Dissertações em Engenharia de Infraestrutura e Desenvolvimento Energético (Mestrado) - PPGINDE/NDAE/Tucuruí
URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/9401
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Dissertação Acesso aberto (Open Access) Emissão de poeira em vias não pavimentadas na mineração: avaliação em laboratório e aspectos corporativos(Universidade Federal do Pará, 2026-02-03) DIDONÉ, Pablo Diego; MESQUITA, Andre Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662; FURTADO, Maciel da Costa; MARTINS, Márcio Ferreira; MARTINS, Ramon Silva; MONTE, Marisa Bezerra de Mello; http://lattes.cnpq.br/4062258417348910; http://lattes.cnpq.br/7325983059020104; http://lattes.cnpq.br/0642654456195324; http://lattes.cnpq.br/0449404086225701; https://orcid.org; https://orcid.org/0000-0002-3023-222X; https://orcid.org/0000-0002-4905-1453A erosão causada pela ação do vento tem efeitos positivos e negativos. A poeira do Saara fornece nutrientes aos solos amazônicos. Em contrapartida, a erosão de vias de mineração, degradadas pelo intenso tráfego de veículos pesados, gera poeira que pode ser transportada pelo vento, afetando a saúde e o bem-estar de funcionários e de comunidades próximas. A água é amplamente utilizada no controle de poeira, mas apresenta baixa eficiência quando aplicada isoladamente. Aditivos (por exemplo, biopolímeros) podem ser alternativas eficazes sob as perspectivas econômicas e ambientais, mas exigem compreensão das características das vias e das propriedades do produto. Este estudo revisou a emissão e o controle de poeira em vias não pavimentadas, projetou um mecanismo para simular a degradação da via e desenvolveu uma metodologia para medir as emissões em laboratório, visando avaliar a eficiência dos supressores. Os resultados indicaram que o aumento da eficiência hídrica por meio do uso de supressores pode contribuir para racionalizar o consumo hídrico na supressão de poeira, particularmente em períodos de menor pluviometria, quando a emissão tende a se intensificar. As reduções nas emissões (em termos de concentração média) foram de 73 % (ajuste da concentração) e 86 % (ajuste da dosagem), quando comparadas às emissões em solos sem aplicação de supressor. Adicionalmente, a adoção da metodologia proposta permitiu substituir a aplicação empírica de água por ciclos de umectação calibrados com base em parâmetros de laboratório, com potencial para reduzir custos operacionais e melhorar as condições de visibilidade e segurança das vias não pavimentadas. O material particulado é uma preocupação ambiental, social e econômica; deve ser integrado às estratégias de ESG (Environmental, Social and Governance) das mineradoras, relacionando a gestão de poeira a indicadores como a qualidade do ar, o uso de água, o engajamento de stakeholders e a conformidade legal. Essa abordagem pode ajudar empresas de mineração a equilibrar saúde, bem-estar, relacionamento comunitário e sustentabilidade, alinhando-se aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Impacto da taxa de armadura de flexão na resistência ao arrancamento de conectores com cabeça em vigas de CA: evidência experimental e tendência de projeto(Universidade Federal do Pará, 2025-09-01) ERICEIRA, Alexandre Silva; PEREIRA FILHO, Manoel José Mangabeira; http://lattes.cnpq.br/4765401390604065; https://orcid.org/0000-0001-9622-3863; LIMA, Jerfson Moura; FERREIRA, Maurício de Pina; http://lattes.cnpq.br/4244744747948798; http://lattes.cnpq.br/4242041552985485; https://orcid.org/0000-0001-9328-0192; https://orcid.org/0000-0001-8905-9479Sistemas de ancoragem com conectores pré ou pós-instalados são utilizados na construção civil para fixação de componentes em concreto. Conectores metálicos com cabeça permitem a transferência de forças entre aço e concreto, sendo empregados quando barras não são viáveis. Embora seu comportamento em ligações estruturais, como viga-pilar, seja amplamente estudado, a resistência ao cone de concreto com armadura de superfície ainda é pouco investigada. Este estudo avalia a resistência ao arrancamento de conectores embutidos sob diferentes momentos e analisa a influência da armadura de flexão como armadura de superfície fora da projeção do cone de ruptura. Foi realizado um programa experimental com 16 conectores em duas séries de elementos esbeltos de concreto armado (700×200×3000 mm), com embutimento de 110 mm e concreto de 30 MPa. Os resultados foram comparados com dados da literatura para taxas de armadura de 0,81% e 1,34%. Os resultados mostram que a fissuração influencia significativamente a resistência ao arrancamento dos conectores.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Identificação do desalinhamento de transportadores de correia por meio de sinais de vibração em um circuito de manuseio(Universidade Federal do Pará, 2025-07-14) LOUZADA, Ryan Luis Rodrigues; MESQUITA, Andre Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662; MESQUITA, Alexandre Luiz Amarante; CORDIOLI, Júlio Apolinário; http://lattes.cnpq.br/3605920981600245; http://lattes.cnpq.br/1932778477283611; https://orcid.org/0000-0001-5605-8381; https://orcid.org/0000-0002-0949-0961O desalinhamento em correias transportadoras é uma das principais causas de desgaste prematuro, falhas operacionais e aumento dos custos de manutenção em sistemas industriais de transporte de materiais. Este trabalho propõe uma metodologia baseada na análise de sinais de vibração para detecção automática do desalinhamento, utilizando uma bancada experimental desenvolvida para simular esse fenômeno de forma controlada. Foram implementadas modificações geométricas em chutes de transferência, projetados por meio de simulações com o Método dos Elementos Discretos (DEM), para gerar diferentes graus de desalinhamento. A coleta de dados foi realizada com sensores triaxiais acoplados à estrutura, e os sinais obtidos passaram por extração de atributos estatísticos no domínio do tempo. Esses dados foram então submetidos a algoritmos de aprendizado de máquina, como Máquinas de Vetores de Suporte (SVM) e Árvores de Decisão, com avaliação por validação cruzada. Os modelos demonstraram alta acurácia na identificação das classes de alinhamento, destacando a relevância de métricas como curtose, pico e fator K. Os resultados confirmam a eficácia da abordagem no diagnóstico de desalinhamentos e sua aplicabilidade em estratégias de manutenção preditiva.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Avaliação de desempenho e erosão por cavitação e sedimentos em turbinas axiais através de simulação numérica(Universidade Federal do Pará, 2025-11-08) WANZELER, Hermeson Conceição; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662; OLIVEIRA, Taygoara Felamingo de; FURTADO, Maciel da Costa; COELHO, José Gustavo; http://lattes.cnpq.br/6275750472303225; http://lattes.cnpq.br/4062258417348910; http://lattes.cnpq.br/0250577148113150; https://orcid.org/0000-0003-2957-537X; https://orcid.org; https://orcid.org/0000-0001-7409-4554Este trabalho apresenta uma avaliação do desempenho e dos efeitos de erosão por cavitação e sedimentos em uma turbina hidráulica axial de ultra-baixa queda, utilizando técnicas de simulação numérica. O estudo fundamenta-se em dados de projeto e resultados experimentais disponibilizados por Souza (1988), que serviram como referência para a construção do modelo computacional e para a validação das análises. Inicialmente, desenvolveu-se o domínio fluido da turbina com base na geometria dos perfis do rotor e das diretrizes, obtidos a partir de coordenadas planas e posteriormente convertidos em coordenadas cilíndricas. A geração de malha foi realizada no software ANSYS TurboGrid, obedecendo a critérios de qualidade estabelecidos e submetida a estudo de independência de malha, para boa representação do modelo computacional. As condições de contorno foram definidas conforme o regime de escoamento em circuito fechado, com controle de vazão e pressão por válvula borboleta e comporta, além da inserção de modelos multifásicos para representar a cavitação e a interação partícula-fluido. O fenômeno de cavitação foi descrito pelo modelo de Rayleigh-Plesset, enquanto a erosão por partículas de areia, com diferentes diâmetros, foi avaliada por meio do modelo de Finnie. Os resultados demonstraram boa concordância entre as curvas características obtidas numericamente e os dados experimentais, validando o modelo proposto do campo de escoamento. Observou-se ainda que a cavitação se concentra no extradorso das pás do rotor, enquanto a erosão por partículas afeta principalmente o intradorso e a região da carcaça. Conclui-se que turbinas de ultra-baixa queda devem ser projetadas para operar fora das zonas cavitantes e, em ambientes com alta concentração de sedimentos, recomenda-se o uso de materiais resistentes à abrasão e o ajuste de condições de operação para mitigar a degradação.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Efeitos da interação solo-estrutura e das alvenarias de vedação na análise estrutural de um edifício alto em concreto armado que entrou em colapso durante a construção(Universidade Federal do Pará, 2025-05-21) BERNARDO, André Luis Silva; FERREIRA, Maurício de Pina; https://lattes.cnpq.br/4242041552985485; https://orcid.org/0000-0001-8905-9479; PEREIRA FILHO, Manoel José Mangabeira; TRAUTWEIN, Leandro Mouta; https://lattes.cnpq.br/4765401390604065; https://lattes.cnpq.br/8892009084347857; https://orcid.org/0000-0001-9622-3863; https://orcid.org/0000-0002-4631-9290Este estudo avalia, por meio de modelagens computacionais, o desempenho estrutural do edifício Real Class, localizado em Belém do Pará, Brasil, que colapsou durante a fase de construção em janeiro de 2011. A edificação apresentava 35 pavimentos e 104,74 m de altura, com estrutura em concreto armado apoiada em fundações profundas. Buscou-se avaliar, separadamente, os efeitos da presença dos painéis de alvenaria de vedação e da interação solo-estrutura nos resultados da análise estrutural do edifício, verificar a segurança dos pilares na etapa em que ocorreu o acidente e comparar os quantitativos de materiais do projeto original com uma concepção alternativa dimensionada conforme as normas vigentes à época do desenvolvimento do projeto. As alvenarias de vedação apresentaram contribuição pouco significativa nos resultados da análise estrutural. Por outro lado, a interação solo-estrutura mostrou-se determinante, com redistribuições de solicitações nas fundações, aumento da flexibilidade global da estrutura e intensificação dos efeitos globais de segunda ordem, sobretudo na direção de menor rigidez. A verificação dos pilares indicou subdimensionamento generalizado, com combinações de carregamento críticas dominadas pela ação do vento. Para o projeto original, a análise dos quantitativos de materiais corroborou esse diagnóstico, com discrepâncias relevantes, especialmente no consumo de aço, e indicadores globais abaixo de referências nacionais, enquanto a concepção alternativa apresentou valores dentro do esperado.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Propagação de ondas em cadeias granulares com desordem(Universidade Federal do Pará, 2025-02-28) FREITAS, João Guilherme Pinto de; MACHADO, Luis Paulo Silveira; http://lattes.cnpq.br/0702289670734922; https://orcid.org/0000-0003-1587-3632; MESQUITA, Andre Luiz Amarante; BELICH JUNIOR, Humberto; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662; http://lattes.cnpq.br/3879935393431243A propagação da amplitude da frente de onda em cadeias granulares desordenadas apresenta características distintas, influenciadas pela variabilidade estrutural, pelas propriedades mecânicas dos grãos e pelas condições iniciais de excitação. Neste trabalho, realizamos simulações numéricas utilizando um modelo baseado na interação de Hertz e um método de integração preditor-corretor, analisando o impacto do grau de desordem na dissipação do momento linear ao longo da cadeia. Foram considerados diferentes materiais e velocidades iniciais para avaliar a propagação. Os resultados indicam que, para baixa desordem (ε ≤ 10%), a frente de onda mantém sua coerência. Em altos níveis de desordem (10% ≤ ε ≤ 100%),ocorre fragmentação intensa da frente de onda, caracterizando um regime dominado por interações locais. Ajustes quadráticos foram empregados para descrever o decaimento da amplitude da frente de onda em cadeias com baixa desordem, enquanto um ajuste por lei de potência mostrou-se adequado para níveis elevados de desordem. A influência das propriedades mecânicas dos grãos foi analisada, demonstrando que a rigidez do material afeta a dispersão da energia, mas não altera significativamente o padrão global do decaimento. Estes resultados contribuem para a compreensão da dinâmica de sistemas granularmente desordenados e suas aplicações na engenharia de materiais e no controle de impacto.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Avaliação da influência de sistemas de proteção na permeabilidade de água em placas cimentícias com incorporação de perolas de poliestireno expandido(Universidade Federal do Pará, 2025-04-24) GOMES, Saulo de Almada; CORDEIRO, Luciana de Nazaré Pinheiro; http://lattes.cnpq.br/9126233381230999; https://orcid.org/0000-0001-7931-4042A água é uma das principais intempéries responsáveis pelo surgimento e propagação de eventos patológicos em revestimentos. Sua presença permeada, compromete a capacidade protetiva, bem como influencia diretamente na durabilidade, podendo acelerar a deterioração das argamassas, prejudicando sua vida útil. Sabe-se, que o uso de instrumentos de proteção superficial (sistema de pintura) e o uso de aditivo impermeabilizante na produção dos revestimentos de argamassa, influenciam diretamente na proteção contra a permeabilidade da água. Dentro deste aspecto, este trabalho teve como objetivo, avaliar o grau de influência de sistemas de proteção de placas cimentícias com a incorporação de Poliestireno Expandido (EPS). O EPS, foi utilizado na placa cimentícia em substituição parcial da areia, num volume de 20%. Foram avaliados dois tipos de sistemas de pinturas, um para ambiente interno e outro para ambiente externo, além de um tipo de aditivo impermeabilizante hidrofugante, a qual foi aplicado na mistura da argamassa. Esta avaliação ocorreu por meio de dois métodos que analisam a permeabilidade em revestimentos de argamassa: o ensaio do tubo de Karsten (método do cachimbo) e o ensaio de permeabilidade da ABNT NBR 15498/2021, que trata dos requisitos de utilização de placas cimentícias. Foram caracterizados também as propriedades mecânicas das argamassas e das placas. Os resultados deste trabalho, demonstraram que os sistemas de proteção avaliados, provocaram diferentes efeitos na permeabilidade das placas. O aditivo impermeabilizante hidrofugante não apresentou influência significativa na permeabilidade das placas, apenas nas características físicas, com maior destaque às propriedades de densidade de massa e absorção de água. Os sistemas de pintura influenciaram positivamente na capacidade de impermeabilização das placas, tendo maior eficiência o sistema de pintura externo. Sobre as técnicas de avaliação da permeabilidade, a do tubo Karsten apresentou grande variabilidade nos resultados, demonstrando que esta técnica é mais sensível às variáveis condicionantes. E, no ensaio de permeabilidade da NBR 15498, todas as placas passaram no quesito de utilização.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Análise experimental do desempenho à flexão de vigas de concreto armado reforçadas com laminado de fibra de carbono com variação da taxa de armadura existente e do mecanismo de ancoragem(Universidade Federal do Pará, 2025-06-17) LEÃO JÚNIOR, Paulo Sérgio Barreiros de; LIMA NETO, Aarão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/0287664572311345; https://orcid.org/0000-0002-5911-1368O reforço de estruturas de concreto armado existentes com Polímeros Reforçados com Fibras (FRP) por meio de técnicas como o Externally Bonded Reinforcement e o Near-Surface Mounted, é usual em aplicações práticas, principalmente com FRP de Carbono (CFRP). Em práticas de reforço onde se esperam maiores resistências, esses métodos podem não ser tão eficientes quanto o esperado devido à falha prematura por descolamento. Sendo relevante o uso de métodos de ancoragem para uma maior eficiência do reforço. Existem poucas informações na literatura sobre a influência da taxa de aço no comportamento de vigas reforçadas com sistema de ancoragem. Assim, esta pesquisa tem o objetivo de analisar experimentalmente o desempenho à flexão de vigas de concreto armado reforçadas com CFRP, variando a taxa de armadura existente (0,44% e 1,12%) e os sistemas de ancoragem. Para tanto foram realizaos ensaios de flexão simples em seis vigas com seção transversal em forma de T, com 2200 mm de comprimento, altura total de 280mm, base da alma de 180 mm, espessura e largura da mesa de 80mm e 350mm, respectivamente. Nas armaduras transversais foram utilizados 21 estribos com barras de 12,5mm, espaçados a cada 100mm, sendo três para cada taxa de aço de flexão. Destas, uma serviu de referência sem reforço, as outras duas foram reforçadas com diferentes sistemas de ancoragem, como a ancoragem metálica baseada na fricção e atrito (Hybrid Bonded - HB) e com ancoragem baseada na ligação de aderência utilizando tiras do laminado (FT). O reforço foi mais eficaz em vigas com menor taxa de aço, com aumento de resistência de 58% no sistema HB e 11% no FT. Para as vigas com maior taxa o ganho foi limitado a 10% para HB e zero para o FT. O sistema HB alcançou capacidade de carga 117,72 kN·m e melhor desempenho em deslocamentos intermediários, com aumento da ductilidade na fissuração em até 57 vezes e até 100% no escoamento do aço. Na carga máxima, todas as vigas reforçadas tiveram redução de ductilidade. No sistema HB, a perda de ductilidade aumentou com a taxa de aço, de 25% na menos armada até 49% na mais armada. No sistema FT, foi contrário, com 66% na menos armada e 24% na mais armada. As rupturas foram dominados pelo escorregamento do laminado no HB e pela delaminação do cobrimento no FT.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Análise experimental da influência de ancoragens e taxas de armadura na resistência à flexão de consolos longos reforçados com laminados de fibra de carbono(Universidade Federal do Pará, 2025-05-29) SILVA, Lucas Carvalho; LIMA NETO, Aarão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/0287664572311345; https://orcid.org/0000-0002-5911-1368Para o reparo e reforço de consolos de concreto armado, buscam-se soluções que prolonguem a vida útil dessas estruturas, aumentem sua capacidade de carga, reduzam deformações e limitem a propagação de fissuras. Portanto, este trabalho apresenta ensaios em modelos experimentais de consolos reforçados com laminados de Polímeros Reforçados com Fibra de Carbono (PRFC) para analisar o acréscimo de resistência nestes modelos. Todos os consolos são chanfrados e possuem a mesma geometria. Com isso, a relação entre o posicionamento do carregamento (a) e a altura útil (d) será de aproximadamente 1,28, podendo o mesmo ter características de verificação de um consolo ou de uma viga em balanço. Dessa forma, todas as peças possuem arranjo geométrico com 250 mm de largura, altura de engastamento de 400 mm, altura na face externa de 200 mm e comprimento de 570 mm. O principal objetivo desta pesquisa é analisar o comportamento do reforço, conforme a variação da taxa de armadura principal e da ancoragem, comparar os resultados experimentais com normas vigentes e verificar se os sistemas de ancoragem propostos evitarão modos de ruptura prematuros. As dimensões do reforço consistem em um laminado de (50x1440) mm, aplicado nas duas faces do consolo. Foram analisadas duas configurações para o sistema de ancoragem. O primeiro método de aplicação do sistema de ancoragem consiste na fixação de parafusos através de chapas que não perfuram o laminado, denominado Hybrid bonding (HB). O segundo método, classificado como FT (devido a forma de aplicação do laminado), utiliza os próprios laminados do reforço, sendo feitas sobreposições sendo a última no sentido perpendicular ao reforço e camadas anteriores. Em relação aos resultados, foi observado que ambos os métodos de ancoragem são eficientes para o acréscimo de resistência dos espécimes, sendo o HB o método de ancoragem mais adequado. Além disso, conforme a taxa de armadura, os incrementos de resistência, proporcionados pelo reforço, variam, sendo menos eficientes em consolos com maiores taxas de armadura principal. Por fim, observou-se que os métodos de ancoragem propostos não foram totalmente eficazes em impedir o descolamento do reforço ao longo do laminado. No entanto, destaca-se que nos consolos com ancoragem HB, mesmo com o descolamento do reforço, a ancoragem foi capaz de conter o escorregamento total, contribuindo para o aumento de ductibilidade do consolo, mesmo após o descolamento.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Efeito da taxa de armadura existente e do sistema de ancoragem na resistência à flexão de consolos curtos de concreto armado reforçados com laminados de PRFC(Universidade Federal do Pará, 2025-06-13) LIMA, Layse Rafaele Furtado; FERREIRA, Maurício de Pina; http://lattes.cnpq.br/4242041552985485; https://orcid.org/0000-0001-8905-9479Consolos curtos são elementos utilizados em pontes e edifícios para suportar vigas, longarinas ou cargas concentradas de grande intensidade, sendo caracterizados por apresentarem uma relação vão-altura menor que um. Ao longo de sua vida útil, essas estruturas podem deixar de atender aos requisitos básicos de segurança por razões como erro de projeto, degradação do material, sobrecarga ou mudança na utilização, sendo necessárias técnicas de reforço que sejam aplicadas com rapidez e de forma eficiente. Nesse sentido, este trabalho busca analisar experimentalmente consolos curtos de concreto armado reforçados externamente à flexão com laminados de Polímeros Reforçados com Fibra de Carbono (PRFC). Para isso, foram analisados seis espécimes, sendo três com taxa de armadura de flexão de 0,18% e três com taxa de 0,47%. Todos os modelos possuem a mesma geometria, com a presença de estribos horizontais e verticais. O reforço foi posicionado em ambas as faces do consolo e ancorado nas extremidades, sendo verificado a influência de dois sistemas. A primeira ancoragem é composta por chapa de aço e parafusos, enquanto a segunda é formada por sobreposições de laminados, com colagem transversal em sua última camada. Com isso, foi possível analisar que o reforço se mostrou eficiente em termos de incremento de resistência, que variaram de 14,5% a 50,3%, com destaque para a ancoragem híbrida, que proporcionou o maior valor de carregamento.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Análise experimental de consolos curtos de concreto armado com fibras e variação da armadura de costura(Universidade Federal do Pará, 2023-11-23) QUEIROZ, Daniel Pessanha de; LIMA NETO, Aarão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/0287664572311345; https://orcid.org/0000-0002-5911-1368Consolos curtos de concreto armado são elementos estruturais pré-moldados, dispostos em balanço, que funcionam como suporte de carga. Este trabalho tem como objetivo analisar experimentalmente o comportamento de consolos curtos de concreto armado com variação da área da armadura de costura e aplicação de um teor fixo para as fibras de aço, polietileno e polipropileno. Foram analisados 10 espécimes simétricos, onde quatro espécimes não continha armadura de costura e possuia respectivamente as fibras de aço (CA), polietileno (CPE), polipropileno (CPP) e um sem fibra (CSF). Quatro espécimes com seis armaduras de costura de Ø6,3 mm e utilizou respectivamente as fibras de aço (C6Ø6,3A), polietileno (C6Ø6,3PE), polipropileno (C6Ø6,3PP) e um sem fibra (C6Ø6,3SF). Um espécime com seis armaduras de costura de Ø5,0 mm e com fibra de polietileno (C6Ø5,0PE). Um espécime com oito armaduras de costura de Ø5,0 mm com fibra de polietileno (C8Ø5,0PE). São apresentados, analisados e discutidos os resultados de: deformações do concreto e das armaduras de tração principal e de costura; modos de ruptura; mapas e padrões de fissuração; resistência e cargas últimas dos consolos; assim como os fatores de eficiência da biela, posteriormente, estes tópicos supracitados deverão ser comparados com os obtidos por Abrantes (2019) e com o que preconiza as normas regulamentadoras ABNT NBR 9062 (2017), ABNT NBR 6118 (2023), EUROCODE 2 (2010) e ACI 318 (2014). Conclui-se que obtiveram melhores resultados os compósitos que receberam adição de fibras. Quanto a compressão, tração e módulo de elasticidade, comparando a matriz sem e com fibra, tem-se, respectivamente: a de polietileno 15%, a de aço 18% e a de polipropileno 21% mais eficiente, percebe-se que para cada ensaio uma fibra diferente apresentou melhor desempenho. De maneira geral, o C8Ø5,0PE para todas as análises alcançou bons resultados, apesar de não ser o espécime com a maior área de armadura de costura. O resultado é justificado devido ao arranjo das armaduras no interior do concreto, bem como a presença da fibra de polietileno.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Proposta de metodologia para diagnóstico de falha em rolamentos de baixa velocidade(Universidade Federal do Pará, 2024-04-19) COSTA, Thiago Barroso; MESQUITA, Alexandre Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/3605920981600245; https://orcid.org/0000-0001-5605-8381O monitoramento de rolamentos de baixa velocidade por análise de vibração torna-se desafiador devido ao baixo nível de energia do sinal que carrega os dados relativos à falha, tornando-o suscetível a interferências de outras fontes, prejudicando a interpretação da informação. Diante disso, uma alternativa é calcular características do sinal sensíveis a alterações de padrão relacionadas ao início e progressão de falha. Assim, o presente trabalho extraiu diferentes tipos de features, entre elas, duas não-lineares e onze extraídas do sinal no domínio do tempo. As quais foram ranqueadas e selecionadas por sua sensibilidade em diferenciar entre classes, o que se estimou por meio do valor estatístico do teste t de Welch. Entre elas, o Máximo Expoente de Lyapunov, que, no presente trabalho, passou por uma alteração em uma de suas etapas de cálculo, resultando em um aumento de sua sensibilidade em alguns casos. Ademais, a influência do tamanho da janela do sinal de vibração na separabilidade dos indicadores também foi analisada (conteúdo escasso na literatura de monitoramento de rolamentos de baixa velocidade). Após a seleção de features, os dados passaram por uma transformação linear mediante PCA (Análise de Componentes Principais), visando reduzir a dimensionalidade dos dados para três dimensões e diminuir os efeitos de redundâncias de preditores altamente correlacionados. Na sequência, os dados representados no espaço das componentes principais foram projetados na carta de controle estatístico T2 de Hotelling. Esta permitiu a detecção e eliminação de potenciais outliers, os quais consistiram em pontos acima de uma linha limite estimada com base na distribuição estatística F. Finalmente, modelos de classificação binário e multiclasse de Máquina de Vetores de Suporte foram treinados com dados coletados em ensaio de laboratório com rolamentos sem e com defeito incipiente em três diferentes níveis. Os modelos apresentaram ótima performance, sobretudo o binário diante de dados de teste oriundos de mancais de tambores de transportadores de correia em plena operação industrial.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Experimento em escala de emissão de poeira no processo de empilhamento(Universidade Federal do Pará, 2022-03-25) CASTRO, Maycon Magalhães; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662; MACHADO, Luis Paulo Silveira; http://lattes.cnpq.br/0702289670734922; https://orcid.org/0000-0003-1587-3632A emissão de poeira pode levar a problemas de saúde, riscos de explosão, segregação de materiais e poluição ambiental. Por isso, deve-se compreender os parâmetros relacionados à geração de poeira para aprimorar técnicas de controle da emissão de particulados. A redução de poeira com base na pulverização via spray é o principal método para prevenir e controlar a emissão de poeira no empilhamento de minério. As técnicas de supressão de poeira nos pontos de transferência da correia transportadora podem ser subdivididas em aspersão do material e captura de partículas fugitivas. Para analisar os parâmetros associados à geração de poeira durante o empilhamento de minério, foi desenvolvido uma bancada de transportadores em escala para testes de supressão de poeira via spray de água. Esta instalação está equipada com bicos de pulverização, cuja localização relativa na esteira pode ser ajustada e a velocidade do transportador também pode ser controlada. O jato de pulverização é fornecido por um conjunto de módulo de spray e divisor de fluxo, permitindo a variação da pressão do sistema e com a possibilidade de utilização de supressores, que podem aumentar a eficiência da captura de partículas. O desempenho da supressão de poeira é analisado através do monitoramento em pontos estratégicos com maior emissão de poeira. Os resultados dessa investigação mostram que a geração de poeira aumentou à medida que a altura de queda aumentou, observou-se que a região próxima a pilha emite uma maior concentração de poeira, devido ao impacto do fluxo de material sobre a superfície de empilhamento, em comparação a região frontal do fluxo. Os resultados após o uso do spray sobre a correia mostraram que a maior altura de queda (1600 mm) emitia a maior concentração de partículas (3192,72 μg/m3) após a aspersão, sobre o material, a concentração de poeira reduziu cerca de quase 70%, mostrando a eficiência da umidificação via spray. Observou-se também que o PF possui uma umidade crítica maior que a do SF, como também, emite uma maior concentração (1116,52 μg/m3) em comparação ao Sínter feed (848,14 μg/m3), ficando evidente que por se tratar de um material de granulometria menor o Pellet feed tende a emitir maior concentração de particulados quando manuseado.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Análise experimental da influência da adição de fibras e da variação da armadura de costura em consolos curtos de concreto armado(Universidade Federal do Pará, 2022-06-23) BRANDÃO, Jaciara Santos; LIMA NETO, Aarão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/0287664572311345; https://orcid.org/0000-0002-5911-1368Consolos de concreto armado usualmente caracterizam-se por serem elementos de apoio cuja concepção pode ser feita a partir do Método de Bielas e Tirantes (MTB) o qual é pautado em hipóteses fundamentais que consideram que os esforços de tração são absorvidos por tirantes (aço estrutural) e os esforços de compressão são absorvidos pelas bielas que se formam no interior da seção de concreto, pois entende-se que estes elementos possuem regiões de descontinuidade (D) ou distúrbios na distribuição de tensões. Este método pode ser aplicado no caso de consolos curtos pois também apresentam regiões (D), dado que seu fluxo de tensões ocorre de maneira não-linear. Desta forma, este estudo experimental analisou a influência da adição de fibras sintéticas (polietileno e polipropileno) e de aço na composição do concreto, bem como, verificar a influência da variação da taxa de armadura de costura com o intuito de validar o MTB como solução segura e eficiente para o dimensionamento de elementos que apresentem descontinuidades (D) ou distúrbios. Nos ensaios foram observadas a carga de ruptura, a abertura de fissuras e as deformações nos tirantes, armadura de costura e no concreto, interna e externamente. Os resultados mostraram que os espécimes contendo fibras sintéticas apresentaram as maiores resistências comparado ao espécime com fibra de aço, sendo em média 10,82% mais resistente que os espécimes de referência, apesar de não conterem os maiores teores de fibras. De forma geral os elementos apresentaram comportamento dúctil e modo de ruptura semelhantes, assim as fissuras ocorreram de maneira controlada e não houve ruptura brusca. Quanto às deformações no aço e concreto, os resultados mostraram um comportamento semelhante entre os espécimes.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Desenvolvimento de túnel de vento para avaliação de bicos de pulverização no abatimento de poeira(Universidade Federal do Pará, 2024-12-20) SANTOS, Danilo Silva; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662A mineração é extremamente importante econômica e socialmente para a indústria, com destaque para o minério de ferro, mas, junto com seus benefícios, acompanham impactos ambientais gerados de diferentes formas, como a poeira. Tal inconveniente tem causado transtornos aos empreendimentos mineiros, como parada de produção e pesadas multas, assim como problemas para as pessoas que trabalham nas empresas e comunidades dos entornos, devido aos problemas de saúde associados com a inalação da poeira e sujidade dos ambientes tornando-os insalubres e desvalorizados. Mecanismos de controle de poeira têm sido largamente estudados e um destes é o controle de poeira utilizando pulverização de soluções supressoras. Estudar a eficiência dos bicos de sprays se torna de grande importância e testes em bancadas atuam como meios eficientes de entender o mecanismo de abatimento de poeira de minérios. Tem sido comum pesquisas utilizar tuneis de vento. Desta forma foi construído um túnel capaz de avaliar cinco bicos diferentes e suas eficiências na supressão de pellet feed e sínter feed em duas velocidades a diferentes pressões de água. Concluiu-se que o túnel é capaz, por meio da metodologia usada, de avaliar e comparar o melhor bico demonstrando ser uma ferramenta importante na consolidação deste conhecimento no Laboratório de Fluidodinâmica e Particulados.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Protótipo para análise técnico-econômica de bombas funcionando como turbinas em redes de distribuição de água(Universidade Federal do Pará, 2025-02-27) VIANA, Ingrid Luna Baia; SOUZA, Davi Edson Sales e; http://lattes.cnpq.br/6130270007673176; HTTPS://ORCID.ORG/0000-0001-9632-5667; ISHIHARA, Júnior Hiroyuki; http://lattes.cnpq.br/3498874642887006; https://orcid.org/0000-0002-0081-7913A crescente necessidade por soluções sustentáveis nas redes de distribuição de água exige tecnologias que otimizem a eficiência energética e reduzam custos operacionais. No entanto, a escolha da melhor alternativa para implementação de Bombas Funcionando como Turbinas (BFTs) é um desafio devido à multiplicidade de critérios técnicos e econômicos envolvidos. Assim, este estudo propõe um modelo de suporte à decisão, empregando técnicas multicritério e programação computacional para auxiliar na seleção da alternativa mais viável dentro de cenários distintos. A análise concentra-se na viabilidade técnico-econômica de BFTs em Redes de Distribuição de Água (RDAs), utilizando o método TOPSIS, onde os dados serão avaliados e classificados por similaridade com condições ideais. Implementado em linguagem Python, o sistema garante precisão aos cálculos, com uma interface gráfica denominada de FliessEnergy, hospedado na Vercel, com um layout responsivo e escalável, proporcionando uma experiência otimizada ao usuário. A aplicação prática com dados de RDAs reais demonstrou sua eficácia na priorização das alternativas mais vantajosas. Os resultados indicaram que o Cenário 1 apresentou a melhor configuração para implementação de BFTs, enquanto o Cenário 5 se mostrou a alternativa menos favorável. Esta classificação das alternativas ajuda os gestores a tomar decisões, levando em conta tanto a proximidade com as melhores condições quanto a distância das piores. Para avaliar a confiabilidade e consistência dos códigos, empregou-se o PyTOPS, um software livre que possibilita várias simulações com alterações nos pesos dos critérios. Foram feitas 500 simulações, resultando em uma variabilidade reduzida entre os cenários, o que reforça a solidez do modelo e sua habilidade de gerar classificações consistentes mesmo com pequenas mudanças nos parâmetros. O modelo mostrou-se consistente e confiável, oferecendo um instrumento útil para avaliar a implementação de BFTs em RDAs. Espera-se que, com aprimoramentos futuros e integração de bases de dados, esta solução possa contribuir de maneira significativa para decisões estratégicas no setor de saneamento do Brasil.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Projeto e fabricação de extrusora monorrosca com matriz de extrusão filamentar(Universidade Federal do Pará, 2024-10-25) RODRIGUES, Rodimilson Coelho; EL BANNA, Wassim Raja; http://lattes.cnpq.br/2005046563115507; HTTPS://ORCID.ORG/0000-0001-5085-4352; NASCIMENTO, Walber Alexandre do; http://lattes.cnpq.br/8022410578951099; https://orcid.org/0000-0002-2699-3982Grandes estabelecimentos industriais estão sempre à procura de tecnologias cada vez mais sofisticadas para monitorar os processos de fabricação. Este trabalho tem por objetivo o projeto e a construção de uma extrusora monorrosca laboratorial e sua matriz de extrusão para o processamento de polímeros e blendas poliméricos, além de viabilizar estudos na área de reciclagem mecânica de polímeros. A primeira etapa do trabalho envolveu a escolha do tipo de extrusora a ser fabricada. A segunda etapa consistiu no dimensionamento e projeto do equipamento utilizando o software Solidworks. Na terceira etapa, foram selecionados os tipos de materiais componentes mecânicos e elétricos para a montagem da extrusora. Na quarta etapa, realizaram-se os processos de fabricação da extrusora e montagem dos componentes mecânicos e elétricos. Na quinta etapa, fez-se a validação do equipamento, onde foram realizados testes de temperatura e vazão mássica, além de testes mecânicos e elétricos no processamento de um polímero termoplástico, que, nesse caso, foi o polipropileno (PP). A última etapa consistiu em simular uma matriz com perfil cilíndrico, visando estudar as características do fluxo de fusão do polímero e definir como a estrutura da matriz deve ser ajustada para obter o diâmetro desejado. Após o projeto da matriz no software Solidworks, uma simulação foi realizada no software Ansys. Neste caso, estudou-se, por meio da simulação, o comportamento reológico do fundido ao passar pela matriz, analisando-se em qual parte dela são observadas as altas e/ou baixas taxas de cisalhamento quando o polímero flui através da mesma. O fluxo de arrasto e o fluxo de pressão foram então extraídos dos parâmetros da simulação, o que levou ao cálculo do ponto de operação e da pressão operacional para a matriz. Também foi possível calcular a taxa de fluxo de massa e a queda de velocidade na parede da matriz, além de otimizar o perfil da mesma para o formato circular e o diâmetro desejado.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Dispersão de energia em um cristal granular hexagonal decorado(Universidade Federal do Pará, 2024-02-29) RAMOS, Jorde Anthonny Alves; MACHADO, Luis Paulo Silveira; http://lattes.cnpq.br/0702289670734922; https://orcid.org/0000-0003-1587-3632O cristal granular hexagonal decorado consiste em grãos esféricos principais dispostos em uma matriz hexagonal bidimensional, com pequenos grãos esféricos preenchendo os espaços intersticiais. Esses grãos adicionais mal tocam os principais, aumentando o numero de contatos por grão. Além disso, todos os grãos estão inicialmente em repouso, com velocidades nulas. Para comparação, utilizamos resultados de um arranjo semelhante sem decoração (ou seja, sem grãos intersticiais). Investigamos as respostas mecânicas de ambos os arranjos granulares a incidência pontual de um grão externo. Nossa analise concentrou-se em como a energia mecânica é dispersa e mitigada após um único impacto inicial. O modelo proposto confirmou o papel significativo dos grãos intersticiais no cristal granular. O arranjo decorado demonstrou um comportamento acelerado da frente de onda de energia, tanto em sua mitigação quanto em sua propagação. Em nossa analise das orientações de dispersão de energia, descobrimos que o arranjo decorado exibe uma maior mitigação de energia e reorientação da energia de retorno em comparação com o arranjo não decorado. Assim, a adição de grãos intersticiais promove um maior retorno de energia mecânica ao meio externo de origem. Concluímos que, com a decoração adequada, um cristal granular poderia atuar como uma barreira contra impactos fortes.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Influência do espaçamento das armaduras de cisalhamento na resistência à punção de lajes lisas com estribos treliçados pré-fabricados(Universidade Federal do Pará, 2022-12-27) COSTA, Denilda Silva; FERREIRA, Maurício de Pina; http://lattes.cnpq.br/4242041552985485; https://orcid.org/0000-0001-8905-9479A verificação ao cisalhamento na ligação laje-pilar das lajes lisas em concreto armado é o ponto crítico do dimensionamento no estado limite último. A ruptura por punção é ruptura brusca e frágil devido às tensões cisalhantes na região de ligação entre a laje e o pilar, a melhor opção para o controle da ruptura por punção em lajes lisas é a utilização de armaduras de cisalhamento. As recomendações normativas nacionais e internacionais sugerem a utilização de armaduras de cisalhamento que envolvam as armaduras de flexão de forma que seja garantida a sua ancoragem. Entretanto, este modelo dificulta o processo executivo, sendo necessário ajustes entre as armaduras de flexão e cisalhamento no canteiro de obras. Esta pesquisa tem como objetivo apresentar uma solução técnica e construtiva para o problema da resistência à punção em lajes lisas na ligação laje-pilar através da utilização das armaduras de cisalhamento proposta por Ferreira et al. (2016), estribos treliça dos pré-fabricados, variando os valores das taxas de armadura de cisalhamento e o espaçamento entre as camadas das armaduras. Posicionadas entre as armaduras de flexão superior e inferior elas possibilitam rapidez na execução e economia de mão de obra, pois é dobrada industrialmente e posicionada no local da obra, garante a altura útil da laje e elimina as interferências entre as armaduras de cisalhamento e de flexão. Para obtenção dos resultados e análise do desempenho foram realizados ensaios em 5 lajes lisas de concreto armado, uma das lajes foi armada com taxa de armadura de flexão ρ 2,0%, e as demais com ρ 1%, a taxa de armadura de cisalhamento (ρw) variou entre 0,49% a 0,99%. As lajes foram instrumentadas para se obter os deslocamentos verticais, as deformações no concreto e nas armaduras de flexão, cisalhamento e complementares. As lajes foram dimensionadas para que a ruptura ocorresse por punção dentro da região das armaduras de cisalhamento seguindo as recomendações normativas de cálculo da NBR 6118 (ABNT, 2014), ACI 318 (2019), Eurocode2 (2014), fib Model Code 2010 (2013) e o relatório técnico EOTA (2017). A partir da análise dos resultados concluiu-se que as todas as lajes romperam por punção, as lajes armadas com estribos treliça dos pré-fabricados apresentaram ganho de resistência de 73% para a laje SW3 quando comparada com a laje de referência (S0) de Freitas (2018) e de 55%, 58%, 45% e 50% para as lajes SW4, SW5, SW6 e SW7, respectivamente quando comparadas com as previsões da NBR 6118 (ABNT, 2014). As lajes com armaduras posicionadas até 1,125d da face do pilar apresentaram maiores valores de acréscimo de resistência e valores de resistência última similares às das lajes com espaçamento constante mesmo com redução da quantidade total do aço em até 95,2% do seu peso.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Resíduos de gesso na construção civil: uma análise bibliométrica na base de dados eletrônica Web of Science(Universidade Federal do Pará, 2021-11-05) FREITAS, Pablo Virgolino; ISHIHARA, Júnior Hiroyuki; http://lattes.cnpq.br/3498874642887006; https://orcid.org/0000-0002-0081-7913O setor de construção civil se destaca pela exploração de recursos naturais e pela produção de resíduos que, em sua grande maioria, são indevidamente descartados na natureza, gerando graves consequências negativas ao meio ambiente. Visando minimizar os malefícios ocasionados pela má disposição dos Resíduos de Construção e Demolição - RCD, bem como elaborar formas alternativas de substituição de matéria-prima natural por resíduos reciclados, muitos estudos têm sido elaborados. Dentre os materiais que apresentam alto potencial de reciclagem, está o gesso, cujos resíduos já estão sendo utilizados como aglomerante, aditivos em cimento Portland, correção de solos, dentre outras formas de reciclagem. Diante disto, o presente estudo tem como objetivo analisar publicações científicas brasileiras e internacionais que tratam do reaproveitamento do gesso na construção civil, realizando um mapeamento bibliométrico na base de dados eletrônica Web of Science. O mapeamento foi realizado por meio de pesquisas exploratórias relacionadas a reutilização de resíduos de gesso em diversos artigos científicos. Foram coletadas palavras e expressões que apresentaram maior frequência de ocorrência nos artigos publicados. A busca no banco de dados resultou em 89 artigos, dos quais 42 continham informações sobre a reciclagem de resíduos de gesso na construção civil. Os artigos selecionados pertencem à autores de 19 países, sendo o mais representativo o Brasil, com 13 artigos. Por meio do software VOSviewer, elaborou-se mapas de rede, através dos quais, é demonstrado como os autores e instituições científicas se relacionam em relação à reciclagem de resíduos de gesso. Os resultados dos artigos aqui estudados compõem um portifólio através do qual pode-se verificar métodos eficazes de reaproveitamento desses resíduos, facilitando assim, a busca por terceiros a esse tipo de informação. O que pode vir a ajudar na formulação de mecanismos públicos que ajudem a melhorar a gestão de resíduos sólidos no Brasil, pois, através da rede social Instagram, estas informações serão disponibilizadas de maneira a atingir um público que vá além das fronteiras acadêmicas.