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

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Análise do ciclo de vida da cadeia da banana na região do Lago de Tucuruí
(Universidade Federal do Pará, 2018-07-20) PINHEIRO, Joana Cláudia Zandonadi; MESQUITA, Andre Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662; GOMES, Luiz Moreira; http://lattes.cnpq.br/7074266533007983
Este trabalho trata da análise do ciclo de vida da banana na região do Lago de Tucuruí, no Estado do Pará. São quantificados os impactos ambientais desse produto e sua cadeia produtiva. Também é avaliado o potencial de beneficiamento, visando o incentivo de sua produção na região. Foram visitados produtores de banana regionais, em suas propriedades, onde se realizou o mapeamento dos fluxos do ciclo de vida desse produto, desde o plantio até a venda. A metodologia aplicada na pesquisa envolve a ferramenta Análise do Ciclo de Vida (ACV), que permite a visualização das contribuições ambientais e econômicas de cada processo produtivo. Essa ferramenta possibilita focar a análise na redução dos impactos ambientais e em melhores práticas de processamento e custos do beneficiamento do produto. Os resultados obtidos mostram que as Propriedades estudadas têm índices de emissões de impactos ambientais semelhantes a outras estudadas no mundo e que as fases do plantio até a formação do fruto apresentam índices de emissões elevados, de modo que se faz necessária a aplicação de melhores práticas aos processos, para que haja potenciais reduções dos impactos ambientais gerados. A ferramenta ACV utilizada foi de extrema importância para identificação dos fatores que impactam nos problemas da produção agrícola. Assim, podem-se propor melhorias no uso dos recursos da natureza para as propriedades estudadas, buscando-se a conservação e sustentabilidade, para gerações futuras.
Acesso aberto (Open Access)
Análise experimental dos limites superiores de resistência à punção de lajes lisas de concreto armado com armaduras de cisalhamento
(Universidade Federal do Pará, 2018-10-30) FREITAS, Marcus Vinícius Pereira de; FERREIRA, Maurício de Pina; http://lattes.cnpq.br/4242041552985485; https://orcid.org/0000-0001-8905-9479
No sistema de lajes lisas, a ligação laje-pilar é um ponto crítico devido ao risco de ruptura à punção. Diversos colapsos estruturais são relatados devido a esse modo de ruína e erros construtivos são as principais causas desses acidentes, levando pesquisadores a estudarem novas armaduras de cisalhamento para minimiza-los. A utilização de armaduras de cisalhamento é o meio mais eficiente para aumentar ductilidade e resistência à punção, porém sua correta disposição gera conflito com as armaduras de flexão. Desta forma, Ferreira et al. (2016) propõem uma armadura treliçada pré-fabricada posicionada internamente às armaduras de flexão, a qual gerou a patente de número BR 10 2015 006518 3 A2. Portanto, o trabalho realizado nesta pesquisa, contribui para a investigação dos casos de cisalhamento bidirecional para a armadura em questão. Nesta pesquisa foram realizados 5 ensaios experimentais de lajes lisas de concreto armado submetidas a carregamento simétrico, contendo armaduras de cisalhamento do tipo Stud Rails e a armadura treliçada pré-fabricada proposta por Ferreira et al. (2016). O estudo avaliou o desempenho das armaduras no que tange a resistência à punção e analisou os limites superiores de resistência, uma vez que se utilizou taxa de armadura de flexão de 2% e taxas de armadura transversal em torno de 1%. As lajes eram octogonais com 2500mm de distância entre faces paralelas, lado 1036 mm e espessura de 210 mm, moldadas com concreto com resistência à compressão de 30 MPa e apoiadas em pilares quadrados de lado 400 mm. Analisou-se as variáveis: tipo de armadura de cisalhamento, inclinação e espaçamento das camadas de armaduras de cisalhamento, bem como os parâmetros de dimensionamento das normas ACI 318 (2014), EC2 (2014), ABNT NBR 6118 (2014) e ficha de aprovação técnica ETA 12/0454 (2012). Os resultados experimentais mostram que o incremento de carga, em relação à laje sem armadura de cisalhamento, chegou a até 92%, com o uso da armadura treliçada préfabricada e 101% com o uso de Studs, mostrando que o limite superior de carga última em função da resistência do concreto (Vu/Vc) pode ser limitado a 2 e que a armadura estudada nesse trabalho apresenta um elevado potencial de comercialização, uma vez que seu custo por incremento de carga foi menor do que a laje armada com Studs Rails, exceto para os critérios sugeridos pelo ETA 12/0454, reduzindo o custo total em 15,6%.
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Procedimentos experimentais para avaliação da emissão de poeira em manuseio de minério
(Universidade Federal do Pará, 2018-11-29) SANTOS JUNIOR, Ronaldo Menezes dos; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662
A geração de poeira durante o manuseio e transporte de granéis acarreta uma série de problemas, tais como a poluição do ar e perda de material valioso. Em função do risco associado à inalação de poeira, diversos mecanismos de controle têm sido adotados. A utilização de água é uma opção viável para se inibir a geração de poeira, embora a utilização de supressores químicos, em alguns casos seja mais adequado. No entanto, normas e métodos para caracterização da geração de particulados, para a escolha adequada do mecanismo de controle, não são muito consolidados na literatura. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é desenvolver metodologias de ensaios para avaliar a emissão de particulados de minérios. A emissão de particulado durante o transporte foi avaliada em uma bancada de ensaios desenvolvida através da adaptação de um túnel de vento existente, por meio de ensaios com modelo de vagão, nas velocidades do ar de 40 km/h e 70 km/h, para diferentes valores de umidade do minério de ferro. Resultados mostram que o aumento da velocidade do escoamento aumenta a perda de massa de material contida no interior do modelo de vagão e o aumento da umidade do material reduz significativamente a perda de massa, sendo potencializado com o uso de supressores de poeira aplicado na superfície do material. Para simular o manuseio do material, desenvolveu-se uma bancada que utiliza o conceito da técnica de torre de poeira, a qual possibilita ensaios de geração da poeira durante a descarga de material. Nos resultados obtidos verifica-se também que o aumento de umidade do material reduz significativamente a emissão de particulados, sendo mais evidente para os materiais que possuem maior percentual de finos. A influência de supressores também foi avaliada, e dentre os reagentes testados, o Fe2(SO4)3 apresentou o melhor resultado para o pellet feed moído, reduzindo bastante a emissão de particulados em relação ao uso somente de água. Para as pelotas, o Ca(OH)2 apresentou os melhores resultados para a condição sem tempo de cura e o CaCl2 para a condição com tempo de cura de 2 horas. Portanto, os resultados mostram que as bancadas e procedimentos experimentais desenvolvidos, apresentaram resultados satisfatório e coerentes, os quais são confiáveis para a caracterização da emissão de particulados de diversos materiais.
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Influência das armaduras complementares na resistência ao cisalhamento de vigas com estribos treliçados pré-fabricados
(Universidade Federal do Pará, 2019) PINTO, Rosângela Silva; LIMA NETO, Aarão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/0287664572311345; https://orcid.org/0000-0002-5911-1368
No dimensionamento de estruturas de concreto armado submetidos a grandes esforços, pode ocorrer conflito na montagem das armaduras longitudinais e transversais. Para evitar esse tipo de ocorrência, as armaduras de cisalhamento internas podem ser uma boa opção, pois são inseridas entre as barras de flexão. No entanto, caso ocorra uma falha na ancoragem, um efeito secundário ocasionado pelo uso dessas armaduras pode provocar uma ruptura horizontal denominada (delaminação). A fim de impedir essa falha, na NBR 6118 (2014), se estabelece que a ancoragem dos estribos deve ser garantida por meio de ganchos, ou barras longitudinais soldadas. Atualmente, poucas pesquisas avaliam a influência das armaduras complementares (ganchos), e estas se limitam a uma analise global dos espécimes. Além do conflito na montagem de peças densamente armadas, outro fator que pode comprometer o desempenho mecânico desses elementos estruturais é o ângulo de posicionamento da armadura transversal. Segundo a Eurocode 2 (2004), a utilização de armaduras à 90º não apresenta comportamento plenamente satisfatório, o qual infere que ângulos diferentes resultariam em repostas mais eficientes. Diante disso essa pesquisa analisa experimentalmente o emprego de estribo treliçado pré-fabricado verificando a diferença de comportamento quando estes estribos são montados à 90º ou à 60º, em relação à horizontal, além de testar a influência de armaduras complementares que auxiliam na ancoragem dos estribos treliçados, posicionados nas pates tracionadas e comprimidas das vigas. No total. Foram ensaiadas 7 vigas faixas de concreto armado com uso de estribos internos treliçados pré-fabricados, sendo 1 viga sem reforço, sem armadura de cisalhamento, 4 com estribos treliçados posicionados a 90º em relação a armadura de flexão, e 2 com estribos treliçados pré– fabricados posicionados a 60º em relação a armadura de flexão. Onde as principais variáveis foram a taxa de armadura complementar (ganchos) e o espaçamento entre os estribos. Como conclusões, notou-se que o uso de armadura complementar ao estribo treliçado pré-fabricado resultou em um aumento de, aproximadamente, 2 vezes a resistência ao cisalhamento, em relação à viga sem reforço, evitando a delaminação até a carga de ruptura. Analisando os espécimes com armaduras complementares em ambas as faces, estes apresentaram maior resistência e ductilidade quando comparadas as vigas com armadura complementar apenas na face inferior, as deformações aumentaram de 2,46‰ da viga Wc-0.4-60b1, para 3,20‰ viga Wc-0.4-60a1, evidenciando que sua utilização promove a transferir esforços para as armaduras de cisalhamento. Sobre o comportamento das vigas Wc-04-90 ao diminuir o espaçamento dos estribos em 40 mm, estes apresentaram desempenho superior quanto à ductilidade e à resistência aos esforços cortantes, quando comparadas as vigas Wc-04-90, com espaçamento dos estribos de 100 mm.
Acesso aberto (Open Access)
Formulações de argamassas autonivelantes para contrapiso com incorporação parcial de agregado reciclado de concreto
(Universidade Federal do Pará, 2019-01-21) OLIVEIRA, Thais Valadares; CORDEIRO, Luciana de Nazaré Pinheiro; http://lattes.cnpq.br/9126233381230999; https://orcid.org/0000-0001-7931-4042
A argamassa autonivelante é um material dotado de características vantajosas para a indústria da construção civil, entre elas: elevada planicidade, reduzida espessura dos elementos que a utilizam, rápida aplicação e pequena demanda de mão-de-obra para sua execução. No intuito de agregar conhecimento acerca deste material, bem como de torná-lo mais sustentável, ao incorporar em sua mistura agregados reciclados de concreto, o presente trabalho foi proposto. O objetivo principal que o norteou foi constituir argamassas autonivelantes com incorporação destes resíduos e caracterizá-las no estado fresco, verificando a viabilidade técnica de seu uso. Além disso, em caráter complementar, observou-se como diferentes combinações de aditivos podem influenciar nas propriedades destas argamassas. Partindo da utilização de uma formulação base, disponível na literatura, foram então produzidos oito traços, tendo entre eles quatro variações de teores de substituição de areia comum por agregado miúdo reciclado de concreto (0%, 25%, 50% e 75%) e duas possíveis combinações de aditivos, uma que empregava paralelamente aditivo superplastificante e aditivo modificador de viscosidade e outra na qual foi aplicado apenas um aditivo plastificante polifuncional. Inicialmente, cada traço passou por ajustes individuais, de modo que apresentassem consistência, tempo de fluxo e configuração visual adequadas, sem demonstrar a ocorrência de exsudação ou segregação. A partir daí, foram feitos ensaios para verificar a exsudação, a densidade de massa, o teor de ar incorporado e o tempo de cura das argamassas. Ao final da pesquisa, notou-se que a incorporação de agregado reciclado em argamassas autonivelantes pode sim ser uma opção tecnicamente viável, sendo até mesmo vantajosa para as argamassas com ele formuladas, no que tange às propriedades avaliadas, ao reduzir, entre os traços com resíduo e os de referência, o teor de aditivo empregado (em até 0,2 %), a exsudação (a quantidade de água exsudada chegou a 2,04 % em um traço com agregado reciclado e a 2,61 % em um traço de referência), o teor de ar incorporado (variando de 0,17 % para 1,34 % entre traços com e sem agregado reciclado) e a densidade de massa (reduziu até 5,5 %). Entre as combinações de aditivos, por sua vez, observou-se que a mais satisfatória foi aquela que empregou aditivo polifuncional.
Acesso aberto (Open Access)
Análise experimental do cisalhamento em vigas de concreto armado reforçado com microfibras
(Universidade Federal do Pará, 2019-01-31) OLIVEIRA, Mateus Gonçalves de; TEIXEIRA, Marcelo Rassy; http://lattes.cnpq.br/8912916360456192
O estudo ao cisalhamento para obras de pequeno, médio e grande porte, sendo esta última conhecida como obras de arte, com a utilização de concreto armado ou protendido apresenta particularidades nas definições dos traços, uma vez que, tem a necessidade de minimizar a propagação de fissuras, assim como obter misturas adequadas considerando o diâmetro máximo característico elevado dos agregados graúdos, bem como evitar reações deletérias no concreto. Neste sentido, o principal objetivo desta pesquisa é analisar o comportamento ao cisalhamento de vigas de concreto armado, com reforço de microfibras de vidro e poliéster para cada tipo das citadas em frações volumétricas (0,024%, 0,032% e 0,048%), comparando-as com o comportamento de viga de concreto sem fibra, visando sua aplicação em elementos estruturais. Com a finalidade de atender a proposta desta pesquisa, a metodologia baseou-se primeiramente na caracterização dos materiais constituintes do concreto (cimento, agregados miúdos e graúdos e as fibras já mencionadas), dosagem do concreto tendo como premissas o método de Dosagem de Concreto EPUSP-IPT, concretagem das vigas, sendo: uma de referência sem adição de fibras e 6 (seis) com adições de microfibra de vidro e poliéster, sendo 3 (três) para cada uma das referidas, e posterior análise quanto ao cisalhamento por meio dos rompimentos das vigas experimentais, e análise computacional entre a viga modelada no software Response 200 considerando estribos em toda sua seção e a de referência experimental sem estribos em 1/3 de suas seções. Pode-se afirmar, que as microfibras de vidro e de poliéster demonstraram indícios que seus usos podem ser usados como substituição parcial das armaduras transversais; contribuíram para estabilidade com relação ao pós-pico ou pós-fissuração; contribuíram no ganho na resistência ao cisalhamento de 15,1% para a VFV01 (viga com adição de microfibras vidro com o percentual de 0,024%) e de 21,6% da VFP02 (viga com adição de microfibra de poliéster com percentual de 0,032%) ambas em relação a VR (viga de referência). Logo, este estudo demostrou que o reforço fibroso pode ser usado como eficiência no controle
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Avaliação da resistência ao cisalhamento em vigas de concreto armado reforçadas com macrofibras sintéticas
(Universidade Federal do Pará, 2019-02-01) SOUSA, Diego Lucena de; TEIXEIRA, Marcelo Rassy; http://lattes.cnpq.br/8912916360456192
Com o crescimento da utilização de materiais compósitos em busca de se agregar às novas tecnologias, e, mediante a aplicação em teores de fibras sintéticas ao concreto, esse material pode acrescentar características favoráveis em relação ao concreto convencional. A partir desta constatação, este estudo realizou a aplicação de teores de 0,08%, 0,12% e 0,16% para a fibra de polipropileno e 0,24%, 0,36% e 0,48% para a fibra de polietileno em vigas de concreto armado para que se pudesse avaliar as devidas contribuições, quando tal elemento estivesse submetido a tensão de cisalhamento. Assim, após a realização dos ensaios pôde-se constatar que os elementos com aplicação de fibras obtiveram uma resistência acima, porém, próxima à viga produzida com o concreto de referência, por outro lado, à medida que se incrementou teores de ambas as fibras ao concreto produzido, o mesmo obteve um aumento de ductilidade, fato comprovado pelos gráficos cortante x deslocamento vertical, cortante x deformação no concreto e cortante x deformação na armadura de flexão, visto que, dentre os teores de fibras utilizados, os percentuais de 0,36% e 0,48% de polietileno e 0,16% de polipropileno foram os que apresentaram um volume crítico correspondente ao teor de fibras mais aproximado de um ideal, demonstrando assim, a proximidade da capacidade portante para tal compósito produzido, a partir da ruptura de sua matriz. Portanto, conforme Figueiredo (2000), a mudança de comportamento é função das características das fibras e da matriz de concreto e da sua interação. Desta forma, o material passa a ter exigências específicas para seu controle da qualidade, dosagem e até mesmo aplicação, diferentes do concreto convencional. Diante disso, pode-se afirmar que as possibilidades de aplicação do material são ampliadas, pois o concreto reforçado com fibras apresentou vantagens tecnológicas em relação ao convencional, pois o mesmo evidenciou um comportamento mais dúctil, absorvendo uma mesma capacidade de carga por um maior período de tempo.
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Análise da viabilidade técnico-econômica de implantação de reciclagem de pneus para produção de CBUQ em Tucuruí
(Universidade Federal do Pará, 2019-02-21) MOUSINHO, Mateus Mamede; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662
O crescimento populacional e o rápido desenvolvimento tecnológico contribuíram para o aumento da geração de resíduos sólidos por meio do despejo de forma inadequada de pneus pós-consumo, que não são biodegradáveis e cujo tempo de decomposição ainda não é precisamente determinado. Para que seja defendido que a cultura da reciclagem não evidencie apenas aspectos de preservação ambiental e educacional, também é necessário justificar a reciclagem como uma atividade econômica que gera emprego e renda ao município, contribuindo para o bem-estar e qualidade de vida. Portanto, o objetivo principal dessa pesquisa foi quantificar o descarte de pneus inservíveis e analisar a viabilidade técnico-econômica para a implantação do processo de reciclagem de pneus inservíveis na fabricação de agregado borracha na mistura asfáltica a usina de asfalto da cidade. Para tanto, mensurou-se o descarte de pneus inservíveis em um determinado período em Tucuruí e estimou-se o volume de descarte das cidades adjacentes, além disso, analisou-se as atividades operacionais e os custos de produção do resíduo como agregado borracha. Na pesquisa em campo, foram aplicados 98 questionários em 30 bairros onde se encontram os estabelecimentos em janeiro de 2018. Desse modo, observou-se um montante mensal de 1.664 pneus nas borracharias, 2.347 pneus nas lojas mecânicas, totalizando em 4.011 pneus no município, o que permite concluir que a cidade apresenta um grande volume desse resíduo sólido. As cidades adjacentes apresentaram em sua estimativa um total de 8.031 pneus inservíveis ao mês. Para a produção do agregado borracha da mistura asfáltica, foi utilizado o traço do CBUQ convencional em relação ao CBUQ modificado desenvolvido por Coelho (2018), no qual foi estimado que um quilômetro de mistura asfáltica de espessura de 3,5 centímetros consegue-se utilizar aproximadamente 11,72 toneladas de agregado reciclado (8,79 toneladas de borracha e 2,93 toneladas de serragem de madeira), isso equivale a 1.465 pneus de automóveis ou 5.170 pneus de motocicleta, chegando a uma economia na compra de matéria-prima de R$ 56.075,41 por quilômetro. Conclui-se que os resultados dos três cenários são satisfatórios, as simulações do estudo foram apenas dos recursos disponíveis para a produção do agregado borracha gerado pelo município como um projeto pioneiro, com intuito que os outros municípios façam parte dessa identidade visual de cidade sustentável.
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Aplicação de técnicas de identificação de sistemas para previsão de resistência à punção em lajes lisas de concreto armado sem armadura de cisalhamento
(Universidade Federal do Pará, 2019-02-27) AMORIM, Fábio de Oliveira; FERREIRA, Maurício de Pina; http://lattes.cnpq.br/4242041552985485; BAYMA, Rafael Suzuki; http://lattes.cnpq.br/6240525080111166
Os sistemas estruturais usados em edificações de concreto armado, em que as lajes se apoiam diretamente sobre os pilares, sem o uso de vigas, têm, entre suas características, a existência de tensões concentradas elevadas nas ligações laje-pilar. Tensões estas que podem provocar a ruptura destas ligações e até levar a estrutura a um colapso progressivo. A esse efeito dá-se o nome de punção. Como a ruptura das ligações por punção é do tipo frágil, sem aviso, é extremamente importante que seja feita a verificação da resistência da ligação. Para o estudo em questão, foram coletadas informações de dois bancos de dados de diversos autores que realizaram ensaios experimentais em lajes lisas de concreto armado sem armadura de cisalhamento, contendo nestes diversos parâmetros utilizados nos ensaios, bem como valores de resistência à punção. Muitos estudos foram realizados com o intuito de definir e padronizar procedimentos e funções matemáticas que representassem de forma satisfatória o fenômeno da punção em função de seus diversos parâmetros de influência. Dessa forma, foram desenvolvidos modelos de cálculo e instruções normativas que podem ser utilizadas para o estudo e desenvolvimento da temática. Outrossim, alguns estudos foram desenvolvidos com o auxílio de técnicas numéricas e de identificação de sistemas, resultando em equações que visam representar o fenômeno da punção de forma satisfatória. O presente trabalho tem por meta obter uma função matemática que represente o fenômeno da punção em lajes sem armadura de cisalhamento por meio de sua tensão resistente, ou até mesmo intervalos de funções, se assim for o caso. Assim sendo, abre-se a possibilidade de propor melhorias nas equações presentes nas normas. Os resultados apresentados mostram que é possível prever novos modelos matemáticos que descrevem o fenômeno da punção por meio de técnicas de identificação de sistemas. Os resultados também evidenciam que é possível propor melhores modelos matemáticos ao avaliar melhores métricas de desempenho que as equações provenientes de dados normativos por meio de dados estatísticos. Dessa forma, concluise que novos modelos matemáticos podem servir de referência para engenheiros da área de estruturas e pesquisadores de áreas afins.
Acesso aberto (Open Access)
Análise experimental da eficiência de bielas de concreto simples e armado em modelos locais e globais
(Universidade Federal do Pará, 2019-03-21) FREIRE, Marília Caires; FERREIRA, Maurício de Pina; http://lattes.cnpq.br/4242041552985485; https://orcid.org/0000-0001-8905-9479
O projeto de vigas de concreto armado é usualmente feito a partir de métodos de análise de seções, nos quais se leva em conta a hipótese de Bernoulli, assumindo-se que as deformações se distribuem linearmente ao longo da seção transversal do elemento. Entretanto, diversas situações na prática exigem alternativas distintas de cálculo, realizadas tanto por equações normativas fundamentalmente empíricas como por soluções numéricas ou analíticas a partir do Método de Bielas e Tirantes. É o caso de vigas-parede, onde há a formação de uma biela do tipo garrafa, para a qual a influência da taxa de armadura é geralmente desconsiderada pelas normas vigentes de dimensionamento. Diante disso, realizou-se um estudo experimental para avaliar a eficiência de bielas de concreto simples e armado, por meio de modelos locais e globais, respectivamente caracterizados por prismas hexagonais carregados em áreas reduzidas e por vigas-parede, visto que em ambos o mecanismo resistente parece estar diretamente ligado ao fluxo de tensões na biela de concreto. Os resultados mostraram comportamentos semelhantes entre os modelos quanto às deformações do concreto e das armaduras, além de modos de ruptura equivalentes, resultantes da abertura de uma fissura de fendilhamento nas bielas. Com o aumento das taxas de armadura transversal, foram observados ganhos de resistência última, ductilidade e controle da fissuração, principalmente para os espécimes com armaduras em formato de malha, além de resultados superiores e sempre a favor da segurança para a análise por meio de fatores de eficiência de biela. O mesmo não foi verificado para a avaliação de resistência à força cortante pelos códigos normativos, que resultaram em estimativas contra a segurança conforme o aumento da taxa de armadura. Com isso, confirma-se que soluções por bielas e tirantes são métodos mais indicados para o dimensionamento eficiente e seguro de estruturas com regiões de distúrbio na distribuição de tensões e deformações.
Acesso aberto (Open Access)
Utilização de rejeito de minério do cobre como agregado miúdo na produção de concreto
(Universidade Federal do Pará, 2019-03-29) SOUSA, Douglas Martins; SOUZA, Paulo Sérgio Lima; http://lattes.cnpq.br/4933212993218783
Uma grande preocupação com os recentes acidentes envolvendo barragens de rejeito tornou a despertar a urgente necessidade de adequação das empresas mineradoras quanto ao destino dado aos rejeitos de minério gerado por suas operações. Neste contexto, o reaproveitamento destes materiais na indústria da construção civil, mostra-se com uma excelente alternativa. Nesta pesquisa, avaliou-se o reaproveitamento de rejeito da mineração do cobre como substituto parcial aos agregados miúdos na produção de concretos convencionais objetivando a avaliação do desempenho mecânico do concreto produzido com este material, também se objetiva, conseguir uma material destinação sustentável para este. Apenas na mina de onde o material foi coletado, existem cerca de 160 milhões de toneladas deste material acumulados na bacia de rejeitos da mineradora, o que demonstra que existe uma fonte considerável deste material disponível para reaproveitamento. No programa experimental houve a produção de quatro séries de estudo: uma de referência, composta pelo concreto sem a adição do rejeito, e outras três com 15 %, 30% e 45% de substituição aos agregados miúdos, além da utilização de duas relações água/cimento. Foram feitos ensaios no estado fresco para se avaliar qual a influência do rejeito nas propriedades plásticas do concreto, e no estado endurecido, foram ensaiados corpos de prova aos 07 e 28 dias para o ensaio de resistência à compressão axial, tração por compressão diametral, tração na flexão e módulo de elasticidade. Os resultados obtidos foram tratados com estatisticamente através de análise de variância (ANOVA) e provaram para o parâmetro substituição de rejeito, houve significatividade. Os resultados mostraram que as amostras com substituição de rejeito obtiveram bons resultados, elevando significativamente tanto a resistência à tração quanto a resistência à compressão do concreto, quando comparados com série de referência sob as mesmas condições. Portanto, neste quesito o rejeito de cobre se mostra com um excelente potencial para ser reutilizado na produção de concretos, no que diz respeito a seus efeitos nas propriedades mecânicas do concreto, além de conseguir uma destinação mais sustentável do que a dos dias atuais.
Acesso aberto (Open Access)
Concreto auto adensável com agregado miúdo reciclado de concreto
(Universidade Federal do Pará, 2019-03-29) BERNARDO, Karen Suely Martins; CORDEIRO, Luciana de Nazaré Pinheiro; http://lattes.cnpq.br/9126233381230999; https://orcid.org/0000-0001-7931-4042
Uma abordagem mais sustentável na produção de concreto autoadensável (CAA) visa substituir os agregados naturais por agregados reciclados, no entanto essa substituição causa uma alteração nas propriedades do material produzido. Esta pesquisa objetiva avaliar o efeito do agregado reciclado miúdo de concreto nas propriedades no estado fresco e endurecido de concretos autoadensáveis, utilizando uma metodologia de dosagem com foco na reologia dos materiais. O estudo de dosagem foi realizado através de uma adequação do método de Gomes utilizando três teores de substituição de AMN por AMRC (10%, 20% e 30%). Foram analisadas as propriedades no estado fresco de acordo com os parâmetros estabelecido na bibliografia sobre o tema e pela prescrição normativa referente, além das propriedades no estado endurecido. Neste estudo, observou-se uma redução da viscosidade aparente, da habilidade passante e da resistência à segregação proporcional ao aumento da substituição de AMN por AMRC. Porém, todos os traços alcançaram a autoadensabilidade exigida, com o mínimo de ajustes. Os traços apresentaram resistência à compressão axial que se enquadravam na classe de concreto estrutural. Portanto, por meio das respostas encontradas durante o estudo de dosagem foi possível produzir concretos autoadensáveis com teores de até 30% de AMRC que atendessem aos requisitos estabelecidos.
Acesso aberto (Open Access)
Análise de atributos de classificação para o diagnóstico de falhas em rolamentos baseado em SVM
(Universidade Federal do Pará, 2019-08-06) SOUZA, Jusley da Silva; BAYMA, Rafael Suzuki; http://lattes.cnpq.br/6240525080111166; MESQUITA, Alexandre Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/3605920981600245; https://orcid.org/0000-0001-5605-8381
Nas indústrias, a preocupação em disponibilidade total de máquinas e equipamentos mecânicos no setor produtivo é assunto de pesquisas e testes para obtenção de técnicas mais eficientes aplicadas ao monitoramento e diagnóstico de falhas. Rolamentos são elementos de máquina de grande aplicação no setor industrial, e apresentam alto índice de falhas, que geram paradas da máquina para realizar manutenção. Por esse motivo este trabalho apresenta técnica de Inteligência Artificial aplicada aos sinais de vibrações de uma máquina rotativa para diagnóstico de falhas em seus rolamentos. Os sinais de vibração fazem parte de um banco de dados aberto, oferecido pela Case Western Reserve University. Neste trabalho é aplicado de duas formas o algoritmo de classificação Máquina de Vetores de Suporte (Support Vector Machine, SVM) para o diagnóstico de defeitos em rolamento. No primeiro caso são usados preditores estatísticos (Valor RMS, Fator de Crista, Fator K, Curtose e Skewness) como atributos para o classificador SVM. No segundo caso, o processamento do sinal é feito aplicando o método EEMD (Ensemble Empirical Mode Decomposition), que gera vários sinais denominados de Funções de Modos Intrínsecos (IMFs). Para cada IMF faz-se a sua modelagem usando Modelagem Autoregressiva (AR), e os coeficientes dos modelos AR de cada IMF são usados como atributos para o classificador SVM. As análises são realizadas para grupos de treinamentos e validação, com janelas escolhidas aleatoriamente e com janelas escolhidas na sequência temporal, considerando-se dois problemas de classificação dentro dos mesmos dados: um considera-se a mesma severidade e muda apenas o tipo de defeito e a outra em que tanto a severidade quanto o tipo de defeito variam. Como resultados, as metodologias apresentaram excelentes resultados de confiabilidade para diagnóstico de falhas em rolamentos.
Acesso aberto (Open Access)
Análise de dano em barragens de concreto através do método dos elementos finitos
(Universidade Federal do Pará, 2019-08-30) BORGES NETO, Osvaldo Sousa; PRAZERES, Plínio Glauber Carvalho dos; http://lattes.cnpq.br/6175760351403329
A mecânica do dano em meios contínuos estuda os efeitos da degradação, em modo difuso e progressivo, sofrida por corpos sólidos sob solicitações de natureza mecânica ou não mecânica. Nela, tais efeitos são levados em consideração através da redução das propriedades de resistência e rigidez do material. Materiais como o concreto e as rochas têm como razão básica de seu comportamento não linear, microdefeitos em sua microestrutura que favorecem a concentração de microtensões. Esses microdefeitos constituem o que se entende por dano inicial do material. O intuito deste trabalho é o estudo de modelos constitutivos baseados na mecânica do dano apropriados para a análise dos mecanismos de dano em barragens de concreto. Para tal, utilizou-se um modelo de dano isotrópico com amolecimento linear e o modelo de dano de Cervera et al. (1996) na análise de duas seções de barragens de concreto. O modelo de Cervera et al. (1996) destacou-se por apresentar bons resultados na identificação do dano além de melhor descrever o aspecto real da curva tensão versus deformação do concreto. Para validação dos resultados repetiu-se o exemplo de uma viga-parede realizado por Proença et al. (2002) no qual os resultados da danificação foram compatíveis com o do programa elaborado em linguagem Matlab.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de um aplicativo móvel para promover o reaproveitamento de resíduos na dosagem de concreto
(Universidade Federal do Pará, 2019-09-04) MESQUITA, Felipe José Marques; FÜLBER, Heleno; http://lattes.cnpq.br/5018616409948511; ISHIHARA, Júnior Hiroyuki; http://lattes.cnpq.br/3498874642887006; https://orcid.org/0000-0002-0081-7913
O concreto é o material de construção mais utilizado no mundo, resultando em elevado consumo de materiais naturais, desta forma, o reaproveitamento de resíduos em substituição do cimento e agregados na produção de concreto possibilita redução na emissão de gases do efeito estufa, diminuição da extração de matérias primas naturais, além da diminuição da disposição destes resíduos na natureza. Tendo em vista a necessidade de desenvolver soluções que contribuam para a reutilização de resíduos de maneira eficiente, este trabalho se propôs a analisar o estado da arte da produção nacional sobre concreto com reaproveitamento de resíduos, para o desenvolvimento de um aplicativo móvel para fomentar o reaproveitamento de resíduos na produção de concreto. Através da análise bibliométrica das publicações brasileiras sobre concreto com reaproveitamento de resíduos, foram analisados trabalhos publicados durante um período de 20 anos na base de dados da Web of Science, revelando crescente interesse sobre o tema, com destaque ao resíduo de construção e demolição, sendo este o resíduo mais publicado e protagonista do artigo mais influente sobre o tema. A análise das publicações permitiu a criação de uma base de conhecimentos sobre a utilização de resíduos na produção de concreto, estes dados foram utilizados no desenvolvimento de um aplicativo para dispositivos móveis Android, que possibilita ao usuário ter fácil acesso a dosagens de concreto com reaproveitamento de resíduos, obter informações sobre potenciais fornecedores de resíduos e calcular os custos de produção deste concreto. O sistema conta com 41 traços diferentes, incluindo 7 tipos de concreto e 10 opções de resíduos, permitindo ao usuário obter ganhos ambientais ao substituir até 100% dos agregados naturais do concreto por resíduos e obter economia de até 11,82% em relação ao custo do concreto produzido sem resíduos.
Acesso aberto (Open Access)
Análise das propriedades tecnológicas da cinza do caroço de açaí na cerâmica vermelha
(Universidade Federal do Pará, 2019-09-16) FERREIRA, Taiana da Silva; SOUZA, Paulo Sérgio Lima; http://lattes.cnpq.br/4933212993218783; ISHIHARA, Júnior Hiroyuki; http://lattes.cnpq.br/3498874642887006; https://orcid.org/0000-0002-0081-7913
As matérias-primas provenientes da exploração de jazidas utilizadas para fabricação de produtos empregados na construção civil e os impactos ambientais ocasionados pelo setor da cerâmica vermelha evoluíram conforme o desenvolvimento das cidades. A necessidade do uso de materiais alternativos, como biomassas residuais tem tornado cada vez mais necessários estudos voltados para o reaproveitamento de resíduos no processo de produção e fabricação de materiais cerâmicos. Dessa forma, este trabalho possui o objetivo de avaliar a incorporação da cinza do resíduo do caroço do açaí (RCA) na massa argilosa e avaliar as propriedades tecnológicas da cerâmica vermelha. Os materiais foram caracterizados quimicamente e fisicamente, e, então realizada a moldagem dos corpos de provas por extrusão, utilizando teores de 0%, 10%, 15% e 20% de cinzas de RCA misturadas em dois tipos de argilas, denominadas argila vermelha e argila escura. Após a queima a 950 ºC, as peças foram submetidas aos ensaios de absorção de água, porosidade aparente, massa específica aparente, retração linear e tensão de ruptura a flexão. Os resultados obtidos demonstraram que o uso da cinza de RCA contribuiu para trabalhabilidade das misturas, diminuindo a necessidade de acréscimo de água para moldagem. Também pôde ser verificado que o teor de 10% de cinza como substituto parcial da argila vermelha, e da massa contendo 50% de argila vermelha e 50% de argila escura, influenciou de forma positiva nas propriedades tecnológicas avaliadas. No entanto, para os teores de 20% de incorporação de cinzas de RCA, os valores foram medianos e para o ensaio de porosidade insatisfatório. Dessa forma, foi possível verificar a viabilidade técnica do uso de cinza do caroço do açaí em substituições parciais, contribuindo para redução de exploração de matérias-primas, redução do descarte de resíduos sólidos e o reaproveitamento da biomassa residual do caroço do açaí na produção de materiais cerâmicos.
Acesso aberto (Open Access)
Cisalhamento em vigas de concreto armado com armadura transversal interna contínua
(Universidade Federal do Pará, 2019-09-24) SOUZA, Diego Ferreira de; LIMA NETO, Aarão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/0287664572311345; https://orcid.org/0000-0002-5911-1368
Elementos de concreto armado podem sofrer elevados esforços de flexão e cisalhamento, seja por carregamentos elevados, tipo de construção ou limitação arquitetônica, necessitando assim de uma elevada taxa de armadura longitudinal e transversal o que pode acarretar em conflitos das duas armaduras gerando redução em produtividade durante a armação do elemento. Como forma de solucionar esse conflito de armaduras alguns pesquisadores aplicaram em elementos de concreto armado armaduras de cisalhamento internas, ou seja, essas armaduras ficam posicionadas entre as barras da armadura de flexão eliminando assim o conflito entre as barras transversal e longitudinais e auxiliando na produtividade da armação já que esse tipo de armadura pode ser pré-fabricada e posicionada na localização de projeto. Entretanto não existem recomendações normativas que indiquem a utilização de estribos interno. Estudos realizados sobre o tema apontaram que os estribos internos necessitam de um dispositivo, conforme recomendação da NBR 6118 (2014) que auxilie na ancoragem e permita a transferência dos esforços de cisalhamento para o concreto sem que ocorra o efeito de delaminação. Atualmente poucas pesquisas avaliam o desempenho da armadura transversal com inclinações entre 45º e 90º, onde estribos inclinados proporcionam melhor ductilidade e redução dos esforços nas bielas de compressão. Diante disso essa pesquisa apresenta um tipo de armadura transversal interna, testada em um programa experimental e comparada com estribos fechados. O programa experimental foi realizado com um total de 5 vigas faixa de concreto armado, sendo uma de referência com estribos fechados e as outras 4 com estribos internos, onde as principais variáveis foram a inclinação das armaduras transversais internas em 60º e 90º e a quantidade de pernas verticais da armadura transversal interna utilizada, mantendo a taxa de armadura transversal. Como resultados, são apresentados gráficos de deslocamentos, deformações nas armaduras de flexão e cisalhamento e no concreto, mapas de fissuração e superfícies de ruptura, e foram comparadas as cargas últimas observadas nos ensaios com as cargas teóricas estimadas por diferentes recomendações normativas. Conclui-se então que os estribos internos apresentam grande potencial em sua utilização, já que apresentam maior ductilidade e resistência superiores em comparação com o estribo fechado utilizado atualmente, onde os estribos internos inclinados apresentaram ganho de até 14% em relação a viga de referência.
Acesso aberto (Open Access)
Análise experimental de consolos curtos de concreto com armaduras continuas e descontinuas
(Universidade Federal do Pará, 2019-09-30) ABRANTES, Jedson Henryque Corrêa; TEIXEIRA, Marcelo Rassy; http://lattes.cnpq.br/8912916360456192
Os consolos curtos, assim como algumas peças de concreto armado apresentam regiões de descontinuidades (regiões D), onde não se deve levar em consideração as hipóteses de Bernoulli, uma vez que o fluxo de tensões não se distribuem de forma linear ao longo da seção transversal destes elemento, e para corrigir os distúrbios causados por este fluxo em áreas específicas é que se buscam alternativas de cálculo por meio de equações idealizadas por percepções empíricas de pesquisadores, ou ainda por meio do Método de Bielas e Tirantes. Neste contexto e após observações teóricas e experimentais de consolos, concluiu-se que as bielas formadas nessas estruturas são do tipo garrafa, e embora exista um considerável banco de dados a esse respeito, não existe um consenso na literatura e entre normas vigentes que faça relação concreta entre as taxas de armaduras contínuas, modo de ruptura e as resistências das bielas. Dessa forma, realizou-se um estudo experimental para avaliar a contribuição de três tipos de fibras (armaduras descontinuas), polipropileno, polietileno e aço, que foram adicionadas ao concreto em três diferentes teores para cada uma delas. Os resultados mostraram que de forma geral houveram comportamentos similares para as leituras do concreto, e o inverso quando se analisou as armaduras continuas que sofreram esforços de tração (Tirantes). Para as peças com fibras metálicas o ganho de resistência com relação aos espécimes de referência foi percebido para a peça que recebeu maior teor de fibra. Já para as fibras sintéticas, a fibra de polipropileno teve melhor ganho no espécime com segundo melhor volume de fibra, e para polietileno foi registrado para a menor porcentagem. Essas peças também apresentaram melhor comportamento dúctil dentre todas as peças ensaias que não receberam estribos horizontais. Quanto aos resultados comparando-se os espécimes com armaduras contínuas, somente o espécime com fibra de polietileno alcançou resultado superior. Em relação a eficiência da biela, o método apresentou resultados contra e a favor da segurança, enquanto que com relação ao cortante, as estimativas das normas tiveram resultados bastante favoráveis. Logo tem-se que o MBT é um método bastante indicado para o dimensionamento que apresente eficiência e segurança mediante casos de estruturas que apresentam distúrbios de tensões e deformações.
Acesso aberto (Open Access)
Identificação de danos em estruturas usando modelo preditor baseado em técnicas de aprendizagem de máquinas
(Universidade Federal do Pará, 2019-10-04) BONA, Vanessa Cordeiro de; BAYMA, Rafael Suzuki; http://lattes.cnpq.br/6240525080111166; MESQUITA, Alexandre Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/3605920981600245; https://orcid.org/0000-0001-5605-8381
O aumento na quantidade de novas edificações e a existência de inúmeras construções antigas, sejam de pequeno médio ou grande porte, chamam a atenção para a necessidade de medidas que mantenham a qualidade, segurança e vida útil das estruturas. A realização de inspeções e monitoramentos independentemente da idade da edificação, tornam-se indispensáveis para detectar a existência de danos principalmente na sua fase inicial, evitando a sua propagação ou consequências graves que se originam devido a um colapso da estrutura, por conta do elevado grau de deterioração e inexistência de técnicas para recuperação. Baseando-se nesses aspectos, a presente dissertação tem como objetivo geral realizar a detecção de danos em estruturas usando a abordagem de aprendizagem de máquinas (machine learning) que integra três técnicas: inicialmente aplica-se o Ensemble Empirical Mode Decomposition (EEMD) que faz um processamento dos sinais e busca adequá-los para aplicação do Modelo Auto Regressivo (AR) gerando os atributos, que servirão como padrões de entrada para o classificador Support Vector Machine (SVM). Os dados utilizados para aplicação dos métodos são provenientes da modelagem de vigas de aço bi-apoiadas, íntegras e com regiões danificadas, pelo Software de Análise Estrutural SAP 2000. Tendo como referência a criação das estruturas por elementos finitos, foram aplicados dois tipos de carregamentos. O primeiro caso de carregamento aleatório atuando em apenas um ponto da viga e o segundo caso com três carregamentos simultâneos em três pontos da viga. Conforme as variações de localização e grau de severidade dos danos, o estudo buscou avaliar a capacidade dos modelos preditores em classificar os dados corretamente. Nas análises com maiores perdas de massa, os valores de acurácia são mais elevados, diminuindo de acordo com a redução da geometria do dano, pois os sinais de deslocamento se tornam similares ao da estrutura íntegra. Em relação a quantidade de carregamentos, o método demonstrou melhor desempenho e acurácia nos casos com três cargas simultâneas.
Acesso aberto (Open Access)
Análise experimental do desempenho de conectores de cisalhamento feitos em aço CA-50 para uso em estruturas mistas de perfis em aço e concreto armado
(Universidade Federal do Pará, 2019-10-25) SOUZA, João Pedro Nascimento de; LIMA NETO, Aarão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/0287664572311345; https://orcid.org/0000-0002-5911-1368
As estruturas mistas de aço e concreto passaram a ter um aumento como sistema construtivo com o passar dos anos, devido apresentar vantagens tanto no seu comportamento estrutural quanto a aspectos construtivos. Essas estruturas são aquelas em que ambos os materiais (aço e concreto) trabalham em conjunto, e para que isso seja possível, é necessário o uso de conectores que combatam os esforços de cisalhamento gerados entre os materiais. Existem vários tipos desses conectores, porém, o objetivo de todos é fazer com que a estrutura seja solidarizada e trabalhe monoliticamente. Este trabalho tem o objetivo de analisar experimentalmente o desempenho de conectores de cisalhamento, para emprego em estruturas mistas de aço e concreto armado, modificando geometrias e disposição de conectores compostos por barra de aço CA-50 de diâmetro de Ø 12,5 mm dobrada em formato próximo ao de uma treliça, fazendo um comparativo para definição de qual modelo oferece uma maior contribuição na ligação. Sendo assim, foram realizados ensaios tipo push-out, seguindo o procedimento descrito na norma europeia EN 1994-1-1 (2004), em 7 espécimes, compostos por um perfil metálico em I soldado com 800 mm de altura, e duas lajes de concreto armado, com dimensões de (600x600x150) mm, em contato com as mesas do perfil metálico, contendo os conectores soldados. Dentre os 7 modelos, 2 deles, chamados de Treliçado Isósceles (TI) e Treliçado Retangulo (TR), foram utilizados como referência, em 4 deles foram feitas variações de disposição dos conectores utilizados nos espécimes de referência, que foram chamados de Treliçado Isósceles Inclinado (TII), Treliçado Retangular Inclinado (TRI), Treliçado Isósceles Piramidal tipo A (TIP A) e Treliçado Isósceles Piramidal tipo B (TIP B), e em 1 foi feita uma mudança de geometria, sendo chamado Reto (RT). Em relação à capacidade de carga, o conector RT apresentou um ganho de carga de 10,82%, 32,94%, 19,53%, 34,51%, 30,98%, 23,14% em relação ao TI, TR, TII, TRI, TIP A e TIP B, respectivamente. Levando em consideração o procedimento de cálculo da resistência de projeto (𝑃𝑅𝑑) de cada conector pela norma EN 1994-11 (2004) os conectores ensaiados tiveram uma capacidade de carga 46,54% superior a 𝑃𝑅𝑑. Os conetores, em sua totalidade, mostraram-se dúcteis no seu modo de ruptura. Em comparação aos demais, o conector TR apresentou um comportamento mais rígido e, o conector TRI, um comportamento mais flexível em relação aos demais. Desta forma, observase que os conectores propostos apresentaram um bom desempenho em relação a capacidade de carga e ao modo de ruptura.