Lista de engenharia ambiental

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ESTUDO DIRIGIDO 2 – ENGENHARIA AMBIENTAL
Quais as fontes de energia renováveis?
As fontes renováveis provem diretamente ou indiretamente da energia solar como:
Energia das marés – é a energia que pode ser obtida da variação do nível da água doa oceanos (energia potencial) para obtenção de energia mecânica. O aproveitamento desse tipo de energia pode ser viável onde a variação dos níveis de maré, baixa e alta, seja significativa.
Energia geotérmica – é a energia obtida do calor gerado a partir dos elementos radioativos presentes em depósitos subterrâneos e do magma existente no interior do planeta.
Energia solar – é a energia radiante do Sol que pode ser utilizada para o aquecimento de água em residências e para geração de energia elétrica por meio de células fotoelétricas.
Biogás – é a energia que pode ser obtida do gás natural resultante da decomposição anaeróbica de compostos orgânicos (geralmente estrume, resíduos domésticos etc.). O aproveitamento da energia do biogás ocorre pela queima do gás natural, utilizando-se, dessa maneira, o calor liberado na combustão.
Biocombustível líquido – material obtido pela fermentação e decomposição anaeróbica de vários tipos de biomassa, como, por exemplo, cana-de-açúcar e lixo orgânico. O aproveitamento da energia desse tipo de combustível também se dá pela queima.
Gás hidrogênio – combustível gasoso produzido por processos eletroquímicos, a partir principalmente da eletrólise da água. O aproveitamento da energia gerada também se dá pela queima do gás hidrogênio gerado. 
Quais as fontes de energia não-renováveis?
Combustíveis fósseis – são depósitos naturais de petróleo, gás natural e carvão, que nada mais são que a própria energia solar armazenada na forma de energia química, em depósitos geológicos formados há milhões de anos a partir da decomposição de vegetais e animais e submetidos a altas temperaturas e pressões na crosta terrestre. 
Derivados de combustíveis fósseis – são os produtos obtidos a partir do fracionamento dos combustíveis fósseis, principalmente do petróleo, como, por exemplo, a gasolina, o óleo diesel, o querosene e outros produtos.
Derivados sintéticos – óleo cru sintético e gás natural sintético produzidos por liquefação ou gaseificação de carvão.
Óleos pesados não-convencionais – são depósitos subterrâneos de consistência asfáltica que podem ser extraídos de depósitos de petróleo bruto convencional por métodos de recuperação forçada, rochas sedimentares oleosas (xisto) e depósitos arenosos (areia com alcatrão). A partir desses elementos obtém-se óleo cru.
Gás natural não-convencional – é o gás presente nos depósitos subterrâneos profundos encontrados em camadas arenosas, rochas sedimentares devonianas e veios de carvão. Além disso, encontra-se dissolvido em depósitos profundos de água salgada, a altas temperaturas e pressões (zonas geopressurizadas).
Combustíveis nucleares – principalmente urânio e tório, encontrados em depósitos naturais, que podem sofrer fissão nuclear ou serem transformados em materiais físseis. No processo fissão nuclear, a energia presente no núcleo dos materiais físseis é utilizada para a geração de vapor a alta pressão, o qual, por sua vez, é utilizado para o acionamento de uma turbina acoplada a um gerador elétrico. 
Fusão nuclear – é processo no qual dois átomos de elementos leves (principalmente os isótopos do hidrogênio) se unem, dando origem a um elemento mais pesado. Para que o processo de fusão ocorra, é necessário uma grande quantidade de energia para aproximar os núcleos dos elementos que participam da reação. No entanto, quando o processo de fusão ocorre, a energia liberada é muitas vezes superior à energia que foi utilizada para promover o processo de fusão, e pode ser utilizada para a geração de energia elétrica.
Depósitos geotérmicos confinados – constitui-se de calor de baixa temperatura depositado em zonas subterrâneas de vapor seco, água quente ou em uma mistura de vapor e água quente. O calor é liberado por substâncias radioativas encontradas no manto de rochas parcialmente derretidas, localizadas abaixo da crosta terrestre, ou pelo próprio magma. 
Atualmente, quais as principais fontes de energia utilizadas no mundo?
Os elementos não-renováveis são os principais combustíveis utilizados pela sociedade, o que agrava, ainda mais, a condição futura de disponibilidade de energia, dado que são produtos finitos. As principais fontes são:
Petróleo 34,9%.
Carvão mineral 23,5%.
Gás natural 21,1%.
Energias renováveis 11,0%.
Nuclear 6,8%.
Hidráulica 2,3%.
Outras 0,5%
O que é a “razão da energia líquida”?
É o parâmetro que avalia a eficiência do aproveitamento das fontes de energia. Quanto maior for o valor de REL, maior é a eficiência no uso da fonte empregada. 
Quais as duas estratégias para conter a crise energética?
Trajetória severa - Aumentar o consumo de não renováveis até o desenvolvimento das usinas de fusão nuclear
Trajetória branda - Aumento da eficiência energética; Redução do uso de fontes não-renováveis; Eliminar usinas nucleares e aumento do uso da energia solar
Quais as características físicas da água?
Estado Físico - Apresenta-se no estado líquido nas condições normais de temperatura e pressão;
Densidade - Sua densidade atinge valores relativamente elevados, existindo uma interface bem definida entre o meio aquático superficial e a atmosfera, pois a densidade da água é cerca de oitocentas vezes superior à densidade do ar. A densidade da água varia com a temperatura, a concentração de substâncias dissolvidas e a pressão. A densidade da água pura atinge um valor máximo para uma temperatura próxima de 4°C e quando a água esta no estado sólido é menos densa que a água no estado líquido entre 0°C e 4°C, assim o gelo flutua na água. A concentração de sais dissolvidos também afeta a densidade da água. Por exemplo, a densidade da água do mar é cerca de 2% maior que a densidade da água pura nas condições normais de temperatura e pressão.
Capacidade Térmica – O calor específico da água é bastante elevado, assim ela pode absorver ou liberar grandes quantidades de calor à custa de variações de temperatura relativamente pequenas. Então, grandes massas de água têm o potencial de alterar características climáticas locais, amenizando as variações de temperatura.
Viscosidade – A força de atrito é função da viscosidade da água, a qual é alterada por variações de temperatura. Com o aumento da temperatura da água, a viscosidade diminui e, portanto, diminui a força de atrito entre a água e a superfície do fitoplâncton.
Penetração de Luz – Ao penetrar na água, a luz é absorvida e convertida em calor. A maior parte da luminosidade incidente tende a ficar retida nas camadas superficiais de água. As regiões do infravermelho e do ultravioleta são absorvidas mais intensamente pela água do que os comprimentos de ondas visível localizados entre esses extremos, como o verde e o azul. Muitos fatores podem afetar a penetração de luz no meio aquático. Dentre eles destacam-se a cor e a turbidez do meio.
Cor – A cor da água é constituída por luz refletida, podendo ser classificada como cor real ou cor aparente. A cor real está associada a substâncias dissolvidas na água e pode afetar a penetração da luz e a cor aparente do meio aquático está associada a reflexos originados na paisagem ao redor do corpo de água e à cor de seu fundo.
Turbidez – A presença de material em suspensão afeta a turbidez da água, dificultando ou mesmo impedindo a penetração de luz. Causam turbidez, por exemplo, partículas minerais e algas.
Tensão Superficial – Como a molécula de água é polarizada, cada molécula no meio líquido sofre e exerce atração das moléculas situadas ao seu redor. Porém, uma molécula de água situada na superfície líquida sofre atração maior das moléculas vizinhas, oferecendo maior resistência à penetração de luz na superfície. Cria-se, então, uma “película” originada pela tensão superficial, a qual constitui o hábitat de muitas espécies animais que vivem sobre ela. Para pequenos organismosque vivem na água, a tensão superficial representa uma barreira para que não escapem do meio líquido.
Quais as características químicas da água?
Solvente universal
Gases dissolvidos
Sais dissolvidos – nutrientes
pH – normalmente entre 6,5 e 8,5
Quais os usos da água?
Abastecimento urbano
Abastecimento industrial
Irrigação – 70% do consumo
Geração de energia elétrica
Navegação
Assimilação e transporte de poluentes
Preservação da flora e fauna
Aquicultura
Recreação
Cite os principais poluentes aquáticos.
Poluentes orgânicos biodegradáveis - Degradados por decompositores, podendo haver o consumo de oxigênio, matando os peixe e em condições anaeróbicas são formados metano e gás sulfídrico
Poluentes orgânicos recalcitrantes ou refratários - Não são biodegradáveis, ou de degradação muito lenta e podem se acumular na cadeia. Ex: Defensivos agrícolas, Detergentes sintéticos e Petróleo.
O que pode acontecer com um poluente no meio aquático?
Os poluentes, ao atingir os corpos de água, sofrem a ação de diversos mecanismos físicos, químicos e biológicos existentes na natureza, que alteram seu comportamento e suas respectivas concentrações. 
Mecanismos físicos 
Diluição é a redução da concentração original da substância despejada no meio aquático.
Ação hidrodinâmica - Os corpos de água não são estáticos. Eles apresentam um movimento próprio que transporta um poluente do seu ponto de despejo para outras regiões, e, portanto, sua concentração varia no espaço e no tempo. O transporte é feito pelo campo de velocidade da água, sendo esse fenômeno denominado advecção. A concentração de substâncias dissolvidas ou em suspensão em meios fluidos é também função de processos difusivos como a Difusão molecular e a Difusão turbulenta. O fenômeno de transporte de poluentes causado pela ocorrência conjunta de difusão molecular e/ou turbulenta e da advecção é chamado de dispersão.
Gravidade – Sua ação pode alterara qualidade da água por meio da sedimentação de substâncias poluidoras em suspensão que sejam mais densas que o meio aquático.
Luz – é condição necessária para a existência de algas, que são a fonte básica de alimento do meio aquático. Além disso, elas são responsáveis pela produção endógena de oxigênio.
Temperatura – altera a solubilidade dos gases e a cinética das reações químicas, fazendo com que a interação dos poluentes com o ecossistema aqua´tico seja bastante influenciada por sua variação.
Mecanismos Bioquímicos - Reciclagem de nutrientes nas cadeias alimentares; Concentração de oxigênio 2 a 4 mg/L; Depuração de poluentes orgânicos; 1°Decomposição - Demanda bioquímica de oxigênio – DBO e 300 mg/L para esgoto doméstico; 2° Recuperação do oxigênio 
Mecânicos químicos - Reações químicas imprevisíveis
Mecanismos biológicos - Poluentes podem provocar alterações na estrutura populacional do ecossistema.
 O que é o fenômeno de eutrofização e quais as suas consequências?
É o enriquecimento das águas com os nutrientes necessários ao crescimento da vida vegetal aquática. É um processo natural dentro da sucessão ecológica dos ecossistemas, quando o ecossistema lacustre tende a se transformar em um ecossistema terrestre utilizando a interação do lago com o meio terrestre que o circunda.
 A eutrofização se manifesta por meio do aumento da produtividade biológica do lago, sendo observada a proliferação de algas e outros vegetais aquáticos por causa da maior quantidade de nutrientes disponível. 
As principais consequências da eutrofização acelerada podem ser entendidas quando se examina o desequilíbrio ecológico que ocorre no lago. A camada superior do lago passa a ser a zona produtora de oxigênio, pela presença das algas, e a camada inferior do lago passa a ser a zona consumidora de oxigênio, pela presença dos decompositores. A quantidade de matéria orgânica a ser decomposta é tão grande que os peixes passam a competir com os decompositores pelo oxigênio disponível. Diso resulta a morte de peixes e a sobrevivência das espécies menos exigentes. Com o agravamento do processo, mesmo essas espécies desaparecem, pois haverá oxigênio disponível apenas em uma estreita camada superficial, totalmente tomada pelas algas.
 Quais as medidas preventivas e corretivas no tratamento de corpos d’água eutrofizados?
Medidas preventivas - Fontes pontuais; Retirada de nutrientes por meio do tratamento de esgotos domésticos e industriais; Fontes difusas; Redução do uso de fertilizantes agrícolas; Recomposição das matas ciliares; Controle de drenagem urbana.
Medidas corretivas - Aeração da camada inferior do lago para manter o fósforo em sua forma insolúvel; Precipitação química do fósforo; Redução da biomassa vegetal; Remoção do sedimento do fundo.
 Quais os principais processos de tratamento de água?
Sedimentação ou decantação
Coagulação/floculação - (utiliza-se compostos químicos para facilitar a sedimentação de partículas pequenas)
Filtração
Desinfecção
 Qual o conceito de solo?
Manto superficial formado por rocha desagregada e, eventualmente, cinzas vulcânicas, em mistura com matéria orgânica em decomposição contendo, ainda, água e ar em proporções variáveis e organismos vivos.
 Quais as características importantes do solo?
Cor
Textura ou granulometria
Estrutura – capacidade de formar agregados
Horizontes
Grau de acidez
Composição
Capacidade de troca de íons
 Quais as medidas preventivas para o controle de erosão?
Plantio em curvas de nível, terraceamento, desvios para poços de infiltração, preservação da vegetação em declives e margens, e controle de boçorocas.
 O que pode causar poluição em ambiente rural?
Fertilizantes sintéticos podem contaminar o solo com excesso de nutrientes ou impurezas dos fertilizantes químicos, a eficiência da aplicação depende da técnica utilizada e das quantidades, e somente de 30 a 50% dos fertilizantes são incorporados pelas plantas.
Defensivos agrícolas - Inseticidas, fungicidas, herbicidas e rodenticidas permanecem no ambiente e se disseminam pelo ar, água e organismos. A redução do uso ocorre através do manejo integrado de pragas e transgênicos.
O que pode causar poluição em ambiente urbano?
Resíduos gerados pelas atividades econômicas da cidade e das residências
Maior parte provem de áreas externas ao ambiente urbano;
As quantidades geradas são grandes;
Sólidos; Líquidos e Gasosos
Resíduos sólidos Urbanos
Resíduos nos estados sólido e semi-sólido, que resultam de atividades de origem industrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de varrição. Ficam incluídos nesta definição os lodos provenientes de sistemas de tratamento de água, aqueles gerados em equipamentos e instalações de controle de poluição, bem como determinados líquidos cujas particularidades tornem inviável o seu lançamento na rede pública de esgotos ou corpos de água, ou exijam para isso soluções técnica e economicamente inviáveis em face à melhor tecnologia disponível.
Resíduos de classe I ou perigosos – inflamáveis, corrosivos, reativos, radioativos, patogênicos.
Resíduos de classe III ou inertes – são aqueles que não se solubilizam e não alteram padrões de potabilidade da água
Resíduos de classe II ou não inertes – que não se enquadram nas categorias antetiores
 Quais as formas mais usadas para Disposição e tratamento do lixo?
Tratamento do lixo urbano
Limpeza de ruas
Coleta domiciliar
Transporte até centros de triagem
Disposição e tratamento do lixo;
Lixão;
Aterro;
Usina de compostagem;
Incineração;
Reciclagem;
Quais as formas de tratamento e disposição de resíduos químicos perigosos?
Disposição no solo
Aterros de armazenamento
Lagoas superficiais
Armazenamento em formações geológicas subterrâneas
Injeções em poços
Disposição em tambores
Tratamento dos resíduos
Transformar em materiais menos perigosos
Tratamentos físicos, químicos ou biológicos
Tratamento biológico
Fenóis, óleos e resíduos de refino do petróleo.
Tratamento físico-químico
Separação da solução aquosa
Absorção por carvão ativado, destilação, troca iônica, eletrodiálise,osmose reversa e recuperação de solventes.
Tratamento químico
Neutralização de ácidos e bases, oxidação e redução dos compostos, precipitação de metais pesados
Incineração
Geração de resíduos radioativos 
Devem ser armazenados para posterior lançamento no meio ambiente
Cite os principais constituintes da atmosfera.
Nitrogênio, Oxigênio, Argônio, Água, Gás Carbônico, Neônio, Hélio, Criptônio, Hidrogênio e Xenônio. 
 Como se divide a atmosfera terrestre?
Troposfera – é uma camada relativamente fina onde se encontra 90% do ar atmosférico na composição de Nitrogênio 78,11%, Oxigênio 20,95%, Argônio 0,934% e Gás Carbônico 0,033%. Estende-se até uma altitude variando entre 10 Km e 12 K. Possui importância fundamental, pois é responsável pela ocorrência das condições climáticas da Terra. 
Estratosfera – encontra-se acima da troposfera e é uma camada muito importante, pois é nela que se encontra a camada mais espessa de ozônio, sendo essa camada responsável por proteger a Terradas radiações ultravioletas do Sol.
Mesosfera – encontra-se acima da estratosfera e possui um forte decréscimo de temperatura, registrando nela a temperatura mais baixa da atmosfera.
Termosfera – encontra-se acima da mesosfera e é muito importante para as telecomunicações, e ela também é conhecida como ionosfera.
 Quais os principais poluentes da atmosfera?
Monóxido de Carbono – CO
Dióxido de Carbono – CO2
Óxidos de enxofre – SO2 e SO3
Óxidos de Nitrogênio – NOx
Hidrocarbonetos
Oxidantes fotoquímicos – Hidrocarbonetos oxidados pela luz
Material particulado
Asbestos (Amianto)
Metais
Gás fluorídrico – HF
Gerado em processos de produção de alumínio, fertilizantes e refino de petróleo
Amônia – NH3
Gás sulfídrico – H2S
Refinarias de petróleo, indústria química e produção de papel
Pesticidas e herbicidas
Substâncias radioativas
Calor
Som
 Quais os problemas de poluição atmosférica global? Comente sobre cada um deles.
Efeito estufa, destruição da camada de ozônio e chuva ácida.
Efeito Estufa
Mantém a temperatura do planeta próximo a 15ºC;
Causado pelo aumento dos gases de efeito estufa: CO2, Metano, oxido nitroso e CFC;
Pode ter impactos nocivos
Porém, pode aumentar a produção da agricultura
 O que é o smog industrial?
É típico de regiões frias e úmidas. Os picos de concentração ocorrem exatamente no inverno, em condições climáticas adversas para a dispersão dos poluentes. Um fenômeno meteorológico que agrava o smog industrial é a inversão térmica, quando os picos de concentração de poluentes ocorrem geralmente nas primeiras horas da manhã.
Os principais elementos componentes desse tipo de smog provêm da queima de carvão e de óleo combustível. Esse smog predomina em regiões industriais e em regiões onde é intensa a queima de óleo para aquecimento doméstico ou para geração de energia elétrica. Seus principais componentes são o dióxido de enxofre (SO2) e o material particulado (MP).
O que é o smog fotoquímico?
É típico de cidades ensolaradas, quentes, de clima seco. Os picos de poluição ocorrem em dias quentes, com muito sol. O principal agente poluidor, nesse caso, são os veículos que geram uma série de poluentes, principalmente óxido de nitrogênio, monóxido de carbono e hidrocarbonetos. Esses gases sofrem várias reações na atmosfera por efeito da radiação solar, gerando novos poluentes. Daí o nome “fotoquímico”. Destacam-se como principais poluentes os óxidos de nitrogênio, os radicais orgânicos PAN, o ozônio e alguns aldeídos. 
A característica principal do smog fotoquímico é sua cor marrom avermelhada. 
 Como podemos controlar o smog industrial?
Dióxido de enxofre SO2 e material particulado
Controle
Redução do desperdício de energia
Substituição dos combustíveis fósseis
Transformar carvão sólido em combustível gasoso
Substituir carvão comum por um com baixo teor de enxofre
Remover o enxofre do combustível
Remover o SO2 com lavadores de gases
Os gases emitidos são passos por uma camara com água e calcário – formando sulfato de cálcio
Emitir fumaça por chaminés mais altas que o efeito de inversão térmica
Cobrar impostos dos emissores
Lançar calcário no solo para corrigir acides por chuva ácida
Controle do material particulado:
Melhorar a eficiência dos sistemas de combustão
Substituição do combustível fóssil
Queimar carvão liquefeito ou gaseificado
Estimular o uso de transporte público
Dispositivos veiculares para eliminar material particulado
Remover o MP da fumaça das chaminés
Equipamentos:
Precipitadores eletrostáticos
Filtros de manga ou tecido
Separador ciclone
Lavadores de gás
 Como podemos controlar o smog fotoquímico?
Controle:
Redução do uso de automóveis
Desenvolver transporte público
Desenvolver motores menos poluentes
Empregar combustíveis de queima mais limpa
Aumentar a eficiência do combustível
Melhorar a eficiência do motor a combustão
Controlar a emissão de poluentes pelo escapamento