ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA E GESTÃO DE VISEU
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Browsing ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA E GESTÃO DE VISEU by Field of Science and Technology (FOS) "Ciências Naturais::Ciências da Terra e do Ambiente"
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- Avaliação da qualidade da água da captação e do sistema de abastecimento de Fagilde, ViseuPublication . Melo, Cláudia Sofia Tavares de; Antunes, Pedro BailaO presente relatório foi elaborado no âmbito do Estágio Curricular do curso Mestrado em Tecnologias Ambientais da Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Viseu. O estágio decorreu nos Serviços Municipalizados de Água e Saneamento de Viseu / Águas de Viseu, mais propriamente na Estação de Tratamento de Água (ETA) de Nesprido/Fagilde. O principal objetivo do projeto foi o estudo da qualidade da água da Albufeira de Fagilde e do sistema de abastecimento de Fagilde. Para o efeito, para além da realização de análises físicoquímicas à qualidade da água bruta da captação e da análise de resultados analíticos anteriores, foram analisados os Protocolos de Controlo de Qualidade de Água dos anos anteriores para a Zona de Abastecimento de Fagilde no concelho de Viseu. Diariamente, foram ainda realizadas as tarefas correntes no laboratório da ETA associadas às análises à qualidade da água de controlo da operação do sistema de tratamento. Os resultados obtidos na respetiva análise da qualidade da água bruta, permitiu verificar que esta se têm degradado ao longo dos anos, encontrando-se presentemente numa fraca qualidade, sendo o pH, os Sólidos Suspensos Totais, a Carência Química de Oxigénio e a Carência Bioquímica de Oxigénio, sendo estes os principais parâmetros responsáveis, pelas piores classificações dos níveis de poluição, parâmetros muito correlacionados com águas residuais urbanas e algumas águas residuais industriais (p.e., associadas ao setor pecuário e agroalimentar), o que sugere a descarga deste tipo de águas residuais não tratadas ou com tratamento deficiente a montante da captação na bacia hidrográfica da Albufeira de Fagilde. Apesar da qualidade da água bruta captada na Albufeira de Fagilde não ser a melhor, a qualidade da água tratada na ETA tem melhorado ao longo do tempo, encontrando-se presentemente na classe de “Muito Boa”, apesar de, maioritariamente, os valores dos Trihalometanos e de alumínio ao longo dos anos se encontrarem sensivelmente próximos dos Valores Paramétricos. Nos trabalhos desenvolvidos no âmbito do presente estágio conclui-se que, seriam medidas adequadas para colmatar os problemas anteriormente referidos, a substituição da cloragem da pré-oxidação / pré-desinfeção por um sistema de ozonização e um maior controlo da dosagem do agente coagulante - sulfato de alumínio - no processo de coagulação-floculação.
- Ecovalorização de Resíduos Florestais (Casca e ramos de Eucalyptus globulus)Publication . Fernandes, Ana Paula Augusta Raposo; Lopes, Luísa Paula; Esteves, Bruno Miguel Morais LemosA plantação da folhosa Eucalyptus globulus atinge mundialmente cerca de cerca de 18 milhões de hectares, em 90 países, e destina-se fundamentalmente à produção de pasta de papel. Promover uma ecovalorização dos resíduos florestais da biomassa de Eucalytptus globulus, principalmente das cascas e dos ramos, mediante o desenvolvimento de possíveis aplicações de valor acrescentado, para estes resíduos é o objetivo principal deste trabalho. Para tal, os resíduos florestais, cascas e ramos de Eucalyptus globulus que são recursos renováveis, foram convertidos em misturas líquidas, recorrendo à liquefação, a baixa pressão, com poliálcoois, com vista à síntese polímeros e de adesivos. Este trabalho teve quatro fases, numa primeira fase foi realizada a caracterização química desta biomassa residual e foi também, feita a respetiva, otimização das condições de liquefação; numa segunda fase, caracterizaramse os licores obtidos, e numa terceira fase, produziram-se novos produtos, as espumas de poliuretano (PU), e os adesivos, a partir da biomassa liquefeita. Nesta terceira fase interessou avaliar se estes novos produtos podem substituir os seus congéneres tradicionais originários do petróleo. Assim, relativamente à síntese de espumas de PU, procedeu-se à otimização da sua produção; avaliaram-se as propriedades mecânicas das espumas e testaram-se propriedades de espumas obtidas de licores, de diferentes condições de liquefação. Quanto aos adesivos produzidos testaram-se as forças de ligação e a resistência ao cisalhamento destes bioadesivos utilizando o ABES (Automated Bonding Evaluation System) e estimou-se ainda, um índice semelhante à energia de ativação da reação, de cura da resina feita com ramos de Eucalyptus globulus liquefeitos. Na última fase do trabalho fez-se análise do ciclo de vida destes produtos de valor acrescentado obtidos dos resíduos florestais, de casca e ramos de Eucalyptus globulus com vista a avaliar possíveis impactes ambientais.
- Estudo científico base para a tipificação de galerias ripícolas no território da Comunidade Intermunicipal Viseu Dão Lafões (CIM VDL)Publication . Rocha, Alexandra de Jesus Gomes Vieira; Antunes, Pedro BailaNo território da Comunidade Intermunicipal Viseu Dão Lafões (CIM VDL) abundam as linhas de água pertencentes às bacias hidrográficas dos rios Douro, Vouga e Mondego. Estes meios hídricos encontram-se frequentemente envoltos por comunidades florísticas paralelas às linhas de água. Pelas condições hidrológicas e geomorfológicas do sistema ribeirinho a vegetação forma, em certas áreas, verdadeiros túneis sobre as linhas de água – as galerias ripícolas. Esta vegetação integra ecossistemas de elevada biodiversidade, que, pelas características particulares que apresentam, se constituem como prestadores de serviços fundamentais para o Homem e indispensáveis à manutenção do equilíbrio natural das regiões onde se inserem. Pretendeu-se com o presente trabalho de investigação inventariar, caracterizar e tipificar as galerias ripícolas da CIM VDL. A metodologia adotada implicou fases de trabalho distintas. Após a inventariação das linhas de água marginadas por vegetação, procedeu-se ao estabelecimento de critérios de seleção facilitadores da escolha dos troços que reúnem melhores condições para apresentarem maior qualidade ecológica. Numa fase seguinte, os troços das linhas de água selecionados foram objeto de trabalho de campo, sendo feita a caracterização da linha de água, o levantamento florístico da zona ripícola e a avaliação da qualidade da zona ripícola, pelo índice QBR. Constatou-se que as zonas ripícolas selecionadas e estudadas in loco formam maioritariamente galerias ripícolas, o que confirmou as previsões que emanaram do início do trabalho. Verificouse que nestas áreas a vegetação autóctone é dominante, apresentando, alguns troços, características do habitat natural prioritário 91E0 – Florestas aluviais de Alnus glutinosa e Fraxinus excelsior (Alno-Padion, Alnion incanae, Salicion albae), para além da presença de endemismos ibéricos e/ou de espécies com interesse conservacionista. Relativamente à avaliação da qualidade da zona ripícola verificou-se que três das dezasseis áreas estudadas obtiveram uma classificação de Bom com a aplicação do índice QBR, destacando-se a galeria ripícola do troço do rio Vidoeiro, quer pela qualidade da zona ripícola que apresenta, quer pela importância conservacionista da flora. Apesar de algum reconhecimento da importância dos ecossistemas ribeirinhos, estes não são ainda perspetivados como áreas naturais merecedoras de especial atenção, nem como património natural valorizável e impulsionador de desenvolvimento sustentável. Com uma proporção de superfície de áreas classificadas inferior à da região centro e muito inferior à de Portugal e a inexistência de áreas protegidas na área de estudo, as potencialidades apresentadas pelas galerias ripícolas podem assumir um papel destacado no domínio da conservação da natureza. A criação de uma área protegida de galeria ripícola, num território de baixa densidade, poderia garantir a conservação destes valores naturais, a médio e longo prazo, e ser um potenciador de desenvolvimento sustentável.
- ICP-MS na determinação de metais e metalóides – aplicações práticasPublication . Parracho, Norberto Manuel da Silva; Brás, Isabel Paula LopesA Espectrometria de Massa com Plasma Indutivo Acoplado (ICP-MS) é uma técnica analítica utilizada para determinações elementares com a capacidade de avaliar simultaneamente metais e metalóides a partir de amostras. A análise dos metais nas águas residuais é um passo importante na monitorização da saúde ambiental e na avaliação dos riscos potenciais para os ecossistemas naturais. Com o objetivo de minimizar a poluição introduzida nas águas naturais, as descargas de águas residuais são reguladas mas nem sempre dando a devida importância aos vários poluentes uma vez que nem todos se encontram definidos nos referidos diplomas legais. O presente trabalho foi desenvolvido no âmbito do estágio do Mestrado em Tecnologias Ambientais na empresa ALS-Controlvet e incidiu na validação de uma metodologia capaz de determinar baixos níveis de concentração de 22 elementos. Um problema que geralmente surge da técnica ICP-MS são as interferências, com origem no gás de arraste (árgon) ou oxigénio ambiental, mas também de elementos principais de amostras ambientais como o cloro, o carbono ou o fósforo. Neste estudo, a configuração dos parâmetros da célula de colisão foi otimizada e um fluxo de gás de reação (hélio) de 5 mL/min foi estabelecido como condição para o método. A eficiência desta configuração foi testada com soluções de interferências potenciais (100 e 500 ppm de Cl, P, C, Mg, Ca e Na). As amostras de águas residuais foram digeridas com ácido nítrico antes da análise, com o objetivo de oxidação da matéria orgânica presente. Os elementos em estudo foram: Al, As, B, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, V e Zn. Os parâmetros quantificados na validação foram a linearidade, limites analíticos, brancos, gama de trabalho, sensibilidade, precisão (precisão intermedia e repetibilidade), exatidão (com testes interlaboratoriais) e incerteza. Os limites de quantificação (LQ), estabelecidos como a média de resultados de brancos acrescido de 10 vezes o respetivo desvio padrão) variaram entre 0,5 ppb (Cd) e 2 ppm (Na). A maioria dos elementos tem LQ de 1 ppb. A especificidade e a seletividade foram avaliadas por testes de recuperação através de uma concentração conhecida de elementos principais e de vestígios, mostrando bons resultados, uma vez que a recuperação foi de cerca de 100% ± 20%. A precisão analítica foi avaliada como a variabilidade entre medidas repetidas do mesmo analito, independentemente da presença ou ausência de fontes de erros. Para o estudo da repetibilidade do método para fins de validação, dez testes independentes foram realizados no mesmo dia na mesma amostra de água residual. A precisão intermedia foi estimada usando cartas de controlo. Para a repetibilidade, o desvio padrão relativo foi inferior a 10%, o que é aceitável. Para todos os elementos, a amplitude média do duplicado nas águas residuais foi inferior a 10%, mostrando-se adequada. Testes interlaboratoriais foram realizados para avaliar a exatidão através da determinação do Z-score. Nestes testes, observou-se um desempenho satisfatório em 95% das determinações e 5% foram avaliados como questionáveis. A incerteza é um parâmetro importante para estimar amplitude verdadeira onde está inserido o valor do resultado finail. As incertezas foram calculadas a partir da precisão intermedia de um padrão de controle na faixa do limite de quantificação de cada elemento e das recuperações (exatidão). As incertezas variaram entre 10 e 25%.
- Life Cycle Assessment of Pig Production in Central Portugal: Environmental Impacts and Sustainability ChallengesPublication . Leite dos Santos, Lenise Maria; Domingos Ferreira, Miguel; Domingos, idalina; Oliveira Verónica; Rodrigues Carla; Ferreira António; Ferreira, José; MDPIPig farming plays a crucial socioeconomic role in the European Union, which is one of the largest pork exporters in the world. In Portugal, pig farming plays a key role in regional development and the national economy. To ensure future sustainability and minimize environmental impacts, it is essential to identify the most deleterious pig production activities. This study carried out a life cycle assessment (LCA) of pig production using a conventional system in central Portugal to identify the unitary processes with the greatest environmental impact problems. LCA followed the ISO 14040/14044 standards, covering the entire production cycle, from feed manufacturing to waste management, using 1 kg of live pig weight as the functional unit. The slurry produced is used as fertilizer in agriculture, replacing synthetic chemical fertilizers. Results show that feed production, raising piglets, and fattening pigs are the most impactful phases of the pig production cycle. Fodder production is the stage with the greatest impact, accounting for approximately 60% to 70% of the impact in the categories analyzed in most cases. The environmental categories with the highest impacts were freshwater ecotoxicity, human carcinogenic toxicity, and marine ecotoxicity; the most significant impacts were observed for human health, with an estimated effect of around 0.00045 habitants equivalent (Hab.eq) after normalization. The use of more sustainable ingredients and the optimization of feed efficiency are effective strategies for promoting sustainability in the pig farming sector.
- LIFE CYCLE ASSESSMENT OF PIG PRODUCTION: A CASE STUDYPublication . Ferreira, José; Leite dos Santos, Lenise Maria; Domingos Ferreira, Miguel; OLIVEIRA VERONICA; RODRIGUES CARLA; FERREIRA ANTONIO; Domingos, idalina; IRAJPig farming plays a crucial socioeconomic role in the European Union (EU), with Germany, France, and Spain leading pork production. In Portugal, pig farming is vital for regional development and national economy. To ensure future sustainability, it is essential to identify the pig production activities that have the most significant environmental impacts. This study carried out a Life Cycle Assessment (cradle-to-gate) of pig production using a conventional system in central Portugal to identify the phases with the greatest environmental impact. LCA followed the ISO 14040/14044 standards, covering the production cycle, using 1 kg of live pig weight as a functional unit. The analyzed scenario encompasses everything from the production and growth of piglets to the pig fattening phase, including the formulation of specific feed for each stage of development, transport of inputs, use of diesel to generate electricity in the facilities, and management of pig manure. The results highlight feed production and piglet management as the most important steps. The study highlights the importance of sustainable practices in order to mitigate environmental issues such as human carcinogenic toxicity and the ecotoxicity of freshwater and marine water, emphasizing the need for improved strategies in pig farming.
- Olive Tree (Olea europaea) Pruning: Chemical Composition and Valorization of Wastes Through LiquefactionPublication . Domingos, idalina; Domingos Ferreira, Miguel; Ferreira, José; Esteves, Bruno; MDPIOlive tree branches (OB) and leaves (OL) from the Viseu region (Portugal) were studied for their chemical composition and liquefaction behavior using polyalcohols. Chemical analysis revealed that OL contained higher ash content (4.08%) and extractives, indicating more bioactive compounds, while OB had greater α-cellulose (30.47%) and hemicellulose (27.88%). Lignin content was higher in OL (21.64%) than OB (16.40%). Liquefaction experiments showed that increasing the temperature from 140 ◦C to 180 ◦C improved conversion, with OB showing a larger increase (52.5% to 80.9%) compared to OL (66% to 72%). OB reached peak conversion faster, and the optimal particle size for OB was 40–60 mesh, while OL performed better at finer sizes. OL benefited more from higher solvent ratios, whereas OB achieved high conversion with less solvent. FTIR analysis confirmed that acid-catalyzed liquefaction breaks down lignocellulosic structures, depolymerizes cellulose and hemicellulose, and modifies lignin, forming hydroxyl, aliphatic, and carbonyl groups. These changes reflect progressive biomass degradation and the incorporation of polyalcohol components, converting solid biomass into a reactive, polyol-rich liquid. The study highlights the distinct chemical and processing characteristics of olive branches and leaves, informing their potential industrial applications.
- Risk Assessment for Water Reuse in Irrigating Green Areas on a University CampusPublication . Leite dos Santos, Lenise Maria; Ferreira, José; Ferreira Silva, Maria Elisabete; Lopes Brás, Isabel Paula; Berardi, U.; António, J.; SimõesThe increasing scarcity of water resources, exacerbated by climate change, calls for more sustainable and innovative approaches to water management. This study examines the feasibility and benefits of using Water for Reuse (WfR) for irrigation at the Polytechnic Institute of Viseu campus in Portugal. By using WfR, the university aims to reduce its reliance on potable water, promote sustainability, and enhance the resilience of its landscape management practices. However, assessing potential risks is crucial. Risks associated with the WfR from the Viseu Sul Wastewater Treatment Plant (WWTP) for green space irrigation on campus were evaluated, focusing on public health and water resource impacts. A semi-quantitative risk assessment methodology was applied, analysing microbiological, chemical, and physical parameters to ensure the treated water meets safety standards for its intended use. Three receptor groups were considered: maintenance workers, students/faculty, and visitors. Results showed the feasibility of producing and using WfR for irrigation, with the overall risk being below 3, considered negligible. The global public health risk was 0.72, with maintenance workers having the highest individual risk (0.75). The global risk for water resources was 2.30 for nitrogen and phosphorus, and 0.8 for microbiological risks. All risks were considered insignificant, making the use of WfR a viable and safe solution for sustainable water management.