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Estudo de viabilidade de argamassa com adição de filito
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-06-29) Costa, Laura Borges; Gimenez, Alexander Martin Silveira; Soares, Marcela Maira Nascimento de Souza; http://lattes.cnpq.br/0933195232742855; http://lattes.cnpq.br/6349646979605518; http://lattes.cnpq.br/6897973902313038; Gimenez, Alexander Martin Silveira; Soares, Marcela Maira Nascimento de Souza; De São José, Fábio; Caixeta, Delma Pereira
A mineração tem grande peso na economia mundial, sendo responsável pela geração de diversos empregos diretos e indiretos. Apesar disso, a indústria mineira esbarra em uma questão recorrente e inerente ao processo: a geração de resíduos. Ações de sustentabilidade ambiental vêm sendo adotadas em diferentes linhas de produção a fim de reduzir os impactos envolvendo principalmente a geração e estocagem desses resíduos. Com isso, a proposta do trabalho é aplicar o filito, rocha abundante no Brasil, porém muitas vezes considerado estéril de mineração, em argamassas como substituinte de aglomerante (cal) e de agregado miúdo, sem que a presença do filito altere as propriedades da argamassa, objetivando a inserção no mercado de um novo produto com bom desempenho técnico e economicamente viável. Para isso foram realizados testes laboratoriais seguindo as normas nacionais, totalizando um traço padrão e cinco substituições. A argamassa foi dosada de forma tradicional nas proporções 1:1:6 em volume para cimento, cal e areia. As substituições foram classificadas conforme o material a ser substituído. Dessa forma, foram realizadas substituições de agregado miúdo por diferentes faixas granulométricas de filito, mantendo um valor máximo de substituição igual a 50%, tal como substituições de cal em quantidades iguais a 37,5% e 75. Corpos de prova cilíndricos de diâmetro por altura igual a 5x10 cm e cúbicos de 5x5x5 cm foram moldados a fim de realizar testes de resistência à compressão uniaxial, permeabilidade, densidade no estado endurecido, bem como testes de retenção de água, densidade no estado fresco e teor de ar incorporado. Além disso a argamassa foi aplicada em parede chapiscada, a fim de analisar o seu desempenho e executar o teste de permeabilidade. A partir da realização dos testes foi possível constatar que a presença do filito na argamassa melhora as propriedades analisadas, tais como a resistência à compressão uniaxial, permeabilidade, densidade em estado fresco e endurecido, e retenção de água quando comparadas com a argamassa padrão, em especial nas substituições compostas por 100% de cal e 50% de filito como agregado miúdo, e 37,5% de filito como substituinte de cal e 50% de filito como substituinte de agregado miúdo.
Palavras-chave: geração de resíduos, pilha de estéril, sustentabilidade ambiental, argamassa, filito.
Segurança de barragens a partir de controles operacionais estatísticos
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-06-22) Soares, João Antônio Teixeira; Porto, Thiago Bomjardim; http://lattes.cnpq.br/3322697650011984; http://lattes.cnpq.br/4334248080919337; Porto, Thiago Bomjardim; Hilário, Ronderson Queiroz; Lemos Júnior, Marcos Antônio; Silveira, João Francisco Alves; Pires, Natal Junio
A fase de operação de barragens pode se estender por décadas e, por isso, as atividades de monitoramento e inspeção são fundamentais. A auscultação de barragens tem como objetivo principal a avaliação de condições de segurança e verificação das hipóteses de projeto. Este sistema gera uma enorme base de dados que precisa ser tratada para se obter informações acerca do comportamento da estrutura. A base de dados, desde que representativa, deve ser utilizada para análises estatísticas que possibilitem a identificação de padrões de comportamento, sazonalidades e, principalmente, a rápida identificação de mudança de comportamento da estrutura a partir de controles operacionais estatísticos. Para compreender o complexo desempenho e comportamento das barragens o monitoramento deve integrar as tecnologias de monitoramento, instrumentação automatizada, plataforma amigável e intuitiva para visualização de resultados e a implantação de controles operacionais determinísticos e estatísticos. Neste sentido, observou-se o potencial de desenvolvimento de um controle operacional estatístico a partir de modelos de Regressão Linear Múltipla (RLM), que é uma das técnicas mais utilizadas para modelar a relação linear entre uma variável dependente e uma, ou mais, variáveis independentes. Por isso, a utilização da RLM para identificação da posição da linha freática ou piezométrica (variável dependente) em relação às variáveis independentes: nível de água do reservatório, pluviometria diária e vazão efluente da drenagem interna. A base de dados para realização do estudo consiste em 19 indicadores de nível de água, 6 piezômetros, 1 estação meteorológica, 1 régua linimétrica e 1 medidor de vazão num período entre 2017 e 2021. Após a criação dos modelos, foi possível caracterizar cenários de operação, como sazonalidades, e até mesmo anomalias do instrumento, como a infiltração de água de chuva. Dentre os 25 indicadores de nível de água e piezômetros, a RLM se mostrou satisfatória para 16 deles, com capacidade de predição de até 99%. Após a conclusão da pesquisa, certificou-se que a utilização de Regressão Linear Múltipla aplicada para controles operacionais estatísticos de segurança de barragens está em linha com as melhores práticas de monitoramento de barragens.
Palavras-chave: monitoramento, instrumentação automatizada, regressão linear múltipla, controle operacional estatístico, barragens
Concreto de alto desempenho (CAD) com utilização de rejeito magnético de minério fosfático
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-06-27) Ribeiro, Gabriela Brenda de Lima; Soares, Marcela Maira Nascimento de Souza; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Gimenez, Alexander Martin Silveira; http://lattes.cnpq.br/0783179484317105; http://lattes.cnpq.br/6349646979605518; http://lattes.cnpq.br/0933195232742855; http://lattes.cnpq.br/7947657817247909; Soares, Marcela Maira Nascimento de Souza; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Gimenez, Alexander Martin Silveira; Garcia, Dayana Cristina Silva; Poggiali, Flávia Spitale Jacques
A crescente quantidade de resíduos gerados nas atividades de mineração tem levantado o interesse de diversos pesquisadores em estudar maneiras adequadas de destinação desses materiais. Ao mesmo tempo, a busca por materiais sustentáveis fornece motivação para utilização de rejeito magnético como agregado miúdo em concreto. Este estudo desenvolveu três dosagens de concreto de alto desempenho (CAD), caracterizado por apresentar alta resistência à compressão e elevada durabilidade – um concreto referência e dois com substituição parcial do agregado miúdo, nas porcentagens de 50 e 100% da areia média, por rejeito magnético proveniente do processamento de rocha fosfática. Almejou-se melhorar a estrutura de poros do concreto através da otimização do empacotamento dos materiais granulares, a partir do modelo de Andreasen com auxílio do software Elkem Materials Mixture Analyzer (EMMA) e incorporação de adição mineral (sílica ativa), bem como adequar a trabalhabilidade com uso de aditivo químico (superplastificante). Foi realizada a caracterização física e química dos componentes do concreto, e a avaliação do comportamento da consistência no estado fresco através de ensaios de abatimento do tronco de cone. As propriedades dos concretos produzidos no estado endurecido foram avaliadas utilizando os ensaios de resistência mecânica à compressão, módulo de elasticidade, absorção de água para inferir condições de permeabilidade, massa específica e durabilidade frente ao ataque por ácido sulfúrico. A resistência à compressão foi superior à 60 MPa para todos os concretos e, assim como o módulo de elasticidade, aumentou com o aumento da porcentagem da substituição proposta, sendo a melhor performance obtida com a substituição total. Todos os concretos apresentaram boa durabilidade, uma vez que absorção de água para todos foi inferior a 10% e a substituição proposta reduziu a vulnerabilidade do concreto ao ataque ácido. Quanto à massa específica, todos os concretos foram classificados como normal. A metodologia de dosagem aplicada foi eficaz, produzindo concretos de alto desempenho com incorporação de rejeito magnético.
Palavras-chave: Concreto de alto desempenho, Rejeito magnético, Agregado miúdo, Empacotamento de partículas.
Descrição de características locais para correspondência entre imagens do espectro visível e infravermelho
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-08-31) Nunes, Cristiano Fraga Guimarães; Pádua, Flávio Luis Cardeal; http://lattes.cnpq.br/6545115051079964; http://lattes.cnpq.br/3985172295525735; Pádua, Flávio Luis Cardeal; Brito, Darlan Nunes; Souza, Celso Luiz de; Wanner, Elizabeth Fialho; Pereira, Adriano César Machado
Neste trabalho são propostos dois métodos descritores, intitulados como MF-Net (Multispectral Features Network) e SORIF (Scale-Orientation Robust Infrared Features), projetados para realizar a descrição de características locais no problema da correspondência entre imagens provenientes do espectro visível (VIS) e do espectro infravermelho (IV). As imagens do espectro infravermelho são fundamentais na área de Visão Computacional, uma vez que possibilitam a extração de informações adicionais ao espectro visível. Neste cenário, um dos desafios mais relevantes relacionados à descrição de características locais reside na falta de uma relação previsível entre os valores de intensidade dos pixels das imagens capturadas das diferentes faixas do espectro eletromagnético. O primeiro método, MF-Net, emprega uma abordagem baseada em aprendizagem profunda, inspirada no recente sucesso de abordagens baseadas em aprendizado de máquina em várias aplicações. Este método incorpora uma nova camada de aprendizagem profunda para lidar com relações não-monotônicas nos valores de intensidade das imagens. Comparativamente a outros métodos baseados em aprendizagem profunda, o método descritor MF-Net demonstrou superior eficácia em termos de precisão e maior eficiência em tempo de processamento para treinamento da rede. O segundo método descritor deste trabalho, SORIF, foi desenvolvido para suprir uma lacuna na literatura sobre a descrição de características locais, em que os métodos descritores baseados em modelagem manual apresentavam limitações ao lidar com variações geométricas em imagens VIS/IV. Uma estratégia adotada por este método consistiu na introdução de uma etapa para calcular a orientação de parte da imagem a ser descrita. Adicionalmente, provou ser eficaz em certas variações geométricas, como na rotação das imagens, o que é extremamente útil em aplicações práticas. Ambos os métodos foram avaliados em um processo de correspondência de características locais de imagens, por meio das medidas de desempenho de precisão e revocação. Os experimentos foram conduzidos por meio da utilização de bases de dados amplamente reconhecidas na literatura e disponíveis publicamente, que incluem pares de imagens obtidas do espectro visível e do espectro infravermelho. Em suma, os progressos possibilitados pelos métodos descritores apresentados neste trabalho representam avanços na descrição de características locais em imagens VIS/IV para aplicação no problema da correspondência entre imagens.
Framework adaptativo para hibridização de MaOEAs com busca local acelerada
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2026-09-16) Sousa, Regina Carla Lima Corrêa de; Wanner, Elizabeth Fialho; Vargas, Dênis Emanuel da Costa; http://lattes.cnpq.br/6717376475817937; http://lattes.cnpq.br/2243256075052322; http://lattes.cnpq.br/9176802291882281; Wanner, Elizabeth Fialho; Vargas, Dênis Emanuel da Costa; Takahashi, Ricardo Hiroshi Caldeira; Cruz, André Rodrigues da; Souza, Sérgio Ricardo de; Martins, Flávio Vinícius Cruzeiro
Esta tese investiga a integração entre algoritmos evolutivos multi-objetivo (MOEAs) e métodos determinísticos de busca local, com o objetivo de desenvolver uma abordagem híbrida estruturada, adaptativa e generalizável para a otimização many-objective. As contribuições organizam-se em três eixos complementares. O primeiro consiste na proposição dos Perfis de Desempenho Ponderados, uma extensão dos perfis clássicos de Dolan e Moré que incorpora explicitamente a heterogeneidade dos problemas na avaliação comparativa de algoritmos, admitindo esquemas de ponderação definidos a priori, a partir de atributos estruturais, ou a posteriori, a partir de medidas empíricas de dificuldade obtidas durante a execução. O segundo eixo refere-se ao desenvolvimento de variantes aprimoradas do método BFGS para uso como mecanismo de intensificação local em subproblemas escalarizados. Uma variante acelerada (ACC-BFGS), que incorpora termos inerciais para aumentar a taxa de convergência, e uma variante acelerada-estocástica (STO-BFGS), que introduz perturbações controladas na direção de busca para ampliar a capacidade exploratória do método, ambas formuladas de modo a preservar a positividade definida das aproximações da Hessiana ao longo das iterações. O terceiro e principal eixo é a construção de um framework híbrido cujo elemento central é um critério adaptativo de ativação da busca local, fundamentado na análise da estabilidade temporal de indicadores de convergência e diversidade por meio de regressão linear em janelas deslizantes, condicionando a intensificação à detecção estatística de estagnação do processo evolutivo. O framework é compatível com estruturas baseadas em vetores de referência ou em decomposição, sendo avaliado em duas instâncias concretas, o H-NSGA-III e o H-MOEA-DD, nas quais a escalarização empregada na busca local é definida em coerência com o algoritmo base. A avaliação experimental abrange as suítes MaF e ZCAT, em cinco, oito, dez e quinze objetivos, e um conjunto de problemas do mundo real, com desempenho aferido pelos indicadores IGD+ e Iϵ+ ao longo de execuções independentes. Os resultados indicam que os benefícios da hibridização dependem da compatibilidade entre a estrutura do algoritmo evolutivo, a forma da escalarização e a geometria do fronte de Pareto, sendo o efeito mais recorrente a redução da variabilidade nos piores casos de desempenho, acompanhada, em grande parte dos cenários, de ganhos em eficiência global e na fração de vitórias. Os ganhos mais abrangentes foram observados nos problemas do mundo real, nos quais as versões híbridas apresentaram melhorias simultâneas em todos os indicadores analisados.