Teses em Engenharia Civil (Doutorado) - PPGEC/ITEC

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  • TeseAcesso 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.
  • TeseAcesso aberto (Open Access)
    Avaliação da sustentabilidade da gestão dos resíduos sólidos urbanos de municípios paraenses
    (Universidade Federal do Pará, 2022-05-24) NEVES, Raisa Rodrigues; FERNANDES, Lindemberg Lima; http://lattes.cnpq.br/4641468846318922
    A pesquisa teve o objetivo de realizar a avaliação da qualidade da gestão dos resíduos sólidos urbanos, considerando as ações praticadas e as informações previstas nos Planos Municipais de gestão Integrada de Resíduos Sólidos (PMGIRS). Para isso, foi estruturada uma matriz inicial composta por 73 indicadores, a qual passou por etapas de filtro, a fim de retirar informações com baixo potencial para serem respondidas pelos gestores municipais, originando a matriz final de 40 indicadores incorporados em 7 dimensões, fundamentando a elaboração dos questionários utilizados neste trabalho. Inicialmente, houve a aplicação dos questionários aos gestores para obter conhecimento acerca da realidade da gestão local; em seguida, os questionários foram encaminhados aos especialistas selecionados para participar do Método Delphi. No total, 5 grupos responderam os questionamentos das 7 dimensões, os quais forneceram notas de 1 a 5 para cada indicador e pesos à cada dimensão. Com base nas respostas dos gestores, nas notas finais de cada indicador e nos pesos finais de cada dimensão, foi possível calcular o Índice de Qualidade da Gestão dos Resíduos Sólidos (IQGRS), enquadrando os valores encontrados em níveis de sustentabilidades. Em seguida, a mesma metodologia foi aplicada para avaliar a qualidade de elaboração dos PMGIRS, sendo proposto o Índice de Qualidade dos PMGIRS (IQPMGIRS), dessa forma foi possível comparar o que estava sendo feito na prática e o que estava disposto no texto do instrumento de planejamento. Como resultados quanto à gestão, 4 municípios apresentaram condições de insustentabilidade, 4 apresentaram sustentabilidade regular, 5 apresentaram sustentabilidade boa e apenas 3 apresentaram sustentabilidade excelente. Após a aplicação das técnicas de clusterização quanto à gestão, foram formados 5 grupos, sendo Inhangapi e Canaã dos Carajás inseridos no grupo com melhor desempenho; Abel Figueiredo, Augusto Correa e Curuçá inseridos no grupo com pior desempenho. A clusterização também foi aplicada quanto à qualidade dos PMGIRS, garantindo a formação de 5 grupos, sendo o grupo com melhor desempenho formado por Abaetetuba, Bonito, Goianésia do Pará e Juruti; já o grupo com pior desempenho foi composto por Acará e Concórdia do Pará. Os grupos com piores desempenhos refletiram à necessidade de investimentos e progressões tanto em relação à prática da gestão, quanto em termos de melhorias nos PMGIRS, a fim de garantir a efetivação dos PMGIRS como ferramenta de tomada de decisão.
  • TeseAcesso 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.
  • TeseAcesso aberto (Open Access)
    Bem-estar no trabalho: proposta de uma escala para operários da construção
    (Universidade Federal do Pará, 2019-10-08) MOREIRA, Felipe de Sá; DUARTE, André Augusto Azevedo Montenegro; http://lattes.cnpq.br/1135221873341973
    Os conceitos de bem-estar, muito difundidos nas ciências sociais, ganham cada vez mais espaço e vêm sendo trabalhados em diversas outras áreas. Tipicamente utilizam-se de duas teorias de abordagem: o bem-estar subjetivo, por meio da teoria hedônica, e o bem-estar psicológico, apoiado na teoria eudaimônica. Com base nestas teorias o campo de estudo denominado bem-estar no trabalho (BET) foi desenvolvido, o qual busca a compreensão dos fatores que proporcionam a felicidade ou bem-estar nas organizações. Apesar da utilização intensiva de mão-de-obra, a indústria da construção parece não aplicar tais conhecimentos, mas desenvolve muitos aspectos voltados a qualidade de vida do trabalhador. Assim, o objetivo desta pesquisa é propor uma escala de BET voltado aos operários da indústria da construção civil. Para isto, utilizou-se a Teoria de Resposta ao Item (TRI) para a concepção do instrumento utilizado na escala. Por meio de uma Revisão Sistemática da Literatura (RSL) realizada em 10 bases de pesquisa, foram mapeados 92 estudos que apontaram 89 aspectos referente ao bem-estar deste nicho de trabalhadores. Com base nestes aspectos, buscaram-se diversos instrumentos já validados em outras pesquisas para constituir o instrumento inicial deste estudo, o qual é composto por 53 itens relacionados às seguintes temáticas: BET, estresse, relação trabalho-família, clima de segurança, consumo de álcool e tabaco, saúde física e distúrbios musculoesqueléticos. O instrumento foi aplicado em 376 operários da construção. Os resultados foram tabulados e foi utilizada a TRI por meio do modelo de Samejima para itens graduais. O instrumento final é composto por 32 itens, uma vez que 2 itens possuíam carga fatorial reduzida (menor que 0,30) e 19 itens tinham um baixo poder discriminativo (abaixo de 0,65). A escala constitui-se em 5 níveis (-2, -1, 0, +1 e +2), classificando o indivíduo segundo sua percepção quanto aos seguintes aspectos: (BET), estresse, relação trabalho família e saúde física. Espera-se que esta pesquisa contribua para o arcabouço teórico do BET, assim como para o fomento de tais perspectivas na construção civil.
  • TeseAcesso aberto (Open Access)
    Concreto permeável geopolimérico aplicado na pavimentação
    (Universidade Federal do Pará, 2023-03-07) ARAÚJO, Wendel Melo Prudêncio de; MACEDO, Alcebíades Negrão; http://lattes.cnpq.br/8313864897400179
    No cenário recente, a retenção de água subterrânea desempenha um papel fundamental para o ganho de sustentabilidade ambiental. Isso pode ser alcançado usando concreto permeável como material de pavimentação em vias, estacionamentos, áreas de jardim e aplicações em estradas de baixo tráfego. Devido sua limitação mecânica muitas pesquisas têm sido realizadas para desenvolver um material mais resistente. O concreto permeável geopolimérico é sintetizado pela ativação alcalina de materiais ricos em aluminato e sílica em um meio alcalino. Este trabalho tem como objetivo produzir amostras de concreto permeável geopolimérico, utilizando resíduo de cerâmica vermelha e metacaulim como precursores, para aplicação na pavimentação permeável. Os resultados demonstraram que é viável a utilização de cerâmica vermelha na produção do concreto permeável geopolímero até uma concentração de 30% pois, maiores concentrações, podem comprometer as propriedades físicas, hidráulicas e mecânicas.
  • TeseAcesso aberto (Open Access)
    Desenvolvimento de sistema computacional integrado de dimensionamento e representação gráfica de canais de macrodrenagem
    (Universidade Federal do Pará, 2022-05-23) MARTINS, Vania Carla Dias; PEREIRA, José Almir Rodrigues; http://lattes.cnpq.br/9918600634569244; https://orcid.org/0000-0002-3144-1787
    Concepção, desenvolvimento e aplicação de sistema computacional integrado de dimensionamento e representação gráfica de canais de macrodrenagem, denominado de SIDCAM e composto por modelo central em Java integrado a três softwares externos: Google Earth, HEC-RAS e AutoCAD. A pesquisa foi realizada em três etapas: (1) identificação de métodos e softwares necessários ao desenvolvimento de projeto de macrodrenagem; (2) desenvolvimento do SIDCAM com a confecção do software MACRO 1.0 em Java, para o dimensionamento hidrológico e hidráulico, , integração de ferramentas de importação e exportação de dado, entre o MACRO 1.0 e os softwares Google Earth, HEC-RAS e AutoCAD; e (3) avaliação da funcionalidade e confiabilidade do SIDCAM, por meio da sua aplicação no estudo de caso do projeto de macrodrenagem do Tucunduba, Belém/PA. Foi verificado que no módulo inicial é possível reproduzir o diagrama unifilar da rede hidrológica da bacia; no módulo hidrológico são gerados os hietogramas e hidrogramas de projeto, utilizando os métodos do Curver Number (SCS), blocos alternados e hidrograma triangular (SCS); o módulo hidráulico promove o projeto geométrico do canal; no módulo hidrodinâmico é validado o projeto geométrico do SIDCAM, observando a coincidência dos picos de vazão com pico de maré alta; e no módulo gráfico são geradas peças gráficas editáveis dos perfis longitudinal e transversais. Também foram construídos diretórios de importação de curvas IDF e maregráficas, alimentados por dois bancos de dados, para coeficientes IDF de 165 municípios brasileiros e de curvas marégraficas de 334 estações da marinha do Brasil. Os resultados da análise de confiabilidade do SIDCAM foram classificados como “Bom” e “Muito Bom”, com coeficientes Nash-Sutcliffe superiores a 0,97, erro percentual mínimo de 1,19% e máximo de 3,19%. Isso permite concluir que, ao concentrar diversas atividades em uma única estrutura integrada, a ferramenta desenvolvida é uma contribuição importante para os responsáveis pela elaboração do projeto de macrodrenagem.
  • TeseAcesso aberto (Open Access)
    Emprego de Resíduo de Silício Metálico como Material Pozolânico na Produção de Cimento Portland Composto
    (Universidade Federal do Pará, 2022-12-19) CUNHA, Rodrigo Rodrigues da; MACEDO, Alcebíades Negrão; http://lattes.cnpq.br/8313864897400179
    A construção civil, apesar de ser um setor de extrema importância para o desenvolvimento econômico do país, consome uma quantidade muito significativa de matérias-primas naturais, além de ser responsável pela maior parte do consumo de cimento produzido no mundo. A produção deste material, por sua vez, causa muitos impactos ambientais, decorrentes, principalmente, da etapa de sinterização do clínquer (principal constituinte do cimento), a qual ocasiona a emissão de milhares de toneladas de CO2 para a atmosfera. Neste sentido, diversos estudos têm sido realizados com o intuito de apontar um material alternativo que possa ser utilizado como adição mineral para o cimento em substituição ao clínquer. Boa parte dessas pesquisas tem buscado estudar o uso de adições fabricadas a partir do uso de resíduos industriais. Diante deste contexto, o presente trabalho tem como objetivo, analisar o comportamento de um cimento Portland modificado do tipo CPIIZ-32, produzido com substituição parcial do clínquer, por um resíduo oriundo do pré-separador do processo de fabricação do ferro silício - silício metálico - de uma indústria localizada em Breu Branco/PA. Para tanto, em um primeiro momento, foi realizada a caracterização física e química do resíduo na forma in natura e beneficiada, por meio do processo de moagem, a partir dos ensaios de massa específica, FR-X, DR-X e índice de atividade pozolânica com cal e cimento. Em seguida, foram formulados 5 (cinco) blends de cimento composto com diferentes teores de resíduo de silício metálico moído para análise do comportamento mecânico aos 28 e 90 dias de cura. Por fim, foi feita uma comparação do desempenho físico-mecânico das argamassas produzidas com o uso do cimento modificado e o cimento comercial do tipo CPIIZ-32. Os resultados demonstraram que o resíduo de silício metálico, após passar por um processo de pré-beneficiamento (moagem por um período de 60 minutos) obtém propriedades condizentes com os requisitos estipulados pela NBR 12653 (ABNT, 2014) para ser considerado como adição pozolanica. A utilização deste subproduto para este fim pode gerar enormes benefícios ambientais, reduzindo os impactos decorrentes das etapas de produção do clínquer, bem como, sendo uma alternativa viável para a logística reversa deste material, uma vez que as empresas geradoras ainda não possuem nenhuma forma de reaproveitamento para este resíduo.
  • TeseAcesso 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.
  • TeseAcesso aberto (Open Access)
    Identificação e quantificação de desplacamento cerâmico em fachadas de edifícios no contexto da indústria 4.0
    (Universidade Federal do Pará, 2023-03-24) SOUSA, Alcineide Dutra Pessoa de; MAUÉS, Luiz Maurício Furtado; http://lattes.cnpq.br/7497951647889934; https://orcid.org/0000-0002-1762-8617
    O processo de manutenção em fachadas é direcionado pelos resultados obtidos na fase de inspeção. Algumas propostas de métodos que visam ao melhoramento do processo de inspeção têm sido discutidas, e entre essas se destacam as que são conduzidas com base nas técnicas de Processamento Digital de Imagens (PDI) capturadas por Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT). O uso de VANT para capturar imagens em fachadas agiliza o acesso à área inspecionada, e as técnicas de PDI ajudam a automatizar o processo de identificação de manifestações patológicas. Além disso, a Quarta Revolução Industrial tem permitido a utilização de diversas ferramentas tecnológicas nas mais variadas aplicações de engenharia. Entre essas tecnologias podem ser citadas a computação em nuvem e os algoritmos de visão computacional. Nesse contexto, essa pesquisa tem como objetivo aplicar técnicas de PDI para detectar regiões com desplacamento cerâmico em fachadas de edifícios utilizando as tecnologias pertinentes a Indústria 4.0 (Quarta Revolução Industrial). O procedimento metodológico utilizado inicia com a formação de uma base de dados (imagens) capturadas por celular e por VANT. Para fins de modelagem, o algoritmo de detecção de objetos YOLO (You Only Look Once) foi aplicado nas imagens que compõem a base de dados utilizando computação em nuvem. A metodologia aplicada resultou em um programa escrito em python capaz de identificar as regiões com desplacamento, quantificar as cerâmicas faltantes e exportar os resultados da quantificação em uma planilha. O processo de identificação teve taxas de acertos próximos de 99% e a quantificação erros de menos de uma cerâmica por imagem, o que leva a conclusão da viabilidade do programa computacional proposto
  • TeseAcesso 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
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