Mestrado em Engenharia Civil

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A aplicação do Building Information Modeling (BIM) na quantificação de resíduos de demolição
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2017-08-30) Yun, George; Rodrigues, Conrado de Souza; http://lattes.cnpq.br/205393419687862; http://lattes.cnpq.br/4003738886209822; Rodrigues, Conrado de Souza ; Azevedo, Rogério Cabral de ; Ely, Daniela Matschulat ; Ghavami, Knosrow
Ao analisar o ciclo de vida dos edifícios, a maioria dos resíduos corresponde ao estágio de demolição, sendo crucial a sua quantificação para uma gestão eficiente. Com foco no contexto do município de Belo Horizonte, identifica-se um ativo mercado secundário de materiais de demolição, embora seja predominantemente decorrente de uma "desconstrução rudimentar". O uso de ferramentas computacionais que podem ser combinadas com sistemas como a tecnologia Building Information Modeling (BIM) pode melhorar a estimativa de resíduos de demolição (RD), levando a uma informação mais precisa, crucial para um melhor gerenciamento de resíduos. O uso do BIM para atingir esse objetivo pode promover um ambiente mais colaborativo em todo o processo de gerenciamento de resíduos, pois é baseado no fluxo de informações integradas nos diferentes estágios de um processo para resolver os problemas de RD no final da vida dos edifícios. Esta dissertação apresenta uma revisão da literatura dos modelos para quantificação de RD. Com base nisso, uma aplicação do BIM para a determinação volumétrica de RD é desenvolvida. O software Autodesk Revit foi utilizado para a modelagem em 3D das 13 edificações antes da demolição, gerando as estimativas volumétricas de RD. Os valores foram comparados com as estimativas de volumes de RD resultantes da aplicação do método de visita indireta (MVI) e os volumes licenciados pelo município de Belo Horizonte (PBH). A principal característica utilizada do software Revit é o Quantity Take-off (QTO), que corresponde à extração automática de quantidades de um determinado projeto. Ao comparar o QTO com o MVI e os cálculos fornecidos pela PBH, numerosas incertezas justificam as significativas diferenças entre as estimativas de volume de RD, mas os resultados demonstram que o QTO minimiza os erros em relação a quantificação baseada em projetos 2D. Além disso, proporciona numerosos ganhos de produtividade, transparência e assertividade.
Análise crítica do método de ensaio de ação de calor e choque térmico, à luz da NBR 15.575:2013, aplicado em sistemas de alvenaria de vedação com revestimentos em argamassa
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2019-04-15) Tavares, Maria da Conceição; Azevedo, Rogério Cabral de; Rossi, Ronan Drummond de Figueiredo; César, Cristina Guimarães; http://lattes.cnpq.br/9618527500338410; http://lattes.cnpq.br/5870583599288579; http://lattes.cnpq.br/0613519736951060; Azevedo, Rogério Cabral de; Rossi, Ronan Drummond de Figueiredo; César, Cristina Guimarães; Cortizo, Eduardo Cabaleiro; Paula, Júnia Nunes de
A norma de desempenho NBR 15.575:2013 foi publicada para garantir que as edificações habitacionais brasileiras sejam entregues aos usuários com padrões mínimos de conforto e segurança. Esta norma estabelece os critérios mínimos para o desempenho das edificações residenciais que devem ser cumpridos por construtores, projetistas e fornecedores. Para avaliar o requisito “durabilidade dos sistemas de vedações verticais”, esta norma estabelece a realização de ensaio por meio de exposição à ação de calor e choque térmico. Após 5 anos da publicação da NBR 15.575:2013 várias pesquisas foram desenvolvidas sobre a aplicação deste ensaio. Estas pesquisas apontaram a existência de lacunas nas instruções e parâmetros para a realização deste ensaio como, por exemplo, a definição do tamanho dos corpos de prova e a quantidade de ciclos (aquecimento/resfriamento) necessários para o ensaio. Assim, o objetivo desta pesquisa foi analisar o comportamento de corpos de prova com diferentes dimensões, quando submetidos ao ensaio prescrito. Para tanto, corpos de prova em alvenaria de bloco cerâmico, com revestimento em argamassa projetada e acabamento final com sistema de pintura acrílica, com dimensões distintas foram submetidos a 10 e 20 ciclos de aquecimento/resfriamento. Ao final dos experimentos, foi estatisticamente comprovado que há influência da altura dos corpos de prova sobre os resultados do ensaio (as médias dos valores dos deslocamentos obtidos, normalizados em função da altura do corpo de prova, não podem ser consideradas estatisticamente iguais) além de terem sido recolhidos indícios que o número de ciclos não possui influência no deslocamento e nos itens a serem avaliados por inspeção visual. Comprovou-se também que os valores de resistência de aderência à tração dos revestimentos não foram reduzidos após a submissão aos ciclos térmicos. A pesquisa apresenta resultados que evidenciam a necessidade de revisão dos parâmetros e critérios estabelecidos por esta norma.
Análise do amortecimento térmico de paredes verdes em edificações: um estudo de caso para o clima subtropical úmido com inverno seco e verão quente ou temperado
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2021-11-12) Ramos, Lucas Thadeu da Silva; Azevedo, Rogério Cabral de; Oliveira, Raquel Diniz; http://lattes.cnpq.br/0005625273834609; http://lattes.cnpq.br/0613519736951060; http://lattes.cnpq.br/6241457090140159; Azevedo, Rogério Cabral de; Oliveira, Raquel Diniz; Santos, Hersília de Andrade e; Larsen, Silvana Elinor Flores
O aumento da população e sua concentração em regiões urbanas pode ocasionar, entre outros efeitos, elevações de temperatura do ar nessas áreas, especialmente nos trechos mais adensados. Esta relação se dá por fatores como mudança do uso do solo, aumento da área construída, redução da área permeável, redução da reflexão das superfícies e emissão de gases estufa. Dentre as alternativas encontradas na literatura, visando a redução de temperatura em ambientes edificados, destaca-se a reintrodução de elementos verdes em regiões urbanas. O Brasil ainda apresenta um pequeno desenvolvimento de pesquisas nessa área. Neste contexto, o presente trabalho analisou o impacto da aplicação de um Sistema Vegetado Vertical (SW) em uma edificação por meio do método de simulação numérica. Como referência, foi considerada uma edificação escolar naturalmente ventilada na cidade de Belo Horizonte e, para tanto foram desenvolvidos dois modelos termoenergéticos, sendo um contemplando as características originais da edificação e, o outro, com o SW. Como resultado da simulação da foi verificada redução das temperaturas operativas no modelo com SWV em comparação com a condição original da edificação em uma média de 1°C para a temperatura operativa e de 2°C para a superfície da envoltória, sendo esta a mesma ordem de grandeza pontuada no estado da arte. Adicionalmente, foi confirmada a importância do sombreamento propiciado pelo S em fachadas cegas quanto à capacidade de redução das temperaturas ambientais, bem como o da correta definição da orientação para a instalação deste sistema. Como contribuição espera-se que os resultados obtidos neste trabalho possam auxiliar a tomada de decisão dos proietistas e responsáveis quanto ao impacto que a inserção de elementos verdes pode ter na melhora das características térmicas das envoltórias de edificações bem como nas condições ambientais no seu interior.
Avaliação das alterações hidrológicas de trechos do médio Paraíba do Sul devido aos impactos das mudanças climáticas
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-08-01) Pereira, Letícia Cristina Oliveira; Santos, Hersília de Andrade e; http://lattes.cnpq.br/3618369732101367; http://lattes.cnpq.br/5294284063013807; Santos, Hersília de Andrade e; Azevedo, Rogério Cabral de; Soares, Laura Melo Vieira; Galvão, Carlos de Oliveira
Os recursos hídricos são indispensáveis para diversas atividades antrópicas. Ao longo dos últimos anos, a disponibilidade das águas superficiais tem sofrido alterações em função de mudanças no uso e solo das bacias hidrográficas. O conhecimento das alterações do regime de vazões de um curso d’água, bem como as causas que as provocaram, são importantes para manutenção dos ecossistemas aquáticos, bem como para preservação dos serviços ambientais prestados pelos corpos d’água. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a existência de relação entre as alterações climáticas, verificadas por meio da pluviosidade, e alterações hidrológicas em afluentes do Paraíba do Sul, importante bacia do Sudeste brasileiro, empregando métodos estatísticos. Esses compararam séries de dados hidrológicos de 20 anos definidas nos períodos de 1955-1975 e 2001-2021. Um aumento na pluviosidade foi identificado na bacia do Rio Preto, que também apresentou alteração no seu regime de vazões, indicado por índices de magnitude, frequência e taxa de mudanças, de diferentes formas ao longo do seu curso. O comportamento desses índices indica uma provável relação do escoamento superficial das regiões de cabeceira com efeitos das alterações climáticas enquanto que as vazões das regiões mais a jusante estão sob o efeito de alterações no uso e ocupação do solo. Dessa forma, ações futuras de gestão de recursos hídricos podem priorizar estratégias que minimizem a ou as principais fontes de alteração do regime de vazões, necessário para manutenção da integridade desse ecossistema, de forma a garantir seu uso permanente de maneira ecológica, social e economicamente viável.
Avaliação de propriedades físicas, químicas e mecânicas em bambus da espécie Dendrocalamus asper após aplicação de ciclos de secagem e molhagem
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-02-01) Amaral, Leo Maia do; Poggiali, Flávia Spitale Jacques; Rodrigues, Conrado de Souza; http://lattes.cnpq.br/2053934196878623; http://lattes.cnpq.br/6824739413179983; http://lattes.cnpq.br/8203083147473358; Poggiali, Flávia Spitale Jacques; Rodrigues, Conrado de Souza; Azevedo, Rogério Cabral de; Moreira, Luís Eustáquio; Cardoso, Daniel Carlos Taissum
A busca por alternativas sustentáveis na indústria da construção civil vem se tornando cada vez mais necessária, dado o alto impacto ambiental gerado no consumo de recursos naturais não renováveis e produção de materiais como o aço e o cimento. O bambu se apresenta como opção viável para utilização na construção, abrangendo aspectos ambientais como o sequestro de carbono, recuperação de áreas degradadas e reflorestamento. Além disso, impacta aspectos sociais e econômicos, fomentando o desenvolvimento de áreas periféricas, e possui propriedades físicas e mecânicas que o tornam um material de alta eficiência e resistência. Apesar do potencial, o bambu ainda é pouco utilizado no Brasil devido à falta de normas e procedimentos técnicos bem desenvolvidos e, por se tratar de um material natural, necessita de mais estudos relacionados à sua geometria e aos efeitos de agentes naturais, teor de umidade, insolação, dentre outros, para garantir durabilidade e segurança satisfatórias à estrutura. Dada a higroscopicidade do bambu e a diminuição da resistência do colmo quando submetido a um aumento do teor de umidade, a presente pesquisa avaliou os efeitos da hornificação - gerada por meio da aplicação de ciclos de secagem e molhagem - nas propriedades físicas, mecânicas e químicas do colmo, bem como sua capacidade de retenção e absorção de água e variação dimensional após o tratamento. Os resultados indicaram que a aplicação dos ciclos de molhagem e secagem aumentou a estabilidade dimensional do bambu, embora não tenha sido verificada uma redução da capacidade de absorção de água. Houve manutenção do módulo de elasticidade do material e leve redução da resistência à tração. Ensaios químicos e a análise de microscopia não mostraram alterações significativas na composição do bambu após a aplicação de ciclos de molhagem e secagem.
Avaliação do impacto de estratégias arquitetônicas de baixo custo sobre o desempenho termoenergético em edificações de interesse social no Rio de Janeiro
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2020-02-27) Oliveira, Fernanda Mourão Dutra de; Azevedo, Rogério Cabral de; Oliveira, Raquel Diniz; http://lattes.cnpq.br/0005625273834609; http://lattes.cnpq.br/0613519736951060; http://lattes.cnpq.br/1522400278294851; Veloso, Ana Carolina de Oliveira; Krüger, Eduardo Leite; Santos, Hersilia de Andrade e; Oliveira, Raquel Diniz; Azevedo, Rogério Cabral de
O consumo energético pelo parque edificado mundial corresponde a quase 50% de toda a energia consumida mundialmente. No Brasil esse valor supera a média mundial sendo metade desta demanda destinada às construções residenciais. Nesse contexto existe, ainda, previsão de aumento da demanda energética para os próximos anos, assim como o crescimento contínuo do déficit habitacional nacional. Soma-se a isso o crescimento do consumo de equipamentos de arrefecimento de ar para suprir o aumento do desconforto causado pelas mudanças climáticas e fenômenos das ilhas de calor. Em vista disso, o objetivo dessa pesquisa foi identificar e analisar estratégias construtivas aplicáveis a edifícios residenciais existentes, que possam aprimorar sua eficiência energética, ou seja, manter o mesmo funcionamento da edificação mas com menor consumo de energia, no que tange aos sistemas de climatização dos ambientes. Para tanto utilizou-se um modelo numérico com o objetivo de averiguar o desempenho energético tendo por referência um conjunto habitacional localizado na cidade do Rio de Janeiro. Como resultado, identificou-se que a combinação das estratégias: dispositivos de sombreamento, instalação de venezianas nas aberturas e alteração da cor da fachada para tons mais claros foi a solução que apresentou maior redução na temperatura operativa dos ambientes internos das edificações. A redução na temperatura operativa está diretamente ligada à redução do desconforto térmico vivenciado por usuários de edificações e da necessidade de climatização dos ambientes. Desse modo, o uso de estratégias bioclimáticas pode reduzir o uso de climatizadores de ambientes e o consequente consumo energético. A presente pesquisa contribuiu para identificar estratégias passíveis de serem aplicadas em edificações MCMV e reduzir o impacto ambiental dessas construções.
Avaliação do processo de implementação da transição dos sistemas de gestão da qualidade ISO 9001 versões 2008 e 2015: empresas da construção civil
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2018-05-23) Peguero, Scarlet Natalie Jorge; Azevedo, Rogério Cabral de; Ely, Daniela Matschulat; http://lattes.cnpq.br/8692921620150863; http://lattes.cnpq.br/0613519736951060; Azevedo, Rogério Cabral de; Ely, Daniela Matschulat; Silva, Adriano de Paula e; Santos, Hersília de Andrade e
Os sistemas de gestão da qualidade implementados com a versão 2008 da norma ISO 9001 devem ser atualizados conforme a última revisão desta norma, publicada no ano 2015. Nesta atualização, novos requisitos foram incorporados ou alterados. Existem inúmeros aspectos que podem facilitar ou dificultar a incorporação dos requisitos, novos ou alterados, nos sistemas de gestão da qualidade das empresas do setor da construção civil. O presente trabalho visa avaliar o processo de transição dos sistemas de gestão de Qualidade ISO 9001, versão 2008 para 2015, em empresas da construção civil. Para isso foram identificadas as empresas dispostas e favoráveis a fazer a transição. Para estas empresas foram analisadas as motivações que conduzem as empresas a implementar sistemas de gestão da qualidade e as facilidades e/ou barreiras que podem influenciar esse processo. Com esse intuito, utilizou-se como abordagem metodológica a pesquisa tipo levantamento. As principais motivações internas identificadas foram: melhoria da qualidade dos produtos e serviços e melhoria dos processos internos. A principal motivação externa que influenciou o processo de transição foi a exigência/demanda de clientes. As principais barreiras identificadas foram: comprometimento de alta direção e falta de entendimento da ISO 9001. Ao comparar esses resultados com outras pesquisas, percebe-se que as motivações e as barreiras do setor da construção civil diferem de outros segmentos de mercado, indicando que cada segmento possui desafios diferentes.
Desempenho térmico de placas de cimento álcali-ativado fabricadas a partir de resíduos de porcelanato em comparação com placas de cimento Portland
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2020-12-18) Silva, Cláudio Henrique Pires e; Oliveira, Raquel Diniz; Borges, Paulo Henrique Ribeiro; http://lattes.cnpq.br/5399317473703342; http://lattes.cnpq.br/0005625273834609; http://lattes.cnpq.br/6808701070994140; Oliveira, Raquel Diniz; Borges, Paulo Henrique Ribeiro; Pianaro, Sidnei Antônio; Azevedo, Rogério Cabral de; Veloso, Ana Carolina de Oliveira
As trocas térmicas entre o meio externo e as edificações podem ser influenciadas pelo tipo de sistema de vedação vertical externo (SVVE) empregado. Assim, a melhoria das suas propriedades térmicas bem como a produção de materiais novos e alternativos, podem ser importantes no nível de desempenho térmico da edificação. Cimentos álcali-ativados podem otimizar as propriedades termofísicas do concreto. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi analisar o desempenho térmico de placas de cimento Portland (PCP) e de cimento álcali-ativado (PCAA), produzidas a partir de resíduos de porcelanato. A caracterização das propriedades termofísicas das placas foi realizada por meio de ensaios condutividade térmica, capacidade de calor específico, absortância solar e densidade de massa aparente. Os dados dos materiais serviram como input para simular um modelo energético por meio do software Energy Plus. As condições de conforto térmico proporcionadas por estes painéis (PCAA e PCP), foram analisadas em uma habitação naturalmente ventilada em Light Steel Framing, em oito condições climáticas diferentes. Testes estatísticos paramétricos e não paramétricos foram realizados para verificar se as placas diferem significativamente quanto às horas em conforto térmico proporcionada, de acordo com a ASHRAE 55/2017. A influência das condições de cura das placas alternativas e do clima foram avaliadas. No geral as PCAAs apresentaram menores valores de densidade e absortância a radiação solar, entretanto as PCPs apresentaram valores de condutividade térmica e capacidade de calor específica um pouco melhores. Verificou-se que nos climas mais frios as PCPs propiciaram maior número de horas em conforto térmico. Apesar disso, nessas zonas bioclimáticas, o número de horas em conforto representou menos de 45% das horas do período analisado, predominando assim, o desconforto térmico. Para os demais climas, as PCAAs obtiveram os melhores resultados. A pintura branca das placas, nas zonas bioclimáticas mais quentes, aumentou em até 6%, 7% e 9% o percentual de horas confortáveis propiciados pela aplicação de PCAA1, PCAA2 e PCP, respectivamente. A análise estatística das horas em conforto obtidas confirmou os resultados da simulação uma vez que as diferenças entre as horas em conforto obtidas pelas placas em cada uma das oito zonas climática foi significativa (ANOVA e teste de Kruskal Wallis; p < 0,05). Tais análises confirmaram também que os diferentes processos de cura da PCAAs podem ter influenciado na quantidade de horas de conforto propiciadas por cada tipo de placa.
Desenvolvimento de modelo para priorização de chamada de ocorrências da defesa civil de Belo Horizonte
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2019-02-18) Martins, Carolina dos Santos; Azevedo, Rogério Cabral de; Ely, Daniela Matschulat; http://lattes.cnpq.br/8692921620150863; http://lattes.cnpq.br/0613519736951060; http://lattes.cnpq.br/9590681004009797; Azevedo, Rogério Cabral de; Ely, Daniela Matschulat; Jungles, Antônio Edésio; Santos, Hersília de Andrade e
Desastre é definido como o resultado de eventos adversos sobre um cenário vulnerável, causando grave perturbação ao funcionamento de uma sociedade com perdas e danos humanos, materiais, econômicos ou ambientais. A Defesa Civil se define como o conjunto de ações de prevenção e de socorro, assistenciais e reconstrutivas, determinada a evitar ou minimizar esses desastres. Na cidade de Belo Horizonte-MG, a Defesa Civil realiza ações de prevenção e socorro por meio de visitas aos locais de ocorrências recebidas pelo órgão. As ocorrências são avaliadas durante o primeiro atendimento, geralmente por telefone, com intuito de servirem de base para a priorização da alocação de equipes que irão realizar as visitas. A avaliação segue padrões qualitativos baseados nos conhecimentos, valores e preferências de cada atendente que as realiza. Diante de tal situação, o presente trabalho realizou a construção de um modelo, baseado na Metodologia Multicritério de Apoio à Decisão - Construtivista (MCDA-C). O modelo foi elaborado considerando algumas peculiaridades no contexto da Defesa Civil, como por exemplo, o fato de ocorrências diferentes apresentarem tipos e quantidades de informações diferentes. Isso exigiu redistribuição das taxas de compensação a depender de cada chamada. O modelo foi implementado em planilhas Excel e foi avaliado em 30 ocorrências recebidas pela Defesa Civil. Esta avaliação permitiu a identificação de melhorias a serem aplicadas com relação a 1) padronização na aplicação do modelo pelos atendentes e 2) escala dos critérios feita de maneira linear gerando avaliações de valores próximos sem muitas diferenciações. O modelo resultante possibilitou uma melhor visão da chamada e consequentemente priorização mais adequada de cada ocorrência, gerando assim, para a Defesa Civil, um aumento de eficiência no seu trabalho, impactando positivamente a população como um todo.
Detecção de vazamentos em adutoras de água por meio de métodos geofísicos
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2019-02-11) Caetano, Tathiana Rodrigues; Santos, Hersília de Andrade e; Van Dam, Remke Leander; http://lattes.cnpq.br/7372118825734222; http://lattes.cnpq.br/3618369732101367; http://lattes.cnpq.br/3955267292593890; Santos, Hersília de Andrade e; Van Dam, Remke Leander; Azevedo, Rogério Cabral de; Almeida, Cásia Regina Santos Nunes; Aranha, Paulo Roberto Antunes
As redes de distribuição de água são construídas para fornecer constantemente água em quantidade suficiente aos usuários com pressão e qualidade aceitáveis da forma mais econômica possível. Entretanto, há perdas de água por de vazamentos nas redes de distribuição de água urbana. Assim, um controle de perda de água eficiente deve ser reconhecido como uma prioridade para melhorar o fornecimento de água potável. Neste contexto, existem diversas formas de detectar e analisar os vários tipos de vazamentos. Dentre os principais métodos de detecção de vazamentos ressaltam-se os geofísicos e geoelétricos, que vêm ganhando força como forma de auxiliar nas tomadas de decisões ligadas à engenharia, principalmente por serem não destrutivos. O objetivo deste trabalho foi determinar a localização de vazamentos em uma adutora de concreto com funcionamento não afogado, ou seja, a adutora não se encontra pressurizada. Para tanto, foram utilizadas duas técnicas geofísicas: a eletrorresistividade e o ground penetrating radar (GPR), utilizando para tanto, os métodos do caminhamento elétrico e as antenas de 100 e 200 MHz monoestáticas, respectivamente. A adutora utilizada no estudo está localizada na cidade de Nova Lima, no estado de Minas Gerais, Brasil, e faz parte do Sistema Produtor Rio das Velhas. Este sistema abastece parte da Região Metropolitana de Belo Horizonte. A hipótese levantada na presente pesquisa é de que é possível localizar os vazamentos com a eletrorresistividade e, para isso, foram utilizadas duas contraprovas: o uso do GPR e a escavação do local. Além das investigações de campo, foram realizadas simulações computacionais a partir do software COMSOL Multiphysics®. Foi constatada a presença de valores de baixa resistividade, bem como alterações no sinal nos radagramas nos locais aonde haviam vazamentos confirmados visualmente. Dessa forma, concluiu-se que a técnica da eletrorresistividade é eficiente na detecção de vazamentos nas condições avaliadas e, pode ser usado para auxiliar os trabalhos de manutenção das tubulações avaliadas.
Diretrizes para Operação e Manutenção (O&M) de sistemas fotovoltaicos de microgeração distribuída com uso de células de silício cristalino
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2020-12-15) Costa, André Luis Crispim; Hirashima, Simone Queiroz da Silveira; Azevedo, Rogério Cabral de; http://lattes.cnpq.br/0613519736951060; http://lattes.cnpq.br/3537026574860062; http://lattes.cnpq.br/6933294095040534; Hirashima, Simone Queiroz da Silveira; Azevedo, Rogério Cabral de; Rodrigues, Conrado de Souza; Porto, Matheus Pereira
Boas práticas de operação e manutenção (O&M) têm se tornado cada vez mais importantes na gestão de sistemas fotovoltaicos, no entanto, percebe-se uma lacuna técnica e de conhecimento na análise dessa questão. A tecnologia fotovoltaica (FV), dominada atualmente pelo uso de células de silício cristalino, destaca-se pela possibilidade de geração distribuída, na qual o consumidor pode gerar energia para seu próprio consumo e, também, injetá-la na rede elétrica. Tais sistemas necessitam, todavia, de análises mais profundas de viabilidade e formação de mão de obra qualificada, em especial para realização de procedimentos de operação e manutenção. Em vista disso, este trabalho propõe diretrizes para estruturação das atividades de O&M de sistemas fotovoltaicos conectados à rede (SFCR). Tais diretrizes poderão servir como subsídios para o planejamento e implementação de ações de manutenção preventiva e corretiva, capazes de auxiliar no aumento do desempenho e vida útil dos sistemas, bem como nos seus ganhos econômicos. A proposta tem como referencial teórico uma ampla revisão dos estudos precedentes para identificação do estado da arte sobre o tema. Para identificação de múltiplos fatores que interferem na gestão dos SFCR, foram definidas como objetos de análises as usinas FV do Instituto Federal de Minas Gerais - IFMG, nas quais foram realizadas análises de geração, além de verificações de incidência de falhas e ações de O&M. Na sequência, desenvolveu-se de forma esquemática detalhamentos de atividades de operação e manutenção possibilitando melhor entendimento de procedimentos e da periodicidade de ações. Foram, então, estruturadas diretrizes para realização de: inspeção termográfica qualitativa de módulos FV, limpeza de sistemas fotovoltaicos, cálculo de perda de geração em função de sujidades e medição de parâmetros elétricos pela curva IV (corrente x tensão). Também foram realizadas atividades de campo para validação de procedimentos. Nas análises das usinas FV foi possível identificar decaimento significativo no desempenho dos sistemas, além de falhas em diversos componentes. Realizou-se o detalhamento das atividades gerais de O&M, além das ações específicas de operação, monitoramento, manutenção preventiva e corretiva. Na validação das diretrizes constatou-se pontos de sobreaquecimento causados por sujidades e sombreamento com base na inspeção termográfica infravermelha, além da melhoria na geração FV após a limpeza dos módulos. Por fim, constatou-se a importância da estruturação dos procedimentos e análises realizadas para definição de protocolos de O&M, permitindo maior eficiência e disponibilidade dos SFCR.
Estudo das propriedades piezoresistivas de compósitos preparados com pré-dispersão de nanotubos de carbono em partículas de cimento
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2021-10-29) Coelho, Isabela Domingues; Ludvig, Péter; Gonçalves, Sandro Trindade Mordente; http://lattes.cnpq.br/9879076086228404; http://lattes.cnpq.br/7848995220297181; http://lattes.cnpq.br/2329272251475586; Calixto, José Márcio Fonseca; Ludvig, Péter; Azevedo, Rogério Cabral de; Gonçalves, Sandro Trindade Mordente
A necessidade de demolição ou reparo de estruturas é uma situação recorrente na construção civil. Diante disso, vê-se a importância de um método acessível e eficiente de monitoramento estrutural para evitar prejuízos econômicos, ambientais e humanos. No presente trabalho são adicionados aos compósitos cimentícios materiais piezoresistivos, os nanotubos de carbono (NTCs), que possuem a capacidade de, sob uma deformação mecânica variar a sua resistência elétrica, possibilitando um monitoramento estrutural instantâneo, o que leva à detecção de possíveis falhas prematuramente. Desse modo, foram confeccionadas pastas de cimento e argamassas com adição de NTCs pré-dispersos em meio de isopropanol. Foi testado o método de secagem dos compósitos, o tipo de eletrodo, a frequência elétrica e carga mecânica aplicadas e o nível de saturação de água das amostras (100%, 50% ou 25% de umidade) ideais a fim de alcançar as melhores condições para o ensaio de piezoresposta. Foram realizados ensaios mecânicos (resistência à compressão e módulo de elasticidade), ensaios físicos (ensaio de densidade de massa), ensaios elétricos (medições de resistência elétrica) e de piezoresposta para análise dos parâmetros e caracterização do compósito. As conclusões do estudo apontaram como melhor método de secagem para as análises piezoresistivas a secagem ao ar livre e como eletrodo ideal, dentre os analisados, o de malha de aço inox por ter levado a menores valores de resistência elétrica. As propriedades mecânicas e físicas não sofreram significativas variações com a adição de NTCs nos compósitos. Os compósitos com teor de 50% de água apresentaram os melhores comportamentos piezoresistivos, sendo a argamassa o compósito com maior sensibilidade e melhor reversibilidade à piezoresposta. Foi observada também a possibilidade de detectar a abertura contínua de trincas por meio da análise da variação das medições elétricas (tensão e resistência elétricas).
Fluidodinâmica computacional acoplada ao método dos elementos discretos para modelagem de Wetland construído subsuperficial horizontal
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-05-18) Santos, Kesley Antônio; Coelho, Lineker Max Goulart; Santos, Hersília de Andrade e; http://lattes.cnpq.br/3618369732101367; http://lattes.cnpq.br/8891697482850065; http://lattes.cnpq.br/5225533083972503; Coelho, Lineker Max Goulart; Santos, Hersília de Andrade e; Sanagiotto, Daniela Guzzon; Passig, Karina Querne de Carvalho; Azevedo, Rogério Cabral de
A fluidodinâmica computacional (CFD) é uma ferramenta que pode auxiliar nos estudos dos processos envolvidos no interior de wetlands construídos (WCs). No entanto, os métodos utilizados até então sacrificam detalhes importantes para uma análise aprofundada da hidrodinâmica desse sistema de tratamento de esgoto. O método dos elementos discretos (DEM) é uma abordagem aprimorada para modelagem do meio poroso e ainda não foi testado para WCs. Nesse trabalho a metodologia CFD-DEM foi introduzida e validada com dados experimentais de dois estudos de caso de WCs e compararam-se os resultados com a modelagem clássica do meio poroso de Darcy-Forchheimer. O modelo CFD-DEM demonstrou sua superioridade pelos indices estatísticos de Willmot (IC) e Pielke (DPIELKE), sendo que os IC calculados o acoplamento foi de 0,89 e 0,87 ante 0,29 e 0,00 do modelo clássico. O modelo CFD-DEM obteve boa concordância com o teste de traçadores onde os tempos de detenção médio simulados foram de 2,18d e 4,45d ante 1,83d e 4,55d do experimental, respectivamente. O modelo proposto conseguiu classificar com precisão a eficiência hidráulica dos leitos. Além disso, no pós-processamento dos dados, o modelo CFD-DEM foi capaz de identificar anomalias no escoamento e aspectos que modelagem clássica não foi capaz de simular. A aplicação do acoplamento entre CFD e DEM será útil para o desenvolvimento de modelos capazes de realizar análises mais complexas da hidrodinâmica de WCs.
Impacto de parâmetros urbanos específicos para impulsionar cidades inteligentes sustentáveis: estudo de caso em Belo Horizonte
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-12-01) Azevedo Júnior, Isaias Carlos de; Oliveira, Raquel Diniz; Poggiali, Flávia Spitale Jacques; http://lattes.cnpq.br/6824739413179983; http://lattes.cnpq.br/0005625273834609; http://lattes.cnpq.br/2656352169374889; Oliveira, Raquel Diniz; Poggiali, Flávia Spitale Jacques; Ely, Daniela Matschulat; Azevedo, Rogério Cabral de; Melo, Ana Paula; Arantes, Eduardo Marques
Os administradores públicos, responsáveis pelas atividades de planejamento urbano, enfrentam grandes desafios na busca por organizar, sintetizar e compreender dados coletados e armazenados de forma massiva nas cidades. Tais informações são indispensáveis para a tomada de decisões em áreas-chave que têm grande impacto nas cidades do mundo inteiro. Nesse contexto, o presente trabalho objetivou identificar e analisar parâmetros e indicadores urbanos, prioritários na elaboração de políticas públicas, com o intuito de promover cidades mais sustentáveis e inteligentes. Para tanto, um estudo de caso foi desenvolvido em Belo Horizonte - MG. Os programas elaborados pelo município foram analisados tendo como referência critérios estabelecidos nas normas ISO 37.120/2021, ISO 37.122/2020 e ISO 37.123/2021. Assim, foi elaborado um diagnóstico preliminar com foco na identificação de lacunas e oportunidades de melhorias da cidade. Com base neste diagnóstico foram selecionados grupos de parâmetros e indicadores urbanos. Os dados, obtidos em bases públicas, foram organizados em uma plataforma WebGIS (Geographic Information System) para elaboração de planilhas, gráficos e mapas que permitiram sua análise. Posteriormente os parâmetros urbanos foram correlacionados com o desempenho de indicadores estabelecidos pelo município e baseados nos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) preconizados pela Organização das Nações Unidas (ONU). Assim, foi possível identificar parâmetros com maior número de correlações fortes frente aos indicadores analisados. Desta forma, foi possível constatar que os aspectos relacionados ao porte, idade e uso das edificações da cidade, além da infraestrutura urbana e da presença de riscos hidrogeológicos, foram os parâmetros com maior influência frente aos indicadores urbanos selecionados. O trabalho também apresenta como contribuição a metodologia utilizada para organização e correlação entre indicadores e parâmetros urbanos por meio de planilhas.
Influência de variáveis do escoamento hidráulico na presença de peixes em um canal de fuga
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2019-04-10) Souza, Guilherme Antônio Ribeiro de; Santos, Hersília de Andrade e; http://lattes.cnpq.br/3618369732101367; http://lattes.cnpq.br/8968548355431519; Santos, Hersília de Andrade e; Fontes, Raquel Coelho Loures; Viana, Edna Maria de Faria; Azevedo, Rogério Cabral de
A hidreletricidade é uma importante e significativa fonte na matriz elétrica de vários países no mundo. Entre os impactos ambientais causados pelas usinas hidrelétricas ressalta-se o bloqueio da rota de migração de peixes, que podem se acumular em partes do canal de fuga quando na ausência de medidas mitigadoras. O presente trabalho analisou a influência de variáveis hidráulicas do escoamento do canal de fuga sobre a presença de peixes na Usina Hidrelétrica de Três Marias (Brasil). Neste local em 2007, 7 toneladas de peixes foram mortos durante parada de turbinas e abertura de vertedor. Magnitude da velocidade, vorticidade, energia cinética turbulenta, intensidade turbulenta, dissipação de energia e deformação hidráulica ao longo escoamento, gerado por um modelo hidrodinâmico 3D no software Ansys, foram comparadas com as presenças do Pimelodus maculatus (mandi) e do Prochilodus argenteus (curimba), obtidas por meio de telemetria acústica realizado em estudo prévio. Os resultados indicaram maior presença dos peixes próximo a Turbina 1, cujos valores de velocidade, vorticidade e deformação hidráulica foram maiores em relação as outras partes. A análise fatorial para dados misturados constatou que a combinação da energia cinética turbulenta, taxa de dissipação de energia, intensidade turbulenta e vorticidade explicou 34.8% da variância, seguida pela combinação da deformação hidráulica, vorticidade e velocidade com 21.3%. Em termos medianos, a variância foi diferente para duas espécies e o mandi percorreu pontos com padrões hidráulicos diversos. Conclui-se que a combinação de variáveis hidráulicas atrai ambas espécies para área da turbina 1, área insegura para permanência dos cardumes.
Lean construction (construção enxuta): análise quantitativa de sua aplicação em unidades residenciais unifamiliares em Divinópolis-MG
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2020-08-12) Campos, Tiago Vilela; Azevedo, Rogério Cabral de; http://lattes.cnpq.br/0613519736951060; http://lattes.cnpq.br/0080896085559740; Azevedo, Rogério Cabral de; Jungles, Antônio Edésio; Santos, Hersília de Andrade e
A adoção das ferramentas do lean construction visam racionalizar o uso de materiais e aproveitar ao máximo a mão de obra disponível, evitando desperdícios e a execução de atividades que não agregam valor ao produto. Ressalta-se, porém, a escassez de estudos que avaliem quantitativamente os resultados obtidos, permitindo sua categorização estatística ou econômica. Com o objetivo de avaliar quantitativamente os benefícios obtidos pela implantação de ferramentas do lean construction na execução de determinadas atividades de construção de habitações residenciais unifamiliares este trabalho analisou os índices de produtividade, as variações no consumo de insumos e na geração de resíduos resultantes da execução de duas unidades habitacionais idênticas (a primeira executada da forma tradicional e a segunda após treinamento da equipe nas ferramentas do lean construction). Para tanto foram aplicadas as seguintes ferramentas da construção enxuta: sistema de gestão da qualidade, adoção de recursos visuais e conferências gerenciais. A avaliação da produtividade, consumo de insumos e geração de resíduos foi realizada sobre as seguintes atividades: formas, elevação de alvenaria, armação, chapisco interno e externo, emboço/reboco interno e externo, assentamento de revestimentos de parede, assentamento de pisos. A partir dos dados coletados foram realizados testes estatísticos, tais como análise de variância e testes de comparação de médias para avaliar se houve diferença estatisticamente significativa entre as atividades avaliadas. Foi observado que a adoção das ferramentas do lean construction geraram aumento estatisticamente significativo de eficiência produtiva para as atividades avaliadas apresentando como melhores resultados: 51.86% e 42.47% de aumento dos índices de produtividade para as atividades de chapisco externo e armação respectivamente. Ressalta-se que apenas para a atividade de assentamento de pisos não houve melhora estatisticamente comprovada. Por outro lado, com a adoção das ferramentas do lean construction auxiliou na redução do consumo de insumos nas atividades e existiu redução de 5,71% no volume de resíduos gerados para a execução das habitações.
Propagação de incerteza do coeficiente de manning em modelos numéricos 2D de escoamento hidráulico gerado pelo rompimento hipotético de barragem
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2021-08-31) Almeida, Isabella Machado de; Santos, Hersília de Andrade e; Coelho, Carlos Wagner Gonçalves Andrade; http://lattes.cnpq.br/6480542919268538; http://lattes.cnpq.br/3618369732101367; http://lattes.cnpq.br/4902660835483705; Santos, Hersília de Andrade e; Coelho, Carlos Wagner Gonçalves Andrade; Azevedo, Rogério Cabral de; Faria, Allbens Atman Picardi; Saliba, Aloysio Portugal Maia
A propagação de incerteza nos modelos hidrodinâmicos de escoamento gerados por rompimento hipotético de barragem está associada à entrada de parâmetros imprecisos. O coeficiente de rugosidade de uma bacia é um importante fator a ser representado pelos modelos numéricos de propagação de cheias e, devido às dificuldades práticas de determinação, é adotado como único para toda área a ser simulada e interpretado a partir da experiência prévia de quem analisa. Consequentemente, essa adoção gera imprecisões nas respostas desses modelos, como por exemplo na área inundada, informação crucial em Planos de Ações Emergenciais exigidos pela Política Nacional de Segurança de Barragens no Brasil. Assim, o objetivo deste trabalho foi propagar o efeito da variação do coeficiente de rugosidade em um modelo bidimensional do escoamento gerado pelo rompimento hipotético de uma barragem, analisando as implicações da mancha de inundação resultante por meio dos parâmetros de área total, velocidade e profundidade máxima em seções transversais. O modelo foi elaborado para o estudo de caso da usina hidrelétrica (UHE) de Três Marias (Brasil), cuja barragem é classificada como grande pelo Comitê Internacional de Grandes Barragens, e utilizou-se o software HEC-RAS versão 6.0. A variação do coeficiente de rugosidade de Manning foi gerada por meio de (1) uso e ocupação da bacia e (2) método probabilístico de Monte Carlo a partir de duas distribuições: normal e uniforme. Os resultados indicam: (1) o uso e ocupação da bacia para determinação do coeficiente de Manning provoca uma redução na área de inundação em média de 9,23 % em relação a cenários determinísticos que consideram o mesmo coeficiente para toda área; (2) diferentes distribuições probabilísticas para representação da incerteza do Coeficiente de Manning não alteram significativamente o resultado de propagação da cheia em termos de área inundada, velocidade e profundidade máxima ao longo das seções transversais. Entretanto, a representação da incerteza do Coeficiente de Manning pela distribuição normal, gera resultados de maior variação relativos aos três parâmetros estudados. A compreensão da variação das respostas dos modelos hidrodinâmicos pode contribuir para adoção de medidas mais seguras de gestão de risco a jusante de barramentos.
Uso de materiais de mudança de fase como alternativa para a melhoria do desempenho térmico de habitações no clima subtropical brasileiro
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-12-16) Vieira, Júlia Cordeiro; Oliveira, Raquel Diniz; http://lattes.cnpq.br/0005625273834609; http://lattes.cnpq.br/7802348219926124; Oliveira, Raquel Diniz; Azevedo, Rogério Cabral de; Borges, Paulo Henrique Ribeiro; Rojas, Ana Ibis Abreu; Souza, Roberta Vieira Gonçalves de
Os edifícios devem fornecer condições para garantir o conforto térmico e bem-estar aos usuários durante o ano, demandando consumo mínimo de energia adicional para auxiliar no controle artificial de temperatura ambiente. Diversos materiais construtivos podem propiciar um comportamento térmico adequado da edificação para o clima local e a consequente racionalização de energia, como os Materiais de Mudança de Fase (Phase Change Materials – PCM). Os PCMs são capazes de absorver e dissipar quantidades significativas de calor durante sua mudança de fase, mantendo faixas de temperatura constante. Neste contexto, propôs-se neste estudo testar a incorporação de PCM a sistemas construtivos no clima subtropical brasileiro. Inicialmente, avaliou-se o desempenho térmico da envoltória de um modelo representativo de habitação térrea, em seu aspecto original, em três zonas bioclimáticas brasileiras (ZB 1, 2 e 3), por meio do método de simulação da NBR 15.575-1:2021. Ademais, estimaram-se as condições potenciais de conforto térmico oferecidas aos usuários, considerando 80% de aceitação dos ocupantes, segundo o modelo adaptativo de conforto térmico descrito na norma ASHRAE 55-2017. Os resultados indicaram desempenho térmico inadequado da edificação original ao clima subtropical. Assim, como proposta de solução alternativa, avaliou-se o impacto da incorporação do PCM na envoltória em combinações diferentes, considerando a variação de suas propriedades termofísicas, além da troca do sistema construtivo original da edificação (modelo de paredes pesadas – MPP) pelo sistema Light Steel Frame (modelo leve isolado – MLI). Os resultados indicaram que o PCM foi capaz de adaptar o desempenho térmico da edificação ao clima e aumentar as condições de conforto térmico na maioria dos casos, sobretudo no MLI, tendendo a melhorar com o aumento da sua capacidade de armazenamento térmico e da área de superfície de sua aplicação. Contudo, no MPP, os pontos de fusão do PCM que ofereceram as melhores condições de conforto térmico não permitiram atendimento ao nível Mínimo (M) de desempenho térmico exigido pela NBR 15.575-1:2021. Portanto, a partir desse estudo, demonstrou-se a importância de considerar as condições de conforto térmico nos ambientes, além do nível de desempenho térmico da edificação, bem como de otimizar as propriedades termofísicas do PCM na tomada acertada de decisões de projeto.

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Navegando Mestrado em Engenharia Civil por Autor "Azevedo, Rogério Cabral de"

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