ISEL - Eng. Qualidade e Ambiente - Dissertações de Mestrado
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- Avaliação do potencial de redução da pegada de carbono da Câmara Municipal de Sesimbra através da instalação de sistemas fotovoltaicos em locais urbanosPublication . Pereira, Bruna Luzia da Silva; Melo, Ana Maria Garcia Henriques Barreiros Joanaz de; Camus, Cristina InêsA presente dissertação de mestrado avalia o papel dos sistemas fotovoltaicos na redução das emissões de carbono e sua contribuição para a neutralidade carbónica em ambientes urbanos, com foco nos acordos internacionais, como o Acordo de Paris, e nos planos estratégicos de Portugal para promover a sustentabilidade energética. Foram analisados os consumos energéticos da rede e dimensionados sistemas fotovoltaicos para infraestruturas localizadas em áreas urbanas da Câmara Municipal de Sesimbra, sendo estes locais o Parque Operacional da Fonte de Sesimbra, o Mercado Municipal da Quinta do Conde e o Parque de Campismo do Forte do Cavalo, com o objetivo de estimar e avaliar o potencial de redução da pegada de carbono ao substituir a energia proveniente da rede elétrica, onde parte é proveniente de combustíveis fósseis, por energia renovável. Adicionalmente, foram estudados os impactos ambientais, tanto positivos quanto negativos, associados a centrais solares em zonas rurais, tendo sido comparados com os impactos da descentralização energética através da instalação de sistemas fotovoltaicos em áreas urbanas. Os resultados do estudo indicam que a descentralização energética é uma estratégia promissora para o futuro da sustentabilidade energética. Esta abordagem reduz a pegada carbónica em 12,67% para o Parque Operacional da Fonte de Sesimbra, 10,32% para o Mercado Municipal da Quinta do Conde e 9,96% para o Parque de Campismo do Forte do Cavalo com um potencial de produção energética anual de 21MWh, 20MWh e 15MWh respetivamente para cada local. Além do mais, a utilização das infraestruturas urbanas para instalação de sistemas fotovoltaicos apresenta também significativamente menos impactos ambientais negativos quando comparada às centrais solares em áreas rurais tais como a perda de biodiversidade, destruição do solo e da sua geomorfologia e degradação da qualidade do ar durante as fases de construção necessária à construção das centrais. Estes resultados alinham-se com os objetivos de Portugal para alcançar a neutralidade carbónica e uma transição energética sustentável.
- Avaliação de impacte ambiental da geração de gás de síntese e hidrogénio por co-eletrólise de águaPublication . Martins, Pedro Afonso Rebelo; Gomes, João Fernando PereiraO presente trabalho avalia o impacte ambiental da geração de gás de síntese e de hidrogénio por co-eletrólise da água, com o objetivo de perceber o impacte ambiental de um projeto de produção de gás de síntese. A energia em grande parte ainda é produzida através de combustíveis fósseis, e nas últimas décadas a procura energética tem aumentado consideravelmente, aumentando assim também os impactes negativos da produção de energia no ambiente. Com o objetivo de atingir os acordos internacionais relativos ao aumento da temperatura média global, urge a necessidade de procurar mais fontes de energia renovável, que não estejam dependentes de fatores climatológicos. A produção de hidrogénio verde e a sua consequente transformação em gás de síntese, tem sido uma tecnologia a ser desenvolvida nos últimos anos e que permite produzir e armazenar energia elétrica renovável, quando a mesma é produzida em excesso. O gás de síntese depois pode ser valorizado energeticamente, para produzir calor ou energia elétrica, ou pode ainda ser inserido na rede de gás natural. O estudo de impacte ambiental efetuado, conclui que o projeto, embora produza impactes negativos é positivo o para ambiente, devido há necessidade de procurar fontes de energia alternativas. Este projeto destaca-se também pela utilização de biomassa liquefeita, produzida através dos resíduos oriundos da limpeza das matas e florestas e pela produção de água purificada.
- Estudo do decaimento de cloro no tratamento e distribuição de águasPublication . Fernandes, Patrícia Alexandra da Silva; Santos, Maria Teresa Loureiro dos; Trindade, Teodoro José PereiraA água é distribuída às populações através de uma rede de abastecimento, após ser tratada numa estação de tratamento. Ao longo da rede, é importante que o cloro se mantenha em concentrações adequadas para a saúde pública. Assim, é relevante estudar o decaimento do cloro residual livre nas redes de distribuição, para verificar se a concentração se encontra dentro do intervalo recomendado. Este trabalho teve como objetivo determinar o decaimento do cloro residual livre, num caso de estudo real, nomeadamente, na rede de distribuição de água do piso 2 do edifício C do ISEL. Para alcançar este objetivo, foram recolhidas 56 amostras de água em torneiras de baixo e elevado consumo, com e sem purga (fornecida e estagnada), medindo-se as concentrações de cloro residual livre, o pH e a temperatura. Posteriormente, foi construído no EPANET um modelo de simulação hidráulica e de qualidade da água da rede em estudo. A calibração baseou-se em determinações analíticas dos parâmetros hidráulicos e nas medições de cloro. As medições de cloro indicaram que, nos pontos de baixo consumo, 21% amostras com purga e 43% sem purga estavam abaixo do valor recomendado, possivelmente por estagnação, sugerindo contaminação microbiológica. Nos pontos de elevado consumo, nenhuma amostra ficou abaixo do recomendado; porém, 86% amostras com purga e 43% sem purga excederam o recomendo, indicando possível formação de subprodutos de desinfeção prejudiciais à saúde humana. Foram realizadas 34 simulações com 6 cenários (A1 a C2), variando consumos nodais, alturas piezométricas e concentrações de cloro no reservatório. Após calibração hidráulicas, simulou-se a qualidade da água quanto ao cloro residual livre, observando-se excedências do recomendado em períodos de maior e menor consumo. Conclui-se que, para manter as concentrações de cloro dentro do intervalo recomendado, concentrações de cloro próximo à entrada do ISEL devem ser mantidas entre 0,30 e 0,60 mg/L.
- Estudo da dessalinização de água do mar para obtenção de água para consumo humanoPublication . Almeida, Margarida Furtado de; Santos, Maria Teresa Loureiro dos; Trindade, Teodoro José PereiraA escassez de água potável impulsionou a dessalinização, especialmente por osmose inversa. Contudo, o seu desempenho é sensível a diversas variáveis operacionais, especialmente quando se utiliza água do mar. Isso impulsionou este estudo a explorar a influência das condições operacionais sobre a performance de dois sistemas de dessalinização por osmose inversa, visando otimizar a eficiência do processo. Foram realizadas simulações em MATLAB sob condições típicas e extremas à escala laboratorial e industrial com membranas planas e em espiral, respetivamente. Na escala laboratorial, investigou-se a influência da temperatura da água (15-45ºC) nas propriedades da solução e da membrana no fluxo transmembranar. Cada aumento de 5°C na temperatura da água diminui a taxa de recuperação em 0,0067%. A influência da velocidade de escoamento (4-7 cm/s) e concentração molar dos sais (0,05-3,5 mol/L) no coeficiente de transferência de massa, pressão a aplicar e polarização da membrana também foi analisada. Os resultados indicaram que velocidades menores tiveram maior impacte, especialmente a menores temperaturas. A concentração dos sais influenciou apenas a pressão, especialmente a menores concentrações e maior temperatura, aumentando cerca de 12% quando se aumentou 3 mol/L. Na escala industrial, explorou-se o impacto das propriedades da membrana e parâmetros operacionais, ao longo do módulo de membrana e dos estágios do processo. O sistema operou de forma menos eficiente nos elementos de membrana e estágios finais, especialmente a temperaturas mais altas. Observou-se ainda que, concentrações de sais e caudais de alimentação menores beneficiam a taxa de recuperação de água e a eficiência do sistema. Por último, investigou-se o impacte da pressão (50-75 bar) e concentração de sais no consumo energético do processo. Verificou-se que, altas concentrações de sais e pressões, aumentaram o consumo energético entre 9 e 12%, tornando o processo mais exigente em cenários de alta salinidade.
- Compostagem doméstica de resíduos urbanos em instituições de ensino superiorPublication . Pereira, Ana Lúcia Craveiro de Faria; Santos, Maria Teresa Loureiro dos; Rodrigues, Maria Alexandra SousaA compostagem representa uma alternativa viável no tratamento e valorização de resíduos urbanos. A variabilidade de matérias-primas utilizadas na sua produção têm influência no valor associado ao produto final. O objetivo deste trabalho foi avaliar a implementação da compostagem de resíduos urbanos em instituições de ensino superior, nomeadamente no Instituto Superior de Engenharia de Lisboa (ISEL). Foram realizadas ações de sensibilização junto da comunidade académica, incluindo a aplicação de um inquérito para avaliar o nível de conhecimento, preocupação e envolvimento em relação às questões ambientais e práticas de compostagem. Os resultados revelam que, apesar de 84% dos inquiridos se declararem preocupados com as alterações climáticas, apenas 4,5% estão ativamente envolvidos em ações de combate a esse problema. No entanto, a maioria (81,8%) já pratica a separação de resíduos para reciclagem e 22,7% fazem a separação de biorresíduos. Quanto à implementação prática da compostagem no campus, foram instalados oito compostores em diferentes locais, sendo acompanhados diversos parâmetros como temperatura, humidade, pH e teor de sólidos totais e voláteis. Os resultados demonstraram variações significativas na altura da pilha, humidade, temperatura, pH e sólidos totais. Nenhum compostor alcançou a fase termófila, com temperaturas máximas registadas de 40°C, e o pH variou entre 4 a 9. O Comp6 destacou-se pelos melhores valores de pH, Sólidos Totais e Sólidos Voláteis evidenciando uma decomposição ativa ao longo do ensaio, enquanto o Comp1 e Comp8 mantiveram uma maior estabilidade ao longo do processo. A presença de contaminantes, especialmente no Comp6, sublinha a necessidade de estratégias específicas de gestão de resíduos, considerando o tipo de resíduos, frequência de deposição e envolvimento comunitário. Os resultados evidenciam que a compostagem doméstica no ISEL é viável e apresenta benefícios ambientais, sociais e educacionais, recomendando a sua adoção como parte integrante da estratégia de sustentabilidade da instituição.
- Implementação do sistema de gestão ambiental num concessionário e oficina automóvelPublication . Barros, Lenira Simone Soares Gomes Sousa de; João, Isabel Maria da Silva; Padrão, Hugo Manuel SilvaAtualmente questões relacionadas com o ambiente têm vindo a ganhar destaque na nossa sociedade. De modo a contribuir para um desenvolvimento sustentável, a economia tem vindo a impor a responsabilidade ambiental a todas as organizações, com a exigência do cumprimento de normas ambientais que demonstrem a sua conformidade legal e o seu compromisso com a preservação do meio ambiente. Muitas organizações têm vindo a adotar medidas no sentido de diminuir o impacto das suas atividades no meio ambiente. Nesta continuidade os Sistemas de Gestão Ambiental (SGA), através do qual as organizações conhecem, controlam e previnem os impactes ambientais associados aos seus produtos, serviços e atividades. A Carclasse enquanto empresa preocupada com a sua imagem, desempenho ambiental e impactes sobre o meio ambiente decidiu implementar um sistema de gestão ambiental segundo a norma NP EN ISO 14001: 2015. O estágio teve como principal objetivo contribuir para a implementação do sistema de gestão ambiental (SGA). Com base no diagnóstico ambiental e nos requisitos normativos, foi realizado o levantamento dos aspetos ambientais e definida uma metodologia para avaliação da significância dos impactes ambientais. Posteriormente, foi desenvolvido um programa de gestão ambiental (PGA), onde se definiram objetivos e metas de acordo com os aspetos ambientais significativos. Relativamente à ISO 14001:2015, esta fornece diretrizes através da qual empresa pode controlar, monitorizar e melhorar o seu impacte ambiental. Este relatório descreve o processo de implementação do Sistema de Gestão Ambiental de acordo com a norma NP EN ISO 14001:2015.
- Avaliação do potencial da utilização de solos marginais em Portugal para o crescimento de plantas energéticas regadas com águas residuais tratadasPublication . Pires, Tânia Isabel Cristóvão; Melo, Ana Maria Garcia Henriques Barreiros Joanaz deO planeta enfrenta importantes constrangimentos que carecem de resolução urgente, nomeadamente ao nível da segurança energética, segurança alimentar, escassez de água e alterações climáticas. Neste contexto, a produção de energia limpa, como os biocombustíveis a partir de culturas energéticas, destaca-se como estratégia alternativa aos combustíveis fósseis. O caminho para a sustentabilidade do planeta deve reconhecer a interdependência entre os recursos a eles associados: água, alimentos e energia. É importante garantir que a produção das culturas industriais para biocombustíveis não represente uma ameaça à obtenção de alimentos para consumo humano e animal, competindo por terra ou água. Portugal regista uma área cada vez maior de terras sem aptidão agrícola, consideradas marginais, e detém já um significativo número de Estações de Tratamento de Água Residual (ETAR) com tratamento adequado para rega de culturas energéticas. A conjugação destes dois recursos representa um potencial impulso para a produção de biomassa para biocombustíveis. Com recurso ao software ArcGIS procedeu-se ao cruzamento de informação sobre solos marginais, solos não cultiváveis e ETAR localizados em território nacional. O tratamento destes dados permitiu aferir que, aproximadamente, 80% das ETAR com tratamento adequado para rega de culturas energéticas encontram-se localizadas em solos marginais ou nas suas imediações, possibilitando a rega de culturas energéticas numa área de 2 449 km2. Por outro lado, pelo estudo de um segundo cenário, concluiu-se que 7 146 km2 de solos marginais são susceptíveis de ser irrigados com águas residuais tratadas (ART) provenientes de ETAR com tratamento secundário. A produtividade do conjunto de culturas energéticas selecionadas com base no projeto MAGIC - Marginal Lands for Growing Industrial Crops, para as áreas calculadas, encontra-se entre os 82 670 t/ano de matéria seca e os 1 014 026 t/ano de matéria seca, permitindo a produção de energia entre 1 426 244 868 MJ/ano e 17 745 454 802 MJ/ano.
- Impacte da rega com águas residuais tratadas no desenvolvimento das plantas de uma parede verde e influência desta estrutura verde na qualidade do ar interiorPublication . Boaventura, Maria Inês Gonçalves; Melo, Ana Maria Garcia Henriques Barreiros Joanaz de; Rodrigues, Maria Alexandra Sousa; Gomes, Maria Idália da SilvaA qualidade do ar no interior (QAI) dos edifícios tem uma influência significativa na saúde dos ocupantes, quer do ponto de vista físico como psicológico. Uma das estratégias de melhoria da QAI é a utilização de plantas, as quais, como qualquer outro ser vivo, necessitam de água para sobreviver. Contudo, devido aos problemas de escassez de água é necessário repensar o uso de um recurso tão precioso como a água potável (AP), avaliando alternativas sustentáveis, como é o caso das águas residuais tratadas (ART). O presente estudo teve como objetivo verificar qual o impacte da rega com ART no desenvolvimento das plantas de uma estrutura verde natural (EVN), monitorizando o seu crescimento, e qual o impacte das plantas na QAI de uma sala de aula no Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, através da monitorização pontual de diversos parâmetros, como a temperatura (T), humidade relativa (HR), dióxido de carbono (CO2), compostos orgânicos voláteis (COV) e partículas em suspensão, PM2.5 e PM10. O estudo dividiu-se em duas fases: na primeira fase, todas as plantas foram regadas com AP e realizou-se a primeira monitorização à QAI. Na segunda fase do estudo, metade das plantas começaram a ser regadas com ART e a outra metade continuou a ser regada com AP. Fez-se ainda a segunda monitorização à QAI. Relativamente aos resultados das monitorizações da QAI, observou-se que, apesar de alguns incumprimentos relativamente aos valores da Legislação Portuguesa, a Portaria n.º 138-G/2021 de 1 de julho, a QAI é, de modo geral, aceitável, observando também o impacte positivo da EVN na QAI. Quanto ao crescimento das plantas, não se verificou um crescimento superior nas plantas regadas com ART, como seria de esperar. Apesar disso, verificou-se que as plantas foram crescendo ao longo do tempo, sendo a ART uma opção viável na substituição da AP.
- Descarbonização em processos de elevada intensidade energética na indústria: estudo de alternativasPublication . Silva, Vladimir Olegovich Evskin Pinto da; Silva, João Miguel Alves daO fenómeno das alterações climáticas tem-se agravado, podendo tornar-se irreversível. O principal gás de efeito de estufa emitido para a atmosfera é o CO2, sendo 24,2% destas emissões provenientes da indústria. As indústrias do Aço e do Cimento possuem um elevado consumo energéticas e são responsáveis por uma grande parcela dessas emissões, tornando prioritária a sua descarbonização para mitigar as alterações climáticas. Este trabalho tem como objetivo o estudo das alternativas para descarbonizar estas indústrias, identificar os métodos mais eficientes existentes atualmente, bem como alternativas futuras. Medidas de mitigação incluem o uso de Hidrogénio Verde, Captura de Carbono e Substituição de combustíveis. Na indústria de aço, o Hidrogénio Verde pode permitir a descarbonização total através da redução direta do minério de ferro, contudo os custos elevados e dificuldades no transporte dificulta a sua adoção. Até que a tecnologia seja viável, outras medidas, como a captura e armazenamento de CO2, são necessárias. Simultaneamente, é essencial proceder à substituição dos combustíveis fósseis por combustíveis renováveis, conseguindo superar os desafios técnicos presentes relativos à utilização do hidrogénio. Na indústria cimenteira, as emissões de CO2 resultam da queima de combustível e da produção de clínquer. A substituição de combustíveis por resíduos pode reduzir as emissões de CO2 até três vezes, bem como eliminando a necessidade de tratamento de resíduos. Contudo, o maior obstáculo é a redução das emissões na produção de clínquer, que emite CO2 proveniente da reação do calcário. Alternativas incluem cimentos à base de argila calcinada, que reduzem a quantidade de clínquer no cimento, e o uso do Looping de Cálcio para capturar CO2, devido à sua sinergia com a produção de cimento.
- Implementação de boas práticas de conservação de energia em edifícios de Serviços PartilhadosPublication . Scóss, Maria Joana Ferrão; Gomes, João Fernando PereiraEste estudo tem como objetivo otimizar o programa de redução de consumo de energia através da implementação de boas práticas de conservação de energia nos edifícios de escritórios da Link Shared Services em Portugal, com foco na sede em Lisboa. Com a crescente preocupação global em torno da sustentabilidade e da redução das emissões de gases de efeito estufa (GEE), a Link procura estratégias inovadoras para otimizar a eficiência energética das suas instalações. Para isso, foi realizada uma análise detalhada dos consumos de energia e das emissões de Dioxido de Carbono (CO2), a fim de identificar padrões de consumo e áreas de melhoria. Para centralizar e monitorizar esses dados de forma eficiente, foi desenvolvida uma aplicação (App) exclusiva que permite acompanhar mensalmente os indicadores de consumo energético e emissões de CO2. Esta ferramenta digital facilita a gestão dos recursos e a implementação de ações corretivas e preventivas, garantindo que a empresa permaneça alinhada com as suas metas de sustentabilidade. Além da tecnologia, a Link iniciou uma campanha de sensibilização junto dos seus colaboradores, promovendo comportamentos sustentáveis, como o uso eficiente dos equipamentos, da iluminação e da climatização. Os resultados do estudo indicam uma redução significativa no consumo de energia e nas emissões de CO2, confirmando a eficácia das medidas adotadas. A combinação entre o uso da tecnologia e a conscientização dos funcionários mostrou-se uma estratégia eficaz, evidenciando o potencial de integração entre soluções tecnológicas e uma gestão sustentável. O estudo também sugere a expansão das funcionalidades da aplicação, incluindo a monitorização do consumo de água e a gestão de resíduos, além de uma possível implementação em outras unidades da Link em Portugal. Essas iniciativas consolidam a Link como uma líder em sustentabilidade no setor aeroespacial e fornecem uma base sólida para melhorias e inovações futuras, contribuindo para a redução global de emissões e a conservação de energia.