https://hdl.handle.net/1884/81766 2026-04-22T22:23:05Z 2026-04-22T22:23:05Z https://hdl.handle.net/1884/99118 2025-11-04T15:47:11Z 2025-01-01T00:00:00Z

Coprocessamento de resíduos sólidos urbanos e mudanças climáticas : uma discussão sobre as emissões de co2 e suas implicações para a adaptação climática em Curitiba Resumo : Este trabalho visa discutir sobre o potencial do coprocessamento de rejeitos de reciclagem como alternativa de disposicao final, aliada a estrategias de mitigacao de mudancas climaticas a nivel municipal. O trabalho foca nas cimenteiras da Regiao Metropolitana de Curitiba e o repasse de rejeitos de reciclagem para a atividade de coprocessamento. O objetivo central foi avaliar os impactos ambientais associados a essa pratica, mais especificamente as emissoes de gases de efeito estufa (GEE), comparando-as as emissoes resultantes do envio dos mesmos residuos para aterros sanitarios. Para tanto, foi conduzido um estudo exploratorio-quantitativo, com base em inventarios ambientais, visitas tecnicas, entrevistas com catadores e representantes de instituicoes publicas, alem de calculo estimado de emissoes via ferramenta do Programa Brasileiro GHG Protocol. Os resultados evidenciaram que, embora o coprocessamento possa representar uma estrategia promissora para a reducao de residuos enviados a aterros, ha lacunas significativas de informacao que comprometem a avaliacao precisa do seu desempenho ambiental. Dentre os principais desafios, destacam-se a ausencia de dados gravimetricos sobre os rejeitos, a falta de padronizacao na sua segregacao, e a presenca de residuos com alto teor de cloro e metais pesados, que podem intensificar os impactos ambientais do processo. Alem disso, a pesquisa revelou que os valores de emissoes de CO2 equivalente associados ao coprocessamento, calculados com base na composicao media dos residuos, foram superiores aos estimados para a disposicao em aterro sanitario. Isso se deve, em parte, a impossibilidade de descontar fracoes renovaveis dos residuos por falta de dados especificos, conforme previsto pelo IPCC.Conclui-se que o coprocessamento pode ser uma alternativa viavel sob determinadas condicoes tecnicas e regulatorias, mas nao deve ser encarado como solucao universal. A eficacia ambiental dessa pratica depende diretamente da qualidade da triagem dos residuos, da tecnologia empregada nas cimenteiras e da existencia de instrumentos de controle e fiscalizacao eficazes. Assim, recomenda-se o aprofundamento de estudos que considerem as especificidades dos residuos locais, bem como o fortalecimento das politicas publicas de gestao integrada de residuos solidos; Abstract : This study aims to discuss the potential of co-processing of recycling residues as an alternative final disposal method, aligned with climate change mitigation strategies at the municipal level. The research focuses on cement plants in the Metropolitan Region of Curitiba and the transfer of recycling rejects for co-processing activities. The main objective was to assess the environmental impacts associated with this practice, specifically regarding greenhouse gas (GHG) emissions, by comparing them to the emissions resulting from sending the same waste to sanitary landfills.To this end, an exploratory-quantitative study was conducted based on environmental inventories, technical visits, interviews with waste pickers and representatives of public institutions, as well as estimated emission calculations using the Brazilian GHG Protocol Program tool.The results showed that, although co-processing may represent a promising strategy for reducing waste sent to landfills, significant information gaps compromise the accurate assessment of its environmental performance. Among the main challenges are the absence of gravimetric data on the rejects, the lack of standardization in their segregation, and the presence of waste with high chlorine content and heavy metals, which can intensify the environmental impacts of the process.Furthermore, the research revealed that the CO2. equivalent emissions associated with co-processing, calculated based on the average composition of the waste, were higher than those estimated for landfill disposal. This is partly due to the inability to discount the renewable fractions of the waste due to lack of specific data, as provided by the IPCC. It is concluded that co-processing can be a viable alternative under certain technical and regulatory conditions, but it should not be considered a universal solution. The environmental effectiveness of this practice directly depends on the quality of waste sorting, the technology employed in cement kilns, and the existence of effective monitoring and control mechanisms. Thus, further studies are recommended, considering the specific characteristics of local waste, as well as the strengthening of public policies for integrated solid waste management Orientador: Profa. Dra. Ana Flávia Locateli Godoi; Monografia (graduação) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Curso de Graduação em Engenharia Ambiental; Inclui referências

2025-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/99083 2025-11-03T21:18:12Z 2025-01-01T00:00:00Z

Correção dos dados do sensor PurpleAir PA-II-FLEX para monitoramento de material particulado ultrafino (PM1.0) Resumo : A crescente demanda por sensores acessiveis e precisos para o monitoramento ambiental impulsionou a avaliacao de instrumentos de baixo custo como alternativas viaveis para a quantificacao do material particulado ultrafino (PM1.0) em ambientes urbanos. Este trabalho avaliou o desempenho do sensor optico PurpleAir PA-II-FLEX (PMS6003) em comparacao ao metodo gravimetrico de referencia (Impactador Harvard MS&T), durante uma campanha de amostragem conduzida na cidade de Curitiba-PR. Os dados brutos do sensor evidenciaram tendencia a superestimacao das concentracoes de PM1.0, especialmente em cenarios de alta umidade relativa, reforcando a necessidade de calibracao local e ajustes metodologicos para garantir a confiabilidade das medicoes. A metodologia empregou a aplicacao de modelos de regressao linear multipla (MLR), algoritmos do tipo Random Forest (RF) e um metodo alternativo baseado em conversao de contagem de particulas. Para garantir robustez estatistica, foram adotados dois procedimentos de validacao: separacao holdout (80% treino e 20% teste) e validacao cruzada k-Fold (k = 5). As principais metricas de desempenho analisadas incluiram coeficiente de determinacao (R²), raiz do erro quadratico medio (RMSE), erro absoluto medio (MAE) e vies normalizado medio (MNB). Os resultados mostraram que ambos os modelos calibrados reduziram significativamente o erro e o vies em relacao aos dados brutos do sensor, elevando o desempenho preditivo para niveis compativeis com padroes internacionais. O modelo de Regressao Linear Simples (MLR-A) apresentou maior consistencia (R²=0.58 } 0.09, RMSE=1.74 } 0.06 ƒÊg/m³ e MAE= 1.31}0.10 ƒÊg/m³), especialmente na validacao cruzada, enquanto o Random Forest ofereceu ganhos pontuais em conjuntos especificos de teste, mas apresentou maior variabilidade para faixas de concentracao elevadas (R²=0.54 } 0.11, RMSE=1.81 } 0.07 ƒÊg/m³ e MAE= 1.37 } 0.10 ƒÊg/m³). A analise segmentada revelou que os modelos calibrados acompanham adequadamente o metodo de referencia em intermediarias de concentracoes, ainda que apresentem limitacoes para concentracoes mais altas. O estudo destaca a importancia de incorporar variaveis ambientais no processo de calibracao e validacao de sensores opticos. Entre as limitacoes, ressalta-se o tamanho amostral reduzido e a necessidade de avaliacoes multicentricas para ampliar a aplicabilidade dos resultados. Em sintese, a calibracao criteriosa dos sensores de baixo custo, associada a modelos estatisticos e validacao, representa um avanco para o monitoramento ambiental de PM1.0, contribuindo para a geracao de dados mais confiaveis e subsidiando politicas de gestao da qualidade do ar e saude publica; Abstract : The growing demand for accessible and accurate sensors for environmental monitoring has driven the evaluation of low-cost instruments as viable alternatives for the quantification of ultrafine particulate matter (PM1.0) in urban environments. This study assessed the performance of the PurpleAir PA-II-FLEX optical sensor (PMS6003) in comparison to the gravimetric reference method (Harvard MS&T Impactor) during a sampling campaign conducted in Curitiba, Brazil. The raw sensor data revealed a tendency to overestimate PM1.0 concentrations, particularly under high relative humidity scenarios, reinforcing the need for local calibration and methodological adjustments to ensure measurement reliability. The methodology employed multiple linear regression (MLR) models, Random Forest (RF) algorithms, and an alternative method based on particle count conversion. To ensure statistical robustness, two validation approaches were adopted: holdout separation (80% training and 20% testing) and k-Fold cross-validation (k = 5). The main performance metrics analyzed included coefficient of determination (R²), root mean squared error (RMSE), mean absolute error (MAE), and mean normalized bias (MNB). Results showed that both calibrated models significantly reduced error and bias relative to the raw sensor data, raising predictive performance to levels consistent with international standards. The simple linear regression model (MLR-A) demonstrated greater consistency (R²=0.58 ± 0.09, RMSE=1.74 ± 0.06 ìg/m³, MAE= 1.31 ± 0.10 ìg/m³), especially in cross-validation, while the Random Forest model offered specific gains in selected test sets but showed greater variability for higher concentration ranges (R²=0.54 ± 0.11, RMSE=1.81 ± 0.07 ìg/m³, MAE= 1.37 ± 0.10 ìg/m³). Segmented analysis revealed that both calibrated models closely tracked the reference method at intermediate concentration ranges, although limitations were observed at higher concentrations. This study highlights the importance of incorporating environmental variables in the calibration and validation of optical sensors, particularly in regions with high climatic variability. Among the limitations, the relatively small sample size and the need for multicenter evaluations to expand the applicability of the results stand out. In summary, the careful calibration of low-cost sensors, combined with robust statistical modeling and rigorous validation, represents an advance for PM1.0 environmental monitoring, contributing to the generation of more reliable data and supporting air quality management and public health policies Orientador: Ricardo Henrique Moreton Godoi; Coorientador: Felipe Baglioli; Monografia (graduação) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Curso de Graduação em Engenharia Ambiental; Inclui referências

2025-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/96649 2025-05-26T18:07:11Z 2024-01-01T00:00:00Z

Índices de extremos de precipitação no Brasil : clima presente e projeções futuras em cenários de mudanças climáticas Resumo: Eventos extremos climáticos são definidos como a ocorrência de uma variável meteorológica ou climática com intensidade superior ou inferior das faixas de valores observadas normalmente para estes eventos em um determinado local ou época do ano. Esses eventos vêm se intensificado ao longo das últimas décadas ao redor do globo, devido aos efeitos das mudanças climáticas, fenômeno com influência antropogênica. Neste contexto, inclui-se o Brasil, que dentre suas características principais, está a marcante dependência econômica no que diz respeito à produção agrícola e um alto nível de desigualdade social. Portanto, as secas e chuvas intensas têm efeitos negativos sobre a segurança alimentar do país e biodiversidade e a intensificação de conflitos sociais. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar índices de extremos de precipitação no clima presente e em projeções futuras em cenários de mudanças climáticas. Para os dados históricos, foram utilizados dados de precipitação pluvial diária (1980-2019), obtidas do CPC Global Unified Gauge-Based Analysis of Daily Precipitation. Para as projeções futuras, foram utilizados os índices de extremos de precipitação do ETCCDI/WMO para os experimentos históricos e os cenários SSP1-2.6 (otimista) e SSPS-8.5 (pessimista) do modelo EC-Earth3-Veg-LR do CMIP6 (Couple Model lntercomparison Project Phase 6) do IPCC. A aplicação dos índices climáticos sobre os dados históricos observados foi feita através do software Climate Data Operators (CDO) e foi realizada a análise de tendência e significância estatística através, respectivamente, do método Contextual de Mann-Kendall (CMK) e da curvatura de Sen. Além disso, foi avaliado o viés dos índices aplicados aos dados do modelo, pela comparação das projeções deste para o período histórico e os dados observados, no período entre 1981 e 2010. Os índices de extremos em cenários futuros de mudanças climáticas foram comparados com o período histórico do modelo, para avaliar mudanças futuras (2041-2070 e 2071-2100) em relação ao passado (1981-2010). Os resultados revelam um aumento no número de dias secos consecutivos e redução no número dias úmidos consecutivos, especialmente no Norte, Nordeste e CentroOeste do país, e revela aumento da frequência de chuvas intensas para a Região Sul. Além disso, as projeções futuras revelam uma intensificação dessas variações para os próximos anos, evidenciando a necessidade de ações que promovam a resiliência a esses eventos em todas as regiões do país. Orientador: Profª. Drª. Camila Bertoletti Carpenedo; Coorientador: Ricardo Peruzzo Bernasconi; Monografia (graduação) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Curso de Graduação em Engenharia Ambiental; Inclui referências

2024-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/96467 2025-05-22T20:07:48Z 2024-01-01T00:00:00Z

Análise da poluição atmosférica por material particulado fino em Araucária : impactos a saúde e econômicos Resumo : A poluicao atmosferica por MP2,5 possui impacto direto na saude e grande parte da exposicao ocorre nas cidades. Araucaria e um municipio com importancia economica e detem um extenso parque industrial. Frente ao potencial de emissao na regiao, esse trabalho tem como objetivo avaliar o material particulado fino. Foi amostrado MP2,5 de janeiro a maio de 2023 em zona residencial, proxima as industrias do municipio. Foram utilizados o sensor de baixo custo PurpleAir e o impactador inercial Harvard e as amostras foram submetidas a analise gravimetrica, de BlackCarbon, Fluorescencia de Raios-X e Cromatografia Ionica. Utilizando fatores de Risco Relativo foi estimado a mortalidade prematura e atraves da metodologia Disability Adjusted Life Years (DALY) foram calculados anos de vida perdidos para a populacao com mais de 20 anos para ambos sexos. A partir dessa analise foram estimados os custos ao municipio relacionados a exposicao ao MP2,5. A concentracao media de MP2,5 no ponto de amostragem foi de 7,5 ƒÊg/m3, com 11 dias com niveis superiores ao limite diario de 15 ƒÊg/m3 da OMS. Na area de interesse, foram identificados 18 elementos constituintes, sendo os mais abundantes niquel, enxofre e potassio. Os resultados mostraram que a area sofre consideravel pressao de atividades antropogenicas, como potencial impacto de emissoes petroquimicas, de metalurgia e siderurgia, emissoes veiculares e da producao de fertilizantes. Olhando para as implicacoes na saude, foi estimado um total de 26 mortes prematuras, e utilizando a metodologia DALY, para 186 obitos por causas naturais estimou-se 80 anos de vida perdidos atribuidos ao MP2,5 . Nessa avaliacao, o sexo masculino entre 20 e 59 anos de idade foi a classe mais impactada por mortalidade por causas naturais, e mulheres em idade avancada foram significativamente mais afetadas para doencas cardiovasculares. Foi estimado o onus financeiro associado em R$ 5,9 milhoes, em torno de 2% do gasto total do municipio com saude. Evidencia-se nesse trabalho que ha uma pressao consideravel de atividades industriais sobre a qualidade do ar na regiao, com impactos relevantes na saude e economia locais; Abstract : Air pollution by PM2.5 has a direct impact on health and much of the exposure occurs in cities. Araucaria is an economically important municipality and has an extensive industrial park. Given the potential for emissions in the region, this study aims to evaluate fine particulate matter. MP2.5 was sampled from January to May 2023 in a residential area, close to the municipality's industries. The low-cost PurpleAir sensor and the Harvard inertial impactor were used and the samples were subjected to gravimetric, BlackCarbon, X-ray Fluorescence and Ion Chromatography analysis. Using Relative Risk factors, premature mortality was estimated and through the Disability Adjusted Life Years (DALY) methodology, years of life lost for the population over 20 years of age for both sexes were calculated. From this analysis, the costs to the municipality related to exposure to PM2.5 were estimated. The average concentration of PM2.5 at the sampling point was 7.5 ƒÊg/m3, with 11 days with levels above the WHO daily limit of 15 ƒÊg/m3. In the area of interest, 18 constituent elements were identified, the most abundant being nickel, sulfur and potassium. The results showed that the area suffers considerable pressure from anthropogenic activities, such as potential impact from petrochemical emissions, metallurgy and steelmaking, vehicle emissions and fertilizer production. Looking at the health implications, a total of 26 premature deaths were estimated, and using the DALY methodology, for 186 deaths from natural causes, 80 years of life lost were estimated attributable to PM2.5. In this assessment, males between 20 and 59 years of age were the class most impacted by mortality from natural causes, and older women were significantly more affected by cardiovascular diseases. The associated financial burden was estimated at R$5.9 million, around 2% of the municipality's total health expenditure. This study shows that there is considerable pressure from industrial activities on air quality in the region, with significant impacts on local health and economy Orientador: Prof. Dr. Ricardo Henrique Moreton Godoi; Monografia (graduação) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Curso de Graduação em Engenharia Ambiental; Inclui referências

2024-01-01T00:00:00Z