FE - DEC | Dissertações de Mestrado e Teses de Doutoramento
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- Use of the microalgae-bacteria Consortium in photobioreactors for the treatment of wastewater from the paper pulp industryPublication . Sátiro, Josivaldo Rodrigues; Albuquerque, António João Carvalho de; Simões, Rogério Manuel dos SantosThis thesis investigated the application of microalgae–bacteria consortia in photosynthetic and granular systems for the treatment of pulp and paper industry wastewater, characterized by low biodegradability and reduced nitrogen content. The study evaluated how inoculum concentration affects start-up, hydraulic retention time (HRT), and initial reactor sizing. Optimal microalgae-to-bacteria ratios (1:1, 1:5, 3:1) were identified: PBR5 (1:5) promoted higher COD and nitrogen removal, PBR6 (3:1) enhanced phosphorus removal, and PBR3 (1:1) improved biomass formation. Excessive microalgae hindered granule formation, while an optimized HRT of 16 h with 8 h cycles was determined. In photobioreactors, higher bacterial proportions accelerated organic matter degradation (up to 85% COD removal) and promoted efficient flocculation (>90%), whereas higher microalgae ratios improved phosphorus removal (up to 86%) and lipid accumulation in the biomass (22%). The symbiotic interaction also enabled nitrogen removal above 85% via nitrification and assimilation. A hybrid system combining photobioreactors and constructed wetlands treated raw industrial effluent, achieving 89% COD, 69% total nitrogen, 59% total phosphorus, and 81% phenolic compound removal. The system maintained high operational stability (600 mgVSS/L biomass) and excellent settleability (89.7%), demonstrating the potential of nature-based solutions and integration into circular economy strategies. Aerobic granular sludge systems with microalgae–bacteria consortia (AB-AGS) were evaluated in sequential reactors, showing rapid granulation (>82% of particles >1.0 mm in 15 days), high compactness, and structural stability, with phosphorus removal above 92% and significant organic matter and nitrogen elimination. Operational comparisons highlighted differences in settleability: one system reduced the sludge volume index (SVI) from 31.84 to 4.59 mL/g, while another maintained 27.42 mL/g, indicating slower but functional compaction. The latter also exhibited higher lipid accumulation (23.3 ± 1.8%), more than double that observed in reactors inoculated solely with bacteria (9.3 ± 1.7%), demonstrating the potential of AB-AGS as an integrated biorefinery for biofuel precursors without chemical additives. Overall, the results confirm that integrating microalgae–bacteria consortia into photosynthetic, hybrid, and granular systems is an effective and sustainable approach for treating complex industrial wastewater. These systems enable high pollutant removal, generate valuable biomass, and reduce reliance on energy-intensive processes. Although conducted at laboratory scale, the findings provide a solid foundation for future pilot-scale validation and potential industrial implementation.
- Avaliação da qualidade de pavimentos rodoviários com recurso a novos métodos de inspeçãoPublication . Eusébio, Wesley Mar Rodrigues; Almeida, Pedro Gabriel de Faria Lapa Barbosa de; Santos, Bertha Maria Batista dosA avaliação da qualidade dos pavimentos rodoviários é fundamental para garantir a segurança e a eficiência das infraestruturas de transporte. Tradicionalmente, esta avaliação é realizada por meio de métodos convencionais, como a inspeção visual realizada a pé, que podem ser subjetivos e demorados. Nos últimos anos, novos métodos de inspeção da superfície dos pavimentos, como os baseados em veículos terrestes instrumentados e veículos aéreos não tripulados (VANT), têm sido explorados para aumentar a precisão e eficiência da recolha de dados. Esta dissertação estuda a aplicação de um método inovador para a recolha de dados de degradação da superfície de pavimentos rodoviários, com vista à determinação do respetivo estado de conservação, utilizando um veículo terrestre equipado com dispositivos de captação de dados de imagem e de posicionamento. A abordagem adotada permite uma recolha sistemática de dados de imagem e de georreferenciação, facilitando a análise das degradações do pavimento em gabinete com recurso a um Sistema de Informação Geográfica (SIG). Os dados processados são usados na avaliação do estado do pavimento segundo a metodologia de determinação do Pavement Condition Index (PCI) da norma ASTM D6433-23. A interpretação deste índice permite identificar o tipo de estratégia de manutenção ou reabilitação (M&R) a adotar, bem como os principais trabalhos de manutenção e reabilitação a considerar nos planos de intervenção no pavimento. Os resultados obtidos no caso de estudo desenvolvido demonstram que o método implementado apresenta vantagens significativas em termos de reprodutibilidade e precisão na avaliação do estado dos pavimentos, reduzindo a subjetividade das inspeções. Conclui-se assim que a utilização do veículo terrestre equipado, empregue neste estudo para a inspeção da superfície de pavimentos rodoviários, pode contribuir para a otimização do processo de gestão da manutenção dos pavimentos, permitindo intervenções mais eficazes, rápidas e económicas.
- Efeito de confinamento das geogrelhas: Análise da composição granulométrica do agregadoPublication . Kapamba, Constantino; Falorca, Isabel Maria da Conceição Fonseca GonçalvesO uso de geogrelhas no reforço e estabilização de materiais granulares tem-se reveladouma solução eficiente, durável e sustentável em diversas aplicações, incluindo estradasnão revestidas, aterros e taludes. A sua eficácia está diretamente relacionada comainteração entre a geogrelha e o agregado, a qual depende de parâmetros comoadistribuição granulométrica, a forma e a rigidez das partículas, bemcomodaspropriedades geométricas e mecânicas da própria geogrelha. A compreensão aprofundadadesses mecanismos é essencial para otimizar o desempenho das estruturas desoloreforçado, reduzir deformações e aumentar a vida útil das infraestruturas. A motivação para o desenvolvimento deste trabalho decorre da crescente necessidadedesoluções geotécnicas que conciliem eficiência técnica, viabilidade económicaesustentabilidade ambiental. O emprego de geossintéticos, e em particular de geogrelhas, permite reduzir o consumo de materiais naturais, melhorar a integridade estrutural domaterial compósito e favorecer o uso de agregados reciclados, contribuindo para práticasmais sustentáveis na Engenharia Civil. É neste contexto que se insere a presentedissertação, cujo objetivo geral é realizar uma revisão bibliográfica abrangente sobreainteração geogrelha–agregado, analisando os principais mecanismos de reforçoeestabilização, bem como o efeito da distribuição granulométrica no comportamentoconjunto do sistema solo-reforço. O estudo destaca a importância de compreender os fenómenos de imbricamento, atritoeconfinamento lateral, que governam a transferência de esforços entre o agregadoeageogrelha, e discute como diferentes combinações de materiais e condições decarregamento influenciam o desempenho global. A análise crítica da literatura demonstrao potencial das geogrelhas como elementos de reforço em soluções sustentáveis, combenefícios tanto técnicos quanto ambientais, contribuindo para o avanço do conhecimentotécnico-científico em Geotecnia.