ESB - Dissertações de Mestrado / Master Dissertations
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Browsing ESB - Dissertações de Mestrado / Master Dissertations by Field of Science and Technology (FOS) "Engenharia e Tecnologia::Engenharia do Ambiente"
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- Análise energética e exergética de um processo de valorização de biogásPublication . Carolino, Cristina Guedes; Ferreira, João Paulo M.A gestão dos recursos energéticos é um desafio que a sociedade moderna enfrenta. Se a solução a longo prazo não está ainda equacionada, a curto e médio prazos poderá passar por fontes alternativas de energia e por um aumento da eficiência na sua utilização. A quantificação da qualidade da energia, isto é, do seu potencial para realizar trabalho, à luz da Segunda Lei da Termodinâmica, resultou na introdução da propriedade exergia. A análise exergética é aceite como uma ferramenta útil de design, avaliação, optimização e melhoria dos sistemas de energia, permitindo complementar a análise energética. Nesta tese, um sistema de cogeração para valorização energética do biogás produzido num aterro sanitário é avaliado com base na Primeira e Segunda Leis da Termodinâmica. A cogeração é uma tecnologia que permite uma maior eficiência energética, pelo seu potencial de poupança de energia primária e, consequentemente, de redução das emissões de dióxido de carbono. A utilização do biogás como combustível tem um efeito benéfico duplo de produção de energia e de protecção ambiental. Os objectivos específicos deste estudo foram: compreender o processo de conversão do biogás em energia eléctrica; realizar análises de Primeira e Segunda Leis da Termodinâmica; identificar os locais e as magnitudes das irreversibilidades, bem como avaliar o desempenho do processo global e das suas unidades. Verificou-se que o processo está longe de ser termodinamicamente ideal, apresentando uma eficiência exergética de 36,2%. Os componentes mais ineficientes, avaliados pelo grau de perfeição termodinâmico e pelo quociente de destruição de exergia, são o motor (MCI), seguido de uma das unidades do radiador (PC3a). De acordo com a eficiência racional, as unidades mais ineficientes são a segunda unidade do permutador de calor 1 (PC1b) e o MCI. O potencial aumento da eficiência no motor é limitado, devido ao processo de combustão ser de natureza altamente irreversível. A principal melhoria proposta é o aproveitamento energético dos gases de escape. Um aproveitamento energético do calor retirado pelo circuito de refrigeração de baixa temperatura parece não se justificar. Este estudo pode, no futuro, ser complementado com uma análise económica, utilizando as técnicas da exergoeconomia.
- Caracterização e quantificação de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) e Resíduos de Construção e Demolição (RCD)Publication . Viegas, Sandra Maria Gomes Neves Saraiva; Quintas, AnaO trabalho desenvolvido tem como propósito a descrição das actividades realizadas durante o estágio curricular, na Sociedade de Prestação de Serviços de Engenharia Civil, S.A. no departamento de Ambiente, mais propriamente na área de Resíduos. Compreendeu dois grandes fluxos de resíduos, nomeadamente os Resíduos Sólidos Urbanos, nos projectos de remoção de resíduos sólidos em escolas secundárias e os Resíduos de Construção e Demolição, na fase de obra de escolas secundárias. Para a primeira fase do estágio, que incidiu na sua maioria, no desenvolvimento da fase de Estudo Prévio de projectos de remoção de resíduos sólidos em projectos do Parque Escolar (Escolas Secundárias de Gondomar, Clara de Resende, Mirandela e Estarreja) e do edifício UPTEC, é necessário, segundo a legislação, a construção de um compartimento de resíduos que servirá de armazenamento temporário para os resíduos gerados. Para o seu dimensionamento, é imprescindível fazer uma caracterização e quantificação dos resíduos produzidos, de modo, a determinar quais os equipamentos de deposição a definir. Assim os resíduos tipo destes projectos são os Resíduos Sólidos Urbanos, mais propriamente os indiferenciados, papel/cartão, plásticos/embalagens, vidro e orgânicos. Na segunda fase, foi efectuado uma gestão dos Resíduos de Construção e Demolição na fase de obra vulgo Acompanhamento Ambiental em Obra em escolas secundárias (Escolas Secundárias Carlos Amarante, Caldas das Taipas e Monserrate) através da verificação de toda a documentação da entidade executante (verificação da existência das guias de transporte de resíduos e respectivos certificados de recepção de resíduos, licenças das entidades gestoras de resíduos e sua validade) e da realização de visitas de acompanhamento à obra. Através deste acompanhamento foi possível identificar e quantificar os resíduos de construção e demolição gerados. Os resíduos tipo destas três empreitadas são: a madeira, materiais que contém amianto, resíduos de plástico não recicláveis, embalagens de papel/cartão, materiais de isolamento e solos. Com o intuito de ultrapassar as dificuldades existentes nestes dois sectores, foram indicadas algumas propostas para trabalhos futuros, de forma a aumentar a eficiência da gestão de Resíduos Sólidos Urbanos e Resíduos de Construção e Demolição em Portugal.
- Caracterização físico-química de amostras ambientais e estudos de tratabilidade de águas residuaisPublication . Pereira, Liliana Patrícia Rodrigues de Sousa; Castro, Paula Maria Lima e
- Microgeração fotovoltaica : análise da viabilidade técnico-económicaPublication . Sequeira, Antoni Roger Pereira; Santos, Pedro Manuel Pereira Fonseca; Ferreira, João Paulo MedeirosA presente dissertação tem por base um estágio curricular do Mestrado em Engenharia do Ambiente realizado na empresa Self Energy SA. As alterações climáticas que se fazem sentir em todo o Mundo levaram a uma consciencialização dos governos, empresas e da população em geral em relação aos problemas ambientais. Torna-se importante agir no sentido de mudar o rumo para novas alternativas energéticas. Neste contexto, aparece o incitamento à exploração de energias renováveis, onde se inclui a energia solar, com destaque na microgeração fotovoltaica. Como Portugal possui um dos maiores índices de insolação da Europa, a tecnologia fotovoltaica tornou-se uma tecnologia de interesse nacional e em constante crescimento. Neste relatório, apresenta-se a análise técnica de instalações de microgeração fotovoltaica com ligação à Rede Eléctrica de Serviço Público, baseada em casos reais. Consideraram-se dois tipos de sistemas, fixos e seguidores solares - trackers, e para eles foram elaboradas as respectivas simulações de produção de energia eléctrica. Foram também realizadas simulações de produção em diferentes locais de Portugal (Norte, Região de Lisboa e Sul), obtendo-se diferenças significativas entre Norte e Sul do país. Pelas simulações efectuadas, com os pressupostos de uma potência de ligação à rede eléctrica de 3,68 kW e acesso ao regime bonificado (ambos explícitos na legislação em vigor), elaboraram-se as respectivas análises de viabilidade económica. Estas mostraram valores positivos, com tempos de retorno do investimento médios de 7,3 e 6,7 anos, para os sistemas de microgeração fixo e de seguidores solares, respectivamente. Estes casos mostram que os sistemas fotovoltaicos representam hoje uma grande oportunidade de negócio para empresas e particulares, enquadrando-se numa visão de um futuro sustentável e de uma política ambiental correcta.
- Minigeração fotovoltaica : análise da viabilidade técnico-económicaPublication . Rodrigues, Tina Maria de Castro; Santos, Pedro Manuel Pereira Fonseca; Castro, Paula Maria Lima eA presente dissertação tem por base um estágio curricular do Mestrado em Engenharia do Ambiente realizado na empresa Energia Própria, SA. A minigeração fotovoltaica é mais uma aposta de Portugal para tentar reduzir a sua dependência energética. O objetivo da minigeração fotovoltaica é o de contribuir para o aumento da penetração das energias renováveis descentralizadas e para o melhoramento da eficiência energética, ao mesmo tempo que contribui significativamente para a redução das emissões de gases de efeito de estufa. Assim sendo, no contexto da produção descentralizada, as minicentrais fotovoltaicas são implementadas nos locais de consumo, pelo que têm que ser dimensionadas e adaptadas de acordo com o ambiente onde serão instaladas. Por esse motivo, a minigeração fotovoltaica levanta novos desafios no seu dimensionamento e integração em ambiente urbano. O estágio permitiu a participação no desenvolvimento de dois projetos. O primeiro já em fase de obra e o segundo em fase de projeto, o que permitiu estudar e concluir que a produção de energia elétrica recorrendo à minigeração fotovoltaica representa, em algumas situações e à luz da atual legislação portuguesa, uma alternativa economicamente atrativa, como um investimento fidedigno numa tecnologia fiável, com um período de retorno de investimento viável de aproximadamente 13 anos, e cujo o tempo de vida expectante dos painéis é de longo prazo, podendo por isso ser traduzido como sendo um investimento proveitoso. Assim sendo, a minigeração fotovoltaica apresenta-se como um contributo interessante para um futuro mais sustentável,
- Relatório de atividade profissionalPublication . Ferreira, Sónia Patrícia Leite Maia; Castro, Paula Maria Lima eO meu trabalho na Câmara Municipal do Porto tem sido essencialmente ao nível do apoio técnico em mecanismos de suporte à decisão, através do desenvolvimento de estratégias preventivas e corretivas na implementação da legislação ambiental e relativa à gestão de ruído urbano.
- Técnicas laboratoriais na área do ambiente e da microbiologia : relatório de atividade profissionalPublication . Faia, Sílvia Maria de Magalhães Cruz; Castro, Paula Maria Lima eO presente relatório de atividade profissional visa obter o grau de Mestre em Engenharia do Ambiente de acordo com o estabelecido no regime de condições especiais para licenciados “pré-Bolonha” com um mínimo de 5 anos de experiência profissional. No presente relatório apresenta-se um resumo das atividades desenvolvidas no Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto que passam pelo apoio a aulas laboratoriais, estágios profissionais, dissertações de mestrado e teses de doutoramento, elaboração de protocolos e implementação de trabalhos para as aulas práticas, realização de análises microbiológicas em águas para consumo humano, superficiais e balneares e apoio a iniciativas do referido departamento e/ou Universidade do Porto. O percurso académico e profissional permitiu a aquisição de conhecimento e competências na área da Engenharia do Ambiente e o desenvolvimento da capacidade de trabalho em equipa, capacidade organizacional e competências sociais. A constante vontade em atualizar conhecimentos e adquirir novas competências técnicas foram um incentivo para realização deste trabalho.
- Utilização do metilmetacrilato : risco de exposição ocupacionalPublication . Edra, Beatriz da Graça Nunes Veiga; Gutierres, ManuelO Metilmetacrilato (MMA) é a substancia base do cimento ósseo acrílico, cuja síntese química foi definida pela primeira vez em 1902, pelo químico alemão Röhm. Em 1943 foi estabelecido o protocolo para a produção química do cimento ósseo acrílico. No entanto, o grande impulso para a sua utilização na área da medicina, foi dado por Charnley, em 1958, aquando da sua utilização em artroplastias da anca. O cimento ósseo acrílico é um composto constituído essencialmente por um homopolimero de polimetilmetacrilato com um monómero de metilmetacrilato. Apesar de existirem diversas formas comerciais a sua fórmula química tem como substância de base o MMA associado a outro tipo de compostos, podendo variar em relação algum composto específica adequado a determinada situação clínica. Nas últimas décadas, e em consequência da sua ampla utilização, urge a necessidade de desenvolvimento das técnicas de cimentação nomeadamente em relação à preparação e aplicação do cimento ósseo acrílico, de forma a optimizar as suas propriedades e minimizar os riscos inerentes á sua utilização. Um foco importante no desenvolvimento dos sistemas de cimentação, foi controlar o nível de exposição ao MMA, de forma a criar um ambiente de trabalho seguro, pois apesar de não existir comprovação do seu possível potencial carcinogénico, diversos estudos comprovam a sua toxicidade principalmente no sistema pulmonar, hepático e cutâneo. Desta forma actualmente existem limites de exposição em relação à concentração e horas de exposição ao MMA, definidos pela IARC que, em colaboração com outras instituições, define também um conjunto de guidelines para uma prática correcta de manuseamento do cimento ósseo acrílico Este trabalho tem como objectivo analisar o risco de exposição ocupacional relacionado com a toxicidade do metilmetacrilato, em enfermeiros instrumentistas de dez hospitais da zona Norte, que na sua prática profissional utilizam o cimento ósseo diariamente. Esta investigação utilizou como instrumento de recolha de dados um questionário de forma a aferir informação relacionada com os níveis e horas de exposição, práticas de preparação, nível de conhecimento em relação às normas preconizadas para a sua utilização, manifestações fisiológicas aquando do seu manuseamento e controlo analítico realizado por parte destes profissionais de forma a despistar algum tipo de consequência inerente à exposição ao monómero de MMA. Os resultados evidenciaram que a maioria destes profissionais utilizam a técnica de preparação manual, sendo esta a que mais os expôem aos vapores de MMA, não tendo, na sua maioria, informação sobre as normas de utilização do cimento ósseo acrílico, Para além deste desconhecimento, os dados evidenciam a falta de recursos nas instituições, que lhes permita a utilização da técnica adequada de preparação de forma a diminuir o risco de exposição. Dos 143 enfermeiros inquiridos só 14% dos enfermeiros instrumentistas é que se expôem a um nível superior à concentração recomendada. Estas situações ocorrem quando os profissionais participam em mais de duas cirurgias por dia, com aplicação de cimento ósseo acrílico. No entanto, mais de metades dos inquiridos apresentam sintomas aquando do manuseamento do referido composto. Apesar de só 44 (23%) dos inquiridos realizarem em controlo analítico regular da função hepática e renal constatou-se que e destes, 14 apresentam alterações quer da função hepática e renal, sendo que este grupo é o que realiza maior número de cirurgias por dia e tem mais do que 13 anos de serviço. Conclui-se desta forma que, existe a necessidade de maior informação por parte destes profissionais de saúde em relação às normas preconizadas para o manuseamento do cimento ósseo acrílico, valores limite de exposição, além de sensibilização para um controlo analítico regular, de forma a minimizar o risco de exposição ocupacional.
- Validação de parâmetros de transformação para uma unidade de compostagem por sistema multi-túnel, de acordo com os requisitos do regulamento (CE) N.º 1069/2009, complementado com o regulamento de execução (UE) N.º 142/2011 e respetivas alterações introduzidas pelo regulamento (UE) nº 2015/9Publication . Lopes, Susana Isabel Miranda; Teixeira, Cristina MaiaA produção de resíduos biodegradáveis, incluindo subprodutos de origem animal, tem vindo a crescer ao longo dos anos, enquanto que os solos, por oposição, estão progressivamente a perder matéria orgânica, resultado de práticas de cultivo intensivas e exposição a condições climáticas adversas. Pode definir-se a compostagem como uma decomposição biológica aeróbia da matéria orgânica, produzindo um material estável, higienizado, benéfico para os solos e para o crescimento vegetal. Em geral, tem sido admitido que, se os processos de compostagem forem operados de forma adequada, é assegurada a higienização do composto final. O binómio temperatura/tempo de exposição é referido como a condição mais importante na inativação dos agentes patogénicos. A investigação no domínio da compostagem tem-se multiplicado nas décadas mais recentes, orientada tanto para o estudo dos fenómenos a montante como a jusante do processo. Com o presente trabalho pretendeu destacar-se algumas das temáticas essenciais da compostagem nomeadamente, fundamentos e fatores críticos do processo, inativação e sobrevivência de microrganismos patogénicos, considerações sobre subprodutos animais, bem como validar, em ambiente industrial, um modelo para verificação de parâmetros de transformação alternativos dando cumprimento aos requisitos constantes do Regulamento de execução (UE) n.º 142/2011 e respetivas alterações introduzidas pelo Regulamento (UE) n.º 2015/9. O modelo selecionado pretendeu ser de fácil aplicabilidade, fiável, representativo e adequado ao sistema de compostagem multi-túnel. Na realização experimental utilizou-se um meio de cultura contendo uma concentração elevada (aproximadamente 108 UFC.ml-1) de um organismo indicador, Enterococcus faecalis estirpe ATCC 29212. A validação dos parâmetros de transformação alternativos decorreu em três túneis de 1.ª fase e em um túnel de 2.ª fase de compostagem, todos com controlo automático e contínuo de temperatura. A análise dos resultados experimentais permitiu concluir que, no caso sistema multitúnel da Central de Valorização Orgânica Lipor e para a mistura utilizada, um período de exposição de 24 horas e uma temperatura de 60 °C asseguram as condições de higienização exigidas pela regulamentação aplicável aos subprodutos animais. Os resultados experimentais demonstraram uma redução superior a 7 unidades logarítmicas para Ent. faecalis. Foi também verificado no composto o nível de Ent. faecalis de modo a detetar qualquer situação de crescimento do referido organismo após a conclusão do processo de compostagem. Os valores obtidos (< 1,0x101.g-1) revelaram que não houve crescimento de Ent. faecalis, refletindo um grau de estabilização (e maturação) elevado do composto, não possibilitando qualquer fenómeno de repovoamento.