Valorização de resíduos sólidos da indústria de celulose e papel

Doutoramento em Ciências e Engenharia do AmbienteThis thesis reports in detail studies of industrial solid wastes valorization as alternative raw materials. All tested wastes are classified as non-hazardous and are generated in the pulp and paper process, including primary sludge, dregs, grits, lime mud and bottom ash (this generated in a process that occurs in parallel to the production of cellulose, whose aim is the production of energy to supply the plant through the combustion of forest biomass in fluidized bed). A detailed general characterization was performed at each waste and according to their characteristics, they were selected some applications in materials with potential use, specifically in Fibercement, Bituminous Mixture for regularization layer and industrial mortars (rendering mortars and cementitious-adhesive). After decided to application each waste was specifically tested to proceed the setting up of formulations containing different content of waste in replacement of the raw conventional material. As an isolated case, the bottom ash was tested not only as an alternative raw material for construction materials, but also it was tested for its use in fluidized bed in which the waste is generated as raw material. Both dregs and bottom ash had undergone special treatment to make possible to obtain a better quality of waste in order do not compromise the final product characteristics and process. The dregs were tested in bituminous mixtures as received and also washed (on the laboratory scale to remove soluble salts) and bottom ash were washed and screened in industrial scale (for removal of soluble salts, especially chlorides and coarse fraction particles elimination - particles larger than 1 mm size). The remaining residues form used in such as received avoiding additional costs. The results indicated potential and some limitations for each application to the use of these wastes as alternative raw material, but in some cases, the benefits in relation to valorization overlap with its limitations in both aspects, environmental and economic.O presente trabalho reporta detalhadamente estudos de valorização de resíduos sólidos industriais como matérias-primas alternativas. Todos os resíduos testados são classificados como não perigosos e são gerados no processo de produção de celulose (pasta) e papel, nomeadamente lamas primárias, dregs, grits, lamas de carbonato e cinzas de fundo, estas geradas num processo que ocorre em paralelo à produção de celulose, cujo objectivo é a produção de energia para abastecimento da fábrica através da combustão de biomassa florestal em leito fluidisado. Uma caracterização geral minuciosa foi realizada a cada resíduo e de acordo com as suas características, seleccionaram-se três aplicações em materiais com potencial de utilização: Fibrocimento, Mistura betuminosa para camada de regularização e argamassas industriais (reboco de projecção e cimento-cola). Após o devido enquadramento do resíduo e aplicação, cada resíduo foi caracterizado especificamente para que se procedesse a definição de formulações contendo diferentes percentuais de resíduos em substituição da matéria-prima convencional. Como um caso isolado, as cinzas de fundo foram testadas, não somente como matéria prima alternativa em materiais de construção, como também testou-se a sua reutilização em leito fluidisado no qual o resíduo é gerado. Tanto os dregs como as cinzas de fundo passaram por um tratamento específico para que fosse possível obter uma melhor qualidade do resíduo com o objectivo de não comprometer as características do produto final e processo. Os dregs foram testados em base tal e qual e lavados em escala laboratorial (para remoção de sais solúveis) e as cinzas de fundo foram lavadas em escala industrial (para remoção de sais solúveis, nomeadamente cloretos) e crivadas em escala laboratorial e industrial para eliminação da fracção grosseira do resíduo (partículas de dimensão superior a 1 mm). Os demais resíduos formam usados em base tal e qual, evitando assim custos adicionais. Os resultados obtidos em cada aplicação indicam potencialidades e limitações relativamente ao uso desses resíduos como matéria-prima alternativa, porém em alguns casos, as vantagens relativamente a valorização se sobrepõem às suas limitações, tanto nos aspectos ambientais, como económicos

Valorização de resíduos do sector de pasta e papel em produtos da construção civil

O trabalho desenvolvido nesta dissertação enquadra-se no objectivo geral de valorização de resíduos provenientes de unidades de pasta kraft de eucalipto, nomeadamente dregs, grits e areias do leito fluidizado. Em concreto, avaliaram-se diferentes alternativas para valorização de subprodutos introduzidos em produtos do sector da construção civil, tais como cimento, argamassas e misturas betuminosas para pavimentos rodoviários. A metodologia adoptada inclui as seguintes fases: caracterização química e mineralógica dos subprodutos e dos materiais da construção civil incorporados, ensaios laboratoriais, e caracterização dos provetes obtidos. Dos resultados laboratoriais de caracterização dos subprodutos avaliaram-se as potencialidades em relação ao enquadramento destes às especificações exigidas para as áreas de aplicação. Com os resultados da caracterização dos provetes ensaiados foi possível avaliar o comportamento dos provetes com resíduos incorporados comparativamente aos provetes sem incorporação. Em relação à introdução de grits em cimento, o trabalho foi de incorporação destes resíduos nas matérias-primas tradicionais de produção de cimento Portland, tendo os grits a vantagem de serem constituídos essencialmente por CaCO3 que faz parte da matéria-prima deste produto, considerado como uma solução de escoamento de elevadas quantidades. É de destacar as boas características dos grits também para a área de vias e pavimentos rodoviários, incorporados em misturas betuminosas para camada de regularização. Foram obtidos bons resultados relativamente à utilização de areias de leito fluidizado na produção de argamassas de maior valor acrescentado. As areias foram analisadas ao nível laboratorial e a sua incorporação após lavagem parece ser relativamente inócua em relação aos requisitos fundamentais de uma argamassa. Os dregs foram testados em argamassas e em misturas betuminosas para a camada de regularização ao nível laboratorial e os resultados apresentaram baixo potencial de aplicação em argamassa e potencialidades mais elevadas para as vias e pavimentos rodoviários. ABSTRACT: The work developed in this dissertation is related to the general aim of valorisation of residues coming from the production of paper and pulp, namely dregs, grits and sands from the fluidised bed. Different alternatives were evaluated for valorisation these by-products by introducing them in products of the civil construction sector, such as cement, mortars and mixtures for roads pavements. The adopted methodology includes the following phases: chemical and mineralogical characterization of the cellulose industry by-products and civil construction and tests of samples formulations for each specific product at the laboratorial level. From the laboratory results of by-products characterization, its potential was evaluated in relation to the specifications demanded for these application areas. It was possible to evaluate the behaviour of the products incorporating these wastes compared with samples without any incorporation. In relation to the grits introduction in cement, the work involved the incorporation in the traditional raw materials of Portland cement production, since they have the advantage of being constituted essentially by CaCO3, which is part of the natural raw material constitution, Portland Cement is a good solution for eliminating high waste amounts. It should also be stressed the good potential of the grits for the incorporation in the roads and pavements sector, for mixtures used in regularization layers. Good results were obtained relatively to the use of fluidised bed sands in the production of mortars of larger value, an added solution. The sand was analyzed and its incorporation after washing procedure seems to be harmless .for the basic requirements demanded in the mortars sector. Dregs were also tested in mortars and in mixtures for the regularization layer of roads pavements and the results presented a lower application potential in mortars. but a satisfactory potential for roads and asphalt pavements

Suggestion of Life Cycle Impact Assessment Methodology: Selection Criteria for Environmental Impact Categories

In life cycle assessment (LCA), environmental impacts are classified according to the methodology used. Several life cycle impact assessment (LCIA) methods are currently used, and the method selected and the particulars thereof may influence the results obtained. This study characterized the main LCIA methods used and the most relevant categories of environmental impact. In total, 87 articles were initially retrieved using relevant keywords. After screening, 11 articles were shown to address the topic of study and were reviewed. The results showed that CML is the most widely used method. The main environmental impact category was global warming potential followed by acidification. Studies using LCA depend on the confirmation of the efficacy of the methods in the effort to represent and assess impacts in different regions of the world

Desenvolvimento de Coprodutos: Projetos, Processos e Produtos Mais Sustentáveis.

Apresentação feita pelo Professor Moraes durante o ENSUS 201

BIM COMO SUPORTE À AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA DE EDIFÍCIOS: UMA REVISÃO SISTEMÁTICA

The demand for more sustainable buildings has shown growth from the technological advance of alternatives that minimize the impacts of buildings. However, the assessment of the life cycle of projects still lacks the development of technologies for surveying and analyzing primary data. Given the above, this article aims to identify the potential use of the BIM tool to support the environmental assessment of buildings. Through the methodology of systematic literature review, 30 articles published between 2017 and 2021, were analyzed, based on research questions and previously defined inclusion and exclusion criteria. As a result, it was identified that the focus of research is to facilitate environmental assessment processes by integrating databases and BIM models. It was found that the researches present difficulties in the selection of software and databases, as well as in the interoperability between systems. It was also possible to identify that the quality of the data obtained for the life cycle assessment is linked to the sources of environmental data. However, it was possible to conclude that the evolution of the process must take into account the results of the analysis to be considered in the management of assets, demolition, reconstruction and recycling, topics little explored.A demanda por construções mais sustentáveis tem apresentado um crescimento a partir do avanço tecnológico de alternativas que minimizam os impactos das edificações. Porém, a avaliação do ciclo de vida dos empreendimentos ainda carece de desenvolvimento de tecnologias de levantamento e análise de dados primários. Diante do exposto, o presente artigo tem como objetivo, identificar o potencial uso da ferramenta BIM para apoiar na avaliação ambiental de edificações. Por meio da metodologia de revisão sistemática de literatura, foram analisados 30 artigos, publicados entre 2017 e 2021, baseados em questões de pesquisa e critérios de inclusão e exclusão. Como resultados, se identificou que o foco das pesquisas é facilitar os processos de avaliação ambiental integrando bancos de dados e modelos BIM. Verificou-se, que as pesquisas apresentam dificuldades na seleção de softwares e bancos de dados. Foi possível identificar também que, a qualidade dos dados obtidos para a avaliação do ciclo de vida está ligada às fontes de dados ambientais, sendo sugerido o maior envolvimento de fornecedores no processo. Com tudo, foi possível concluir que a evolução do processo deve levar em conta os resultados das análises a considerar na gestão de ativos, demolição, reconstrução e reciclagem, temas poucos explorados

BIM COMO SUPORTE À AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA DE EDIFÍCIOS: UMA REVISÃO SISTEMÁTICA

The demand for more sustainable buildings has shown growth from the technological advance of alternatives that minimize the impacts of buildings. However, the assessment of the life cycle of projects still lacks the development of technologies for surveying and analyzing primary data. Given the above, this article aims to identify the potential use of the BIM tool to support the environmental assessment of buildings. Through the methodology of systematic literature review, 30 articles published between 2017 and 2021, were analyzed, based on research questions and previously defined inclusion and exclusion criteria. As a result, it was identified that the focus of research is to facilitate environmental assessment processes by integrating databases and BIM models. It was found that the researches present difficulties in the selection of software and databases, as well as in the interoperability between systems. It was also possible to identify that the quality of the data obtained for the life cycle assessment is linked to the sources of environmental data. However, it was possible to conclude that the evolution of the process must take into account the results of the analysis to be considered in the management of assets, demolition, reconstruction and recycling, topics little explored.A demanda por construções mais sustentáveis tem apresentado um crescimento a partir do avanço tecnológico de alternativas que minimizam os impactos das edificações. Porém, a avaliação do ciclo de vida dos empreendimentos ainda carece de desenvolvimento de tecnologias de levantamento e análise de dados primários. Diante do exposto, o presente artigo tem como objetivo, identificar o potencial uso da ferramenta BIM para apoiar na avaliação ambiental de edificações. Por meio da metodologia de revisão sistemática de literatura, foram analisados 30 artigos, publicados entre 2017 e 2021, baseados em questões de pesquisa e critérios de inclusão e exclusão. Como resultados, se identificou que o foco das pesquisas é facilitar os processos de avaliação ambiental integrando bancos de dados e modelos BIM. Verificou-se, que as pesquisas apresentam dificuldades na seleção de softwares e bancos de dados. Foi possível identificar também que, a qualidade dos dados obtidos para a avaliação do ciclo de vida está ligada às fontes de dados ambientais, sendo sugerido o maior envolvimento de fornecedores no processo. Com tudo, foi possível concluir que a evolução do processo deve levar em conta os resultados das análises a considerar na gestão de ativos, demolição, reconstrução e reciclagem, temas poucos explorados

Obtaining graphite oxide from mechanical graphite grinding

Este trabalho buscou obter óxido de grafite a partir da aplicação do moinho de bolas de alta energia (HEBM). O processo de moagem ocorreu inserindo 4 g da amostra de grafite comercial no HEBM pelos períodos de 30min, 1 hora e 4 horas. A análise por microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi utilizada para a caracterização morfológica das amostras. A análise da difratometria de raios X (DRX) permitiu medir as distâncias interplanares obtidas a partir da trituração da amostra, além de avaliar a diferença estrutural entre as amostras pós-solo obtidas pelo processo de amorfização mecânica. Os resultados indicaram que o aumento no tempo de moagem perturbou a ordem estrutural da grafite e aumentou a distância interplanar das amostras pós-solo em comparação com a grafite precursora

Implementação de um Sistema de Gestão Ambiental (SGA) no Hospital Municipal de Novo Hamburgo/RS.

O sistema de gestão ambiental inclui estrutura organizacional, atividades de planejamento, responsabilidades, práticas, procedimentos, processos e recursos para desenvolver, implementar, alcançar, rever e manter a política ambiental. Dessa forma, este estudo visou criar um modelo de Sistema de Gestão Ambiental (SGA) para o Hospital Municipal de Novo Hamburgo, considerado de médio porte. Foi proposta uma metodologia com cinco etapas: Etapa 1 – revisão bibliográfica; Etapa 2 – análise situacional – diagnóstico ambiental; Etapa 3 – coleta de dados; Etapa 4 – planejamento; Etapa 5 – Implementação do SGA. O diagnóstico ambiental realizado neste estudo demonstrou ser uma ferramenta eficaz na identificação de fatores de não conformidades da gestão ambiental, o que possibilitou a construção de uma proposta de modelo de sistema de gestão ambiental aplicável aos serviços de saúde. A implantação desse sistema de gestão ambiental no ambiente de saúde trouxe inúmeros benefícios como a redução de resíduos e efluentes líquidos, a preservação dos recursos naturais, o uso de materiais e insumos com menor impacto ambiental, a redução de custos, a preservação da saúde humana e do meio ambiente. Destaca-se, ainda, que o sucesso no desenvolvimento e manutenção de um SGA depende da importância atribuída pela alta administração, bem como de alguns fatores-chave, como as características ambientais e culturais de cada serviço e, principalmente, de seus colaboradores, os quais deverão estar devidamente motivados e envolvidos no processo

CARACTERIZAÇÃO DE FIBRA DE COCO IN NATURA E CARACTERIZAÇÃO DO PROCESSO DE PIRÓLISE

This work aims to verify the possibility of valuing coconut husk fiber through pyrolysis for the production of carbonized, and evaluate the influence of the pyrolysis conditions in its potential to use as a soil conditioner. Biomass were pyrolyzed used the peak temperatures of 350, 450 and 550 °C, with immersion time of 30 minutes. The characterization included analyses of bulk density, proximate analyses, X-RF, total carbon, pH, electrical conductivity, thermal analysis of biomass and cation exchange capacity in carbonized. The results indicate that the fiber has relevant properties for thermochemical conversion and the pyrolysis temperature influenced the characteristics of the carbonized. The X-RF showed that the carbonized presents K, Cl, Ca, Na and Mg content in its composition. The pH proved to be alkaline for the carbonized. It was possible to conclude that the carbonized produced have viable characteristics for its application as a soil conditioner. Mais cimento não necessariamente melhora a qualidade do concreto ou agiliza os cronogramas de construção. Em contraste, o concreto com menor teor de cimento pode durar mais e atingir resistência suficiente a tempo para evitar atrasos na construção. As normas técnicas exigem o superdimensionamento do concreto por décadas, mas estudos que avaliam as magnitudes do superdimensionamento real são raros. Este estudo experimental teve como objetivo identificar o teor de materiais cimentícios necessário para atender ao superdimensionamento requerido com base em 958 ensaios de resistência à compressão (σ) representando 8200 m³ de concreto para construções comerciais. O superdimensionamento real do concreto parece ser 7 a 21% acima do necessário. O conteúdo de materiais cimentícios deve ser reduzido entre 6 e 17% para que o concreto possa atingir a resistência à compressão requerida (f’cr) sem excesso de cimento. O nível do superdimensionamento excessivo aumentou significativamente com o aumento da resistência à compressão especificada (f’c), indicando que os produtores de concreto parecem ser mais cautelosos quando o f’cr é maior. Pesquisas adicionais são necessárias para expandir a gama de aplicações e teor de materiais cimentícios