29. Aspectos Ambientais

CIBEM-2017-Capa

O CIBEM constitui um fórum de discussão que abrange desde os temas mais clássicos, aos mais atuais (biomecânica, novos materiais, nanotecnologias, microfluídos, novas fontes energéticas, novos conceitos de desenvolvimento de produtos, modelações avançadas, manufatura digital) suscitando grandes desafios aos profissionais, como por exemplo a interação e integração com outras engenharias que os novos ambientes baseados na Indústria 4.0 requerem.

A transformação digital a que assistimos suscita desafios interessantíssimos à Engenharia Mecânica. Os profissionais de Engenharia Mecânica, particularmente os oriundos do espaço Ibero-americano, são agentes determinantes para a operacionalização dessa transformação, a qual potenciará a aceleração do desenvolvimento dos países desta importante região. Criando novos produtos, novos processos produtivos ou novos materiais, os Engenheiros Mecânicos concretizam a Inovação!

Áreas Temáticas

D. Exploração de Máquina

29. Aspectos Ambientais


     Degradación de HAPS de residuos de barrido de calles usando compost

Resumo

En el presente estudio se evaluó la degradación de Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAPs) provenientes de residuos de barrido de calles utilizando tratamiento aeróbico con dos tipos de compost a diferente grado de maduración. La degradación fue evaluada en mezclas al 75% de residuo de barrido de calles con compost a intervalos de 0, 28, 60, 90 y 120 días. Se logró una mayor remoción al 80% y 90% de la sumatoria de HAPs en 120 días de tratamiento en compost sin y con pretratamiento anaeróbico, respectivamente; esto posiblemente influenciado por la presencia de microorganismos con capacidad de degradar materia orgánica y producir sustancias húmicas. El efecto tóxico evaluado como BaPeq se reduce en más del 66% en los 30 primeros días para las muestras con tratamiento y más de 90 días para la muestra control. El efecto ecotoxicológico evaluado sobre Daphnia magna y Lactuca sativa, nos indican que los HAPs al ser cometabolizados producen metabolitos con mayor efecto ecotoxicológico, principalmente entre los 30 y 60 días, reduciendo su efecto a más de 90 días de tratamiento

Palavras chave: HAPs, compost, sustancias húmicas, residuos de barrido de calles.

      Izardo Visitación Figueroa, Freddy J. Rojas Chávez, Víctor Meza Contreras


     Indústria da construção e mercado imobiliário: uma oportunidade de financiamento dos objectivos de descarbonização para 2050

Resumo

A Directiva Europeia de Desempenho Energético dos Edifícios (EPBD, Directiva 2010/31/EU) pretende reduzir o consumo de energia e as emissões de gases com efeito de estufa associadas ao sector dos edifícios na União Europeia. No entanto, os resultados esperados da implementação da EPBD em todos os Estados-Membros da UE limitar-se-ão provavelmente a uma redução de apenas 40% das emissões de gases com efeito de estufa até 2050 relativamente aos níveis de 1990, portanto longe da desejada redução de 80%, tal como definido no roteiro energético da UE para 2050. A directiva EPBD exige que, após 2020, todos os edifícios novos e remodelados tenham necessidades energéticas mínimas que devem ser "abrangidas de forma muito significativa" por fontes renováveis, incluindo fontes renováveis produzidas no local". A "exigência de energia mínima" deve ser definida num “nível óptimo de rentabilidade” i.e. “o desempenho energético que leva ao custo mais baixo durante o ciclo de vida económico estimado”. O objectivo deste trabalho é verificar a disponibilidade de fundos disponíveis no mercado imobiliário para atingir a meta de edifícios de energia quase zero (nZEB). O conceito de custo-óptimo equilibra o custo da energia e o custo da tecnologia, mas não leva em conta o custo total do edifício. O custo do edifício, porque indissociável do custo do terreno onde é construído, está sujeito a várias pressões indutoras da especulação. Discutimos a capacidade do mercado transferir aqueles fundos para a implementação de uma maior densidade de tecnologias eficientes em edifícios e se é possível obter uma maior redução do consumo de energia do que apenas o permitido pelo modelo de custo-eficácia previsto pela EPBD. Uma análise dos custos de construção e da evolução dos preços do mercado imobiliário em quatro Freguesias da cidade de Lisboa mostra-nos a existência de uma elevada disponibilidade de fundos, que se revela uma ordem de grandeza acima das necessidades de investimento requeridas para a obtenção dos objectivos definidos na EPBD. É proposta uma forma de incorporação desta disponibilidade de fundos na obtenção de objectivos mais ambiciosos na regulamentação do consumo de energia em edifícios, dentro do modelo de “nível óptimo de rentabilidade” previsto na EPBD.

Palavras chaves: EPBD, Energia, Edifícios, Financiamento, Mercado Imobiliário

     João Flores, Júlia Seixas, Miguel Cavique


      Análisis experimental del rendimiento térmico, potencia y emisiones de cocinas anafe a gas licuado de petróleo con distintas cabezas de quemadores

Resumo

El objetivo de esta investigación fue realizar el análisis experimental del rendimiento, potencia y emisiones de una cocina doméstica tipo ANAFE que opera con gas licuado de petróleo. Se diseñó, fabricó e instaló un banco de ensayo apropiado para realizar la parte experimental. Luego se diseñó distintos arreglos de la cabeza del quemador con la finalidad de determinar la mejor configuración para obtener alta potencia, maximizar el rendimiento y reducir las emisiones. Para comparar nuestros resultados se evaluaron distintas marcas y modelos de cocinas anafe, que se distribuyen a nivel nacional en Perú. Se siguió la metodología de normas internacionales especializadas para el diseño y regulación de cocinas que operan con gases combustibles. Los distintos diseños de la cabeza del quemador brindaron un amplio rango de operación y luego de los arreglos correspondientes se pudo obtener una cocina tipo anafe con una potencia acorde con las necesidades, un rendimiento muy superior al de las cocinas tipo anafe comercializadas, aproximadamente 64 %, además de reducir considerablemente las emisiones dañinas para la salud, por debajo de lo establecido para este tipo de artefactos, 0.1 CON.

Palavras chave: Análisis experimental, cocinas anafe, quemadores, rendimiento, emisiones.

     Gustavo Adolfo Del Castillo Velarde, Freddy J. Rojas Chávez, Fernando Jiménez Ugarte


     Purificación con ozono del aire de la cabina de un vehículo

Resumo

El objetivo del presente trabajo, fue determinar la efectividad que presenta un sistema de purificación de aire basado en ozono al ser aplicado en el habitáculo o interior de automotores de tipo liviano; el trioxígeno como elemento desinfectante no debe superar un nivel máximo tolerable de 20 ppm durante lapsos de tiempo no mayores a las dos horas de exposición continua; ya que de lo contrario genera graves problemas en el sistema respiratorio de la o las personas que se encuentran expuestas a este gas. El nivel de desinfección del ozono en aire es mucho mayor al cloro, así como también posee una capacidad inocua que lo convierte en la mejor alternativa para usos en tratamientos médicos con seres vivos; para ello se realizó mediciones en distintos escenarios y diferentes tipos de vehículos. Durante la investigación se deseaba conocer el tiempo necesario y suficiente que debe aplicarse el sistema en el interior de un vehículo para obtener el máximo potencial desinfectante a los niveles umbral de ozono pero sin acercarse a valores tóxicos para la salud de sus ocupantes.

Palavras chave: ozono, trioxigeno, inocua, umbral, tóxicos

     Carlos Rosales , Alex Rodriguez, Alex Guzmán, Edwin Tamayo


     Comportamiento térmico del secado de biomasa forestal en un lecho fluidizado agitado mecanicamente

Resumo

En este trabajo se dan a conocer los resultados obtenidos en el análisis del comportamiento térmico de un secador de biomasa forestal en lecho fluidizado con agitación mecánica. El estudio se realiza en un equipo experimental tamaño piloto en operación batch. Mediante Técnicas de Taguchi se analiza el consumo específico de energía y las tasas de evaporación de agua y de producción de biomasa seca, en función de los factores de control (velocidad de agitación, temperatura de operación, velocidad superficial y carga de producto en el secador). Como factor de ruido se ha considerado a la humedad inicial de la biomasa. Los resultados del estudio revelan que el proceso de secado se logra con un consumo específico de 3040 kJ/kg de agua evaporada y un rendimiento térmico de 80%.

Palavras chave:Lecho Fluidizado. Biomasa Forestal. Secado de Partículas. Método de Taguchi

     R. Moreno, G. Antolín y A. Reyes


     Dispersão e agregação em suspensões diluidas não-brownianas sujeitas a cisalhamento na presença de interações partícula-partícula dipolar e hidrodinâmica

Resumo

Suspensões magnéticas têm encontrado recentemente muitas aplicações na engenharia devido às suas propriedades reológicas, que podem sofrer alterações na presença de um campo magnético externo. O presente trabalho propõe um modelo de duas partículas magnéticas como um protótipo de suspensões magnéticas diluídas não-brownianas submetidas a um campo hidrodinâmico de cisalhamento simples. Em adição, considera-se o efeito de interações hidrodinâmicas viscosas e interações dipolares magnéticas entre pares de partículas. Este tipo de modelagem possui a vantagem de se poder calcular a interação hidrodinâmica com um grande nível de detalhes para longo, médio e curto alcance, que geralmente são aproximados ou negligenciados em simulações padrões de muitas partículas. Para a modelagem do movimento das partículas no fluido, são consideradas as hipóteses de escoamento em baixo número de Reynolds e de partículas livres de inércia e movimento Browniano. O movimento das partículas foi simulado utilizando-se um método de Runge-Kutta de 40 ordem com passo de tempo adaptativo. No presente trabalho, faz-se, ainda, uma análise das trajetórias relativas, analisando a dinâmica da suspensão diluída e a relação entre trajetórias agregativas e dispersivas por meio de seções de bacias de atração e diagramas de espalhamento. A influência da interação magnética entre partículas nos mecanismo de dispersivo e agregativo é discutida. Também é proposta uma metodologia numérica utilizando-se integração de Monte-Carlo sobre trajetórias dispersivas e agregativas para o cálculo de propriedades transporte, como a difusividade hidrodinâmica e a taxa de agregação de partículas em função dos parâmetros físicos magnéticos e hidrodinâmicos identificados no problema investigado.

Palavras chave:difusão hidrodinâmica, suspensões magnéticas, taxa de agregação, microhi-drodinâmica, quebra de simetria.

     Gesse A. Roure Netoi, Francisco Ricardo da Cunha


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