Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Materiais, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Manuel A. M. da Fonseca Almeida

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Materiais e Processos de Construção). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

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

Tese de mestrado. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1998

Tese de doutoramento. Ciências de Engenharia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de doutoramento. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2007

Resumo: A utilização de resíduos na composição de massa cerâmica já é usual no Brasil, como alternativa de reutilização de alguns resíduos industriais. O presente trabalho visa verificar a potencialidade de uso de alguns resíduos industriais na fabricação de blocos de vedação. A metodologia seguida foi a aplicada em laboratórios de prestação de serviços para a indústria de cerâmica vermelha, considerando o ponto de vista ambiental e suas características físicas. A adição de 10%, 20% e 30% de resíduos em massa foi estudada, sendo os resíduos adicionados separadamente. Os resíduos utilizados foram: pó de pedra do beneficiamento de granito, cinza de caldeira de biomassa e lodo de estação de efluente da fabricação de papel e celulose. As análises foram realizadas considerando a classificação de resíduos segundo a norma NBR 10004/04. Ensaios físicos de retração linear, absorção, perda ao fogo, tensão de ruptura e cor após queima foram realizados. Os resultados foram comparados com a norma de blocos cerâmicos para alvenaria de vedação (NBR 15270-1). Os resultados obtidos indicam que apenas o resíduo de pó de pedra, possui potencial de uso na fabricação de blocos de vedação. Os outros dois resíduos não atenderam ao quesito de absorção e somente o lodo de ETE não atendeu à resistência a tensão exigida pela mesma norma. No quesito ambiental, todas as misturas não apresentaram grau de periculosidade. Os dados apontados a partir do presente estudo apontaram que resíduos industriais podem ser aproveitados na fabricação de blocos de vedação. Entretanto, foram constatadas limitações quanto ao atendimento de norma correspondente a aplicação de blocos cerâmicos de vedação.

Orientador: Paulo Rodolfo Leopoldo / Banca: Jorge de Lucas Junior / Banca: Maria de Lourdes Conte / Resumo: Os efluentes de indústrias de chapa dura de fibra de madeira originários da exploração de eucalipto, são caracterizados por altos valores em DQO e material sólido em suspensão, tornando-os altamente poluentes para o ambiente e, principalmente, para os recursos hídricos. As empresas que atuam nesse segmento fazem o tratamento de seus efluentes de diversas maneiras, sendo a disposição por irrigação em solos cultivados, uma das formas utilizadas. Essa prática tem como base a melhoria da qualidade da água pela sua infiltração e principalmente pela evapotranspiração das plantas. Porém o lançamento em solos tem consequências, às vezes, muito graves, principalmente no que se refere a colmatação do solo e também à possível contaminação do lençol freático. O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um sistema de tratamento de tais efluentes através do processo de peneiramento, visando a remoção das fibras em suspensão. Para isso desenvolveu-se um equipamento composto por peneiras rotativas substituíveis, com base em modelo francês, recomendado para o tratamento de efluentes industriais. Optou-se por esse sistema após a verificação da presença de grande quantidade de material sólido presente no efluente. Foram realizados 5 ensaios combinando-se peneiras rotativas de diferentes malhas (0,25 ; 0,50 ; 0,75 ; 1,00 e 1,50 mm) com suas respectivas rotações (13 ; 20 ; 33 ; 41 e 53 rpm) e vazões de entrada do efluente no sistema, que também foram 5 para cada ensaio. Para se verificar a influência do sistema proposto na redução da carga poluidora do efluente foram coletadas amostras na entrada do sistema (efluente "in natura") e na saída (efluente após peneiramento) totalizando 150 amostras. Nessas amostras foram analisadas as seguintes variáveis: ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The wastewater from hardboard industries coming from the eucalyptus exploration are characterized by high values of COD and suspended solid matter. For this reason, the wastewater significantly pollute the environment, specially the water resources. The industries that act in this area treat their wastewater by different ways. The irrigation of cultivated lands is one of the options for treatment of the wastewater. By using this procedure, there should be an improvement in the water quality because of its infiltration into the soil and because of the plant's evapotranspiration. However, the wastewater irrigation of the soil sometimes brings severe consequences, which are mainly related to the development of crusts on the soil surface and the possible contamination of the ground water. The objective of the present research was based on the development of a system to treat such wastewater by using the screening process, in order to remove the fibers in suspension. To do so, it has been developed an equipment that contains rotating changeable screens based on a French model that is recommended for the treatment of industry's wastewater. Five trials have been performed combining rotating screens with different nets (0.25, 0.50, 0.75, 1.00, and 1.50 mm) with their respective rotations (13, 20, 33, 41, and 53 rpm) and also with 5 different flows of the wastewater incoming in the system. In order to verify the influence of the proposed system on the reduction of the pollutant capacity of the wastewater, 150 samples were collected at the inlet of the system ("in natura" wastewater) and at it's outlet (wastewater after screening). From these samples, the following variables have been analyzed: total solids, fixed total solids, volatile total solids, pH, turbidity, electrical conductivity, COD, BOD, and... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Alcides Lopes Leão / Banca: Felipe Korbus Sutili / Banca: Derva dos Santos Rosa / Resumo: Os polihidroxialcanoatos (PHAs) são uma família de biopolímeros biodegradáveis, que podem substituir os plásticos petroquímicos em muitas aplicações, principalmente embalagens e utensílios domésticos. Contudo, estes bioplásticos são atualmente mais caros do que os de origem petroquímica. É possível encontrar vários estudos na literatura que investigam o uso de resíduos e substratos mais baratos, com o intuito de permitir a produção em grande escala do PHA. Os óleos vegetais são largamente utilizados na preparação de alimentos, na maioria das vezes no processo de fritura, o que acarreta grandes quantidades de resíduo, muitas vezes descartados incorretamente, trazendo prejuízo ao meio ambiente e à população. Sob esta consideração, os resíduos de óleo de fritura são abundantes e podem ser utilizados na produção de PHA sem qualquer tratamento adicional. Portanto, este trabalho analisou a produção de polihidroxialcanoatos (PHA) a partir de duas linhagens de bactérias, Pseudomonas oleovorans e Bacillus megaterium, utilizando-se óleos residuais de frituras como fonte de carbono (óleo residual de fritura de batata, frango e pastel) e foram utilizados nas concentrações de 10 g.l-1 e 20 g.l-1, separadamente. Os ensaios de produção do biopolímero foram realizados em frascos agitados, em meio de cultura limitante em nitrogênio. A massa seca celular (MSC) foi determinada por gravimetria e a porcentagem de acúmulo e a composição do PHA foram determinados por cromatografia gasosa. A melhor ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are a family of biodegradable biopolymers that can replace petrochemical plastics in many applications, especially packaging and household appliances. However, these bioplastics are currently more expensive than those of petrochemical origin. It is possible to find several studies in the literature that investigate the use of residues and cheaper substrates, in order to allow large scale production of the PHA. Vegetable oils are widely used in food preparation, most often in the frying process, which leads to large amounts of waste, often incorrectly discarded, causing damage to the environment and the population. Under this consideration, waste frying oils are abundant and can be used in the production of PHA without any further treatment. Therefore, this work studied the production of polyhydroxyalkanoates (PHA) from two strains of bacteria, Pseudomonas oleovorans and Bacillus megaterium, using waste frying oils as a source of carbon (waste oils from potato, chicken and pastel) and were used at concentrations of 10 g.l-1 and 20 g.l-1, separately. The biopolymer production assays were performed in shaken flasks, in nitrogen-limiting culture medium. The dry cell mass (DCM) was determined by gravimetry and the percentage of accumulation and the PHA composition were determined by gas chromatography. The best reaction condition was observed in the residual frying oil from potato, in which the bacterium Bacillus megaterium reached a PHA accumulation of 13.03 % and 3,93 g.l-1 of dry cell mass. From the results obtained it can be concluded that this alternative is promising, besides not competing with the production based on sources of sugar, that is ... / Mestre

Orientador: Jorge de Lucas Júnior / Banca: Marco Antonio Biaggioni / Banca: Valeria Cristina Rodrigues Sarnighausen / Banca: Mônica Sarolli Silva de Mendonça Costa / Banca: Eder Fonzar Granato / Resumo: Neste estudo objetivou-se analisar o potencial de produção de biogás e biofertilizante do processo de co-digestão anaeróbia do substrato composto pela fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos (FORSU) e dejetos de gado bovino leiteiro (DGBL) utilizando biodigestores batelada com capacidade de 2 L e biodigestores semicontínuos com capacidade de 60 L. Os resultados dos biodigestores semicontínuos foram aplicados em um estudo de caso tendo como base os dados de coleta de resíduos sólidos urbanos da cidade de Penápolis-SP co-digerido com estrume de 40 vacas e apresentou como resultado dados para dimensionamento de biodigestor com potenciais de produção de biogás e biofertilizante, e potencial de geração de energia elétrica. Para análise dos dados considerou-se um delineamento inteiramente casualizado, utilizando-se o programa SAS® ao nível de significância de 5%. Foram analisadas a produção, o potencial de produção de biogás, a redução dos sólidos totais e voláteis e os teores dos nutrientes Nitrogênio, Fósforo e Potássio (NPK) do biofertilizante. O experimento em batelada constou de 11 tratamentos com proporções diferentes de FORSU (0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% e 100%) com quatro repetições cada e apresentou potencial médio de produção de biogás de 0,38 m3/kg SV ad, com uma redução de sólido voláteis de 63,82% e biofertilizante com teores médios de NPK nos valores 3,14%, 0,87% e 1,26%, respectivamente, em um período de 192 dias para o tratamento T20. O expe... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this study was to analyze the biogas and biofertilizer production potential of the anaerobic codigation process of the substrate composed of organic fraction of urban solid waste (FORSU) and bovine milk waste (DGBL) using batch biodigesters with a capacity of 2 L and semi-continuous biodigesters with a capacity of 60 L. The results of the semicontinuous biodigesters were applied in a case study based on the data of urban solid waste collection of the city of Penápolis-SP digested with manure of 40 cows and presented as result data for dimensioning of biodigestor with potential of biogas production and biofertilizer, and potential of electric energy generation. For data analysis, a completely randomized design was used, using the SAS® program at a significance level of 5%. Production, biogas production potential, total and volatile solids reduction and Nitrogen, Phosphorus and Potassium (NPK) nutrient content of the biofertilizer were analyzed. The batch experiment consisted of 11 treatments with different proportions of FORSU (0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% and 100%) with four replicates each with an average biogas production potential of 0.38 m3 / kg SV ad, with a reduction of 63.82% volatile solids and biofertilizer with NPK mean values of 3.14%, 0.87% and 1.26%, respectively, over a 192 day period for the T20 treatment. The experiment in continuous biodigesters was composed of 2 treatments, one composed of 90% FORSU, 10% DGBL and water and another control treatment with only DGBL and water, with 5 replicates for each treatment. The study concludes that for batch feeding the FORSU limit for biogas generation is 30%. The semicontinuous biodigester with a FORSU and DGBL ratio of 90% -10% produces 1m3 of biogas with 36.23 kg of FORSU with a biogas production potential of 0.117 m3 /kg of SV ad. / Doutor