Tratamento combinado de lixiviados de aterro sanitário e drenagem ácida de minas

Efluentes contaminados por lixiviados de resíduos sólidos urbanos (LRSU), proveniente de aterros sanitários, ou a drenagem ácida de minas (DAM), originados pela oxidação da pirita em rejeitos de carvão, são problemas atuais em termos de impacto ambiental, especialmente na região do Município de Butiá, no Estado do Rio Grande do Sul. O tratamento destes efluentes, via de regra, é bastante oneroso, mas necessário, uma vez que a liberação in natura destas fontes poluidoras pode ser responsável pela degradação severa do ambiente. Em geral, metodologias convencionais de tratamento (como a precipitação/sedimentação, no caso da DAM, e processos biológicos, no caso do LRSU) mostram-se economicamente custosas ou tecnicamente deficientes. Frente a este desafio, esta pesquisa baseou-se na avaliação do tratamento conjunto de DAM e LRSU, via homogeneização, a fim de diminuir custos tradicionais decorrentes. O processo consiste no aproveitamento da alcalinidade do LRSU para neutralizar a acidez da DAM. Ao mesmo tempo, o ferro e o alumínio presentes na DAM permitem a coagulação dos sólidos suspensos, removendo uma significativa carga de poluentes. Resultados obtidos em laboratório no tratamento inicial destes efluentes permitiram uma significativa redução de carga orgânica, nutrientes, metais pesados e bactérias do grupo coliforme. O efluente final apresentou redução na carga lançada de 100% para sólidos suspensos, 36% para DBO, 56% para DQO, 11% para N, 72% para Fe, 73% para Al e 9% para Mn, atenuando suas características iniciais em consonância a alguns padrões de emissão de efluentes líquidos estabelecidos para o Estado do Rio Grande do Sul (Resolução número 128/2006 do CONSEMA).Municipal landfills wastewaters (MLW) and acid mine drainages (AMD) from coal mines are environmental issues faced, in special case at the city of Butia, in Rio Grande do Sul State. The treatment of such effluents is necessary to avoid undesirable environmental degradation. The conventional treatment techniques (e.g. chemical neutralization for DAM and biological processes for municipal landfills wastewaters) are costly and sometimes inefficient. This work considered a new alternative based in the combined treatment of MLW and AMD. The alkalinity of MLW can neutralize the acidity of the AMD while the iron and aluminum present in the AMD allow the coagulations of the suspended solids of the MLW, reducing considerably the amount of pollutants. The initial results obtained at laboratory scale allowed the reduction of organic load, nutrients, heavy metals and bacteria. The final effluent showed reduction at the charge reaching 100% to solids in suspension, 36% to BOD, 56% to COD, 11% to N, 72% to Fe, 73% to Al e 9% to Mn, without addiction of coagulations polymers, and improving its characteristics considering the emission standards established in the Rio Grande do Sul State, Brazil (Resolution number 128/2006 from CONSEMA)

Análise da vida útil de polímeros avançados aplicados à proteção balística

O uso de coletes balísticos atualmente é referência pacífica quanto à sua utilização como meio de proteção individual na área de segurança pública diferindo seu emprego sob o nível de proteção balística, ergonomia, bem como o tempo de validade destes materiais. Fabricados basicamente a base de polímeros de alto desempenho, como a fibra de poliaramida (Kevlar® e Twaron®) e polietileno de ultra alta massa molar (Dyneema® e Spectra®), os coletes balísticos no Brasil tem uma data de validade fixada pela legislação em apenas cinco anos a partir da data de sua fabricação, devendo ser destruídos após este prazo, gerando um prejuízo aproximado de duzentos milhões de reais ao ano no país. Esta pesquisa teve como objetivo principal utilizar técnicas confiáveis que pudessem estabelecer o real ciclo de vida destes polímeros, cuja aplicação fosse de baixo custo, sem comprometer a segurança do usuário. A caracterização inicial dos materiais abrangeu desde a determinação de parâmetros de velocidade de degradação por exposição natural ao tempo, avaliando a influência do meio até alterações nas propriedades físicas, tais como térmicas, mecânicas e morfológicas dos compósitos envolvidos. As análises de calorimetria diferencial de varredura (DSC), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia no infravermelho (FTIR) envelhecimento natural, absorção de umidade, análise colorimétrica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de desempenho mecânico a tração buscaram qualificar adequadamente as características dos corpos de prova ao longo de um ano de envelhecimento natural. Os resultados mostraram que tanto a poliaramida quanto o PEUAM são estáveis e não se degradam facilmente. Os coletes balísticos possuem um tempo de vida útil superior a cinco anos, sendo que as fibras de coletes com até quinze anos mantiveram propriedades semelhantes a fibras novas. A destruição de coletes a partir da determinação de uma simples portaria e impedindo a revalidação ou reuso do material gera um impacto ambiental considerável, além do prejuízo econômico, em decorrência da incineração e destruição dos coletes balísticos vencidos.The use of armour vests is currently a peaceful reference to their use as a means of individual protection in the area of public safety differing their employment under the level of ballistic protection, ergonomics, as well as the shelf life of these materials. They are manufactured primarily from high-performance polymers such as polyaramide (Kevlar® and Twaron®) fiber and ultra-high molecular weight polyethylene (Dyneema® and Spectra®). The ballistic vests in Brazil have a fixed expiration date by legislation in only five years from the date of its manufacture, and must be destroyed after this term, generating a loss that may exceed two hundred million of reais per year in the country, considering the number of vests due per year. This research had as main objective to develop reliable non-destructive techniques that could establish the real-life cycle of these polymers, whose application was of low cost, without compromising the security of the user. The initial characterization of the materials ranged from the determination of degradation rate parameters by natural exposure to time, evaluating the influence of the medium until changes in the physical, such as thermal, mechanical and morphological properties of the involved composites. Differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), infrared spectroscopy (FTIR), moisture absorption, colorimetric analysis, scanning electron microscopy (SEM) and mechanical tensile performance sought to adequately characteristics of the specimens over a year of natural aging. The results showed that both the polyaramid and the PEUAM are stable and do not readily degrade. Ballistic vests have a lifespan of more than five years, and vests fibers up to fifteen years old have properties similar to new fibers. The destruction of armors from the determination of a simple ordinance and avoiding the revalidation or reuse of the material generates a considerable environmental impact, besides the economic loss, by result of the incineration and destruction of the expired ballistic vests

Tratamento combinado de lixiviados de aterro sanitário e drenagem ácida de minas

Efluentes contaminados por lixiviados de resíduos sólidos urbanos (LRSU), proveniente de aterros sanitários, ou a drenagem ácida de minas (DAM), originados pela oxidação da pirita em rejeitos de carvão, são problemas atuais em termos de impacto ambiental, especialmente na região do Município de Butiá, no Estado do Rio Grande do Sul. O tratamento destes efluentes, via de regra, é bastante oneroso, mas necessário, uma vez que a liberação in natura destas fontes poluidoras pode ser responsável pela degradação severa do ambiente. Em geral, metodologias convencionais de tratamento (como a precipitação/sedimentação, no caso da DAM, e processos biológicos, no caso do LRSU) mostram-se economicamente custosas ou tecnicamente deficientes. Frente a este desafio, esta pesquisa baseou-se na avaliação do tratamento conjunto de DAM e LRSU, via homogeneização, a fim de diminuir custos tradicionais decorrentes. O processo consiste no aproveitamento da alcalinidade do LRSU para neutralizar a acidez da DAM. Ao mesmo tempo, o ferro e o alumínio presentes na DAM permitem a coagulação dos sólidos suspensos, removendo uma significativa carga de poluentes. Resultados obtidos em laboratório no tratamento inicial destes efluentes permitiram uma significativa redução de carga orgânica, nutrientes, metais pesados e bactérias do grupo coliforme. O efluente final apresentou redução na carga lançada de 100% para sólidos suspensos, 36% para DBO, 56% para DQO, 11% para N, 72% para Fe, 73% para Al e 9% para Mn, atenuando suas características iniciais em consonância a alguns padrões de emissão de efluentes líquidos estabelecidos para o Estado do Rio Grande do Sul (Resolução número 128/2006 do CONSEMA).Municipal landfills wastewaters (MLW) and acid mine drainages (AMD) from coal mines are environmental issues faced, in special case at the city of Butia, in Rio Grande do Sul State. The treatment of such effluents is necessary to avoid undesirable environmental degradation. The conventional treatment techniques (e.g. chemical neutralization for DAM and biological processes for municipal landfills wastewaters) are costly and sometimes inefficient. This work considered a new alternative based in the combined treatment of MLW and AMD. The alkalinity of MLW can neutralize the acidity of the AMD while the iron and aluminum present in the AMD allow the coagulations of the suspended solids of the MLW, reducing considerably the amount of pollutants. The initial results obtained at laboratory scale allowed the reduction of organic load, nutrients, heavy metals and bacteria. The final effluent showed reduction at the charge reaching 100% to solids in suspension, 36% to BOD, 56% to COD, 11% to N, 72% to Fe, 73% to Al e 9% to Mn, without addiction of coagulations polymers, and improving its characteristics considering the emission standards established in the Rio Grande do Sul State, Brazil (Resolution number 128/2006 from CONSEMA)

Análise da vida útil de polímeros avançados aplicados à proteção balística

O uso de coletes balísticos atualmente é referência pacífica quanto à sua utilização como meio de proteção individual na área de segurança pública diferindo seu emprego sob o nível de proteção balística, ergonomia, bem como o tempo de validade destes materiais. Fabricados basicamente a base de polímeros de alto desempenho, como a fibra de poliaramida (Kevlar® e Twaron®) e polietileno de ultra alta massa molar (Dyneema® e Spectra®), os coletes balísticos no Brasil tem uma data de validade fixada pela legislação em apenas cinco anos a partir da data de sua fabricação, devendo ser destruídos após este prazo, gerando um prejuízo aproximado de duzentos milhões de reais ao ano no país. Esta pesquisa teve como objetivo principal utilizar técnicas confiáveis que pudessem estabelecer o real ciclo de vida destes polímeros, cuja aplicação fosse de baixo custo, sem comprometer a segurança do usuário. A caracterização inicial dos materiais abrangeu desde a determinação de parâmetros de velocidade de degradação por exposição natural ao tempo, avaliando a influência do meio até alterações nas propriedades físicas, tais como térmicas, mecânicas e morfológicas dos compósitos envolvidos. As análises de calorimetria diferencial de varredura (DSC), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia no infravermelho (FTIR) envelhecimento natural, absorção de umidade, análise colorimétrica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de desempenho mecânico a tração buscaram qualificar adequadamente as características dos corpos de prova ao longo de um ano de envelhecimento natural. Os resultados mostraram que tanto a poliaramida quanto o PEUAM são estáveis e não se degradam facilmente. Os coletes balísticos possuem um tempo de vida útil superior a cinco anos, sendo que as fibras de coletes com até quinze anos mantiveram propriedades semelhantes a fibras novas. A destruição de coletes a partir da determinação de uma simples portaria e impedindo a revalidação ou reuso do material gera um impacto ambiental considerável, além do prejuízo econômico, em decorrência da incineração e destruição dos coletes balísticos vencidos.The use of armour vests is currently a peaceful reference to their use as a means of individual protection in the area of public safety differing their employment under the level of ballistic protection, ergonomics, as well as the shelf life of these materials. They are manufactured primarily from high-performance polymers such as polyaramide (Kevlar® and Twaron®) fiber and ultra-high molecular weight polyethylene (Dyneema® and Spectra®). The ballistic vests in Brazil have a fixed expiration date by legislation in only five years from the date of its manufacture, and must be destroyed after this term, generating a loss that may exceed two hundred million of reais per year in the country, considering the number of vests due per year. This research had as main objective to develop reliable non-destructive techniques that could establish the real-life cycle of these polymers, whose application was of low cost, without compromising the security of the user. The initial characterization of the materials ranged from the determination of degradation rate parameters by natural exposure to time, evaluating the influence of the medium until changes in the physical, such as thermal, mechanical and morphological properties of the involved composites. Differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), infrared spectroscopy (FTIR), moisture absorption, colorimetric analysis, scanning electron microscopy (SEM) and mechanical tensile performance sought to adequately characteristics of the specimens over a year of natural aging. The results showed that both the polyaramid and the PEUAM are stable and do not readily degrade. Ballistic vests have a lifespan of more than five years, and vests fibers up to fifteen years old have properties similar to new fibers. The destruction of armors from the determination of a simple ordinance and avoiding the revalidation or reuse of the material generates a considerable environmental impact, besides the economic loss, by result of the incineration and destruction of the expired ballistic vests

Natural aging : comparison of ultra high molar mass polyethylene fabrics applied in ballistic protection

Os coletes balísticos são fabricados com polímeros de alto desempenho, como a poliaramida ou o polietileno de ultra alta massa molar (PEUAM), conhecida comercialmente como Spectra® ou Dyneema®. Em função de legislação o tempo de validade dos coletes balísticos no Brasil é estipulado pelos fabricantes, com prazo de apenas 5 anos. A caracterização inicial dos materiais busca identificar alterações relacionados a degradação por influência da exposição natural em um ano, avaliando a influência das alterações nas propriedades físicas envolvidas. Os coletes com diferentes datas de fabricação (2004 e 2007, usado por cinco anos e sem uso respectivamente) foram usadas neste estudo e expostos ao intemperismo natural por um período total de um ano (fevereiro de 2014 a fevereiro de 2015), na cidade de Porto Alegre, região sul do Brasil. As amostras foram caracterizadas por ensaios ópticos (cor e brilho), umidade, FTIR, mecânicos e morfológicos, cujos resultados confirmaram a estabilidade no desempenho mecânico do material. Após o envelhecimento natural, observou-se que o processo de degradação é mais acentuado na camada externa das lâminas dos coletes (tecidos laminados com uma película polimérica), verificando-se baixa absorção de umidade, por se tratar de polímero hidrofóbico e pouca perda das propriedades mecânicas, indicando um tempo de vida útil dos coletes superior aos cinco anos de uso.Armor vests are manufactured from high performance polymers such as polymer or ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE), named commercially as Spectra® or Dyneema®. Due to Brazilian legislation, the warranty of ballistic vests in Brazil is stipulated by manufacturers, by only 5 years. The initial characterization of materials search changes of the parameters for natural exposure degradation by one year, assessing the influence of the changes to the physical properties involved. The armour with different manufacturing dates (2004 and 2007, used for five years and unused armour respectively) were used in this study and were exposed to natural weathering for a total period of one year (February 2014 to February 2015), in Porto Alegre city, southern region in Brazil. The samples were characterized by optical tests (color and brightness), humidity, FTIR, mechanical and morphological tests, whose results confirmed the stability of the material. After natural aging, it was observed that the degradation process is more accentuated in the outer layer of armour sheets. (fabrics laminated with a polymeric film). Also was found low humidity absorption, because it is a hydrophobic polymer, and few losses of mechanical properties, indicating that life warranty could be bigger than five years of armor use