Dissertação

{pt_PT=Desenvolvimento de metodologias para a visualização do fenómeno da colmatação em meios porosos} {} EVALUATED

{pt=Este estudo pretende estabelecer duas novas abordagens para visualização e quantificação do crescimento de biofilme em meios porosos. O crescimento de biofilme em meios porosos, denominado bioclogging, é um dos principais componentes do fenómeno da colmatação em zonas húmidas construídas e, por conseguinte, uma das causas da diminuição drástica do seu tempo de vida útil. Por outro lado, o crescimento de biofilme é responsável pelo melhoramento das características geotécnicas de solos aquando do uso de bactérias ureolíticas que, na presença de uma fonte de ureia e de cálcio, precipitam carbonato de cálcio (biocimento) devido à hidrólise da ureia que catalisam biologicamente através da enzima urease. O biocimento assim produzido tende a ocupar os poros acessíveis, agregando o meio particulado, aumentando a resistência e rigidez do solo e diminuindo a sua permeabilidade. Contudo, a medição e previsão da colmatação de meios porosos, mais especificamente a que é devida ao crescimento de biofilme, é um fenómeno que ainda não é totalmente compreendido. Os dois métodos aqui apresentados, dos quais um deles tira partido de um dispositivo de microfluídica, permitiram estabelecer instrumentos para a visualização do fenómeno e o cálculo de taxas médias de crescimento de biofilme. Pretende-se que estes resultados sejam uma ferramenta útil para a calibração de modelos numéricos de previsão do fenómeno da colmatação. , en=This study aims to establish two new approaches for visualization and quantification of biofilm growth in porous media. Biofilm growth, stated as bioclogging, is one of the components of the clogging effect on subsurface--flow treatment wetlands and one of the causes of their significant life time reduction. Biofilm growth is also responsible for the soil improvement using ureolytic bacteria that, in presence of a calcium source (feeding solution), precipitate calcium carbonate (biocement) due to hydrolysis of urea biologically catalyzed. The biocement clogs the soil pores, bonding the soil grains and leading to an increase of overall strength and stiffness and a reduction of medium permeability. However, the measurement and prediction of the clogging effect on porous media, and specially the bioclogging effect, are not yet a well-known phenomenon. The methods presented here, which one of them takes advantage of a microfluidic device, allowed computing average biofilm growth rates and intend to be a helpful tool for calibration of numerical prediction models. }
{pt=Zonas húmidas construídas, bioclogging, biocimentação, biofilme, microfluídica, ferramenta de visualização, en=Constructed Wetlands, bioclogging, biocementation, biofilm growth, microfluidics, visualization tool}

Novembro 16, 2018, 16:30

Orientação

ORIENTADOR

Ana Fonseca Galvão

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Maria Rafaela Pinheiro Cardoso

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Associado