Implementação, avaliação e otimização de soluções custo eficazes para valorização de resíduos e de águas residuais

Abstract

Esta tese demonstra, através de casos práticos e reais, que é possível alterar o paradigma do modelo de desenvolvimento das sociedades modernas, passando de uma lógica linear (de produção – utilização – eliminação) para uma lógica circular (na qual se redireciona o foco das atividades para a recuperação, reutilização, reparação, renovação e reciclagem de materiais, passando os “resíduos” a ser encarados (e utilizados) como “recursos”). É este o caminho que permitirá evoluir da teoria para a prática da designada “economia circular”, na qual o potencial de valorização dos resíduos (sólidos e líquidos) terá um papel fundamental. Esta tese analisa três casos de estudo que evidenciam essa evolução de paradigma em diferentes contextos técnicos, tecnológicos e socioculturais. O primeiro projeto (SARASWATI), a decorrer na Índia e enquadrado pelo 7.º Programa Quadro de Investigação e Desenvolvimento Tecnológico da União Europeia, tem como intuito contribuir para a melhoria das condições de vida de populações rurais remotas que não têm acesso a eletricidade. Recuperando os efluentes domésticos através de digestores anaeróbios de pequena dimensão para produzir biogás (para cozinha, por exemplo) e eletricidade (para refrigeração). Dado o contexto socioeconómico e cultural dos beneficiários do projeto, um dos desafios é conseguir uma solução tecnicamente viável mas que não necessite de ações de operação e manutenção complexas, focando-se numa abordagem “back to basics”. O segundo projeto, em fase de execução, está a decorrer no Brasil e visa a avaliação dos impactes ambientais de uma unidade de recuperação de energia por incineração de resíduos sólidos urbanos (“waste-to-energy”) na área metropolitana do Rio de Janeiro. A concretizar-se, este empreendimento será a primeira instalação deste tipo no Brasil, sendo uma solução que tem demonstrado provas efetivas na Europa e nos EUA. Por fim, o terceiro projeto (INCOVER) é enquadrado pelo programa Horizonte 2020 da União Europeia e tem como objetivo a recuperação de CH4, a recirculação de CO2 no processo e o aproveitamento de subprodutos do tratamento de efluentes para produção de bioplásticos, sendo implementadas duas instalações piloto em Espanha e outra na Alemanha. Nesta tese será abordado este projeto através da técnica de Análise de Ciclo de Vida (ACV) para procurar respostas de acordo com norma adequada e no intuito de estudar a maximização do impacte do projeto.

This thesis demonstrates, through practical and real cases, that it is possible to change the paradigm of the development model of modern societies, moving from a linear logic (from production - use - elimination) to a circular logic (in which the focus of the Activities for the recovery, reuse, repair, renewal and recycling of materials, and "waste" to be considered (and used) as "resources"). This is the path that will allow us to evolve from theory to the practice of the so-called "circular economy", in which the potential for recovering waste (solids and liquids) will play a fundamental role. This thesis analyzes three case studies that show this paradigm evolution in different technical, technological and sociocultural contexts. The first project (SARASWATI) in India and under the 7th Framework Program for Research and Technological Development of the European Union aims to contribute to the improvement of the living conditions of remote rural populations who do not have access to electricity. Recovering domestic effluents through small anaerobic digesters to produce biogas (for cooking, for example) and electricity (for refrigeration). Given the socioeconomic and cultural context of the project beneficiaries, one of the challenges is to achieve a technically feasible solution but does not require complex operations and maintenance actions, focusing on a "back to basics" approach. The second project, currently underway, is underway in Brazil and aims to evaluate the environmental impacts of a waste-to-energy energy recovery unit in the metropolitan area of Rio de Janeiro . To be realized, this project will be the first installation of its kind in Brazil, a solution that has demonstrated effective evidence in Europe and the USA. Finally, the third project (INCOVER) is framed by the Horizon 2020 program of the European Union and aims at the recovery of CH4, the recirculation of CO2 in the process and the use of byproducts of the treatment of effluents for the production of bioplastics, with two Pilot plants in Spain and another in Germany. In this thesis will be approached this project through the technique of Life Cycle Analysis (LCA) to look for answers according to appropriate standard and in order to study the maximization of the impact of the project.