Made available in DSpace on 2011-05-04T12:36:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009 / A indústria cimenteira nacional, desde 1991, utiliza resíduos tóxicos gerados por outras empresas como combustível ou matéria prima alternativa, e justifica a prática, que resulta em substancial economia de recursos, como expressão de responsabilidade ambiental. Entretanto, a realidade demonstra sinais de impactos negativos sobre a saúde de trabalhadores e da população vizinha às fábricas, bem como ao meio ambiente.Este estudo ocupa-se de analisar as condições de trabalho e saúde a partir do discurso dos trabalhadores envolvidos na atividade em Cantagalo, RJ, comparando-as com a literatura científica disponível, depoimentos de autoridades, material jornalístico e gerado pelas empresas interessadas. A partir desta análise, pode-se comprovar que a atividade gera adoecimento, que é agravado pelas condições socioeconômicas locais, é banalizado pelo comportamento dos responsáveis por evitá-lo. É ocultado pela negligência de notificação às autoridades e é confundido pela valorização de duvidoso monitoramento biológico, indevidamente avaliado quanto às expressões clínicas típicas de intoxicações, gerando situações dúbias, que favorecem as empresas e lesam a população exposta. Há que fortalecer as instâncias locais de Meio Ambiente e Saúde, para que o tema seja discutido de forma ampla e conjunta, envolvendo atores responsáveis pela prática, órgãos ambientais e de saúde, e as populações expostas. É imperativo que haja nivelamento técnico e equidade de forças, condições fundamentais para que o processo se faça através da legitimação dos princípios da Saúde Coletiva e da Justiça Ambiental. / The Brazilian cement industry has since 1991 used toxic residues produced by other industries as either fuel or alternative raw material in the manufacture of cement. Such practice, while resulting in considerable saving of resources, is justified as a token of environmental responsibility and commitment. However, reality displays clear signs of negative impact on not only workers’ health and plants’ neighboring population, but the environment. This analysis investigates cement industry employees’ health and work conditions, in a comparative study between the discourse of the employees in a plant in Cantagalo, Rio de Janeiro, and the available scientific literature, authorities’ statements, newspaper articles and materials published by the companies at issue. The analysis proves that the activity causes illnesses, which are aggravated by the local socio-economical conditions; rendered banal by the behavior of those accountable for avoiding them; hidden by neglectful notification to authorities; and blurred by the overvaluation of doubtful biological monitoring, improperly assessed regarding the typical clinical manifestation of poisoning, generating dubious situations in favor of the involved companies and against the exposed population. It is necessary to strengthen Health and Environmental local offices, so that the subject is widely and jointly discussed, with the participation of those accountable for such practice, environment and health agencies and the exposed population. Technical leveling and power equity are mandatory and fundamental conditions for carrying out the process through legitimization of Collective Health and Environmental Justice principles.

Duas questões da sociedade do século XXI podem ser destacadas: a grande geração de resíduos; a carência por sistemas de tratamento adequado desses resíduos; e a crescente demanda por energia. A busca por alternativas para lidar com essas questões vem mobilizando os setores público e privado no sentido de explorar soluções ainda não praticadas na maior parte do mundo em desenvolvimento. A Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), instituída pela Lei nº 12.305/2010, estabeleceu um novo paradigma na gestão de resíduos sólidos no Brasil. Entre as mudanças apresentadas, uma das mais relevantes é a exclusividade de destinação de apenas rejeitos aos aterros sanitários, sendo os rejeitos entendidos como os resíduos que não mais apresentam possibilidade de tratamento. O cumprimento dessa lei irá requerer o estudo de alternativas de tratamento de resíduos gerados na fase anterior à sua disposição final. Entre as soluções possíveis está o seu aproveitamento energético, também previsto na PNRS. Nesse contexto, esta dissertação busca analisar duas tecnologias de tratamento de resíduos digestão anaeróbia e incineração e verificar suas respectivas viabilidades econômicas, tendo como objeto o cenário brasileiro, com foco especial no estado de São Paulo. Os resultados obtidos indicam que, respeitando-se as diretrizes da PNRS, entre os métodos de tratamento de resíduos sólidos urbanos analisadas, a digestão anaeróbia se mostrou mais viável do que a incineração para as regiões estudadas. Tais resultados tomaram como pressuposto que a PNRS é uma lei que deverá ser cumprida e exigida tal como se apresenta, e seu cumprimento implicará numa mudança significativa do modo como é feita a gestão de resíduos sólidos no país. Adicionalmente, as análises realizadas apontaram que, além dos aspectos econômicos, aspectos ambientais, sociais e culturais também são de fundamental importância na tomada de decisão por uma opção tecnológica adequada dos RSU. / Three issues of the XXI century society can be pointed out: The increasing volume of waste generation, the lack of adequate waste treatment systems and the increasing demand of energy. The search for alternatives to deal with these issues is calling the attention of both public and private agents who are engaged in exploring solutions not yet in place in most part of developing countries. The National Policy on Solid Waste (PNRS), established by the Law # 12,305/2010, set a new paradigm for the solid waste management in Brazil. Amongst the proposed changes, one of the most relevance is the destination of the so-called \"rejects\" to landfill, in which \"rejects\" stands for the residues that can no longer be processed. To abide by this law will require the analysis of alternatives for treating the residues prior to their final disposal. Amongst the possible solutions, there is the utilization of residues to generate electric energy. In this context, this master\'s thesis examines the two of the most used technologies in the developed world anaerobic digestion and incineration and evaluation their economic feasibility in the Brazilian scenario, particularly in the State of São Paulo. The analysis took as an assumption that the PNRS is a law that shall be enforced as it was stated, and that its compliance will require in a significant change in the way the solid waste management is done within the country. For the regions analyzed, our results showed that, under the PNRS requirements, the anaerobic digestion appeared to be more feasible than the incineration technology. Additionally, our work also indicates that, beyond the economic aspects, other issues such as environmental, social and cultural ones are fundamental for the decision making regarding the best technology applied in urban solid waste process.

Preocupados com aspectos ambientais relacionados com a recuperação de solventes e, também, com os riscos envolvidos em experimentos trivialmente executados em disciplinas de Química Orgânica Experimental, utilizamos critérios numéricos para avaliá-los e determinar a viabilidade de se adotarem práticas alternativas, em ambas as frentes. Neste contexto, comparamos, do ponto de vista ambiental, a viabilidade de recuperação de alguns solventes, por destilação, no Setor de Tratamento de Resíduos e Solventes (STRES), com a incineração completa dos mesmos materiais, em incinerador industrial. Para isto, procedemos à separação, por destilação, dos componentes de algumas misturas de solventes. Após determinação das composições dos destilados, por cromatografia em fase gasosa, inserimos os dados obtidos no software ECOSOLVENT para comparamos os impactos ambientais (considerando o EI99 como indicador da Avaliação do Ciclo de Vida) destas destilações com os das incinerações das misturas brutas. Para a maior parte dos casos, foi constatado um menor impacto ambiental para os processos de destilação, justificando-se a continuidade dos trabalhos do STRES. Quanto aos experimentos de Química Orgânica Experimental, combinamos a pontuação de riscos sugerida pela National Fire Protection Association-USA, com o critério de Economia Atômica, tanto para os processos tradicionais como para as modificações sugeridas. Estas últimas levaram, numericamente, a riscos menores, sem alteração das Economias Atômicas. / Concerned with environmental issues related to the recovery of solvents and also to the risks involved in trivial Experimental Organic Chemistry practices, we used numerical criteria to evaluate the feasibility of adopting alternative practices on both fronts. In this context, we compared, from the environmental point of view, the recovery feasibility of some solvents, by distillation, at the Setor de Tratamento de Resíduos e Solventes (STRES), with their complete incineration in an industrial incinerator. Therefore, we proceed to the separation, by distillation, of the components of some mixtures of solvents. After determining the composition of the distillates, by gas chromatography, we input the obtained data into the ECOSOLVENT software in order to compare the environmental impacts (considering the EI99 indicator for the Life Cycle Assessment calculations), arising from these distillations, with those from direct incineration of the crude mixtures of solvents. For most cases, distillation impacts were found to be smaller than those for incineration, thus justifiyng the existence of STRES. As for the Experimental Organic Chemistry practices, we cobined the American National Fire Protection Association`s risks score with the Atom Economy concept for the current, and for some suggested modified procedures. These latter ones led to numerical smaller risks without changing the Atomic Economies.