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Estudo de um sistema de compactacao para reciclagem de embalagens
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia | |
| datacite.subject.sdg | 04:Educação de Qualidade | |
| dc.contributor.advisor | Santos, Adriano Manuel de Almeida | |
| dc.contributor.author | MEIRELES, DIOGO FILIPE NUNES | |
| dc.date.accessioned | 2025-09-04T15:09:14Z | |
| dc.date.available | 2025-09-04T15:09:14Z | |
| dc.date.issued | 2025-07-02 | |
| dc.description.abstract | A concessão de um ecoponto com sistema de compactação de resíduos urbanos tem como objetivo a otimização dos ecopontos existentes de modo a reduzir fatores económicos e ambientais, mais nomeadamente, na fase de recolha e processamento dos resíduos. Para o desenvolvimento deste projeto foi fundamental abordar temas como a gestão de resíduos urbanos em Portugal, com especial ênfase na sua evolução, na transição para a economia circular e na otimização dos processos de recolha e transporte. Desde 2014, que se verifica um aumento da produção de resíduos, que em 2023 atingiu cerca de 5,06 milhões de toneladas, com uma média per capita de 1,40 kg/dia. Apesar de uma estabilização recente, a recolha indiferenciada continua a representar a maior parte dos resíduos, dificultando o cumprimento das metas de reciclagem [2]. A gestão eficiente dos resíduos implica também o estudo dos principais modelos de ecopontos (Cyclea e Iglo), considerando as suas características dimensionais e capacidade de armazenamento. É ainda abordada a importância da compactação dos resíduos como estratégia para aumentar a eficiência do transporte e reduzir o número de viagens, com impacto positivo na redução de emissões e custos operacionais. Para finalizar a revisão bibliográfica, são analisadas as propriedades dos principais materiais recicláveis – plásticos e metais – e a sua resposta à compressão, essencial para o desenvolvimento de soluções técnicas eficazes. A revisão conclui que a integração de sistemas de compactação nos ecopontos pode representar um avanço significativo na gestão sustentável dos resíduos urbanos. De seguida o objetivo foi o desenvolvimento da prensa de compactação que se iniciou com a seleção do seu material, sendo escolhido o alumínio 6061 devido à sua leveza, resistência à corrosão e facilidade de fabrico. Posteriormente, os componentes principais da prensa foram modelados utilizando o software SolidWorks, permitindo simular e verificar a funcionalidade mecânica da estrutura. A prensa foi composta por uma estrutura tubular, êmbolo, alavancas, porta de segurança, tampa e parede de fixação e, o seu dimensionamento foi feito com base nas dimensões dos resíduos a serem compactados. Para terminar a modelação, todas as ligações entre os componentes foram detalhadas, e o uso do SolidWorks foi fundamental para otimizar o projeto e garantir a viabilidade do sistema. Para simular o comportamento estrutural da prensa de compactação e, analisar a aplicabilidade da estrutura foi utilizada a ferramenta SolidWorks Simulation. Inicialmente, foram analisadas as forças aplicadas durante a compressão de garrafas plásticas e latas de conserva, com base em gráficos de força-deslocamento. Dois cenários críticos foram considerados: compressão de garrafas plásticas (300 N) e latas de conserva (5000 N). A partir dessas forças, foram desenvolvidos diagramas de corpo livre para calcular as forças nos componentes da estrutura, incluindo o manípulo de forma a verificar se um humano conseguiria executar o movimento e se o sistema se mostraria funcional. Para terminar a sua validação, foram realizadas simulações no SolidWorks Simulation para avaliar o comportamento estrutural da prensa nos dois cenários apresentados. O estudo permitiu identificar as zonas de maior concentração de tensões e verificar as deformações resultantes. Nos dois casos estudados, as tensões permaneceram abaixo do limite admissível do material, indicando segurança estrutural. No entanto, no segundo caso, a força necessária no manípulo (1705,6 N) revelou-se excessiva para operação manual, apontando limitações ergonômicas. Assim, o desenvolvimento de um ecoponto com sistema de compactação representa uma solução inovadora e sustentável para a gestão de resíduos urbanos, respondendo aos desafios atuais de eficiência operacional e cumprimento das metas ambientais. Através da análise do contexto nacional, da seleção criteriosa de materiais e da modelação detalhada em SolidWorks, foi possível conceber uma estrutura funcional e estruturalmente segura para a compactação de resíduos recicláveis. No entanto, os resultados obtidos evidenciam também a necessidade de ajustes no sistema de operação manual, especialmente em cenários de maior resistência, reforçando a importância da ergonomia e da possível integração de mecanismos de assistência. Deste modo, este projeto demonstra não só a viabilidade técnica da proposta, como também o seu potencial contributo para uma gestão de resíduos mais eficiente e alinhada com os princípios da economia circular. | por |
| dc.description.abstract | The aim of providing a recycling point with a system for compacting municipal waste is to optimize existing recycling points in order to reduce economic and environmental factors, specifically in the waste collection and processing phase. To develop this project, it was essential to address issues such as urban waste management in Portugal, with special emphasis on its evolution, the transition to the circular economy and the optimization of collection and transport processes. Since 2014, there has been an increase in waste production, which in 2023 reached around 5,06 million tons, with a per capita average of 1,40 kg/day. Despite a recent stabilization, undifferentiated collection still accounts for the majority of waste, making it difficult to meet recycling targets [1]. Efficient waste management also involves studying the main recycling point models (Cyclea and Iglo), considering their dimensional characteristics and storage capacity. The importance of compacting waste as a strategy for increasing transport efficiency and reducing the number of journeys, with a positive impact on reducing emissions and operating costs, is also discussed. To conclude the literature review, the properties of the main recyclable materials - plastics and metals - and their response to compression are analyzed, which is essential for developing effective technical solutions. The review concludes that the integration of compaction systems in recycling bins could represent a significant advance in the sustainable management of municipal waste. The next objective was to develop the compaction press, which began with the selection of its material, with 6061 aluminum being chosen due to its lightness, resistance to corrosion and ease of manufacture. Subsequently, the main components of the press were modeled using SolidWorks software, allowing the mechanical functionality of the structure to be simulated and verified. The press was made up of a tubular structure, plunger, levers, safety door, cover and fixing wall, and was sized based on the dimensions of the waste to be compacted. To complete the modelling, all the connections between the components were detailed, and the use of SolidWorks was key to optimizing the design and ensuring the viability of the system. The SolidWorks Simulation tool was used to simulate the structural behavior of the compaction press and analyze the applicability of the structure. Initially, the forces applied during the compression of plastic bottles and cans were analyzed, based on force-displacement graphs. Two critical scenarios were considered: compression of plastic bottles (300 N) and cans (5000 N). Based on these forces, free-body diagrams were developed to calculate the forces on the structure's components, including the handle, in order to check whether a human could perform the movement and whether the system would prove functional. To complete its validation, simulations were carried out in SolidWorks Simulation to assess the structural behavior of the press in the two scenarios presented. The study made it possible to identify the areas of greatest stress concentration and verify the resulting deformations. In both cases studied, the stresses remained below the permissible limit of the material, indicating structural safety. However, in the second case, the force required on the handle (1705,6 N) proved to be excessive for manual operation, indicating ergonomic limitations. Thus, the development of an recycling point with a compaction system represents an innovative and sustainable solution for urban waste management, responding to the current challenges of operational efficiency and meeting environmental targets. Through analysis of the national context, careful selection of materials and detailed modeling in SolidWorks, it was possible to design a functional and structurally safe structure for compacting recyclable waste. However, the results obtained also highlight the need for adjustments to the manual operation system, especially in scenarios of greater resistance, reinforcing the importance of ergonomics and the possible integration of assistance mechanisms. In this way, this project demonstrates not only the technical feasibility of the proposal, but also its potential contribution to more efficient waste management in line with the principles of the circular economy. | eng |
| dc.identifier.tid | 203995619 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.22/30376 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.rights.uri | N/A | |
| dc.subject | Recycling point | |
| dc.subject | Cyclea | |
| dc.subject | Compaction | |
| dc.subject | Recycling | |
| dc.subject | Waste | |
| dc.subject | Ecoponto | |
| dc.subject | Compactação | |
| dc.subject | Reciclagem | |
| dc.subject | Resíduos | |
| dc.title | Estudo de um sistema de compactacao para reciclagem de embalagens | |
| dc.title.alternative | Study of a compaction system for packaging recycling | eng |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| thesis.degree.name | Mestrado em Engenharia Mecânica |