Teses em Engenharia Civil (Doutorado) - PPGEC/ITEC

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Acesso aberto (Open Access)
Aplicação de madeiras amazônicas em elementos de madeira lamelada colada (MLC)
(Universidade Federal do Pará, 2023-03-16) NEVES, Paulo Henrique Lobo; MOUTINHO, Victor Hugo Pereira; http://lattes.cnpq.br/8464600937488553; MACEDO, Alcebíades Negrão; http://lattes.cnpq.br/8313864897400179
A madeira já é tida em cenário mundial como o principal material construtivo do século XXI, no entanto, para que esta potencialidade seja viabilizada, tecnologias para desdobro e uso da matéria prima, a exemplo da Madeira Lamelada Colada - MLC, necessita ser difundida e utilizada em uma maior gama de espécies. Nisto, frisa-se que, apesar da grande diversidade existente, poucos estudos são encontrados para verificar o potencial de uso de madeiras amazônicas em MLC. Desta forma, o trabalho possui como objetivo analisar a colagem de dez espécies nativas da Amazônia, a citar: Jacaranda sp., Simarouba amara Aubl., Astronomium lecointei, Couratari sp., Cedrela fissilis., Cordia Goeldiana Huber, Hymenaea courbaril., Dipteryx odorata. Euxylophora paraensis., Mezilaurus itauba., e combinação com quatro tipos de adesivos distintos, sendo dois estruturais resistentes à umidade e dois não estruturais, tendo como testemunha amostra de cisalhamento da madeira maciça, com o mínimo de 20 repetições por tratamento. Foram realizados ensaios complementares como de laminação e flexão estática. Verificou-se que para algumas espécies houve adesivo com resistência estatisticamente igual e superior em algumas combinações em comparação com a amostra testemunha, demonstrando que as espécies estudadas possuem potencial para produção de MLC, assim como para demais produtos que utilizem adesivos.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação de modelos de inteligência artificial híbridos na estimativa de precipitações
(Universidade Federal do Pará, 2022-03-18) GOMES, Evanice Pinheiro; BLANCO, Claudio José Cavalcante; http://lattes.cnpq.br/8319326553139808
As análises hidrológicas realizadas a partir das precipitações na Amazônia são essenciais devido a sua importância na regulação do clima, na circulação atmosférica regional e global. No entanto, nesta região, existem limitações relacionadas a séries de dados com períodos curtos e muitas falhas, sobretudo na escala diária. Apesar dos avanços significativos em ciência e tecnologia, previsões práticas e precisas tem sido uma grande preocupação, devido a sua complexidade. Portanto, vários modelos conceituais, empíricos ou híbridos vêm sendo testados para estimativas de chuva com maior precisão. Dentre os modelos empíricos, os que incorporam métodos de inteligência artificial (IA) são abordagens potencialmente úteis para simular o processo de precipitação. As Redes Neurais Artificiais (RNA), como modelos de IA, são capazes de estabelecer uma relação entre entradas históricas (chuva, vazão, etc.) e as saídas desejadas, através de função não linear composta de vários fatores que são ajustados aos dados observados, permitindo sua estimativa. Assim, para melhorar as análises de precipitações, foi desenvolvido modelos híbridos, envolvendo Rede Neural Artificial (RNA) do tipo com Retardo de Tempo (TDNN), rede ELMAN, rede de Base Radial (RBF) e Sistema de Inferência Neuro-Fuzzy Adaptativo (ANFIS), acoplado com Wavelet Discreta de Máxima Sobreposição (MODWT). Adotaram-se 6 estações pluviométricas, que estão localizados em diferentes biomas da região, e dados de satélite (CMORPH). Os dados de chuva foram avaliados por períodos sazonais (chuvoso e menos chuvoso). Os resultados obtidos demostraram que o modelo MODWT-ANFIS teve a melhor capacidade em simular as precipitações diárias das estações pluviométricas avaliadas, mesmo para períodos menos chuvoso, que são sabidamente mais difíceis de serem simulados em relação aos períodos chuvosos. Nesse caso, as entradas de dados defasadas para 4 dias e 5 dias apresentaram melhor desempenho, com valores de Nash próximos a 1,0 e erros médios quadráticos inferiores a 0,001.
Acesso aberto (Open Access)
Estimativas de curvas IDF e curvas de permanência na Amazônia sob a influência de mudanças climáticas
(Universidade Federal do Pará, 2021-02-05) COSTA, Carlos Eduardo Aguiar de Souza; BLANCO, Claudio José Cavalcante; http://lattes.cnpq.br/8319326553139808
Os impactos nos recursos hídricos globais podem ser mais intensos devido às mudanças climáticas, dificultando o acesso à água e, consequentemente, a manutenção da vida. Na Amazônia, o efeito pode ser ainda pior, por se tratar de uma das regiões mais vulneráveis a essas mudanças. Os cenários Representative Concentration Pathways (RCPs) são ferramentas essenciais para os General Circulation Models (GCMs) e Global Hydrological Models (GHMs) simularemmudanças climáticas futuras. Já curvas de Intensidade, Duração e Frequência (IDF) e curvas de permanência de vazão são fundamentais para elaboração de projetos hidráulicos e gerenciamento de riscos. Assim, os objetivos principais deste estudo foram: 1- elaborar projeções de curvas IDF para a bacia hidrográfica do Tapajós nos RCP 4.5 e 8.5, utilizando dados dos GCMs HadGEM2-ES, CanESM2 e MIROC5; e 2- analisar variações nas curvas de permanência e volumes disponíveis do Rio Amazonas utilizando dados do GHM WaterGAP2 forçado pelo MIROC5 e HadGEM2-ES (nos RCPs 6.0 e 8.5). As curvas IDF projetadas foram comparadas com a IDF existente, elaborada a partir de um método estacionário. As curvas de permanência base foram criadas a partir dos últimos 20 anos de vazões observadas e comparadas com as curvas dos cenários futuros (a partir de 2020). Calcularam-se dos volumes decadais. As maiores diferenças para as curvas IDF projetadas foram no MIROC5 (143,15% no RCP 8.5) e as menores diferenças foram no HadGEM2-ES(4% no RCP 4.5) ambas para o período de retorno de 100 anos. As resoluções espaciais de cada GCM influenciaram as curvas IDF, já que o CanESM2 não apresentou resultados satisfatórios e o MIROC5 foi o que melhor representou as possíveis diferenças futuras. A maioria das vazões extremas foram para 2080 a 2099. Para WaterGAP2 (MIROC5), a maioria dos volumes ficaram abaixo da média decadal do século, aumentando a partir de 2060. Para projeções de WaterGAP2 (HadGEM2-ES) os volumes costumam estar próximos ou abaixo da média decadal, com queda a partir de 2060. Diante dos resultados apresentados, o MIROC5 é o modelo mais indicado para estudos de projeções climáticas na Amazônia.
Acesso aberto (Open Access)
Índice de vulnerabilidade socioambiental para o enfrentamento da dengue no Estado do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2022-04-28) LOPES, Luiza de Nazaré Almeida; TEIXEIRA, Luiza Carla Girard Mendes; http://lattes.cnpq.br/9773700229115395
A dengue é uma das doenças tropicais negligenciadas importante para a saúde pública do Brasil, pois inspira atenção pelo aumento da incidência de casos influenciados por macro e microfatores que proporcionam condições favoráveis para a expansão dos mosquitos vetores e transmissão do vírus da dengue (DENV). A pesquisa propõe o estudo ecológico da dengue e a construção de um Índice de Vulnerabilidade Socioambiental da Dengue (IVD) para análise de 143 municípios do estado do Pará. O delineamento do IVD considerou a seleção de 34 indicadores das três componentes fundamentais do conceito de vulnerabilidade: exposição, sensibilidade e capacidade adaptativa. A metodologia foi composta pelas seguintes etapas: (i) seleção e agrupamento de indicadores; (ii) definição dos indicadores; (iii) tratamentos estatísticos; (iv) cálculo do índice por análise multivariada; (v) normalização do índice; e (vi) classificação do índice por meio da técnica percentis. Na pesquisa foram considerados 184 mil casos de dengue, sendo que 92 mil evoluíram para internação hospitalar pelo SUS, no período de 2001 a 2017. O perfil epidemiológico da dengue indicou um comportamento sazonal da doença, ocorrendo, principalmente, no trimestre de janeiro à março. Para a construção do IVD, considerou o período de 2007 a 2017, nos resultados do mapeamento observou-se que 43 municípios (30%) foram classificados com “Baixa vulnerabilidade”, com valores variando na faixa de 0,483 a 0,262. Nos resultados os 57 municípios (40%) apresentaram valores com “Média vulnerabilidade” na faixa de 0,581 a 0,483. Com referência a “Alta vulnerabilidade”, destacaram-se 43 municípios (30%) distribuídos na faixa de 0,771 a 0,582. Os resultados obtidos a partir do perfil que caracterizou o IVD apresentou predominância de “Média a Baixa vulnerabilidade”. A cidade de Belém, capital do Pará e situada na região do Guajará, apresentou o menor valor para o IVD (0,262). Por outro lado, a maioria dos municípios da região do Marajó apresentou os maiores valores de IVD, sendo eles: Cachoeira do Arari, Chaves, Ponta de Pedras, Melgaço, Santa Cruz do Arari e Anajás. Os indicadores que mais influenciaram no resultado do índice foi o fator “socioeconômico” das populações, sobretudo relacionado a pobreza, renda, urbanização, analfabetismo e manejo de resíduos sólidos. A partir da aplicação do IVD, pode se afirmar que o mesmo pode ser utilizado como ferramenta relevante para a gestão da vigilância em saúde da dengue nos municípios da região amazônica, com potencial de ser estudado em outras regiões do Brasil
Acesso aberto (Open Access)
Influência do fator de escala, diâmetro máximo e tipo de agregado graúdo na resistência ao cisalhamento de vigas de concreto armado sem armadura de cisalhamento
(Universidade Federal do Pará, 2022-08-18) COSTA, Natasha Cristina da Silva; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186
O presente estudo avalia a influência de diferentes tipos e formas de agregado graúdo no comportamento estrutural de vigas de concreto com diferentes alturas úteis (d) e mesmo comprimento de base (bw), além de mesmas taxas de armadura longitudinal (l) e dosagens. Para este fim realizou-se testes experimentais e análises que discutiram a performance de alguns códigos de projetos e de modelos teóricos na estimativa da resistência última ao cisalhamento de vigas de concreto armado, sem armadura transversal. Quanto ao estudo experimental foram realizados 11 testes experimentais tipo stuttgart até a ruína das peças. As dimensões das peças foram: (150 x 150 x 1400) mm, (150 x 250 x 1900) mm, (150 x 350 x 2400) mm e (150 x 450 x 2900) mm. As variáveis avaliadas foram, além das dimensões geométricas, o tipo e a dimensão do agregado graúdo empregados nas dosagens dos concretos. Quanto ao tipo foram utilizados o seixo rolado e a pedra britada. Quanto as dimensões utilizaram-se seixo rolado com diâmetro máximo (dmax) igual a 12,5 mm, brita com dois dmax: 9,5 mm e 12,5 mm. Quanto ao teor de agregado graúdo, neste trabalho, foi reduzido em 30% a quantidade definida na dosagem piloto, e para mante-se as proporções volumétricas da dosagem inseriu-se mais agregado miúdo, na mesma proporção à mistura, aumentando assim o teor de argamassa da dosagem. Nesta pesquisa foram suprimidas as armaduras transversais em todas as vigas, exceto nos apoios e nos pontos de aplicação da carga, onde manteve-se os estribos para evitar possíveis falhas nestes pontos devido ao acúmulo de tensão. Nas análises dos códigos de projetos, foram avaliadas as prescrições do ACI 318 (2019), do EC2 (2004) e NBR 6118 (2014). No que se refere aos modelos teóricos, avaliou-se as propostas de MUTTONI (2019) e de HUBER (2019). As referidas análises além de avaliarem a dispersão e o conservadorismo dos resultados encontrados, também os classificam segundo os critérios de COLLINS (2001), o Demerit Points Classification -DPC. Objetivando contribuir com as propostas de dimensionamento de vigas de concreto armado sujeitas ao esforço cortante. O presente trabalho apresenta uma proposta de modificação para cada código normativo analisado levando em consideração os parâmetros avaliados na tese, com o intuito de diminuir o coeficiente de variação dos resultados das estimativas, com base nas formulações analisadas. Para a sugestão das propostas de modificação ao ACI 318 (2019), EC2 (2004) e NBR 6118 (2014), foram utilizados dois bancos de dados compostos por vigas ensaiadas até a ruptura por cisalhamento. Utilizou-se o primeiro banco de dados para fazer interações entre os parâmetros avaliados, buscando resultados que melhorassem as previsões normativas no que tange a segurança estrutural e a dispersão dos dados. E um segundo banco de dados foi utilizado para validar estas propostas de modificação. As vigas foram modeladas utilizando um software computacional de análise não linear em elementos finitos. A calibração dos modelos computacionais foi feita a partir dos resultados experimentais das vigas de concreto armado, ensaiadas no programa experimental desta tese. Esta calibração permite que as análises sejam extrapoladas e utilizadas para a avaliação de concretos com as características ensaiadas. Pela análise dos modelos, observou-se que o modelo computacional conseguiu prever, de forma satisfatória, o comportamento experimental das vigas.
Acesso aberto (Open Access)
Influência do resíduo do caulim tratado termicamente da região Amazônica e o seu potencial uso como material suplementar ao cimento Portland.
(Universidade Federal do Pará, 2022-11-23) SOUZA, Márcio Rodrigo Nunes de; PICANÇO, Marcelo de Souza; http://lattes.cnpq.br/4535052395600357
As indústrias minerais produzem resíduos em grande quantidade e em diversos tipos e níveis de periculosidade, como por exemplo, a indústria de beneficiamento do caulim, a qual produz resíduos à base de sílica, mica e caulinita. O descarte desse material em local inadequado ocasiona um forte impacto ambiental, que poderia ser minimizado com a utilização desse resíduo como matéria prima para uso em construção civil. Este trabalho tem como objetivo estudar a incorporação dos resíduos de caulim calcinados como material suplementar ao cimento e concretos para uso na construção civil. Nesta pesquisa foram utilizados resíduos de caulim oriundos da mina do Felipe localizada no sul do Amapá, sendo realizados ensaios de caracterização física, química e mineralógica, o índice de atividade pozolânica dos resíduos calcinados nas temperaturas 500ºC, 700ºC e 900ºC, assim como, a análise térmica, de acordo com as normas da ABNT. Para os ensaios tecnológicos mecânicos (Ensaios de resistência à compressão simples, módulo de deformação e resistência à tração por compressão diametral) e durabilidade (Ensaios de absorção de água por imersão e ensaio de absorção de água por capilaridade), foram incorporados com 0%, 10%, 15% e 20% de resíduo de caulim calcinados, em substituição à parte do cimento Portland. Os resultados obtidos mostraram que os resíduos calcinados apresentaram elevada atividade pozolânica a uma temperatura de 700ºC, o uso do resíduo de caulim calcinado apresentou comportamento mecânicos e durabilidade como material suplementar ao cimento e concretos dentro das normas da ABNT, e por fim concluímos que existe viabilidade técnica da utilização do resíduo para o uso na construção civil como material suplementar ao cimento, assim como utilização para concretos de alta resistência.
Acesso aberto (Open Access)
Lajes lisas nervuradas bidirecionais de concreto armado sem armadura de cisalhamento com furos adjacentes ao pilar
(Universidade Federal do Pará, 2019-08-23) AGUIAR, Amaury José Oliveira de; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186
Com a necessidade de um melhor entendimento quanto ao comportamento estrutural de lajes lisas nervuradas bidirecionais de concreto armado com furos adjacentes ao pilar, visando a passagem de dutos de instalações ou ventilação, foram analisadas 15 lajes quadradas medindo 2300 mm de lados e 150 mm de espessura com diferentes configurações de furos. A influência da retangularidade dos pilares também foi um importante tópico analisado, haja vista a concentração de tensões nos vértices da área carregada. Para isso, 5 normas consagradas foram utilizadas como parâmetro de cálculo para se estimar as cargas últimas das lajes e também para desenvolver uma nova abordagem de se estimar as cargas de ruína. Vale lembrar que as lajes analisadas não possuíam armaduras de cisalhamento, isto é, apenas a parcela de contribuição do concreto foi considerada para se estimar a resistência última, embora algumas normas associem esta parcela de resistência com a taxa de armadura de flexão, atribuindo um incremento na resistência última. Os resultados mostraram que o alongamento do furo e do pilar afetaram de forma considerável no comportamento das lajes, bem como a distribuição das tensões nas regiões dos vértices dos furos. Diante disso, baseando-se em bancos de dados, pôde-se estabelecer novos parâmetros nas equações normativas (Hi) que por sua vez aproximaram os resultados e diminuíram as dispersões dos mesmos, além de uma análise numérica não linear ter fornecido padrões de confiabilidade nos modelos analisados.
Acesso aberto (Open Access)
Método para identificação, análise e controle dos fatores de atraso de obras na gestão dos projetos de construção: um estudo baseado na metodologia multicritério construtivista de apoio à decisão (MCDA-C).
(Universidade Federal do Pará, 2023-01-26) CARVALHO, André Brasil de; MAUÉS, Luiz Maurício Furtado; http://lattes.cnpq.br/7497951647889934
O atraso em obras é observado globalmente na construção civil e afeta a economia dos países, influenciando diretamente nos custos e na baixa qualidade das obras, na ocorrência de litígios entre as partes e outras consequências, como questões sociais relacionadas ao déficit habitacional; por exemplo. Dessa forma, torna-se fundamental a identificação das causas dos atrasos de obra na gestão de projetos de construção para a minimização de suas consequências. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é a elaboração de um método de identificação, de análise e controle para os fatores de atraso de obras na gestão dos projetos de construção. A metodologia de pesquisa incluiu, primeiramente, uma revisão sistemática da literatura (RSL); posteriormente, realizou-se uma pesquisa survey, por meio de questionários e entrevistas, com o intuito de se observar as causas de atraso de obra mais frequentes, que foram avaliadas ainda quanto às suas correlações pela técnica estatística da análise fatorial. No caso, os resultados demonstraram que as 12 principais causas identificadas são correlacionadas a quatro fatores de atraso de obras: gestão de suprimentos, gestão da mão de obra, gestão do projeto e gestão das condições do tempo. Por fim, após essa primeira fase da pesquisa e visando-se ao desenvolvimento do modelo proposto, foi aplicado o método da Design Science Research (DSR) em uma empresa local de gestão de projetos, utilizando-se como ferramenta de pesquisa a metodologia construtivista multicritério de apoio à decisão (MCDA-C), buscando examinar de forma criteriosa o processo de tomada de decisão relacionado aos fatores de atraso observados; que foram utilizados como parâmetro iniciais na etapa de estruturação do método MCDA-C. Os resultados gerados foram o desenvolvimento e validação do método proposto, identificado como artefato gerado pela DSR, assim como a elaboração dos descritores (indicadores de desempenho) para todas as causas de atraso avaliadas. Do mesmo modo, obteve-se recomendações de controle na atuação da instituição nos fatores de atraso de obra em questão, principalmente quanto à gestão de suprimentos e de gerenciamento de projetos que não apresentavam desempenhos satisfatórios. No caso, cabe destacar as mudanças ocorridas no organograma e na metodologia de trabalho da empresa como ações implementadas em consequência do processo, realizado conjuntamente com o decisor. Conclui-se, portanto, que a pesquisa possibilitou uma análise profunda sobre quais questões devem ser priorizadas nas estratégias de ações que visem minimizar a ocorrência de atrasos na execução de empreendimentos na construção civil e que os fatores de atraso identificados podem ser considerados como “deficiências de gestão" dos empreendimentos
Acesso aberto (Open Access)
Proposta analítica para estimar as resistências residuais à tração por flexão em concreto reforçado com fibra de aço
(Universidade Federal do Pará, 2022-06-15) CASTRO, Lana Daniele dos Santos Gomes; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186
Nesta pesquisa são apresentadas equações que estimam as tensões residuais, fRi (i = 1 a 4), com base nos principais parâmetros que influenciam no desempenho do concreto reforçado com fibra de aço (CRFA), como as propriedades geométricas das fibras de aço, a resistência à compressão do concreto (fc) e o volume de fibra (Vf). Para essa finalidade, a pesquisa foi dividida em três etapas, a primeira consistiu em criar um banco de dados extenso e diversificado para, a partir dele, desenvolver as equações de tensões residuais através de regressão múltipla. A etapa seguinte foi experimental, composta 15 vigas (150x150x550) mm entalhadas e ensaiadas à tração na flexão, com volumes de fibra variável, com teores de 0,0%, 0,5%, 1,0%, 1,5% e 2,0%. Por fim, para a análise das equações elaboradas na primeira etapa, outro banco de dados é apresentado, no qual foram inseridos resultados experimentais coletados da literatura e os obtidos nesta pesquisa, e, adicionalmente, foi realizada comparações de desempenho com outros quatro modelos analíticos existentes. Concluiu-se que a proposta analítica apresentada por este estudo, para definir as tensões residuais, em comparação com os demais modelos empíricos existentes, destacou-se pelo seu bom desempenho, uma vez que foi a mais precisa, menos penalizada e dispersa, demonstrando a confiabilidade das equações.
Acesso aberto (Open Access)
Punção em lajes lisas unidirecionais de concreto armado com diferentes taxas de armadura secundária e pilares retangulares.
(Universidade Federal do Pará, 2022-09-29) BRANCO, Vitor Hugo Lopes; OLIVEIRA, Dênio Ramam Carvalho de; http://lattes.cnpq.br/1324105476558186
Visando avaliar o comportamento de lajes lisas unidirecionais de concreto armado à punção, foram analisadas experimentalmente 9 lajes submetidas a puncionamento simétrico. As lajes de dimensões de (1800 x 1800 x 120) mm receberam carregamento aplicado através de pilares de três tipos: A (85 × 85) mm, B (85 × 255) mm e C (85 × 425) mm. Todas foram confeccionadas com armadura de flexão principal constante de 1% (ρx) e diferentes taxas de armadura de flexão secundária (ρy), sendo: tipo 1 (0,5%), tipo 2 (1%) e tipo 3 (2%) aproximadamente. Concreto de resistência à compressão 28 MPa e módulo de elasticidade de 27 GPa. Armadura de tensão de escoamento de 573 MPa e módulo de elasticidade de 244 GPa. O trabalho teve como principais variáveis o índice de retangularidade dos pilares (cmax/cmin) e a taxa de armadura na direção secundária, objetivando avaliar a influência que exercem na resistência última ao puncionamento de lajes lisas unidirecionais de concreto armado. Os resultados experimentais foram comparados com quatro normas vigentes: ACI 318 (2019), EC2 (2004), MC 2010 (2011) e NBR 6118 (2014). Também foram comparados com os resultados obtidos a partir de uma análise numérica não linear realizada através do software ABAQUS CAE 6.14, com base no Método dos Elementos Finitos (FEM) e no modelo de Dano do Concreto (CDP). Os resultados indicaram que as normas precisam ser atualizadas, e que há o aumento da resistência ao puncionamento proporcional ao aumento da taxa de até 2% de armadura secundária, ampliando a resistência à punção das lajes em até 50% aproximadamente.

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