Grande parte dos processos industriais são fontes geradoras de resíduos, na forma de gases, líquidos ou sólidos, provocando, quase sempre, degradação ambiental. A utilização de resíduos e subprodutos industriais na Construção Civil apresenta-se como uma excelente alternativa para diminuição do impacto ambiental causado, e maior contribuição para o desenvolvimento sustentável, considerando que a Construção Civil é o setor da atividade tecnológica que consome grande volume de recursos naturais e parece ser um dos mais indicado para absorver os resíduos sólidos. O resíduo gerado a partir do beneficiamento de rochas (resíduo de corte de granitos) é resultante do processo de serragem de blocos de rochas em placas, num equipamento denominado tear. Na serragem, cerca de 25% a 30% do bloco é transformado em pó, que na maioria dos casos, é depositado nos pátios das empresas. No Brasil, a quantidade estimada de geração deste resíduo é de 165000 toneladas por ano, sendo o Espírito Santo, Bahia, Ceará e Paraíba os estados que geram maior volume. Neste trabalho foi realizado a caracterização física, química e de risco ambiental do resíduo de corte de granito (RCG), bem como a avaliação do potencial de oxidação do Fe contido. Foi também realizada a viabilidade técnica do seu uso em concretos, com adição em teores de 10% e 20% em relação à massa de cimento. Para os concretos produzidos, foram avaliadas as propriedades do concreto endurecido (resistência à compressão axial, resistência à tração por compressão diametral e resistência à tração na flexão), e parâmetros de durabilidade (absorção por sucção capilar e absorção por imersão). A análise dos resultados permite concluir que o resíduo de corte de granito não apresenta riscos ambientais, que sua utilização como adição em concretos é viável tecnicamente, e que 10% de adição é o teor que apresenta melhor desempenho.

o objetivo do presente trabalho foi desenvolver um material adsorvente alternativo de íons sulfato a partir de um resíduo industrial abundante e renovável. Apesar da baixa toxicidade, concentrações elevadas destes íons inviabilizam o reciclo, o reuso e o descarte de efluentes. Para tanto, foi utilizado o resíduo do processamento de camarão que, após etapas de desmineralização, desproteinização e desacetilação, forneceu materiais quitinosos em forma de flakes com diferentes graus de desacetilação (GD), tendo sido selecionada a quitina com GD da ordem de 25% como sólido adsorvente. Os estudos de adsorção de íons sulfàto, realizados em frascos agitados com soluções sintéticas, mostraram valores de remoção da ordem de 92%, correspondente a uma capacidade de adsorção de 3,2 mEq.g-l. Estes resultados foram obtidos com o emprego de uma razão sólido/SO/- de 8,5 mg.mg-I, tempo de contato de 15 minutos e um pH de equilíbrio de 4,3 :t 0,3. Além da adsorção de íons sulfato, os resultados revelaram que quiti.na adsorve também íons molibdato (82% em 15 minutos e 92% em 60 minutos) sem qualquer interferência na adsorção de íons sulfato, fato considerado relevante no tratamento de efluentes de mineração de cobre e molibdênio. A adsorção dos íons sulfàto por quiti.na ocorre através do mecanismo de fisissorção por atração eletrostática, seguindo um modelo cinético de pseudo-segunda ordem, onde as etapas de transferência de massa dos íons não foram limitantes. A reversibilidade da adsorção, uma das características de processos que envolvem interações eletrostáticas, foi confirmada através de estudos de dessorção utilizando soluções de NaOH e permitiram verificar a possibilidade de regeneração do adsorvente. A cinética de adsorção em coluna de percolação, para uma granulometria de sólido e pH inicial do meio inferiores, foi maior do que a obtida no sistema de frascos agitados. Por outro lado, a capacidade de adsorção obtida a partir da curva de saturação em coluna de percolação foi praticamente a mesma obtida no sistema de :fIascosagitados. Nos estudos com efluentes industriais, o desempenho da quitina foi praticamente similar ao obtido com efluentes sintéticos, tendo sido atingidos elevados percentuais de adsorção. Estes resultados confirmam o potencial deste bioadsorvente para o tratamento de efluentes contendo altas concentrações de íons sulfato. Finalmente, são discutidas as considerações gerais do processo no contexto geral do tratamento de efluentes líquidos contendo compostos inorgânicos.

Um dos maiores desafios da sociedade moderna é a descoberta de novas alternativas para a destinação de resíduos gerados em processos produtivos na indústria, que diminuam a degradação ambiental visando o progresso sustentável. A mudança na forma de enfrentar o problema, passando a valorizar o resíduo tratando-o com “status” de matéria-prima, através da incorporação em misturas asfálticas, minimiza a exploração de matéria-prima natural com ganho ambiental, tecnológico e econômico. Nesta pesquisa, aplicam-se métodos tradicionais de laboratório e de campo, que possibilitam avaliar o comportamento estrutural e ambiental da camada asfáltica com os resíduos industriais incorporados. Apresentam-se as propriedades avaliadas, comparando-as com propriedades usualmente verificadas em misturas do tipo cbuq, analisando as vantagens e desvantagens, a fim de estabelecer metodologia padronizada para avaliação do desempenho das misturas asfálticas estudadas, auxiliando àqueles que tem interesse na utilização de “ melhor compreensão da natureza dos materiais e quais propriedades necessitam ser avaliadas para possibilitar o seu uso em aplicações de pavimentos. A aplicação da metodologia Marshall, de ensaios de resistência à tração e módulo de resiliência mostraram comportamento mecânico adequado, e as relações de MR/Rt forneceram indicativo de leve aumento na rigidez e vida de fadiga semelhante às misturas convencionais Para avaliação ambiental os métodos empregados basearam-se nas exigências preconizadas pela ABNT, referentes à amostragem, classificação, lixiviação e solubilização de resíduos, não sendo observadas alterações na emissão de contaminantes. Os resultados mostraram o potencial da abordagem realizada, demonstrando que podem ser aplicados os mesmos métodos, procedimentos e equipamentos usualmente empregados na pavimentação rodoviária. Por fim, apresentam-se metodologia empregada na implantação de um trecho experimental, sob ação de cargas reais de tráfego e variações climáticas, e proposta de monitoramento ao longo da vida útil do pavimento, a fim de verificar o comportamento e estabelecer padrões de desempenho de misturas asfálticas incorporadas com resíduos industriais.

A escória de aciaria elétrica é um resíduo gerado no processo de fabricação de aço, que apresenta propriedades físicas adequadas quando aplicada em alguns materiais da área de construção civil. Entretanto, possui algumas limitações causadas pela presença de compostos que sofrem reações expansivas quando exposta ao ambiente (óxidos de cálcio e magnésio livres, óxidos de ferro e silicatos de cálcio), provocando rupturas e desintegração dos materiais onde é aplicada. Além disso, quando usada como base e sub-base na construção de estradas, pode ocorrer a formação de tufa (calcário precipitado) causando entupimento de drenos das rodovias. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o teor de cal livre em escória de aciaria elétrica utilizando a combinação de um método titulométrico com análise térmica, pois é um dos compostos mais citados pela literatura como responsável pela expansão da escória. Dois métodos titulométricos foram selecionados para determinar o teor de cal livre, onde o primeiro foi desenvolvido para análise em cimento (Método do etilenoglicol) e o segundo foi adaptado para escória de aço (Método de Franke) Os resultados mostraram que o método de Franke, extraído da norma européia EN 1744:1998, foi o mais adequado para determinar cal livre em escórias de aciaria elétrica. A quantidade de cal livre encontrada não permitiu avaliar sua variação ao longo do tempo de exposição, somente considerando os métodos titulométricos. Entretanto, utilizando o método de análise térmica, observou-se um decréscimo no número de reações do primeiro mês de exposição com relação aos meses seguintes, sugerindo uma estabilização das escórias ao longo do tempo. Também, os resultados para cal original (em torno de 1%) sugerem uma potencialidade de formação de tufa. Finalmente, esse estudo mostrou que é fundamental a associação dos métodos titulométrico e de análise térmica para uma adequada avaliação de cal livre em escórias de aciaria elétrica.

O uso de resíduos pela indústria da construção civil vem se consolidando como prática para a sustentabilidade, atenuando o impacto ambiental gerado pela disposição inadequada de resíduos. O objetivo deste trabalho é de contribuir para os estudos das alternativas de disposição final dos lodos gerados na Estação de Tratamento Biológico de Esgoto Misto (ETE) da cidade de Osório, RS, verificando a possibilidade de utilização destes resíduos, após desaguamento em leitos de secagem e processo de incineração, tendo a cinza produzida e utilizada como adição em argamassa da construção civil. A evolução estrutural e química resultante do tratamento térmico (calcinação em diferentes temperaturas) identificou a ideal temperatura para os ensaios em argamassa. A calcinação proporcionou a diminuição do volume do material, eliminou o conteúdo de matéria orgânica, reduziu a cinza dos materiais combustíveis (tornando-o inerte), eliminou patogênicos e transformou o lodo de esgoto em material amorfo – critério essencial para torná-lo reativo com o cimento – avaliado através de ensaios específicos da amostra. A caracterização morfológica e mineralógica das cinzas em ensaios revelou que estas cinzas podem ser tratadas através de processo de conformação específica e contribuiu para revelar o bom comportamento físico e químico do material que apresentou características pozolâmicas e cimentantes. Moagem das cinzas, ensaios por difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, moldagem de corpos-de-prova, resistência à compressão, ensaios de lixiviação e solubilização foram realizados, a fim de caracterizar as cinzas para que fossem utilizadas em argamassa, melhorando o seu desempenho, sem riscos ambientais.

O presente estudo tem por objetivo apresentar e discutir os resultados de uma investigação geoambiental realizada em uma área contaminada por resíduos industriais, na qual foi depositada borra oleosa ácida. Sondagens de simples reconhecimento (SPT) foram empregadas para a identificação do perfil estratigráfico da área, e ensaios laboratoriais (granulometria e limites de Atterberg) foram utilizados para caracterização das amostras de solo. Os resultados mostraram que o subsolo da área é constituído por um perfil de solo residual composto essencialmente pelas frações argila e silte. Uma série de sondagens de cone resistivo (RCPT) foi realizada na área com o objetivo de detectar a presença de contaminantes no subsolo, através de medidas da resistividade elétrica. As verticais resistivas foram comparadas com os resultados de duas campanhas de geofísica superficial por eletro resistividade, que foram obtidas em trabalhos anteriores de avaliação da contaminação da área. Com o propósito de avaliar a eficiência do cone resistivo na identificação das zonas contaminadas, os ensaios de RCPT foram realizados próximos a poços de monitoramento, onde foram coletadas amostras da água subterrâneas para análises quantitativas da contaminação. O principal efeito da contaminação do meio físico é redução dos parâmetros físico-químicos, pH e resistividade elétrica da água subterrânea, em razão da elevada quantidade de ácido sulfúrico e metais que são liberados pelo resíduo borra ácida depositado na área. Através das verticais resistivas foi possível identificar uma zona altamente contaminada até 5 m de profundidade, caracterizada por valores muito baixos de resistividade. Os dados fornecidos pelo cone resistivo apresentaram concordância satisfatória com as análises químicas e físico-químicas da água subterrânea. Nas zonas superficiais do subsolo (< 5 m de profundidade) os valores de resistividade obtidos pelo cone resistivo foram inferiores àqueles obtidos através da geofísica de superfície. A compatibilidade entre os resultados foi observada para as cotas mais profundas do subsolo.

Esta pesquisa de mestrado analisa, através de um estudo experimental, o comportamento mecânico de misturas em concreto asfáltico, utilizando agregados siderúrgicos (Escória de Aciaria) e Resíduo Areia de Fundição (R.A.F) em combinação com agregados minerais (Basalto). A reutilização destes resíduos industriais traz benefícios ambientais, pois auxilia a questão de deposição destes rejeitos, além de diminuir a degradação ambiental em áreas de extração de agregados pétreos. Foi realizada a dosagem de quatro misturas através da Metodologia Marshall, sendo uma mistura de Referência composta de agregados minerais. Para caracterização e verificação do desempenho das misturas asfálticas foi realizada a moldagem dos corpos-de-prova através da Metodologia Marshall, com uso de CAP 50/60, sendo determinado, além das propriedades Marshall, ensaios de módulo de resiliência à compressão diametral (Mr), resistência à tração (Rt), resistência à fadiga (tensão controlada), deformação permanente sob carga repetida, abrasão (Cântabro) e adesividade (Metodologia Lottman Modificada) das quatro misturas estudadas. Os resultados obtidos demonstraram que a adição dos resíduos industriais estudados ao concreto asfáltico aumenta o consumo de ligante da mistura. A incorporação de escória de aciaria à mistura em concreto asfáltico apresentou desempenho superior ao da mistura com agregados convencionais nas propriedades mecânicas e de durabilidade. A adição de Resíduo Areia de Fundição (R.A.F) em combinação com escória de aciaria não apresentou desempenho satisfatório neste estudo, uma vez que apresentou consumo de ligante elevado e propriedades mecânicas com desempenho inferior. Através do estudo ficou evidente a viabilidade da incorporação da escória de aciaria em misturas asfálticas apresentando melhora nas características mecânicas e de adesividade.

Orientadora : Profª Drª Sonia Faria Zawadzki / Co-Orientador: Prof. Dr. Patrício Peralta-Zamora / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciencias Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba,29/09/2009 / Bibliografia: fls. 148-167 / Resumo: A água é considerada, atualmente, como o principal constituinte de todos os organismos vivos. No entanto, nas últimas décadas, esse valioso recurso vem sendo ameaçado pelas ações indevidas do homem, as quais acabam resultando em prejuízos para a própria humanidade. Um dos aspectos mais relevantes com relação à boa qualidade dos recursos hídricos consiste na contaminação por corantes riundos do segmento industrial têxtil. Sob este ponto de vista, o principal objetivo deste trabalho de pesquisa consistiu no preparo e caracterização de formas imobilizadas de ferro em matrizes poliméricas naturais (alginato e quitosana), visando a sua utilização em estudos de degradação de corantes têxteis por processos Fenton e foto-Fenton. Inicialmente, o efeito de variáveis experimentais foi investigado por sistemas de planejamento fatorial de experimentos, utilizando o corante azul QR-19. Nestes est dos preliminares o processo Fenton apresentou baixa capacidade de degradação, para ambos os sistemas catalíticos em avaliação. Nos estudos envolvendo a matriz alginato/Fe, o processo foto-Fenton com luz artificial promoveu a descoloração completa do corante Azul Qr-19 e a redução de 90% do carbono orgânico total (COT) em 120 minutos de tratamento. O processo fotoassistido por luz solar apresentou melhor eficiência, cujo tempo de tratamento foi de 45 minutos para total descoloraçãodo corante com redução de 75% do COT. Para a mistura de corantes o processo não foi eficiente devido à decomposição do material em tempo superior a 150 minutos. Utilizando a matriz de quitosana/Fe, o tempo para a descoloração completa do corante foi de 180 minutos com 80% da redução do COT quando foi utilizado o processo foto- Fenton com luz artificial. Utilizando a luz solar, o tempo necessário para a total descoloração foi de 120 minutos com redução de 70% do COT. Os processos fotoassistidos utilizando a matriz de quitosana foram também aplicados à mistura de corantes com elevada eficiência de degradação sem que ocorresse a decomposição do material. O estudo de degradação do efluente têxtil foi realizado apenas com a matriz de quitosana, aplicando o processo foto-Fenton com luz solar, para o qual os resultados obtidos foram: 70% de redução da demanda química de oxigênio (DQO) em 300 minutos de tratamento não mostrando sinais de toxicidade, frente aos ensaios realizados com as sementes da Lactuca Sativa. Em todos os processos realizados, foi observado que o ferro permaneceu adsorvido nas esferas de material polimérico, o que possibilitou a reutilização do material (matriz de quitosana) por até 5 vezes. Estudos cinéticos demonstraram que o processo fotoassistido por radiação solar apresentou maior eficiência, com tempo de meia vida inferior ao processo assistido por radiação artificial. Embora todos os estudos tenham sido realizados em escala de bancada, os resultados sugerem um bom potencial dos processos utilizados na remediação de efluentes têxteis. / Abstract: Water is currently considered as the main constituent of all living organisms. However, in recent decades, this valuable resource is being impended by the improper actions of the man, which eventually result in losses to humanity itself. One of the most relevant aspects related to the water resources quality is the contamination proceeding from industrial textile segment. Considering these aspects, the main objective of this work was the preparation and the characterization of immobilized forms of iron ions in natural polymer matrices (alginate and chitosan) aiming their application in textile dyes degradation studies a Fenton and photo-Fenton processes. Initially, the effects of some experimental variables were investigated by factorial design systems, using blue dye QR-19 as standard. The preliminary studies showed that the Fenton process had a lower capacity of degradation for both catalysts systems evaluated. When alginate/Fe system was used, the photo-Fenton process under artificial light promoted a complete decolorization of the blue Qr-19 dye and a 90% reduction of total organic carbon (TOC) in 120 minutes of treatment. The process assisted by solar radiation showed better efficiency, for which the treatment time was 45 minutes for the complete dye decolorization and a TOC reduction of 75%. By the other hand, when dye mixture was used the process was not efficient due to the polymeric matrix decomposition mainly when the treatment time was up to 150 minutes. The system making use of the chitosan/Fe matrix showed a necessary time of 180 minutes for a complete dye decolorization with an 80% TOC reduction when photo-Fenton process under artificial light was used. When solar light was aplyed, the time required for total discoloration was 120 minutes with 70% TOC reduction. The photoassisted processes using chitosan matrix were also applied to the mixture of dyes and the results showed a high degradation dye efficiency without a decomposition of the material. The study of the textile effluent degradation was accomplished only with the chitosan matrix and applying solar photo-Fenton procedure. It was obtained a 70% reduction in chemical oxygen demand (COD) in 300 minutes of treatment and also no toxicity resulting effects were observed when the studies with Lactuca Sativa seeds were performed. For all the studies achieved it was observed that the iron remained adsorbed in the spheres of the polymeric material, the chitosan matrix, which allowed the use of the same material by up to 5 times. Kinetic studies demonstrated that the photoassisted process by solar radiation had a higher efficiency, with a half-life lower than the process assisted by artificial radiation. Even so all the experiments have been acquired in a laboratory-scale the results suggest a promising use of the Fenton processes for remediation of textile effluents.

Resumo: Devido o crescimento da demanda energética e rigidez das leis ambientais, companhias petrolíferas têm se preocupado cada vez mais em remover contaminantes durante o processamento de petróleo. Dos contaminantes presentes no petróleo, os compostos sulfurados estão em maior quantidade, inclusive nos efluentes provenientes da condensação de gases e vapores do processamento e correntes de águas ácidas. Neste tipo de efluente o enxofre apresenta-se, por exemplo, na forma de sulfeto de hidrogênio dissolvido 2 H S , um gás altamente tóxico e responsável pela corrosão de equipamentos nas refinarias. Uma técnica de remoção do 2 H S de efluentes trata-se da oxidação eletroquímica. A maior vantagem da eletroquímica deve-se ao fato do seu reagente principal, o elétron, ser um reagente limpo. Desse modo, o objetivo desse estudo é a aplicação de processos de oxidação eletroquímica para neutralização de 2 H S em efluentes industriais. Porém, na realização dos testes é utilizada uma solução sintética e o primeiro passo do estudo são as voltametrias obtidas do registro das curvas de corrente versus potencial. Das voltametrias é possível determinar o potencial necessário a ser aplicado no reator para ocorrer a oxidação e verificar se a reação está controlada por transporte de massa ou transferência de carga. O segundo passo do estudo consiste nos testes em reator eletroquímico de bancada, de configuração perpendicular e leito poroso composto por carbono vítreo reticulado. O processo de oxidação eletroquímica é direto e controlado potenciostaticamente para evitar reações paralelas. Através da oxidação eletroquímica, o sulfeto dissociado foi oxidado a sulfato e tiossulfato, produtos de valor comercial, empregados em outros processos industriais, de modo que, nas condições de operação do reator, o produto principal trata-se do tiossulfato. Da análise dos perfis de concentração de sulfeto, sulfato e tiossulfato, e dos perfis de potencial e corrente aplicados, foi possível construir figuras de mérito e avaliar o desempenho do reator eletroquímico quando submetido a diferentes condições hidrodinâmicas, pela variação da vazão, e de sobrepotencial, pela variação da distância entre os eletrodos no reator. As figuras de mérito indicam que a melhor condição para formação de tiossulfato ocorreu na menor vazão utilizada 1 1,05lLh e na maior distância entre os eletrodos 60lmm . Além das figuras de mérito, também foi possível a obtenção de uma correlação entre números adimensionais, que indica quais etapas da oxidação de sulfeto podem ser controladas por transporte de massa.

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