ESTG - Mestrado em Engenharia da Energia e do Ambiente
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- Análise da ecoeficiência de processos numa indústria do setor alimentarPublication . Paiva, Cristiano da Silva; Gaspar, Marcelo Rudolfo Calvete; Serrano, Luís Manuel VenturaFrom a sustainability point of view, ready meals can have several environmental benefits when compared to homemade food. The ability to carry out in an industrial plant the process of preparing large amounts of meals with optimized proportions of food, water and energy may be more environmentally and energetically efficient when compared with the resources used in the preparation of the same number of meals made at home in regular kitchen facilities. Nonetheless, the need for dedicated packaging to deliver ready meals to consumers is an additional feature that is not required when preparing homemade meals. Particularly, considering that the pre-cooked meal packages are usually based on single-use plastic containers, it is of key importance to understand the influence of such packaging on the total life cycle of ready-made meals. Thus, to address the environmental sustainability of these industrial food products, a dedicated Life Cycle Assessment (LCA) research was conducted to infer the impact of the packaging process on a well-established ready-made meal process. This case study allowed discussing the influence of plastic packaging on the total life cycle impact of ready meal food products, as well as other sustainability-driven solutions to develop and produce heathier and more sustainable ready-meals. The aim of this work is also to use of Life Cycle Assessment (LCA) as a tool to assess and discuss the impact of the plastic packaging impact on the total life cycle impact of ready meals food products. To support this purpose, a case study was developed based in one product of this sector, a traditional soup based on cooked beans and potatoes and several pork meat cuts, produced by a local food industry company, with more than 40 years of production. After inventorying and analyzing the resulting LCI data, obtained from a cradle to gate perspective, healthier, more sustainable, and eco-efficient solutions were developed and proposed to the market.
- Análise do Ciclo de Vida do Sistema de Recuperação de SolventesPublication . Pires, Susana Patrícia Marques; Oliveira, Nelson Simões; Heleno, Maria Lizete LopesOs solventes orgânicos constituem um dos principais produtos utilizados na indústria química e farmacêutica. A recuperação de resíduos de solvente constitui uma solução técnica que permite o alinhamento da indústria com as orientações europeias para a sustentabilidade e circularidade dos materiais. A recuperação de resíduos de solventes enquadra-se, assim, numa oportunidade para promover a eficiência dos recursos, a redução de resíduos e a conformidade regulatória nas indústrias. Uma das metodologias que permite avaliar os impactos em diferentes categorias, ao longo da cadeia de valor de um determinado produto ou processo, é a análise do ciclo de vida. Com o objetivo de uniformizar metodologias de análise do ciclo de vida, que permitam produzir resultados equiparáveis, a União Europeia emite em 2021 uma recomendação para a utilização da metodologia da Pegada Ambiental (Recomendação (UE) 2021/2279). O estudo apresentado neste trabalho consiste na análise do ciclo de vida, através da metodologia da Pegada Ambiental de um processo de recuperação de solventes, por destilação, numa indústria dedicada a esta atividade. Para avaliação de desempenho do processo, foi realizada uma análise comparativa de modo a determinar o impacto da substituição do solvente virgem por solvente recuperado produzido neste processo, selecionado através de uma função técnica equiparada e com recurso à base de dados Ecoinvent 3.9. Adicionalmente, pretendeu-se com este estudo, identificar pontos críticos no processo de recuperação de solventes que possam ser alvo de atuação para melhoria do seu desempenho global. Os resultados obtidos nas diferentes etapas do processo avaliadas demonstram que o consumo energético no processo produtivo de solvente recuperado, nomeadamente o consumo de Gás Natural Liquefeito (GNL) e energia elétrica, assim como as etapas dos transportes, quer das entradas quer das saídas do processo, englobam os pontos mais críticos em termos de desempenho global do processo analisado. No entanto, os resultados da análise comparativa, que considera a substituição do solvente virgem por solvente recuperado, apontam para ganhos de 90% quer na utilização de recursos fósseis quer na categoria de ecotoxicidade para a água doce e de 73% na categoria de impacto de formação fotoquímica de ozono. Também a categoria de impacto referente às alterações climáticas apresenta ganhos em emissões evitadas de 73% para o solvente recuperado. O processo de recuperação de solventes demonstrou ser, portanto, uma solução técnica que se apresenta como uma oportunidade para o incremento da sustentabilidade e redução do impacto ambiental dos processos no meio industrial.
- Análisis comparativo de la Huella de Carbono de Un Parque Eólico en Tenerife- EspañaPublication . Landazuri, Paula Andrea Cortés; Oliveira, Nelson Simões; Yanes, Francisco DomínguezLa promoción y buena imagen que tiene la energía eólica frente a otras fuentes de energía es innegable, cada vez más está tecnología es integrada en los horizontes de países desarrollados o en vía de desarrollo que buscan diversificar su parque eléctrico y sumarse a aquellos que satisfacen las necesidades de su población a un menor costo ambiental, es decir, adherirse paulatinamente en la ejecución del tal nombrado desarrollo sostenible el cual han motivado convenios como el acuerdo de París y movimientos sociales como Fridays for future. Dado lo anterior, este trabajo ha considerado pertinente evaluar la implementación del coste ambiental de un megaproyecto como lo es un parque eólico, en otras palabras, hacer una evaluación con base en lo que se conoce como economía circular y que valora el origen y destino último de cada uno de los recursos utilizados para la implementación de un parque eólico. El ejercicio de valoración se realiza con base a las características de una de las islas canarias, Santa Cruz de Tenerife, cuya política está direccionada en la actualización de su parque energético e implementación de energía renovable de la cual está relegada en comparación con la implementación en la España peninsular o de territorios con características geográficas similares como lo es la isla portuguesa Madeira. La metodología empleada para la evaluación es el análisis ciclo de vida conocido por sus siglas como ACV con esta se calculará la huella de carbono por la tecnología eólica implementada en el proyecto ejemplo, el estudio incluye la evaluación de las instalaciones necesarias para la distribución de energía, así como la repartición del recurso. Finalmente se comparan los resultados obtenidos contra la huella de carbono estimada para las tecnologías energéticas convencionales instaladas en la isla. Se establecen dos comparaciones de las emisiones emitidas por el parque energético de S/C de Tenerife el primero se basa en las emisiones publicadas por la entidad encargada de la operación del sistema eléctrico en España y la cual se refiere al consumo de combustible durante la operación de las distintas tecnologías. El segundo se basa en el estudio realizado a evaluaciones que a partir de varias metodologías ACV aplicadas en proyectos daneses definen su huella de carbono. Los resultados mostraron que es durante el proceso central en donde se generan mayores emisiones en el parque eólico estudiado, sin embargo, los resultados revelan una marcada diferencia con los datos publicados en la DAP de la aeroturbina estudiada. Al considerar todas las emisiones reportadas durante la operación de las distintas tecnologías habientes por la REE, así como la comparación del sistema eléctrico eólico contra las otras tecnologías con metodologías ACV permite establecer el excelente posicionamiento que tiene el parque eólico frente a las energías basadas en el consumo combustibles fósiles desde la cuna hasta la tumba.
- Análisis de la proyección de la domótica en el edificio de docente de la Universidad Técnica de ManabíPublication . Mera, Gabriel Enrique Pico; Marques, Pedro José FrancoDentro de un hogar o una edificación existen una gran variedad de dispositivos electrónicos que consumen diferentes cantidades de energía eléctrica; el consumo de estos equipos se relaciona directamente a la potencia y su tiempo de utilización sin olvidar la eficiencia de los mismos. La gestión energética además de brindar un ahorro energético y económico, también contribuyen a la disminución de las emisiones del CO2 a la atmosfera; recalcando que en si la energía eléctrica no es perjudicial para el ambiente pero si lo es la forma como se la genera, por ende es necesario la implementación de la Generación Distribuida para así evitar pérdidas en el transporte de energía y a su vez incentivar la utilización de fuentes renovable. Esta investigación se basa en la implementación de un protocolo domótico que tenga la capacidad de gestionar y optimizar el consumo energético producido por el sistema de iluminación y fuerza del edificio docente N° 3 de la Universidad Técnica de Manabí. Por lo tanto, para cumplir este objetivo se optó trabajar con el protocolo domótico Z-Wave el cual es muy fácil de manipular y sus dispositivos son compatibles con un sin número de dispositivos electrónicos. El sistema domótico a utilizar dotará de un grado inteligencia a la edificación, por tal motivo este sistema se podrá concatenar a una red eléctrica inteligente que combine a la generación fotovoltaica existente en este edificio y con el sistema domótico proyectado, esto se lo realizará con el fin de disminuir el consumo de energía eléctrica de la red convencional y las emisiones de CO2 a la atmósfera.
- Análisis de viabilidad técnico-económico de sistemas con energías renovables a pequeña escala con nuevas tecnologías dealmacenamientoPublication . Domínguez, Jorge Luis Ordoñez; Gil, Nuno José de Abreu e Sousa CabeteA escala global, el uso de las fuentes renovables para la producción de energía eléctrica viene aumentando debido al incremento de las necesidades energéticas, la volatilidad de precios de los combustibles fósiles y los problemas ambientales ocasionados por los mismos. En este estudio se realiza un análisis técnico-económico de pequeños sistemas renovables con distintas tecnologías de almacenamiento (Baterías de Plomo, Litio y Flujo), con el fin de determinar la opción para abastecer una demanda residencial en las mejores condiciones de operación. El análisis se realiza a un Sistema Fotovoltaico (SFV) que funciona tanto aislado como conectado a la red, y que abastece la demanda de energía de una vivienda tipo en la ciudad de Cuenca (Ecuador). El software utilizado en este análisis es HOMER (Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources), el cual facilita la obtención de una configuración óptima de un SFV, aprovechando el recurso solar existente en la zona. Del análisis se concluye que, dadas sus características técnicas, la batería de flujo sería la que mejor se adapte a este tipo de sistemas, sin embargo su costo (y tamaño) es aún una barrera importante, lo cual favorece al uso de las baterías de plomo.
- Análisis del impacto en transitorios y niveles de tensión relacionados con la conexión de micro-redes eléctricas al sistema de distribuciónPublication . Astudillo, Giovanny Rolando Pedroza; Gil, Nuno José de Abreu e Sousa Cabete; Espinoza, Juan LeonardoEsta tesis presenta un análisis del impacto sobre el sistema de distribución producido por las denominadas micro-redes eléctricas, abastecidas por pequeñas fuentes de generación. Para ello, se realizaron estudios en régimen permanente (estado estable) y estudio dinámico (transitorios), con el fin de obtener resultados que no afecten a la red ni a los consumidores. El análisis se realiza para sistemas fotovoltaicos, eólicos, generador a diésel, generador a gas y minihídrica, que forman parte de la micro-red de la Universidad de Cuenca. El software utilizado en este análisis es el DIgSILENT PowerFactory que permite realizar estudios de flujos de potencia y de transitorios electromagnéticos (EMT). Se detallan los impactos que ocasionaría la micro-red al ser instalada a la red de distribución cercana tanto en pérdidas, perfiles de voltaje, sobrecargas en líneas. Además se realiza un estudio de sensibilidad con el fin de conocer si la red de distribución está apta para la interconexión de una micro-red eléctrica bajo el criterio de Generación Distribuida – GD.
- Aplicación de métodos de optimización para electrificación en zonas rurales del EcuadorPublication . Siguenza, Oscar Mauricio Siguencia; Neves, Luís Miguel PiresLa planificación energética rural requiere de un análisis riguroso en la determinación de alternativas energéticas para el suministro de energía eléctrica, ya sea mediante la extensión de redes eléctricas, o con el aprovechamiento de recursos energéticos locales tales como la energía solar fotovoltaica y la energía eólica por lo que, para minimizar esta complejidad se han desarrollado una variedad de métodos de apoyo a la toma de decisiones en la planificación energética, tomando en consideración criterios no solo del tipo económico o técnico sino además criterios que en la última década son considerados relevantes previos a la ejecución de un determinado proyecto, estos son los criterios sociales y ambientales. Así, al tener más de una función objetivo, los métodos de decisión multicriterio son los que más se adaptan a esta problemática. Entre los trabajos efectuados en planificación energética, la adopción de una u otra metodología está en función de las magnitudes consideradas, al tener magnitudes tanto cualitativas y cuantitativas consideramos que los métodos de sobre-clasificación ELECTRE con sus varias versiones, y entre una de ellas el método ELECTRE TRI con la principal característica de que permite la clasificación de las alternativas en categorías predefinidas que van desde la peor hasta la mejor, son una buena opción para tratar esta problemática, para la solución, se hará uso del software IRIS desarrollado justamente para este tipo de problemas. Ente los sistemas energéticos para suministro de electricidad a zonas rurales tenemos: sistemas aislados, sistemas con microrredes, sistemas con extensión de red y sistemas híbridos. Una de las principales conclusiones es la preferencia de los sistemas con microrredes y sistemas aislados, debido principalmente a los altos costos que implica una extensión de red.
- Aplicación de procesos oxidativos avanzados para la degradación de oxitetraciclina en soluciones acuosasPublication . Molina, José Miguel Giler; Vieira, Judite dos Santos; Díaz, Joan Manuel RodríguezOxytetracycline, considered an emerging contaminant, is one of the most used antibiotics in the shrimp industry for the care and control of bacterial diseases that affect the development of the crop of this species. The objective of this work is to evaluate the degradation of oxytetracycline in an aqueous solution by applying different advanced oxidative processes (POA). The quantification of the drug was performed by high efficiency liquid chromatography (HPLC), using a PDA detector at a wavelength of 354 nm and a C18 column. Homogeneous POA treatments (UV/H2O2 and Foto-Fenton) and heterogeneous treatments (photocatalysis with TiO2) were applied, using a bench reactor with shortwave ultraviolet lamps (UV-C). The conditions evaluated for the treatments UV / H2O2 and Foto-Fenton were, the dose of H2O2, exposure time to radiation of 120 minutes and addition of 1 mg.L-1 of Fe for the Photo-Fenton process. For the heterogeneous treatment, TiO2 adhered in Petri dishes was used as a catalyst, with an exposure time of 120 minutes. The kinetics of the process and the toxicity of the treatment were evaluated in the species Lactuta sativa and Daucus carota. The best results were obtained applying the UV / H2O2 treatment reaching a 97% of degradation under the initial conditions of a dose of 8 μL of H2O2 and 120 minutes of radiation. The kinetic model of pseudo-first order proposed by Chan and Chu was adjusted appropriately to the experimental results. The toxicity tests verified that for the species Lactuta sativa and Daucus carota showed a decrease of the radicular growth as the concentration of the treatment was increased, which presented a behavior similar to the negative controls.
- Auditoria ao desempenho de uma instalação de bomba de calor geotérmica para aquecimento ambientePublication . Saraiva, Hélder Manuel Gomes; Ramos, João António Esteves; Galvão, João Rafael da Costa SanchesA utilização das energias renováveis, a redução dos consumos energéticos devido a uma utilização mais racional e a consequente alteração climática, é um assunto debatido desde há muito tempo. Os edifícios são os responsáveis por grande parte do consumo energético final dos países da União Europeia, e estando Portugal empenhado numa diminuição do consumo energético, é essencial implementar sistemas mais eficazes e capazes de funcionar a partir das energias renováveis. É preciso alcançar os objetivos da Diretiva Europeia sobre a eficiência energética dos edifícios. Existem diversas estratégias e políticas que tentam reduzir a utilização dos combustíveis fósseis, e procuram-se cada vez mais outras fontes energéticas para uma menor dependência económica das mesmas. O principal objetivo desta dissertação consiste em avaliar o desempenho de uma bomba de calor geotérmica, instalada no Campus 2 do Instituto Politécnico de Leiria. Esta fonte de energia alternativa foi implementada com o objetivo de arrefecer e aquecer o interior do edifício. As bombas de calor geotérmicas conseguem reduzir o consumo de energia, garantindo um funcionamento mais fiável e eficiente inclusive nos dias mais frios de inverno e os mais quentes de verão. De modo a conhecer-se detalhadamente a potência e a energia consumida pela instalação da bomba de calor geotérmica e pelos seus componentes principais, realizou-se uma auditoria à instalação. A bomba de calor geotérmica é do tipo terra-água, de circuito fechado, com captação horizontal. Pretende-se, assim, analisar os dados obtidos e abordar a viabilidade da instalação, bem como a viabilidade económica.
- Auditoria e avaliação do desempenho energético de um pequeno edifício de serviços municipalPublication . Rolo, Teresa Fátima Diogo; Ramos, João António EstevesO desenvolvimento das sociedades tem vindo a ser marcado por um consumo intensivo de energia, nas suas diversas formas, tendo-se tornado relevante a procura e a implementação de medidas que minimizem o impacte do elevado consumo de energia, designadamente através da promoção da eficiência energética. Uma das principais medidas implementadas para que a redução fosse possível foi a nível dos edifícios, quer residenciais, quer de serviços. Portugal não é excepção, e para conseguir minimizar os impactes energéticos dos edifícios, diminuindo os consumos de energia de origem fóssil dos mesmos, tem vindo a ser adoptadas várias medidas que constam nos planos nacionais para a eficiência energética. O Decreto – Lei n.º 118/2013 visa assegurar e promover a melhoria do desempenho energético dos edifícios através do Sistema de Certificação Energética dos Edifícios, que integra o Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação, e o Regulamento do Desempenho Energético dos Edifícios de Comércio e Serviços. Neste trabalho avalia-se o desempenho energético do edifício Centro de Interpretação Ambiental de Leiria, procurando-se analisar quais os consumos energéticos do edifício, através da realização de uma auditoria energética, na qual foram medidos os consumos do edifício, a temperatura e a humidade relativa e a iluminância dos diversos espaços do edifício. Foi ainda estudado o tarifário de energia eléctrica, através da análise das facturas de consumo eléctrico dos últimos três anos. Concluiu-se qual a classe energética do edifício em estudo e quais as medidas possíveis de implementar, numa perspectiva de melhorar o seu desempenho energético.