ESTG - Mestrado em Engenharia da Energia e do Ambiente
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- Application of Multi-Criteria Analysis for Selecting Solvents in Plastic RecyclingPublication . Ochoa, Harold Alexander Saigua; Oliveira, Nelson Simões; Heleno, Maria Lizete LopesOne of the emerging technologies with the greatest potential in plastic recycling is selective dissolution precipitation (SDP). This technique enables the recovery of polymer materials with near-virgin quality. However, the selection of appropriate solvents remains a critical challenge and a key opportunity for improving process efficiency and applicability. In this study, the Analytic Hierarchy Process (AHP) was applied as a multi criteria decision-making tool for solvent evaluation. The parameters considered were solubility, hazard level, and cost. Solubility was assessed using Hansen Solubility Parameters, hazard was evaluated using GHS H-codes, and cost data were obtained from vendor quotations and commercial sources. The results identified the most suitable solvents for each polymer: ethyl benzoate (S17) for polystyrene (P1), p-cymene (S5) for polyethylene (P2), cumene (S18) for polypropylene (P3), anisole (S1) for polyethylene terephthalate (P4), and dimethyl isosorbide (S6) for polyvinyl chloride (P5). Overall, this work provides a structured and practical framework for solvent selection in SDP. The proposed approach supports safer and more sustainable recycling practices and contributes to the advancement and potential industrial implementation of selective dissolution technologies, contributing to the advancement and potential industrial implementation of selective dissolution technologies.
- Avaliação do Ciclo de Vida da MetalomecânicaPublication . Jorge, Delfina Maria de Oliveira; Oliveira, Nelson SimõesO presente trabalho desenvolve uma Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) da metalomecânica, de acordo com as normas internacionais ISO 14040:2006, ISO 14044:2006 e Regulamento (UE) 2024/3110, com o objetivo de identificar e quantificar os potenciais impactes ambientais associados à sua atividade. A unidade declarada corresponde a 1 kg de estrutura metálica pronta para expedição, numa abordagem cradle-to-gate, abrangendo as etapas de corte, decapagem, calandragem, quinagem, furação, soldadura, pintura, consumos energéticos e fluxos residuais. A avaliação foi realizada com recurso à metodologia Environmental Footprint 3.1, utilizando o software SimaPro e bases de dados secundárias (Ecoinvent 3.11), sempre que os dados primários não estavam disponíveis. Os resultados foram normalizados, permitindo identificar e priorizar as categorias de impacte mais relevantes. As análises evidenciaram que o processo de produção do aço é responsável por mais de 93% dos impactes na utilização de água e eutrofização da água doce, e por mais de 70% nas radiações ionizantes, ecotoxicidade da água doce, partículas em suspensão e alterações climáticas. No processo de produção das estruturas metálicas destaca-se a utilização do solo e toxicidade humana cancerígena com impactes acima dos 60%, toxicidade humana não cancerígena com cerca de 50% dos impactes e restantes categorias de impacte abaixo de 17% do total de impactes ambientais. Este trabalho contribui para a literatura científica ao disponibilizar inventários e resultados específicos da realidade industrial portuguesa, reforçando a importância da integração da ACV como ferramenta de apoio à decisão na indústria metalomecânica. Os resultados sustentam o alinhamento desta atividade com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (7, 9, 12 e 13) e fornecem uma base sólida para a definição de estratégias de economia circular e de neutralidade carbónica no setor.
- Avaliação preliminar da aplicação da Eletrocoagulação no tratamento de águas residuais da Indústria de CurtumesPublication . Silva, Daniela Tainha da; Sousa, Helena Manuela Pala Dias deEste trabalho teve como objetivo realizar uma avaliação preliminar da aplicação da eletrocoagulação (EC) no tratamento de águas residuais (AR) provenientes da indústria de curtumes, setor caracterizado por efluentes com elevada carga poluente, nomeadamente matéria orgânica, sólidos suspensos e metais pesados. O estudo incluiu a caracterização do processo produtivo da indústria de curtumes e das águas residuais geradas, bem como a análise dos sistemas de tratamento convencionais atualmente utilizados. Para a avaliação do tratamento das AR provenientes da indústria de curtumes por EC, foi desenvolvido um sistema laboratorial em modo descontínuo, no qual se testaram diferentes condições operatórias, nomeadamente o tipo de elétrodo (ferro, alumínio e combinação Fe/Al) e a densidade de corrente, associada a regimes de baixo e elevado consumo energético. Para efeitos de monitorização, consideraram-se os parâmetros críticos deste tipo de efluente, nomeadamente, CQO, SST, cloretos, sulfuretos, crómio total e gorduras. Os resultados evidenciam que a EC permite a remoção de parâmetros relevantes, como sólidos suspensos totais, crómio total e óleos e gorduras, sendo as eficiências de remoção mais elevadas associadas a condições de maior densidade de corrente (maior consumo energético). Verificou-se ainda que o tipo de material dos elétrodos influencia o desempenho do processo, com os sistemas à base de ferro a apresentarem, de forma geral, melhores resultados, embora com maior produção de lamas e maior desgaste dos elétrodos. No entanto, as condições experimentais testadas não garantiram o cumprimento integral dos valores limite de emissão para todos os parâmetros analisados, evidenciando a necessidade de otimização do processo e eventual integração da EC com outras tecnologias de tratamento. Identificaram-se ainda limitações associadas à ausência de repetibilidade experimental, à escala laboratorial e à variabilidade das condições operatórias, que requerem investigação adicional. Não obstante, considera-se que o presente estudo constitui uma base preliminar relevante para a avaliação da EC no tratamento de águas residuais da indústria de curtumes, evidenciando o interesse desta tecnologia como etapa complementar de tratamento e a necessidade de otimização e validação futuras.
- Cidade como ecossistema: Biomimicry Thinking na gestão de resíduos sólidos urbanosPublication . Silva, Ana Raquel Alves Vitoriano da; Sousa, Helena Manuela Pala Dias de; Heleno, Maria Lizete LopesO crescimento acelerado das cidades, associado ao aumento dos padrões de consumo e à linearidade dos sistemas produtivos, tem intensificado a geração de resíduos sólidos urbanos, tornando a sua gestão um dos principais desafios ambientais contemporâneos. Nesse contexto, observa-se que as soluções tradicionalmente adotadas, baseadas principalmente na disposição final e na reciclagem, são insuficientes para responder à complexidade dos fluxos urbanos atuais. Diante deste cenário, esta dissertação propõe o Biomimicry Thinking como abordagem metodológica inovadora para a gestão de resíduos sólidos urbanos, considerando a cidade como um ecossistema vivo, capaz de regeneração e adaptação. O Biomimicry Thinking utiliza a natureza como modelo, medida e mentora para a construção de soluções sustentáveis, e baseia-se na aplicação do Design Lens como ferramenta metodológica para identificação e integração de estratégias bioinspiradas. A partir dessa abordagem, são explorados os níveis da biomimética e sua aplicação ao ambiente construído, considerando as cidades como sistemas complexos, interdependentes e dinâmicos. Esta abordagem evidencia assim a necessidade de transitar de modelos lineares para fluxos cíclicos, inspirados nos processos naturais, nos quais os resíduos são reinterpretados como recursos. Como estudo de caso, é analisado o município de Fortaleza, Brasil, caracterizado por forte desigualdade socioespacial, crescimento urbano acelerado e desafios na gestão de resíduos sólidos urbanos. Ao analisar as iniciativas existentes, este trabalho identifica conflitos no ecossistema urbano, incluindo desigualdade socioambiental, descarte irregular e limitações estruturais, mas também destaca práticas inovadoras e potencialidades bioinspiradas. Com base no Design Lens, são propostas estratégias biomiméticas para a gestão de resíduos, considerando a integração entre natureza, sociedade e infraestrutura urbana. São apresentadas as limitações à implementação do Biomimicry Thinking, incluindo-se, como sugestão metodológica, o reconhecimento de desafios institucionais, culturais e técnicos, bem como a necessidade de abordagens sistêmicas e colaborativas. Conclui-se que o Biomimicry Thinking apresenta potencial significativo para orientar a transição de cidades lineares para cidades regenerativas, contribuindo para a gestão de resíduos, fortalecimento do metabolismo urbano e promoção de soluções integradas. Ao compreender a cidade como um ecossistema, torna-se possível desenvolver estratégias mais resilientes, adaptativas e sustentáveis, alinhadas às dinâmicas naturais e às necessidades urbanas contemporâneas.
- Implementação de um sistema de produção de energia renovável, com a aplicação de painéis fotovoltaicos no IPL - Instituto Politécnico de LeiriaPublication . Marques, Humberto Gameiro; Manso, Ricardo Miguel da RosaCom vista à redução do impacto ambiental e ao aumento da eficiência no consumo energético em edifícios públicos, tornam-se necessárias abordagens integradas de produção e consumo de energia. Neste contexto, a harmonização do conceito de eficiência energética em estruturas académicas com recurso à produção local de energia de origem renovável, armazenamento e partilha em comunidades de energia tem um papel fundamental para atingir esse objetivo. O presente relatório analisa a viabilidade da implementação de sistemas fotovoltaicos nos edifícios do IPL - Instituto Politécnico de Leiria, incluindo a possibilidade de integração numa comunidade de autoconsumo coletivo, bem como a viabilidade de armazenamento de energia. A conceção deste projeto envolveu a caracterização dos perfis de consumo anual, que serviram de base para efetuar simulações de produção com recurso ao software SAM e ao Helioscope. Efetuaram-se também várias análises de cenários com e sem armazenamento em baterias, bem como a partilha de fluxo de energia entre as comunidades de autoconsumo de Leiria e Peniche. Após a comparação das diferentes simulações efetuadas, foi selecionada a solução mais adequada aos objetivos da instituição. Procedeu-se também a uma estimativa de custos, fundamental para apoio à decisão com base no retorno financeiro. As conclusões demonstram que os sistemas fotovoltaicos permitem reduzir significativamente a dependência da rede, alcançar elevada rentabilidade, com períodos de payback inferiores a três anos na maioria dos casos e contribuir para a sustentabilidade ambiental da instituição. O desenvolvimento do trabalho baseou-se em fontes técnico-científicas consultadas online e, sobretudo, na orientação e contributos do docente orientador.
- Eficiência hídrica na indústria do vidro de embalagemPublication . Carrilho, Maria da Glória Pinto; Mourato, Sandra de Jesus MartinsCom o crescente aumento populacional a procura por embalagens de vidro aumentou. Sendo este um material inerte que não transmite qualquer alteração físico ou química para os alimentos e é infinitamente reciclável, o vidro esta cada vez mais presente na vida do ser humano. O presente trabalho aborda a temática da eficiência hídrica na indústria do vidro de embalagem, um segmento caracterizado pelo elevado consumo de recursos e pela necessidade de água em diferentes etapas do seu processo produtivo. O estudo teve como principais objetivos identificar e caracterizar os circuitos de utilização de água numa unidade fabril, monitorizar os consumos, verificar a conformidade com valores de referência nacionais e internacionais e sugerir medidas de melhoria que reforcem a sustentabilidade do setor. A metodologia utilizada consistiu na recolha e análise de dados referente a captações, consumos e descargas. Os resultados obtidos evidenciaram que a unidade fabril apresenta um consumo específico de água de 149,7 L/t, valor significativamente inferior às faixas de referência (300-1200 L/t), e que a dependência de água nova de 21,4 % demonstra uma reduzida vulnerabilidade hídrica. Alem disso, foram calculados os indicadores de eficiência hídrica, nomeadamente a, taxa de recirculação, perdas no sistema, custo específico da água e eficiência do tratamento de águas residuais. Esses indicadores foram comparados com metas de boas práticas e requisitos legais. Conclui-se que, apesar das particularidades do processo de fabrico do vidro, em que algumas perdas são inevitáveis, é possível alcançar elevados níveis de eficiência hídrica através da adoção de sistemas de recirculação, da reutilização de efluentes tratados e da integração de tecnologias de monitorização em tempo real. O estudo contribui, assim, para a valorização da água como recurso estratégico, reforçando a sustentabilidade ambiental e económica da indústria do vidro de embalagem.
- Avaliação do Ciclo de Vida da CristobalitePublication . Filipe, André David; Oliveira, Nelson SimõesO presente trabalho desenvolve uma Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) da cristobalite, de acordo com as normas internacionais ISO 14040:2006 e ISO 14044:2006, com o objetivo de identificar e quantificar os potenciais impactes ambientais associados à sua produção. A unidade funcional considerada corresponde a 1 kg de cristobalite seca pronta para expedição, numa abordagem cradle-to-gate, abrangendo as etapas de extração, lavagem, classificação da areia siliciosa especial, processos de calcinação no forno rotativo industrial, consumos energéticos e fluxos residuais. A avaliação foi realizada com recurso à metodologia Environmental Footprint 3.1, utilizando o software SimaPro e bases de dados secundárias (Ecoinvent 3.11), sempre que dados primários não estavam disponíveis. Os resultados foram normalizados em Pessoa Equivalente (PEq), permitindo identificar e priorizar as categorias de impacte mais relevantes. As análises evidenciaram que a produção de calor por combustão de gás natural no processo de calcinação é responsável por mais de 98% dos impactes nas categorias de Alterações Climáticas, Utilização de Recursos Fósseis e Formação Fotoquímica de Ozono, constituindo o principal vetor de pressão ambiental. Adicionalmente, verificaram-se contributos significativos em Toxicidade Humana (cancerígenos) e Ecotoxicidade em água doce, relacionados com emissões gasosas, resíduos sólidos e efluentes provenientes da extração e da transformação mineral. Este trabalho contribui para a literatura científica ao disponibilizar inventários e resultados específicos da realidade industrial portuguesa, reforçando a importância da integração da ACV como ferramenta de apoio à decisão na indústria mineral e cerâmica. Os resultados sustentam o alinhamento da produção de cristobalite com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS 7, 9, 12 e 13) e fornecem uma base sólida para a definição de estratégias de economia circular e de neutralidade carbónica no setor.
- Eficácia da Pós-Avaliação no procedimento de AIA - Descritor Recursos HídricosPublication . Neves, Ana Catarina Pereira das; Mourato, Sandra de Jesus MartinsA pós-avaliação tem um papel extremamente importante no contexto da Avaliação de Impacte Ambiental, sendo esta fase decisiva para garantir o cumprimento das condições impostas da Declaração de Impacte Ambiental (DIA)/Decisão sobre a Conformidade Ambiental do Projeto de Execução (DCAPE). É nesta fase que se assegura o cumprimento das medidas de minimização, de forma a minimizar os impactes identificados durante a AIA. Analisados os 31 relatórios de monitorização sobre o fator recursos hídricos, na Região Hidrográfica do Vouga, Mondego e Lis, verificou-se que, muitos deles não apresentaram qualquer resposta e que, muitas das respostas apresentadas carecem de fundamentação, a falta de informação dificultou o alcance de resultados concretos. Foi possível verificar também que, as metodologias utilizadas na Pós-avaliação, entre os países do Norte e os países do Sul são distintas, o que leva a crer que, a cultura de um país também pode influenciar na eficácia de resultados. Assim, após 25 anos desde que a Pós-avaliação foi instituída, como procedimento obrigatório, ainda continua muito por fazer. Apesar de existir legislação a cumprir ainda existem muitas lacunas que devem ser melhoradas, como a formação e recrutamento de recursos humanos especializados, acompanhamento ativo nas diferentes fases do projeto, a participação pública, e, como acontece atualmente, inserir a inteligência artificial na análise de tratamento dos dados inseridos nos relatórios de monitorização.
- Awareness and Sustainability in the Mineral Resources SectorPublication . Santos, Pedro Santana; Mourato, Sandra de Jesus Martins; Veiga, Anabela Quintela NunesO sector dos recursos minerais tem enfrentado um intenso escrutínio social e ambiental nos últimos anos. Sob o argumento da falta de informação e falta de transparência dos projetos, as populações dos territórios abrangidos por projetos do sector dos recursos minerais (minas e pedreiras) têm aumentado consistentemente o grau de contestação e objeção. Neste contexto, o Decreto-Lei n.º 30/2021, de 7 de maio, através de um procedimento de alterações parlamentares, passa a incluir a obrigação de realização de sessões públicas de esclarecimento dirigidas às populações dos territórios afetados por projetos no setor dos recursos minerais. Este trabalho analisa o estado da arte a nível nacional e internacional, procurando identificar a natureza das disputas e/ou conflitos, como as empresas do sector extrativo enfrentam disputas e/ou conflitos, e o papel das sessões de sensibilização social e de informação pública no contexto de uma nova política de responsabilidade social e ambiental corporativa. Através da realização de um inquérito a uma população-alvo (que está exposta à exploração de recursos minerais), é feita uma análise social, económica e ambiental no contexto do sector dos recursos minerais, procurando compreender como é entendido o contexto da sustentabilidade neste nível. É possível perceber que a principal força motriz das contestações e/ou conflitos são as questões socioambientais e Portugal é um dos países (se não o único) onde é obrigatória a realização de sessões públicas de informação dirigidas à população. Através da realização de um trabalho de campo, com base na execução de um inquérito a uma população já exposta à exploração de recursos minerais, foi possível concluir que a população inquirida considera necessária a exploração de recursos minerais, afirmando simultaneamente que é possível a coexistência entre a atividade extrativa e a população, no contexto ambiental, social e económico. Foi ainda possível concluir que a população entende o setor dos recursos minerais dentro de um contexto geral de sustentabilidade, o que em termos gerais corresponde à definição de sustentabilidade que sustenta os SDGs das Nações Unidas. Foi ainda possível concluir que os representantes das instituições também concordam quanto à importância da existência de exploração de recursos minerais. Paralelamente, verificou-se que a responsabilidade sobre a existência de pedreiras abandonadas na localidade foi atribuída pela população à empresa operadora. Concluiu-se também que existe um efeito NIMBY na população, estimado em ≈ 45 ± 6%, sendo que as mulheres apresentam uma maior propensão para manifestar o efeito NIMBY. Foi também possível fazer a apresentação de propostas de Estudos de Sensibilidade Populacional, Sessões de Sensibilização e Esclarecimento Público e Estimativa do Efeito NIMBY nas Populações
- Reutilização da água residual tratada e das lamas geradas na ETAR da Base Aérea Nº5 – Monte Real na produção de plantas para biofertilizaçãoPublication . Mosquera, Andre Stefano Colmachi; Sousa, Helena Manuela Pala Dias de; Vieira, Judite dos SantosA água é um recurso vital para a humanidade, essencial em praticamente todas as atividades diárias. A atividade agrícola, em particular, destaca-se como uma das áreas que mais dependem desse recurso, exigindo grandes volumes para garantir a produção alimentar global. Nesse contexto, é crucial adotar tecnologias que visem reduzir o consumo ou promover a reutilização da água, contribuindo assim para sua preservação. O presente estudo teve como objetivo investigar a viabilidade da reutilização das águas residuais tratadas e das lamas produzidas na Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) da Base Aérea Nº5 de Monte Real na produção de plantas capazes de fixar nutrientes, como fósforo e nitratos, com potencial para serem consideradas biofertilizantes eficazes na melhoria dos solos agrícolas. O estudo foi desenvolvido em duas fases. A primeira envolveu a produção de feijão, uma espécie biofertilizante, em sistemas de pequena escala: um hidropónico com águas residuais da ETAR, usando uma solução nutritiva como controlo; e um sistema de solo/lamas, usando um solo orgânico como controlo. O controlo dos sistemas foi efetuado através da monitorização semanal dos parâmetros de crescimento das plantas, nomeadamente, altura das plantas, número de folhas, comprimento da raiz, número de vagens e número de flores; e de parâmetros físico-químicos, nomeadamente, pH, temperatura e condutividade elétrica. A segunda fase envolveu a aplicação das plantas de feijoeiro na produção de alface em lamas do ETAR, usando-as como biofertilizante, em diferentes percentagens (5% e 10%). O controlo da produção foi efetuado através da monitorização semanal dos parâmetros de crescimento das plantas, nomeadamente, número de folhas e altura da planta; e de parâmetros físico-químicos, nomeadamente, pH, humidade. Os resultados do estudo demonstraram um bom crescimento das plantas de feijoeiro, tanto no sistema hidropónico como nas lamas, com eficiência na remoção de nutrientes, especificamente nos parâmetros N-NO3, PTotal e P-PO4, e sugerem que as plantas produzidas podem ser uma opção viável como biofertilizante, contribuindo para a fixação de nutrientes e melhoria da qualidade do solo, em particular nos solos com mistura de lamas. A utilização do feijoeiro como biofertilizante resultou num maior crescimento das plantas testadas (alface), verificando-se que o crescimento foi mais pronunciado nas lamas com 10% de biofertilizante, em comparação com os outros cultivos. A valorização de águas residuais para produção de biofertilizante (feijoeiro) e das lamas de depuração de ETAR na incorporação em solos agrícolas, com produção de biomassa, permitiram concluir que a lama suplementada com biofertilizante poderá possibilitar uma economia no uso de fertilizantes químicos, e desta forma contribuir para uma gestão eficiente dos subprodutos do processo de tratamento de águas residuais, garantido a sua circularidade.