Departamento de Ambiente (DA)
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- 1st International Workshop: Zero Pollution for a Healthier Planet and People: Book of AbstractsPublication . Cruz-Lopes, Luísa; Brás, Isabel; Silva, Maria; Rodrigues, Nuno; Lopes, SérgioThe scientifically proven systemic threats and risks associated with climate change, loss of biodiversity and increased pollution have led the European Commission to propose a European Ecological Pact (Green Deal). This Pact sets the framework for the European Union's growth policy to be adopted, with the aim of building a carbon neutral economy in 2050, more effective in the use of materials, with less pollution and regenerating biodiversity and environmental services. European policies are based on several legal documents that translate the objectives of preventing waste production, recovery of materials and final treatment of non-recoverable waste. They refer, for example, to the obligation to implement separate bio-waste collection networks or to separate and recycle in the source of the bio-waste, as well as a goal of reducing landfill: Member States should seek to ensure that, starting from 2030, no suitable waste for recycling or other recovery can be deposited in landfills. In this sequence, producers and operators of waste management ensure that waste is collected separately, to facilitate and promote its management in compliance with the principle of the hierarchy of waste. It is important that measures are implemented to achieve these objectives and that citizens are informed of the good practices that they must adopt in order to jointly promote a healthier environment. This partner event offers the presentation to the society of the strategies in Portugal to accomplish the Green Deal goals and the local measures to do the bio-wates management as well as share of good practices in waste management, in a perspective of circular economy. Several research and development works are being presented, in different areas, to promote a perspective of Zero Pollution. It is also proposed to do a citizen’s tour to the regional Solid Waste Integrated Management Centre. The final activity expects to engage citizens in out-door activities: Biodanza and Yoga, to promote healthier people.
- 2nd International Workshop: Zero Pollution – Make it RealPublication . Cruz-Lopes, Luísa; Brás, Isabel; Silva, Maria; Rodrigues, Nuno; Lopes, SérgioThe large share of energy consumed at the industrial level is derived from fossil, nuclear and renewable sources. Fossil fuels are identified as one of the main sources of carbon emissions and cause of climate change. Global carbon dioxide (CO2) emissions from fossil fuels and industry have increased considerably since 2000, and in 2019 reached a record high of 36.7 billion metric tons of CO2. Environmental issues, especially climate change, have become hot topics around the world in recent years due to the magnitude and scope of their impacts. Carbon dioxide and greenhouse gases emitted by human activities, particularly related to energy consumption, have changed weather patterns around the world, causing extreme weather conditions such as hurricanes, drought, excessive rainfall and unusual temperatures. Many countries are trying to diversify the focus of primary energy sources, from fossil fuels to other sources, notably renewable energy. This situation has a particular interest in a global crisis arising from the war in Europe. The sources of energy must be diversified. EU Green Week is an annual event where the objective is to debate European environmental policy towards a resourceefficient and climate-neutral Europe by 2050. This year’s edition focuses on the European Green Deal and puts three important aspects into highlight the circular economy, zero pollution and biodiversity. In Viseu, the good practices role in the industry towards zero pollution, with particular focus in the efficient energy usage and resilient practices, was discussed.
- Acompanhamento da avaliação de desempenho ambiental e otimização de processos de tratamento de efluentes industriais da Borgstena Textile PortugalPublication . Vicente, Cátia Andreia Vieira; Brás, Isabel Paula LopesA realização do presente relatório resulta do estágio curricular desenvolvido no âmbito do Mestrado em Tecnologias Ambientais da Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Viseu, durante o período de 21 de Novembro de 2011 a 31 de Maio de 2012, na empresa Borgstena Textile Portugal. Esta dedica-se à produção de têxteis para o setor automóvel e localiza-se em Nelas. O trabalho desenvolvido abraçou dois objetivos principais. Numa primeira fase envolveu a aplicação de conhecimentos relacionados com a gestão ambiental da organização e atividades afins, nomeadamente o preenchimento de matrizes de significância dos impactes ambientais. Estas matrizes envolvem o conhecimento/atualização da legislação aplicável às atividades da instalação e da determinação dos aspetos e seus impactes no ambiente. O segundo objetivo visou o desenvolvimento de estudos na área do tratamento de águas residuais industriais que permitiram, além de perceber o funcionamento de uma estação de tratamento de águas residuais industriais (ETARI), avaliar a necessidade e importância da aplicação de um tratamento físico-químico adequado. As indústrias têxteis, devido ao processo de fabricação do tecido, produzem efluentes corados, de características químicas muito próprias e inconstantes, pelo que requerem etapas de tratamento específicas e adequadas às características do efluente de elevada toxicidade e carga orgânica. Foram realizados ensaios de tratabilidade da água, de onde foi possível retirar informação por forma a sugerir algumas otimizações possivelmente alternativas ao processo de tratamento existente. O cumprimento dos objetivos propostos permitiu determinar que o contacto com as situações reais de uma organização são uma forte ferramenta no crescimento profissional e pessoal, permitindo a consolidação e aquisição de conhecimentos.
- Adhesives from liquefied eucalypt bark and branchesPublication . Esteves, Bruno; Cruz-Lopes, Luisa; Fernandes, Ana Paula; Martins, Jorge Manuel; Domingos, Idalina; Ferreira, José; Silva, Silvia Helena Fuentes; Labidi, JalelAdhesives made from lignin are one of the most promising alternatives to common ureaformaldehyde adhesives. One of the possible sources is from wood or bark liquefaction at low temperatures and pressure. The possibility of using forest wastes for the production of adhesives was the objective of this work. Eucalypt bark and branches are wastes produced in the company Pedrosa & Irmãos, which is a forest management company based in Portugal (Leiria). The wastes were liquefied with polyalcohols catalyzed by sulfuric acid. The water insoluble fraction of the liquefied material was used for the production of the bio-adhesive. Both fractions were characterized and the bonding performance of the bio-adhesive was tested by ABES. The bio-adhesives obtained from bark or branches were similar, exhibiting a bonding strength approximately half of the conventional UF resin.
- An easy way to Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 synthesisPublication . Cruz-Lopes, Luísa; Segadães, Ana M.; Rocha, João; Pedrosa De Jesus, Júlio D.This work describes the very expeditious combustion synthesis of Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 perovskite powders from mixtures of Pb(NO3)2, Mg(NO3)2·6H2O and Nb2O5, as cation precursors, and urea as fuel. The powders produced were characterized by XRD, SEM (EDS), and ICP and MAS NMR spectroscopies. Since, with this method, exposure to high temperatures is reduced to a minimum, the as-prepared combustion product shows no PbO loss. The % PMN in the as-prepared combustion powder is sensitive to, and increases with, the rise in the ignition temperature, and gets further improved upon calcination. However, the benefit of calcination, in terms of the reached maximum in the % PMN, becomes more modest when the ignition temperature is increased. Subsequent heat treatments of powder compacts in air (normal processing usually includes some kind of sintering step in order to improve crystallinity and densify the material), showed that over 90% Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 can be readily obtained at 870°C.
- Anaerobic Digestion Sludge Composting - Assessment of the Star-up processPublication . Silva, Maria Elisabete; Araújo, Sara; Brás, Isabel; Cunha-Queda, Ana Cristina; Nunes, Olga CristinaThe aim of this work was to follow the start-up of the composting process of sludge from the anaerobic digestion of municipal solid waste and to assess the quality of the final product. The temperature profile and dry matter content was registered over 10 weeks. The composting process was monitored by standard physical and chemical parameters and the quality of the final compost was assessed by phytotoxicity and stability assays. The low average temperature values registered during composting suggest over aeration. In addition, all the standard physical and chemical parameters analysed showed slight variations over composting, suggesting that the anaerobic digestion sludge was already a stable raw material. The final compost was not phytotoxic and was stable, but contained some inert materials. Overall, the final compost had quality compatible to be used as soil amendment. Nevertheless, the operational conditions optimization should be carried out to improve its quality
- Anaerobic digestion sludge compsoting - assessment of the star-up processPublication . Silva, Maria Elisabete; Araújo, Sara; Brás, Isabel; Cunha-Queda, Ana Cristina; Nunes, Olga Cristina; Lobo, G.; Cordeiro, A.; Faria, M.The aim of this work was to follow the start-up of the composting process of sludge from the anaerobic digestion of municipal solid waste and to assess the quality of the final product. The temperature profile and dry matter content was registered over 10 weeks. The composting process was monitored by standard physical and chemical parameters and the quality of the final compost was assessed by phytotoxicity and stability assays. The low average temperature values registered during composting suggest over aeration. In addition, all the standard physical and chemical parameters analysed showed slight variations over composting, suggesting that the anaerobic digestion sludge was already a stable raw material. The final compost was not phytotoxic and was stable, but contained some inert materials. Overall, the final compost had quality compatible to be used as soil amendment. Nevertheless, the operational conditions optimization should be carried out to improve its quality.
- Análise agroecológica de caroços de cereja liquefeitos utilizando FTIR-ATRPublication . Dulyanska, Y.; Esteves, Bruno; Guiné, Raquel; Ferreira, José; Domingos, Idalina; Lopes, Rogério; Lima, Maria; Correia, Paula; Fragata, Anabela; Ferreira, Manuela; Barroca, Maria João; Silva, Aida; Lopes, Luísa P. CruzA agroecologia, combina princípios ecológicos com práticas agrícolas, tem ganho crescente relevância no desenvolvimento de práticas sustentáveis. Esta área valoriza não apenas a produção eficiente de alimentos, mas também a utilização responsável e inovadora dos resíduos agrícolas. Neste contexto, a análise de produtos derivados de cultivos frutícolas, como a caroço de cereja (Prunus avium L.), mostra ser uma área promissora para a identificação de novas estratégias de valor acrescentado. O presente trabalho teve como objetivo analisar o material liquefeito de caroço de cereja doce (Prunus avium L.) e apresentar novas estratégias de valor acrescentado para as possíveis transformações deste produto. Utilizando a espectroscopia FTIR-ATR, foram investigados tanto o material liquefeito quanto os resíduos sólidos resultantes destas liquefações, além do material original de Prunus avium L. Os resultados obtidos demonstram que o material original e o resíduo sólido liquefeito apresentam espectros semelhantes, enquanto as principais diferenças foram observadas entre o material original e o material liquefeito. Estas diferenças indicam potenciais caminhos para o aproveitamento eficiente e sustentável dos resíduos, promovendo a valorização de subprodutos agrícolas e contribuindo para um modelo de produção mais ecológico e economicamente viável. Desta forma, este estudo insere-se na linha de pesquisas que visam fortalecer a sustentabilidade na agricultura, através da inovação e da otimização dos resíduos agrícolas.
- Análise do potencial de adsorção de iões metálicos em solução aquosa por resíduos lenhocelulósicosPublication . Macena, Morgana Weber; Cruz-Lopes, Luísa Paula Gonçalves Oliveira Valente daA remoção de metais pesados do ambiente tem sido uma preocupação constante, dado que muitos destes metais têm efeito cumulativo, podendo interferir negativamente na saúde humana. Com este estudo pretende-se analisar quatro materiais lenhocelulósicos (a casca de noz, casca de castanha, restos de madeira e de madeira queimada) considerados resíduos agroindustriais e de baixo custo, mas com potencial adsorvente e capacidade de reter iões metálicos em sua superfície. Visto que a qualidade dos recursos hídricos é grandemente afetada pelos metais pesados, neste trabalho foi estudada a contaminação causada pelo chumbo (Pb2+), pelo crómio (Cr6+) e pelo níquel (Ni2+). De forma a avaliar o processo, procedeu-se à otimização do pH da solução, a determinação da cinética da adsorção e das isotérmicas de equilíbrio. Para tal, foram calculados os modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem, Elovich e difusão intrapartícula, assim como, as isotérmicas de equilíbrio de Langmuir e Freundlich. Os resultados obtidos mostraram a faixa de pH de 6,5 a 7,5 como a mais favorável para reter os iões de chumbo, o pH em torno de 5,0 foi o mais adequado para o níquel, e o valor por volta dos 4,5 foi utilizado para o crómio. Relativamente à cinética da adsorção dos iões de chumbo e níquel, estes encontram-se bem representados pelo modelo de pseudo-segunda ordem. Para o crómio, a casca de noz e a madeira queimada tiveram melhor representatividade pelo modelo de pseudo-primeira ordem e os demais biossorventes pelo modelo de pseudo-segunda ordem. No que se refere às isotérmicas de equilíbrio, para os iões de chumbo, o modelo de Langmuir foi mais representativo para a casca de noz, casca de castanha e madeira queimada, já a madeira, foi mais bem descrita pelo modelo de Freundlich. A isotérmica de Langmuir obteve melhor ajuste para os iões de níquel e de crómio. Este trabalho permite concluir que todos os resíduos lenhocelulósicos utilizados são capazes de reter os iões metálicos. Porém, a adsorção mais significativa foi conseguida com os iões de chumbo.
- Aplicabilidade de sensores de baixo custo a redes de monitorização da qualidade do arPublication . Leite, João Miguel Barrote Lopes; Pinho, Paulo Gabriel Fernandes de; Marques, Bruno Filipe Lopes GarciaA crescente consciencialização da comunidade internacional para a problemática das alterações climáticas, bem como o agravamento de patologias associadas à má qualidade do ar, levou a comunidade científica a repensar as suas políticas de controlo e monitorização da qualidade do ar, onde as atuais redes pontuais de malha pouco densa, compostas por estruturas de elevadas dimensões, elevados custos e elevados processos de manutenção e operacionalidade,per si, não se adequam à escala à qual serão exigidos resultados num futuro próximo. Assim sendo, o paradigma da monitorização convencional e de referência (de acordo com métodos e equipamentos que cumprem todas as exigências normalizadas) está desta forma a mudar, tirando partido da evolução técnica de sensores de baixo custo, promovendo, por exemplo, a criação de novas redes de monitorização complementar, o controlo de emissões na fonte e o combate às emissões fugitivas, bem como a avaliação da qualidade do ar ao nível da microescala da exposição individual. No entanto, surgem novos condicionalismos associados à dúbia qualidade dos dados e inexistência de regulamentação para a comercialização de sensores ou sistemas de monitorização de baixo custo, o que faz com que, praticamente na generalidade dos casos, se esteja a seguir o perigoso caminho da disponibilização de dados em quantidade, mas de fraca qualidade. O objetivo geral do presente trabalho foi o desenvolvimento e avaliação de desempenho de um sistema de monitorização de ozono (03) e dióxido de azoto (N02) no ar ambiente utilizando sensores de baixo custo, com a capacidade de aquisição e partilha de dados em tempo real. A avaliação do desempenho do sistema de monitorização através da avaliação da sua sensibilidade (resposta a uma dada concentração de gás), da influência da sua resposta a variação controlada de condições ambientais de humidade relativa e temperatura e a avaliação do seu desempenho em situação real de monitorização da qualidade do ar. A avaliação foi realizada através de múltiplos ensaios realizados em condições controladas, com vários sistemas de monitorização semelhantes compostos por elementos individuais distintos. Nos ensaios laboratoriais de determinação da sensibilidade, foi possível constatar que a totalidade dos sistemas de monitorização tiveram um bom desempenho em termos de tempos de resposta, estabilização de sinal e linearidade, quando testados com diferentes concentrações de gás (03 e N02) injetadas permitindo determinar um fator de sensibilidade (voltagem vs. concentração do gás). No entanto, verificou-se que o fator de sensibilidade de cada sistema de monitorização obtido nos ensaios de laboratório foi distinto do determinado pelo fabricante dos sensores eletroquímicos (especificações do mesmo quando estes foram adquiridos). O facto da sensibilidade do sistema de monitorização depender do sistema de aquisição e partilha de sinal para além da dependência do sensor electroquímico veio confirmar, a já esperada necessidade de efetuar a calibração para cada sistema de monitorização de forma individualizada. Os ensaio laboratoriais para a determinação dos zeros de tensão de cada sistema de monitorização (voltagens gerada pelo elétrodo de trabalho e pelo elétrodo auxiliar do sensor eletroquímico quando o sistema de monitorização é exposto a concentrações nulas dos gases a que é reativo) e da influência da humidade relativa do ambiente em que os sistemas de monitorização se encontram, permitiram constatar que a mesma não influencia de forma significativa a resposta dos sistemas, podendo ser desprezada no cálculo da concentração do poluente. No que respeita à avaliação da influência da temperatura ambiente nos zeros de tensão gerados pelos sistemas de monitorização foi possível concluir que, para temperaturas entre os 15°C e os 30°C, esta tem uma influência linear inversa nos zeros de tensão, isto é, à medida que sobe a temperatura o zero de tensão diminui. No caso dos sistemas de monitorização de N02, verificou-se uma maior dependência da temperatura, com a descida de 1°C a significar um acréscimo aproximado de 2m V na corrente gerada pelo elétrodo de trabalho. A avaliação do desempenho dos sistemas de monitorização quando colocados em condições ambientais de temperatura e humidade relativa não controladas foi efetuada através de ensaios de determinação da concentração de 03 e N02 no ar ambiente exterior. Para o caso particular dos sensores do tipo Ox foi notória a boa resposta dos sensores avaliados, com as curvas de concentração a acompanharem o padrão traçado pelo método de referência tanto no ensaio de Fase 1 como Fase 2. Foi assim possível concluir que os níveis de concentração de 03 obtidos, beneficiam significativamente com a correção dos zeros de tensão em função da temperatura, reduzindo o seu desvio, em termos médios 42% e 27%, fixando-se os desvios médios relativamente ao método de referência em -1 % e 7%, %, para o Sistema 1 (Sensor OX 158) e para o Sistema 2 (Sensor OX 155), respetivamente. Pelo contrário, no caso dos sensores do tipo N02 os resultados obtidos revelaram que os níveis de concentração de N02 obtidos em sensores do tipo N02, são prejudicados com a correção dos zeros de tensão em função da temperatura, aumentando o seu desvio, em termos médios 98% e 236%, fixando-se os desvios relativamente ao método de referência em 62% e 199%, para o Sistema 1 (Sensor N02 515) e Sistema 2 (Sensor N02 520), respetivamente. No ensaio de Fase 2, foi possível constatar, essencialmente através da análise das dispersões obtidas, a dificuldade, por parte dos sensores N02 515 e N02 520, na determinação de N02 isoladamente (e respetiva blindagem ao 03) como consta das especificações técnicas dos mesmos que se reflete em resultados, essencialmente, para concentrações baixas onde a dispersão revela uma elevada variabilidade de valores. Foi ainda possível concluir sobre a necessidade de calibrações e ajuste de cada sistema produzido através de ensaios em contínuo, em ar ambiente, por ajuste com analisadores de referência, revelando-se insuficiente a simples calibração laboratorial.