Dissertações em Engenharia de Infraestrutura e Desenvolvimento Energético (Mestrado) - PPGINDE/NDAE/Tucuruí

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Acesso aberto (Open Access)
Análise experimental de vigas de concreto armado reforçadas à força cortante com compósitos de fibra de juta, carbono e vidro utilizando a técnica EBR
(Universidade Federal do Pará, 2022-10-18) MACIEL, Luciana Pereira; BANNA, Wassim Raja El; http://lattes.cnpq.br/2005046563115507; https://orcid.org/0000-0001-5085-4352; LIMA NETO, Aarão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/0287664572311345; https://orcid.org/0000-0002-5911-1368
A aplicação de FRP (Polímero Reforçado com Fibras) com a técnica EBR (Externally Bonded Reinforcement) para reparo e reforço de estruturas se destaca devido à baixa densidade do material e facilidade de aplicação. Neste caso, é comum o uso de fibras sintéticas, entretanto, estas fibras são consideradas pouco acessíveis e nocivas ao meio ambiente. Isto deu impulso à estudos acerca da substituição das fibras sintéticas pelas fibras naturais. Diante disso, este trabalho consiste na análise experimental do desempenho de compósitos de fibras de juta como reforço ao cisalhamento. Para tanto, foram moldadas sete vigas de concreto armado reforçadas com FRP’s utilizando a técnica EBR, dimensionadas com maior resistência à flexão em relação à força cortante e com as armaduras transversais posicionadas somente em um trecho do vão, para induzir a ruptura por cisalhamento na região sem estribos. As vigas possuem 2 metros de comprimento e seção transversal de (15x20) cm. Uma viga não foi reforçada, para ser utilizada como referência, uma viga foi reforçada com uma camada de FRP com fibra de carbono, uma viga com duas camadas de FRP de fibra de vidro, duas com FRP híbrido de camadas de fibra de vidro e juta com três e quatro camadas, e, por fim, duas com FRP de fibra de juta com duas e três camadas. Os reforços foram aplicados em faixas ao longo do comprimento do vão de cisalhamento dos elementos, perpendiculares ao eixo das vigas, em U. Observou-se que o reforço com duas camadas de fibra de juta apresentou 48% de incremento de força cortante da viga em relação à viga de referência, resultado similar ao observado na viga reforçada com uma camada de fibra de carbono. Outros comportamentos positivos foram observados nas outras vigas reforçadas, como controle de fissuração, aumento de força cortante máxima e contenção de deslocamento vertical em relação à viga de referência. Os resultados experimentais foram comparados a resultados teóricos calculados conforme as normas ABNT NBR 6118 (2004), ACI 318 (2014), Eurocode 2 (2004), ACI 440.2R (2017) e fib 90 (2019). Após análise, os resultados iniciais desta pesquisa demonstram viabilidade para outros estudos aprofundados sobre a utilização de fibras de juta em reforços ao cisalhamento de vigas de concreto armado.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de túnel de vento para avaliação de bicos de pulverização no abatimento de poeira
(Universidade Federal do Pará, 2024-12-20) SANTOS, Danilo Silva; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662
A mineração é extremamente importante econômica e socialmente para a indústria, com destaque para o minério de ferro, mas, junto com seus benefícios, acompanham impactos ambientais gerados de diferentes formas, como a poeira. Tal inconveniente tem causado transtornos aos empreendimentos mineiros, como parada de produção e pesadas multas, assim como problemas para as pessoas que trabalham nas empresas e comunidades dos entornos, devido aos problemas de saúde associados com a inalação da poeira e sujidade dos ambientes tornando-os insalubres e desvalorizados. Mecanismos de controle de poeira têm sido largamente estudados e um destes é o controle de poeira utilizando pulverização de soluções supressoras. Estudar a eficiência dos bicos de sprays se torna de grande importância e testes em bancadas atuam como meios eficientes de entender o mecanismo de abatimento de poeira de minérios. Tem sido comum pesquisas utilizar tuneis de vento. Desta forma foi construído um túnel capaz de avaliar cinco bicos diferentes e suas eficiências na supressão de pellet feed e sínter feed em duas velocidades a diferentes pressões de água. Concluiu-se que o túnel é capaz, por meio da metodologia usada, de avaliar e comparar o melhor bico demonstrando ser uma ferramenta importante na consolidação deste conhecimento no Laboratório de Fluidodinâmica e Particulados.
Acesso aberto (Open Access)
Dispersão de energia em um cristal granular hexagonal decorado
(Universidade Federal do Pará, 2024-02-29) RAMOS, Jorde Anthonny Alves; MACHADO, Luis Paulo Silveira; http://lattes.cnpq.br/0702289670734922; https://orcid.org/0000-0003-1587-3632
O cristal granular hexagonal decorado consiste em grãos esféricos principais dispostos em uma matriz hexagonal bidimensional, com pequenos grãos esféricos preenchendo os espaços intersticiais. Esses grãos adicionais mal tocam os principais, aumentando o numero de contatos por grão. Além disso, todos os grãos estão inicialmente em repouso, com velocidades nulas. Para comparação, utilizamos resultados de um arranjo semelhante sem decoração (ou seja, sem grãos intersticiais). Investigamos as respostas mecânicas de ambos os arranjos granulares a incidência pontual de um grão externo. Nossa analise concentrou-se em como a energia mecânica é dispersa e mitigada após um único impacto inicial. O modelo proposto confirmou o papel significativo dos grãos intersticiais no cristal granular. O arranjo decorado demonstrou um comportamento acelerado da frente de onda de energia, tanto em sua mitigação quanto em sua propagação. Em nossa analise das orientações de dispersão de energia, descobrimos que o arranjo decorado exibe uma maior mitigação de energia e reorientação da energia de retorno em comparação com o arranjo não decorado. Assim, a adição de grãos intersticiais promove um maior retorno de energia mecânica ao meio externo de origem. Concluímos que, com a decoração adequada, um cristal granular poderia atuar como uma barreira contra impactos fortes.
Acesso aberto (Open Access)
Influência da substituição de agregados naturais por reciclados de concreto na resistência à punção de lajes lisas de concreto armado com armadura de cisalhamento
(Universidade Federal do Pará, 2023-11-21) PORTILHO, Shara Katharine Melo Silva; LIMA NETO, Aarão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/0287664572311345; https://orcid.org/0000-0002-5911-1368
Esta pesquisa analisou experimentalmente o comportamento mecânico de quatro lajes lisas de concreto armado com armadura de cisalhamento quando submetidas a esforços de punção, sendo duas dessas lajes confeccionadas com traço contendo substituição total de agregados graúdos naturais (AGN) por agregados graúdos reciclados de concreto (ARCO) e duas de referência (sem substituição). As armaduras de cisalhamento utilizadas foram de dois tipos: double headed studs e estribos individuais. Os espécimes foram confeccionados em formato octogonal, com distância entre faces opostas de 2.500 mm, espessura de 210 mm e estão apoiadas em pilares centrais quadrados de 300 mm de lado. A estimativa da resistência média à compressão foi de 25 MPa e as taxas de armadura de flexão e de punção foram respectivamente 1,4% e 0,34%. Após os ensaios em laboratório, realizou-se um comparativo entre o comportamento experimental e as previsões teóricas dos modelos das normas ABNT NBR 6118 (2023), Eurocode 2 (2014) e ACI 318 (2019), bem como do fib Model Code 2010 (2013). Os resultados mostraram que as maiores capacidades resistentes à punção, quanto ao uso de armadura de cisalhamento, foram das lajes lisas com double headed studs em relação às fabricadas com estribos individuais. Observou-se ainda que as lajes com substituição total de agregados graúdos naturais por agregados reciclados de concreto apresentaram capacidades resistentes à punção inferiores às das lajes com agregado natural. Acerca da comparação entre a estimativa da capacidade resistente à punção das lajes lisas com armadura de cisalhamento com ARCO graúdo prescritos pelas normas analisadas e os resultados obtidos experimentalmente, observou-se que as quase todas as previsões normativas apresentaram valores bem próximos aos experimentais, exceto pela norma brasileira, que indicou que as lajes apresentaram resultados contra a segurança.
Acesso aberto (Open Access)
Projeto e fabricação de extrusora monorrosca com matriz de extrusão filamentar
(Universidade Federal do Pará, 2024-10-25) RODRIGUES, Rodimilson Coelho; EL BANNA, Wassim Raja; http://lattes.cnpq.br/2005046563115507; HTTPS://ORCID.ORG/0000-0001-5085-4352; NASCIMENTO, Walber Alexandre do; http://lattes.cnpq.br/8022410578951099; https://orcid.org/0000-0002-2699-3982
Grandes estabelecimentos industriais estão sempre à procura de tecnologias cada vez mais sofisticadas para monitorar os processos de fabricação. Este trabalho tem por objetivo o projeto e a construção de uma extrusora monorrosca laboratorial e sua matriz de extrusão para o processamento de polímeros e blendas poliméricos, além de viabilizar estudos na área de reciclagem mecânica de polímeros. A primeira etapa do trabalho envolveu a escolha do tipo de extrusora a ser fabricada. A segunda etapa consistiu no dimensionamento e projeto do equipamento utilizando o software Solidworks. Na terceira etapa, foram selecionados os tipos de materiais componentes mecânicos e elétricos para a montagem da extrusora. Na quarta etapa, realizaram-se os processos de fabricação da extrusora e montagem dos componentes mecânicos e elétricos. Na quinta etapa, fez-se a validação do equipamento, onde foram realizados testes de temperatura e vazão mássica, além de testes mecânicos e elétricos no processamento de um polímero termoplástico, que, nesse caso, foi o polipropileno (PP). A última etapa consistiu em simular uma matriz com perfil cilíndrico, visando estudar as características do fluxo de fusão do polímero e definir como a estrutura da matriz deve ser ajustada para obter o diâmetro desejado. Após o projeto da matriz no software Solidworks, uma simulação foi realizada no software Ansys. Neste caso, estudou-se, por meio da simulação, o comportamento reológico do fundido ao passar pela matriz, analisando-se em qual parte dela são observadas as altas e/ou baixas taxas de cisalhamento quando o polímero flui através da mesma. O fluxo de arrasto e o fluxo de pressão foram então extraídos dos parâmetros da simulação, o que levou ao cálculo do ponto de operação e da pressão operacional para a matriz. Também foi possível calcular a taxa de fluxo de massa e a queda de velocidade na parede da matriz, além de otimizar o perfil da mesma para o formato circular e o diâmetro desejado.

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