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.