Design of landfills must consider both stability and integrity of the lining system. Therefore, stresses and strains in both mineral and geosynthetic lining materials must be controlled. Interaction between waste and barrier system is of particular importance for assessing the stability and structural integrity of steep non-self supporting barrier systems. The most appropriate approach to assess the interaction is the use of numerical modelling techniques, and therefore an appropriate constitutive model for waste material is required to represent its mechanical behaviour. In a literature review the key aspects of mechanical behaviour of municipal solid waste (MSW) were investigated, including the influence of compressible and reinforcing particles on compression and shear behaviour of MSW were identified. Constitutive modelling of both MSW and soil material were reviewed, based on which the methodology for this study have been developed. In addition, requirements of an appropriate constitutive model for MSW have been suggested from the numerical modelling experience, and a framework to develop a constitutive model for MSW was produced. A one-dimensional compression model was developed by including the influence of compressible particles on MSW compression behaviour. One-dimensional compression tests on both real and synthetic waste samples were modelled and the results have shown that the compression model can reproduce the measured behaviour. A fibre reinforcing model was developed by including the influence of reinforcing particles on MSW shear behaviour. A triaxial compression test on fibre reinforced sand was modelled and the results have shown that the reinforcing model can predict its shear strength. A constitutive model for MSW has been developed by combining the Modified Cam-Clay with the one-dimensional compression and the fibre reinforcing models. Typical MSW triaxial compression tests have been modelled and the results have shown that the MSW model can reproduce the stress-strain behaviour in specific strain ranges. The constitutive model for MSW has been coded into a non-linear elasto-plastic finite element method program. Comparisons between the finite element analysis results and the analytical solutions have been performed and good agreements have been obtained.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3174949 bytes, checksum: 4452a0e96f59c736d474f1cb1dd6c727 (MD5) Previous issue date: 2007-03-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The shortage of areas for municipal solid waste (MSW) disposition has been increasing every year, due to the great garbage volume generated daily. As a result it is necessary, frequently, to increase the storage capacity of existing landfills, or to dispose MSW in landfills already closed. Therefore, MSW slopes progressively higher have been used in sanitary landfills, worrying the design engineers with the stability of these slopes. Thus, it is of great importance to know, besides other mechanical properties, the strength parameters of MSW, which are essential for slope stability analyses. In this sense, the present work deals with the determination of municipal solid waste strength parameters, using large dimension tests. Initially, a short bibliographical revision on the subject is presented. Afterwards, it is described the two methodologies used for the parameters determination. First, a loading capacity tests were realized with a footing over MSW placed on concrete drainpipes having about 1,6 m of height and 1,0 m of diameter. Following, loading capacity tests were executed in vertical MSW slopes placed in a wood box with about 0,8 m of height, 0,8 m of width and 0,8 m of length. Finally, test results in the drainpipes and in the wood box are shown and discussed. The main conclusions are the influence of the MSW water content and specific weight in the strength parameters, and the recommended strength parameters values to be used in slope stability analysis. / A escassez de áreas para disposição de resíduos sólidos urbanos (RSU) tem aumentado a cada ano, devido ao grande volume de lixo gerado diariamente. Em função disso, frequentemente, é necessário aumentar a capacidade de aterros sanitários já existentes, ou dispor resíduos em aterros já encerrados. Dessa maneira, taludes de lixo cada vez maiores, têm sido comuns nos aterros sanitários, levando os projetistas a se preocuparem mais com a estabilidade desses taludes. Assim, é de grande importância conhecer, além de outras propriedades mecânicas, os parâmetros de resistência dos RSU, essenciais para análises de estabilidade de talude. Neste sentido, o presente trabalho trata da determinação dos parâmetros de resistência de resíduos sólidos urbanos, através de retro-análises de ensaios de grandes dimensões. Inicialmente, é apresentada uma breve revisão bibliográfica sobre o tema. Em seguida, são descritas as duas metodologias utilizadas para a determinação dos parâmetros. Primeiramente, realizaramse ensaios de prova de carga em uma sapata apoiada em RSU dispostos em manilhas de concreto, com cerca de 1,6 m de altura e 1,0 m de diâmetro. Além disso, foram realizadas provas de carga em taludes de lixo feitos dentro de uma caixa de madeira, com cerca de 0,8 m de altura, 0,8 m de largura e 0,8 m de comprimento. Os resultados dos ensaios nas manilhas e na caixa de madeira são apresentados e discutidos. Por fim, entre as principais conclusões, destacam-se a dependência dos parâmetros de resistência com o peso especifico e a umidade dos resíduos, e os valores dos parâmetros de resistência recomendados em análises de estabilidade de taludes.

154f. / Submitted by Suelen Reis (suziy.ellen@gmail.com) on 2013-04-09T19:10:30Z No. of bitstreams: 1 Atila.pdf: 6024445 bytes, checksum: d36eff5c0479514e4b2bde9aa1550945 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Meirelles(rodrigomei@ufba.br) on 2013-04-24T20:29:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Atila.pdf: 6024445 bytes, checksum: d36eff5c0479514e4b2bde9aa1550945 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-24T20:29:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Atila.pdf: 6024445 bytes, checksum: d36eff5c0479514e4b2bde9aa1550945 (MD5) Previous issue date: 2011 / Os Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) decompostos anaerobiamente em aterros sanitários são responsáveis por grande parte das emissões de metano (CH4), um dos gases causadores do aquecimento global. Nos aterros sanitários os RSU ficam sujeitos ao processo de digestão anaeróbia tendo como produtos finais biogás, lixiviado e matéria orgânica estabilizada.A digestão anaeróbia dos RSU ocorre em 5 fases e cada uma delas possui características especiais que interferem diretamente na composição química do biogás gerado.A geração de biogás e de CH4 podem ser estimadas por modelos matemáticos e por ensaios de determinação do Potencial Bioquímico de Metano (BMP).A carência de dados locais limita a utilização dos modelos matemáticos para os aterros brasileiros. Nesta pesquisa apresentam-se estimativas do potencial de geração de CH4 (L0), do potencial de geração de CH4 remanescente (L0(t)) e da constante relacionada à taxa de geração de CH4 para o Aterro Sanitário Metropolitano Centro (ASMC), com base nos procedimentos propostos por Machado et al. (2009) e pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC, 2006). O ensaio de BMP foi usado para determinar o L0 para Resíduos Novos (RN) e o L0(t) para Resíduos Velhos (RV) com diferentes tempos de aterramento no ASMC. Os resultados de L0 obtidos pelo procedimento proposto por Machado et al. (2009) e pelo IPCC (2006) são inferiores aos normalmente apresentados na literatura, enquanto que o valor de k (0,21 ano-1) está coerente com a faixa sugerida pelo IPCC (2006). Utilizando k (0,21 ano-1), encontrou-se uma grande quantidade de pontos dentro do Intervalo de Confiança (I.C.) de 70%, para os procedimentos propostos por Machado et al. (2009) e IPCC (2006), na curva do comportamento do L0 previsto ao longo do tempo. O valor de k (0,38 ano-1) obtido nos ensaios de BMP com amostras de diferentes idades, proporcionou uma queda acentuada do L0 nos primeiros 4 anos na curva do comportamento do L0 previsto ao longo do tempo. A curva do comportamento da geração de CH4 no ASMC forneceu bons resultados, indicando que do início da captação do biogás a até dezembro de 2008 (t = 11,18 anos), a geração de CH4 em campo apresentou-se dentro do I.C. de 70%, e que somente a partir de janeiro de 2009 essa geração passou a apresentar valores abaixo do limite inferior do I.C. considerado, devido às mudanças ocorridas na operação do ASMC. O método utilizado para execução dos ensaios de BMP se mostrou de fácil execução, baixo custo e de curto período de execução, fornecendo dados de L0, L0(t) e k que podem ser utilizados para RSU com características similares aos resíduos da cidade do Salvador. / Salvador

Orientador: Prof. Dr. Antonio Garrido Gallego / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2017. / Embora classificada como biomassa, no Brasil, os resíduos sólidos urbanos apresentam-se como um desafio tanto na utilização como fonte energética como também em sua destinação. Desde a promulgação da Lei 12.305 de 02 de agosto de 2010, poucas mudanças foram realizadas principalmente em relação à disposição dos resíduos. Desse montante, 42% dos resíduos gerados não são destinados em aterros sanitários e sim em lixões ou vazadouros, colocando em risco a saúde da população local quanto o meio ambiente. Tecnologias de conversão dos resíduos como fonte energética já existem em vários países do mundo inclusive para minimizar a problemática de armazenamento, e apesar da matriz energética brasileira ser em grande parte renovável, o processo termoquímico de conversão dos resíduos ainda não está implantado para fins comerciais. Neste trabalho pretendeu-se analisar a influência da umidade e da composição gravimétrica dos resíduos sólidos urbanos em específico da cidade de Santo André, em uma planta de gaseificação. Para isso foram efetuadas simulações modificando-se a umidade dos resíduos e sua composição para verificação do rendimento e eficiência da planta. O estudo foi realizado utilizando-se o ciclo Rankine e posteriormente escolhido o Rankine Orgânico para as demais simulações. Como estes resíduos não são em sua maioria homogêneos, poderão ocorrer variações do ciclo ao longo do ano aumentando ou diminuindo sua eficiência global principalmente devido a variação da umidade e do poder calorífico inferior. Foi escolhido o ciclo Rankine Orgânico por apresentar como característica principal a minimização de utilização de água. Com esse estudo pode-se verificar também a eficiência de minimização de gases de efeito estufa em especial a emissão de metano na atmosfera. Dessa forma pode-se concluir que a gaseificação em conjunto com o ciclo Rankine Orgânico se apresenta como tecnologia apropriada para mitigação de vários problemas que envolvem a destinação do RSU e utilização desses recursos. Pode-se observar também que a medida que a umidade e a quantidade de compostos orgânicos diminuem, maior é a eficiência energética da planta. / Although municipal solid waste is classified as biomass in Brazil, it presents a challenge in utilization as energetic source as well as its destination. Since the enactment of law 12,305 of August 02nd , 2010, few changes were made mainly related to waste disposal. Of this amount, 42% of the waste generated are not disposed in controlled landfills but in dumps, posing a risk to population¿s health and the environment. Waste conversion technologies as an energetic source is already exists overseas in order to minimize major issues concerning its disposal; Brazilian energy matrix is in most part renewable, although thermochemical conversion is not available for commercial purposes. The aim of this work is analyze the influence of moisture content and gravimetric composition of MSW in the city of Santo Andre in a gasification plant. Simulation of generation plant was carried out modifying the moisture content of residues and its composition to verify the yield and efficiency of the plant. This study was carried out using Rankine cycle and then Organic Rankine cycle for the remaining simulations. As these residues are not mostly homogeneous, variations of the cycle may occur throughout the year increasing or decreasing their overall efficiency concerning with humidity and low heating value variation. Organic Rankine cycle was chosen due to the main characteristic of this cycle is the minimization of water use. The efficiency related to greenhouse gases emission was also verified concerning methane emission. Thus, gasification and Organic Rankine cycle may present as an appropriate technology despite municipal solid waste destination be still a question. The maximization of the efficiency of the plant is achieved when the humidity and organic compounds decrease.

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / The population growth s results and their great consumption caused the increase in the generation of municipal solid waste that become an environmental problem in the final disposition of these waste, in other words, they can cause contamination of the soil, of the superficial and underground waters, when disposed improperly in the soil, as in big garbage in the open sky. Therefore, the most adequate technical, economic and environmentally safe solution is the disposal in sanitary embankments. One of the greatest problems of the landfills are the elevated values of the vertical and horizontal shifts (settlements), because the waste are more compressible and suffer time degradation and consequently may cause damage in the structural systems of the sanitary embankments (coverage and waterproofing systems, superficial drainage and effluents). This article has the objective of evaluate the settlements of two landfills with measures of shifts by superficial landmarks, verifying the efficiency of some prevision s models of settlements in landfills of municipal solid waste existing in the literature. The evaluation was made in the São Leopoldo and Minas do Leão s landfills, comparing the settlements measured with the provided and adjust the models used basing in the monitoring data already made in the landfills in a five years period. The prevision s models of settlements that were used are: Yen and Scanlon (1975), Exponential of creep of Edil et al. (1990). Bjarngard and Edgers (1990), Rheological of Gibson and Lo (1961), Gandolla et al. (1992), Hyperbolic of Ling et al. (1998), Meruelo and the observational method of Asaoka s (1978) models. The repressions observed, at Minas do Leão s landfill, varied between 0,55 to 4,0 meters, corresponding a deformation between 4 and 24% related to the initial height of the settlement. And, about the São Leopoldo s landfill, the observed settlement, in the Remedied Landfill cell, varied between 0,1 and 1,03 meters, corresponding with a deformation between 1 and 5,8% related to the initial height of the settlement. And in the Phase I Landfill, the observed settlement varied between 0,5 and 2,4 meters, corresponding with a deformation between 8 and 16,5% of the initial height of the settlement. The values found are inside of the values zone found in the literature, except the values of the deformation of the Remedied landfill which were below of the values zone of the literature. From the analysis made in this article, it was possible to verify that the most adequate models to settlement prevision in both landfills analyzed was the Hyperbolic (1998), Exponential of creep, Bjarngard and Edgers (1990), Meruelo and the Gibson and Lo (1961) models, that obtained good adherence between the values measured and provided. Stands out that the Asaoka s (1978) method is very interesting for the accompaniment of the settlement and to verify the stabilization and the forecast of the final settlement. / O resultado do crescimento populacional e seu grande consumo causam o aumento na geração de resíduos sólidos urbanos (RSU) que se tornam um problema ambiental na disposição final destes resíduos, ou seja, podem causar contaminação no solo, nas águas superficiais e subterrâneas, quando dispostos inadequadamente no solo, como nos lixões a céu aberto. Sendo assim, a solução mais adequada técnica, econômica e ambientalmente segura é a disposição em aterros sanitários. Um dos grandes problemas dos aterros sanitários são os valores elevados de deslocamentos verticais (recalques) e horizontais, pois os resíduos são muito compressíveis e sofrem degradação com o tempo e consequentemente podem ocasionar danos nos sistemas estruturais dos aterros sanitários (sistemas de cobertura e impermeabilização, drenagem superficial e de efluentes). O presente trabalho tem como objetivo avaliar os recalques de dois aterros sanitários com medidas de deslocamento por meio de marcos superficiais, verificando a eficiência de alguns modelos de previsão de recalques em aterros sanitários de RSU existentes na literatura. A avaliação foi realizada nos aterros sanitários de São Leopoldo e de Minas do Leão, comparando os recalques medidos com os previstos e ajustar os modelos utilizados com base nos dados do monitoramento já realizado nos aterros no período de cinco anos. Os modelos de previsão de recalques que foram utilizados são: modelo de Yen e Scanlon (1975), Exponencial de creep (Potência) de Edil et al. (1990), Bjarngard e Edgers (1990), Reológico de Gibson e Lo (1961), Gandolla et al. (1992), Hiperbólico de Ling et al. (1998), Meruelo e o método observacional de Asaoka (1978). Os recalques observados, no aterro de Minas do Leão, variaram entre 0,55 a 4,0m, correspondendo a uma deformação entre 4 e 24% em relação à altura inicial dos resíduos. E, quanto ao aterro de São Leopoldo, os recalques observados, na célula Aterro Remediado, variaram entre 0,1 e 1,03m, correspondendo a uma deformação entre 1 e 5,8% em relação à altura inicial dos resíduos. E na célula Aterro Fase I, os recalques observados variaram entre 0,5 e 2,4m, correspondendo a deformações entre 8 e 16,5% da altura inicial de resíduos. Os valores encontrados estão dentro da faixa de valores encontrada na literatura, exceto os valores de deformação do aterro Remediado que foram abaixo da faixa de valores da literatura. A partir das análises realizadas neste trabalho, foi possível verificar que os modelos mais adequados para a previsão de recalques nos dois aterros sanitários analisados foram os modelos Hiperbólico (1998), Exponencial de creep (Potência), Bjarngard e Edgers (1990), Meruelo e o Gibson e Lo (1961), que obtiveram boa aderência entre os valores medidos e previstos. Destaca-se que o método de Asaoka (1978) é muito interessante para o acompanhamento de recalques e verificar a estabilização e previsão do recalque final.

The magnitude and long duration of settlements in municipal solid waste landfills are a major problem in these structures. Several studies and surveys have been developed in recent years to estimate future settlements, based on theoretical or empirical methods. A large number of prediction models for settlements, presented in the literature are based on empirical procedures associated with adjustments to experimental data. Experimental data, in general, are obtained in field monitoring and, to a lesser extent, through studies of compressibility in laboratory large cells. This research aims to contribute with the study of the landfills compressibility through the prediction and monitoring of settlements at the Central de Resíduos do Recreio (CRR), Minas do Leão/RS, through the application of predictive models of existing settlements and verifying the prediction through the monitoring of the actual behavior. In order to achieve this goal it was necessary to apply predictive models of settlements and compare them to see which was best suited to the reality of the landfill. The models used in this research were: Yen and Scanlon Model (1975); Hyperbolic Model of Ling et al. (1998); Creep Model of Edil et al. (1990); Bjarngard and Edgers Model (1990) and Observational Method of Asaoka (1978). To study the compressibility of solid waste, topographic surveys of 6 control points with more significant settlements between 2007 and 2012 (1800 days) in Area 1 of Central de Resíduos do Recreio were used. The employment of the Yen and Scanlon Model (1975), as well as the use of simple logarithmic functions for estimating settlements showed unsatisfactory results. The models proposed by Ling et al. (1998) and Bjarngard and Edgers (1990) were those which presented better results with monitoring data. It is noteworthy that the method of Asaoka (1978) is very interesting for the monitoring of settlements and to verify the stabilization and prediction of the final settlement. / A magnitude e o longo tempo de duração dos recalques em aterros de resíduos sólidos urbanos são um dos problemas mais importantes nestes tipos de estrutura. Diversos estudos e pesquisas têm sido desenvolvidos nos últimos anos para estimar os recalques futuros, com base em métodos teóricos ou empíricos. Um grande número de modelos de previsão de recalques, apresentados na literatura, são baseados em procedimentos empíricos associados a ajustes de dados experimentais. Os dados experimentais, em geral, são obtidos em monitoramento de campo e, em menor quantidade, através de estudos de compressibilidade em células de grande dimensão em laboratório. O presente trabalho pretende contribuir para o estudo da compressibilidade dos maciços sanitários, por meio da previsão e monitoramento de recalques da Central de Resíduos do Recreio (CRR), em Minas do Leão/RS, por meio da aplicação de modelos de previsão de recalques já existentes e verificando a previsão de comportamento através do monitoramento do comportamento real. Para alcançar este objetivo foi necessário aplicar os modelos de previsão de recalques e compará-los, a fim de verificar qual estava mais adequado à realidade do aterro em questão. Os modelos utilizados nesta pesquisa foram: Modelo de Yen e Scanlon (1975); Modelo Hiperbólico de Ling et al. (1998); Modelo de Creep de Edil et al. (1990); Modelo de Bjarngard e Edgers (1990) e Método Observacional de Asaoka (1978). Para o estudo de compressibilidade dos resíduos sólidos foram utilizados os controles e levantamentos topográficos de 6 marcos superficiais com recalques mais significativos, entre 2007 e 2012 (1800 dias) na Área 1 Central de Resíduos do Recreio. A aplicação do Modelo de Yen e Scanlon (1975), assim como a utilização de funções logarítmicas simples para estimativas de recalques, apresentaram resultados insatisfatórios. Os modelos propostos por Ling et al. (1998) e Bjarngard e Edgers (1990) foram os que se apresentaram com melhor aderência com os dados de monitoramento. Destaca-se que o método de Asaoka (1978) é muito interessante para o acompanhamento de recalques e verificar a estabilização e previsão do recalque final.

Submitted by Viviane Lima da Cunha (viviane@biblioteca.ufpb.br) on 2017-07-20T14:41:45Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 8524712 bytes, checksum: 10cc509b4ffc9e5eb995bb5d5ab575d5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-20T14:41:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 8524712 bytes, checksum: 10cc509b4ffc9e5eb995bb5d5ab575d5 (MD5) Previous issue date: 2016-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In order to know and understand the relationship between Municipal Solid Wastes (MSW) generation and demographic, economic and cultural aspects of the population, for example, mathematical models can be employed. In this context, the objective of this study was to develop mathematical models to predict the amount of MSW generated, based on the database from Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento – SNIS, and socioeconomic variables. Multiple regression was used. Because of the high diversity of municipalities in Brazil, the sample was grouped into some class of population size and income. It was formulated models for each of the dependent variables: mass of MSW, per capita generation rate 1 (calculated based on the municipal urban population) and per capita generation rate 2 (calculated based on the municipal total population). About 25% of database was saved for models validation. Results showed that grouping the sample based on the municipal population resulted in valid models for almost all the class and that for municipalities with population up to 3,000,000 inhabitants the generation of USW increased with increasing population. When grouping the sample by population classes and income subclasses it was observed that, for municipalities with population between 30,001 and 100,000 inhabitants, which had not presented any valid model for the condition adopted, presented one valid model for income rate above R$ 29,000.00 per capita. For population up to 250,000 inhabitants, it was observed a direct correlation between MSW generation intensity and income level. When grouping the sample into income classes and population subclasses, the analysis of per capita generation rate showed that an increase on the municipal population is associated with an increase on the MSW generation intensity. The valid models formulates presents mean relative error of 23%, and can be employed at municipalities that corresponds to 60.1% of Brazilian population (relative to the year 2015). Given such results, it can be concluded that the generation of MSW was related to the income level and size of the municipal population. Moreover, results showed that the per capita generation rate calculated based on the total municipal population presented a more uniform behaviour than that of the per capita generation rate calculated based on the total urban population, possibly because the degree of uncertainty associated with the prediction of the urban population of the municipality. It was possible develop mathematical models for mass MSW and to rates 1 and 2 of MSW. / A fim de conhecer, bem como, entender a relação da geração dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) com os aspectos demográficos, econômicos e culturais da população, por exemplo, modelos matemáticos podem ser utilizados. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi formular modelos matemáticos a partir de informações disponíveis no banco de dados do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento – SNIS, capazes de estimar a geração de RSU em municípios do Brasil, a partir de indicadores de renda e porte dos municípios. Para tal, foi utilizada a análise de regressão múltipla. Em função da grande heterogeneidade nas características dos municípios brasileiros, a amostra foi dividida em diferentes classes de população e renda. Formulou-se modelos para cada uma das variáveis dependentes: massa de RSU, taxa 1 RSU (calculada com base na população urbana do município) e taxa 2 de RSU RSU (calculada com base na população total do município). Foi separado aproximadamente 25% do total de dados, em cada classificação, para validação dos modelos. Os resultados mostraram que o agrupamento da amostra com base na população do município apresentou modelos válidos para quase todas as classes e que em municípios com até 3.000.000 habitantes a produção de RSU aumentou nos municípios mais populosos. Ao agrupar a amostra com base na população e subclasses de renda do município, observou-se que a classe de municípios com população entre 30.001 e 100.000 habitantes, a qual não possuía um modelo dentro da limitação fixada, apresentou um modelo válido para estimativa da geração de RSU em municípios com PIB per capita superior a 29 mil reais. Ainda com base no mesmo agrupamento, percebeu-se que para municípios com até 250.000 habitantes a geração per capita de RSU é diretamente proporcional à renda. No agrupamento da amostra com base na renda e subclasses de população, a análise dos dados de geração per capita permitiu concluir que o aumento do porte do município é acompanhado pelo crescimento da geração per capita de RSU. Os modelos formulados apresentaram média do erro percentual de 23% e contemplam um total de municípios que abrangem a 60,1% da população (relativa ao ano de 2015) total do Brasil. Diante dos resultados, pôde-se concluir que a geração de RSU esteve relacionada ao porte e à renda do município. Percebeu-se ainda que a taxa 2 de RSU apresentou comportamento mais estável que a taxa 1 de RSU, possivelmente devido a menor imprecisão na estimativa da população total do município, em comparação com a estimativa da população urbana do mesmo. Foi possível delinear modelos para a massa de RSU, bem como para as taxas 1 e 2 de RSU.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-01Bitstream added on 2014-06-13T19:48:05Z : No. of bitstreams: 1 cecchinijunior_v_me_ilha.pdf: 3666914 bytes, checksum: e115f88c08f1ce78542e6eb18c93f831 (MD5) / Sob o aspecto sanitário os resíduos sólidos representam problemas se não forem acondicionados, coletados, transportados, tratados e dispostos adequadamente. A disposição inadequada de resíduos sólidos urbanos é uma das atividades humanas com alto potencial de degradação físico/química e ambiental prejudicando inclusive a paisagem. Esta disposição tende a ser cada dia maior e enquanto novas tecnologias de tratamento e de destino final dos resíduos sólidos urbanos não surgirem, o aterro sanitário continuará sendo o elemento essencial de qualquer sistema de gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos e uma das formas mais eficazes para evitar riscos à saúde e à segurança, minimizando os impactos ambientais. Esta realidade ilustra a necessidade da disposição adequada de resíduos que represente menores riscos à saúde do ser humano, dos animais e das plantas; evitando a contaminação e a poluição dos recursos naturais. Existe um consenso no meio técnico de que significativa redução dos prejuízos causados ao meio ambiente é obtida por alternativas gerenciais dos resíduos nos aterros. O presente trabalho propõe um modelo simplificado, mas eficiente de operação de aterro sanitário para cidades de porte pequeno e médio / Under the sanitary aspect the solid waste represents problems if it is not conditioned, collected, transported, treated and disposed properly. The inadequate disposal of the municipal solid waste is one of the human activities with high potential for physical, chemical and environmental degradation, damaging even the scenery. This disposal tends to be even larger and while new technologies for treatment and final destination of the municipal solid waste do not come up, the landfill will continue being the essential element of any system for management of municipal solid waste and one of the more efficient ways to avoid risks to the health and to the security, decreasing the environmental impact. This reality illustrates the necessity for the adequate disposal of the waste that represents smaller risks to the health of the human being, animals and plants; avoiding the contamination and the pollution of the natural resources. There is an agreement in the technical circle on that significant reduction of the damages caused on the environment is obtained through managing alternatives of the waste in landfills. The present work proposes a simplified model, but efficient for the operation of the landfill in small and medium cities

The pursuit towards an alternative solution to fossil fuel has facilitated science investigation initiatives that compare various options leading to biodiesel production. Besides conventional feedstock derived from vegetable oils, alternative sources that could be produced in large scale at competitive costs are the main scope of research in this field. This dissertation investigates the financial feasibility using organic solid waste as a feedstock, which results in the production of biodiesel through the conversion of volatile fatty acids (VFA) into lipids. As a result, based on existing references of: (i) capital and operating costs; (ii) internal rate of return; (iii) production and extraction yields for volatile fatty acids and lipids, we concluded that biodiesel production is competitive compared to subsidized biodiesel traded in regions of Europe and the United States. The sensitivity analysis took into consideration independent variables associated with: (i) investments in the plant; (ii) selling price of the biodiesel; (iii) costs of feedstock; and (iv) production yield. The results of such analysis showed the feasibility of using organic solid waste as a feedstock in 86.4% of the total 10,000 simulations, at the required internal rate of return. These results encourage research aims to examine this technology at a larger scale. The adoption of public policies for the urban wastes disposal and collection is also important for the implementation of such technologies. / A busca por soluções alternativas aos combustíveis fósseis tem impulsionado as iniciativas de pesquisa científica que comparam várias opções para a produção de biodiesel. Além das tradicionais fontes de matéria-prima provenientes de óleos vegetais, fontes alternativas, que possam ser produzidas em grande escala a custo competitivo, figuram como o principal escopo nesse campo de pesquisa. Essa dissertação investiga a viabilidade financeira da utilização de resíduo sólido orgânico como matéria-prima para a produção de biodiesel, através da conversão de ácidos graxos voláteis em lipídios. Como resultado, baseando-se em dados sobre: (i) investimentos e custos de operação; (ii) taxa interna de retorno requerida; (iii) taxas de extração e produção de ácidos graxos voláteis e de lipídios, conclui-se que a produção de biodiesel é competitiva quando comparada ao biodiesel subsidiado, que é negociado em regiões dos Estados Unidos e da Europa. A análise de sensibilidade realizada levou em consideração variáveis independentes tais como: (i) investimentos na planta; (ii) preço de venda do biodiesel, (iii) custos da matéria-prima e (iv) produtividade. O resultado de tal análise mostrou a viabilidade da utilização de ácidos graxos voláteis para a produção de biodiesel em 86,4% das 10.000 simulações, assumindo a taxa interna de retorno requerida. Esses resultados encorajam pesquisas adicionais para teste da tecnologia em maior escala. A adoção de políticas públicas para o descarte e coleta adequados dos resíduos sólidos urbanos também é importante para o desenvolvimento dessa tecnologia.

Para representar o comportamento de compressão dos resíduos sólidos urbanos (RSU), têm-se utilizado teorias da mecânica dos solos (adensamento de argilas, estado crítico ou solo reforçado com fibras) ou modelos que representam a biodegradação dos materiais orgânicos, assim como ajustes empíricos de dados de monitoramento de campo a funções matemáticas. Algumas tentativas vêm sendo realizadas para descrever todos os diversos mecanismos de compressão a que estão submetidos os maciços sanitários. Esta pesquisa investiga a capacidade de dois modelos viscoelásticos para prever o comportamento de RSU submetidos a carregamento vertical constante sem deformação lateral. O primeiro é o modelo tridimensional de Kelvin-Voigt, que foi aplicado para compressão confinada, e o segundo baseia-se na junção em série de dois corpos de Kelvin-Voigt. Os parâmetros elásticos do primeiro modelo são: módulo de cisalhamento G , módulo de elasticidade E, módulo volumétrico k e coeficiente de Poisson v, os quais podem ser expressos pelo módulo edométrico M; o parâmetro viscoso foi denominado H3. No segundo modelo, há dois parâmetros elásticos, M1 e M2, e dois parâmetros viscosos, H4 e H5. Utilizaram-se dados da literatura de ensaios de campo (sobrecarga por aterro de solo compactado e ensaio de placa) e laboratório (ensaio de adensamento edométrico), para estimar os parâmetros e avaliar a capacidade dos modelos de prever a evolução dos recalques de RSU em compressão confinada. O primeiro modelo viscoelástico não conseguiu representar adequadamente os ensaios de laboratório, enquanto o segundo modelo proporcionou boa aderência das curvas teóricas aos dados experimentais, tanto de campo como de laboratório, com coeficientes de determinação r² maiores ou iguais a 0,87. Os valores dos parâmetros elásticos M do primeiro modelo e M1 M2 foram estimados entre 0,80 e 6,65 MPa. Os parâmetros viscosos H3 do primeiro modelo e H4 e H5 do segundo modelo apresentaram variação de ordens de grandeza. Esta grande variação pode ser devida à diferente composição dos resíduos, como também de poder ter ocorrido uma contribuição significativa da biodegradação no ensaio de campo de maior duração (600 dias), incorporando a perda de massa sólida ao parâmetro viscoso. Os valores de H3, H4 e H5 nos ensaios de laboratório foram estimados na ordem de 10-¹ a 106 kPa.dia, sendo o parâmetro H4 de 2,5 a 142 vezes o valor de H5. A estimativa dos parâmetros viscosos deve ser melhorada pela aplicação do segundo modelo viscoelástico a mais ensaios, procurando correlacionar as faixas de valores a características do material, como a composição e a idade dos RSU. / Compression of municipal solid waste (MSW) has been represented by theories of soil mechanics (consolidation of clays, critical state or soil reinforcement with fibers), by models based on the degradation of organic matter, and by empirical fittings of field monitoring data to mathematical functions. Some attempts have been made to describe all compression mechanisms to which MSW masses are subjected. This research investigates the efficiency of two viscoelastic models to predict MSW compression under a constant vertical load without lateral deformation. The first is the three-dimensional Kelvin-Voigt model, which was simplified to confined compression, and the second results from linking in series two Kelvin-Voigt bodies. The elastic parameters of the first model are: the shear modulus G, modulus of elasticity E, volumetric modulus k and Poisson\'s ratio v, which can be expressed by the edometric modulus M; the viscous parameter was named H3. The second model has two elastic parameters, M1 and M2, and two viscous parameters, H4 and H5. Data from field and laboratory tests were used to estimate parameters and to evaluate the efficiency of the two models in predicting the evolution of MSW settlements in confined compression. The first viscoelastic model could not adequately represent the laboratory tests, while the second model provided good adhesion of the theoretical curves to field and laboratory data, with determination coefficients r² equal or higher than 0.87. The values of the elastic parameters M of the first model and M1 and M2 of the second model were estimated between 0.80 and 6.65 MPa. Viscous parameters H3 of the first model and H4 and H5 of the second model varied in a large range of values. This variation may be due to the different composition of the waste, but also a significant contribution of biodegradation in the longer field trial (600 days) may have occurred, incorporating loss of solid matter to the viscous parameter. The values of H3 , H4 and H5 in laboratory tests were estimated in the order of 10-1 to 106 kPa.dia, with H4 parameter 2.5 to 142 times higher than H5. The evaluation of the viscous parameters could be improved by the application of the second viscoelastic model to a greater number of tests in order to correlate ranges of values to MSW composition and age.