Mestrado em Engenharia Civil

URI Permanente para esta coleção

https://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/624

Navegar

Agora exibindo 1 - 20 de 79

Elaboração de mapa climático de recomendação para Belo Horizonte – MG
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-02-28) Damas, Pablo Vinícius Soares; Hirashima, Simone Queiroz da Silveira; Ferreira, Daniele Gomes; http://lattes.cnpq.br/5827918764981197; http://lattes.cnpq.br/3537026574860062; Simone Queiroz da Silveira Hirashima; Daniele Gomes Ferreira; Conrado de Souza Rodrigues; Luciana Londero Brandli; Rogério Palhares Zschaber de Araújo
As alterações no clima de áreas urbanas representam um dos principais enfoques no estudo das mudanças climáticas por impactar a vida de um grande número de pessoas. A busca por alternativas que permitam a melhoria das condições de conforto e o combate ao agravamento dos impactos antropogênicos tornam-se cada vez mais urgentes. O objetivo deste trabalho é a elaboração de um mapa climático de recomendações (UC-ReMap) para Belo Horizonte, de acordo com as informações coletadas no Mapa Climático Analítico (UC-AnMap) da cidade. Os mapas climáticos urbanos (UC-Maps) são instrumentos de avaliação da interação entre o clima de determinada área com o ambiente construído instalado e servem para analisar a dinâmica climática para fins de planejamento urbano. Os UC-Maps ao redor do mundo são, geralmente, constituídos pelo UC-AnMap, que verifica informações como a geografia local e aspectos climáticos, e pelo UC-ReMap que atua no planejamento de diretrizes que contribuem para o clima a partir das condições identificadas na área urbana. Este trabalho desenvolveu um mapa climático de recomendações a partir das informações disponíveis no UC-AnMap de Belo Horizonte e das demandas apresentadas pelo Plano Diretor da cidade. A metodologia incluiu a sobreposição do mapa de zoneamentos e do mapa de climatopos desenvolvidos no UC-AnMap de Belo Horizonte. A partir da definição de recomendações gerais e da determinação de parâmetros-chave, foram desenvolvidas as recomendações finais. Como resultados deste estudo, foram identificados os zoneamentos representativos em cada climatopo e foram propostas recomendações climáticas de acordo com as três zonas de planejamento sugeridas e com os parâmetros de área verde e volume edificado. Por fim, foi gerada a representação gráfica do UC-ReMap de Belo Horizonte. O trabalho busca contribuir com os esforços municipais para melhoria do planejamento urbano e combate aos efeitos das mudanças climáticas na cidade.
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; Flávia Spitale Jacques Poggiali; Conrado de Souza Rodrigues; Rogério Cabral de Azevedo; Luís Eustáquio Moreira; Daniel Carlos Taissum Cardoso
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.
Estudo da influência das tensões e das deformações por cisalhamento em pórticos planos de aço via análise avançada
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-02-18) Machado, Isabella Caroline Vieira; Silva, Renata Gomes Lanna da; http://lattes.cnpq.br/1852330407141788; Renata Gomes Lanna da Silva; Lineker Max Goulart Coelho; Armando Cesar Campos Lavall; William Taylor Matias Silva
O aço é um material amplamente utilizado em projetos estruturais e, atualmente, vários estudos vêm sendo desenvolvidos para apresentar softwares que utilizam Análise Avançada com o intuito de fornecer resultados mais condizentes com o comportamento real das estruturas e possibilitar o dimensionamento aproveitando a maior capacidade de carga do sistema estrutural. Muitos trabalhos baseiam-se na teoria clássica de Bernoulli-Euler, mas para o caso de barras curtas e para perfis metálicos do tipo I, uma análise mais rigorosa, que incluam os efeitos do cisalhamento, aplicando a hipótese cinemática de Timoshenko e a interação da tensão normal e da tensão de cisalhamento na plastificação da seção transversal, tornam-se necessárias. O objetivo do presente trabalho é apresentar um estudo do comportamento de pórticos planos de aço considerando a influência das deformações por cisalhamento utilizando os conceitos da Análise Avançada. A metodologia numérica proposta leva em conta o escoamento gradual do aço na seção transversal e ao longo do comprimento das barras e os efeitos de segundaordem P-∆ e P-δ. A inclusão dos efeitos causados pelas tensões de cisalhamento na plastificação das barras é realizada por implementação do modelo de von Mises no software PPLANLEP. A partir de modelos numéricos pode-se visualizar um adequado funcionamento do software para realizar análises elastoplásticas de segunda ordem. Além disso, foram observados que em modelos pouco submetidos à força cortante, as capacidades de carga dos sistemas estruturais não sofreram alterações ao considerar o critério de falha de von Mises. Porém, para vigas, especialmente as mais curtas, a consideração da interação entre tensões normal e de cisalhamento acarretaram em menores capacidades de carga, com variação entre 1 e 8,5% de acordo com a relação L/h analisada, quando comparadas aos resultados considerando somente tensões normais.
Ensaios dinâmicos aplicados na avaliação estrutural de obras de arte especiais em concreto armado
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2021) Braz, Waldeli Vieira; Martins, Cláudio José; http://lattes.cnpq.br/2395411911546232; Cláudio José Martins; Lineker Max Goulart Coelho; Walnório Graça Ferreira
O presente trabalho visa avaliar estruturalmente uma ponte ferroviária em concreto armado antes e após o reparo de um de seus apoios danificados através da Análise Modal Operacional e o Ensaio de Amplificação da Resposta. Ensaios estáticos aplicados em Obras de Arte Especiais são bem difundidos, entretanto vem sendo substituídos por ensaios dinâmicos, caracterizados pela sua eficiência, rapidez de execução, baixo custo e mínima perturbação ao serviço da estrutura. Os parâmetros modais obtidos por ensaios dinâmicos têm sido empregados na calibração de modelos numéricos, estudos de controle de vibração, avaliação estrutural e na caracterização de obras existentes, por vezes sem projetos da execução disponíveis. Inicialmente foi criado um modelo numérico no software SAP2000 com o qual foi planejada uma primeira campanha de ensaios. Após processados, os parâmetros modais e fatores de amplificação foram comparados àqueles que foram obtidos com uma segunda campanha de ensaios, realizada em pontos próximos à região do reparo de um dos encontros da obra. O comparativo de parâmetros modais entre campanhas não permite concluir que o dano pudesse ter sido previamente detectado pela técnica para a ponte objeto do estudo, enquanto o modelo numérico calibrado reduziu as discrepâncias entre frequências experimentais e numéricas de 13,68% para 0,20%. A despeito de certas limitações, se mostra capaz de inferir sobre a rigidez global da estrutura, enquanto o ensaio de amplificação da resposta é capaz de avaliar se os elementos estão susceptíveis a esforços para os quais possivelmente não foram dimensionados, resultado da amplificação gerada por desníveis e imperfeições nas transições e juntas. O estudo indica a efetividade dos ensaios dinâmicos aplicados na caracterização e avaliação das condições estruturais de pontes de concreto armado.
Análise térmica de seções transversais em situação de incêndio via método dos elementos finitos
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-03-31) Vieira, Lourenço Jerônimo de Rezende; Silva, Renata Gomes Lanna da; http://lattes.cnpq.br/1852330407141788; Renata Gomes Lanna da Silva; Lineker Max Goulart Coelho; Rodrigo Barreto Caldas
Nos projetos de edificações, independentemente do material utilizado, os elementos estruturais, além de serem dimensionados para resistir aos esforços atuantes à temperatura ambiente, devem ser avaliados também em situação de incêndio. Em temperaturas elevadas, ocorre a degradação progressiva das propriedades físicas e mecânicas dos materiais, resultando na perda de resistência e rigidez das peças estruturais. A distribuição e a evolução da temperatura nas seções transversais podem ser determinadas por métodos avançados de análise, baseados nas hipóteses da transferência de calor. O trabalho tem como objetivo realizar o estudo da evolução da temperatura nas seções transversais de elementos estruturais de aço, concreto e mistos aço/concreto, submetidas à ação do fogo por meio de uma análise térmica avançada. Dessa forma, foi desenvolvido um programa computacional, escrito em linguagem Fortran 90/95, capaz de realizar a análise térmica em regimes permanente (estacionário) e transiente de elementos bidimensionais, considerando o elemento finito triangular linear com 3 nós. Para validar a eficiência do programa de análise térmica e sua futura inserção no programa para análise termo-estrutural, exemplos numéricos são apresentados, sem e com revestimento térmico, sujeitos a diferentes condições de exposição ao fogo. Os resultados da distribuição da temperatura em função do tempo foram satisfatórios quando comparados com os resultados disponíveis da literatura e pelos softwares Ansys 2021 R1 e SAFIR 2014.a.1, evidenciando o bom desempenho do programa computacional desenvolvido.
Fluidodinâmica computacional acoplada ao método dos elementos discretos para modelagem de Wetland construído subsuperficial horizontal
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022) Santos, Kesley Antônio; Coelho, Lineker Max Goulart; Santos, Hersília de Andrade e; http://lattes.cnpq.br/3618369732101367; http://lattes.cnpq.br/8891697482850065; Lineker Max Goulart Coelho; Hersília de Andrade e Santos
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.
Simulação de cenários de melhoria da qualidade da água do rio das velhas como suporte à gestão e ao planejamento da bacia
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-05-18) Vilaça, Karina Aparecida; Coelho, Lineker Max Goulart; Santos, Hersília de Andrade e; http://lattes.cnpq.br/3618369732101367; http://lattes.cnpq.br/8891697482850065; Lineker Max Goulart Coelho; Hersília de Andrade e Santos; Flávia Spitale Jacques Poggiali; Iran Eduardo Lima Neto
O Rio das Velhas, situado no estado de Minas Gerais, apresenta parâmetros de qualidade da água em desconformidade com a legislação ambiental. Dessa forma, faz-se necessária uma gestão eficiente dos recursos hídricos a fim de garantir a qualidade da água. Neste contexto, modelos de qualidade da água podem ser utilizados como uma alternativa para auxiliar no planejamento e tomada de decisões por parte dos gestores. Dentre os diversos modelos, o QUAL2Kw se apresenta como uma ferramenta eficiente na simulação de qualidade da água. Neste sentido, esta pesquisa tem por objetivo simular a qualidade da água do Rio das Velhas por meio do modelo QUAL2Kw, buscando dar suporte ao planejamento da bacia, em termos de intervenções voltadas a melhoria da qualidade da água. Para isso simulou-se 185 km de extensão do Rio das Velhas, desde a cidade de Raposos até Jaboticatubas, simulando os parâmetros OD e DBO. Primeiramente esse modelo foi calibrado e validado. Além disso, de forma a facilitar a contabilização das cargas poluidoras no Rio das Velhas, foi simulado também o Ribeirão Arrudas, desde sua nascente até sua foz no Rio das Velhas e este até a cidade de Jaboticatubas, totalizando um trecho de 195 km. Esse novo modelo também foi calibrado e validado. Foram simulados cenários para avaliar alternativas para a melhoria da qualidade da água do Rio das Velhas. Esses cenários propuseram a redução da vazão de lançamento de esgoto in natura nas principais sub-bacias do Ribeirão Arrudas e do Ribeirão Onça e a melhoria da eficiência de remoção de DBO da ETE Onça. Constatou-se que a redução de 80% da vazão de lançamento de esgoto não tratado na sub-bacia Jatobá do Ribeirão Arrudas em conjunto com a melhoria de 9% da eficiência de remoção de DBO da ETE Onça proporcionariam uma melhoria na qualidade da água do Rio das Velhas. Esse cenário consegue atingir os limites estabelecidos pela legislação para os parâmetros OD e DBO cerca de 16 km antes da situação atual. Neste sentido, conclui-se que o modelo pode ser capaz de auxiliar no planejamento da bacia, voltado a melhoria na qualidade da água do Rio das Velhas.
Análise do efeito da interação solo-estrutura em pórticos espaciais de aço sobre fundações superficiais do tipo sapata
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-05-30) Almeida, Camila Aline Aguiar; Silva, Renata Gomes Lanna da; http://lattes.cnpq.br/1852330407141788; Renata Gomes Lanna da Silva; Péter Ludvig; Alex Sander Clemente de Souza
Em projetos estruturais, a hipótese de apoios teóricos é comumente empregada devido a sua simplicidade. Entretanto, desconsiderar a flexibilidade da fundação pode conduzir a esforços solicitantes e deslocamentos da estrutura que não representam a resposta real do sistema. Com o auxílio de softwares, é possível realizar análises mais complexas, que levam em consideração a interação solo-estrutura (ISE). Nesse contexto, o presente estudo objetivou investigar a influência de diversos tipos de modelagem de ISE no comportamento de pórticos de aço espaciais de múltiplos andares com fundações superficiais do tipo sapata, em comparação com a utilização de apoios teóricos, considerando a análise de segunda ordem. Para isso, foi analisada a influência da deformabilidade do solo no comportamento estrutural dos pórticos de aço, considerando uma análise elástica em teoria de 2ª ordem por meio do método P- , no software SAP 2000. Foram analisados modelos de pórticos de aço espaciais, considerando apoios convencionais e a ISE. Fundações superficiais do tipo sapata foram consideradas. O solo, considerado como material elástico, foi modelado empregando-se elementos de mola baseados nas teorias de Winkler, Pasternak e Malha de Molas contínuas, e elementos sólidos que representam o Meio Contínuo. Foram analisados três pórticos com as mesmas características, mas com número de pavimentos diferente, 4, 7 e 11 pavimentos. Concluiu-se que a consideração dos efeitos da ISE na análise estrutural de edifícios pode ter uma influência significativa nos resultados de deslocamentos e esforços solicitantes dos elementos. O modelo ISE que mais se aproximou dos resultados obtidos pelo método convencional foi o modelo de Pasternak e o que mais se distanciou foi o modelo de Meio Contínuo. Com relação à comparação dos pórticos com alturas diferentes, as maiores diferenças percentuais dos esforços solicitantes ocorreram no primeiro pavimento. Foi observada uma uniformidade entre os deslocamentos horizontais dos nós de um mesmo pavimento devido ao efeito de diafragma rígido. Os resultados obtidos na análise tridimensional estão coerentes com os resultados obtidos na análise realizada no plano.
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; Raquel Diniz Oliveira; Rogério Cabral de Azevedo; Paulo Henrique Ribeiro Borges; Ana Ibis Abreu Rojas; Roberta Vieira Gonçalves de Souza
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, avaliouse 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.
Propriedades mecânicas e de durabilidade de argamassas de reparo com agregado reciclado e adição de óxido de grafeno
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-12-19) Santos, Janaíne Conceição; Poggiali, Flávia Spitale Jacques; http://lattes.cnpq.br/6824739413179983; Flávia Spitale Jacques Poggiali; Péter Ludvig; José Márcio Fonseca Calixto; Luiz Orlando Ladeira
Os resíduos da construção contribuem significativamente para a poluição do meio ambiente. A construção civil busca por inovações que aumentem o desempenho de seus materiais, reduzam seus custos e garantam sua sustentabilidade. As argamassas são um tipo de compósito cimentício comumente utilizado para assentamento de tijolos, placas cerâmicas, revestimentos e reparos em estruturas. O uso de agregado miúdo reciclado no traço de argamassas tem se mostrado uma alternativa para a destinação dos resíduos de construção e demolição. No entanto, a substituição do agregado natural por agregados de RCD compromete as resistências à compressão, tração e flexão, bem como a durabilidade da argamassa. Nesse sentido, a incorporação de pequenas quantidades de óxido de grafeno (OG) em argamassas teria o potencial de melhorar suas propriedades mecânicas e de durabilidade. O presente trabalho propôs a avaliação das propriedades mecânicas e de durabilidade de argamassas confeccionadas com substituição de 100% dos agregados naturais pelos agregados de resíduos de construção e demolição (RCD), e adição de óxido de grafeno em dois teores de 0,05% e 0,10% (da massa de cimento). As argamassas foram confeccionadas em quatro traços: com agregado natural, com agregado de RCD, com agregado de RCD e adição de 0,05% de OG e com agregado de RCD e adição de 0,1% de OG. Os ensaios realizados abrangeram a resistência à compressão, resistência à tração na flexão, módulo de elasticidade, absorção de água e carbonatação. Os resultados dos ensaios indicam que a substituição do agregado natural por agregado de RCD mais adição de OG em argamassas de reparo resultaram no aumento da resistência à compressão (21%), da resistência à tração na flexão (10%), do módulo de elasticidade (6%) e na diminuição da absorção de água (7%) comparada à argamassa de RCD. Porém, houve um aumento na frente de carbonatação (14%), visto que a argamassa R já havia apresentado menor frente de carbonatação do que a argamassa N.
Parâmetros de interface: blocos, geogrelha e agregados reciclados em muros de solo reforçado
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-12-19) Rocha, Pablo Augusto dos Santos; Urashima, Denise de Carvalho; http://lattes.cnpq.br/9870039269278664; Denise de Carvalho Urashima; Conrado de Souza Rodrigues; Eduardo de Souza Cândido; Lucas Deleon Ferreira
O consumo não racional de recursos naturais e a geração de resíduos são alguns aspectos que comprometem valores de sustentabilidade da indústria da construção civil. A geração de resíduos da construção civil (RCC) pela indústria da construção civil (ICC) tem potencial impactante na sociedade e no meio ambiente. O uso de muros de solo reforçado como solução em infraestrutura urbana tem crescido nos últimos anos, pois atendem aspectos técnicos, arquitetônicos, econômicos, de prazo e de sustentabilidade. Para a execução de muros de solos reforçados podem ser empregados: solo para preenchimento, geossintéticos, blocos segmentais e agregados naturais (AN). Os geossintéticos são produtos fabricados a partir de polímeros, possuem diversas funções e são empregados em diferentes aplicações. Nos muros de solo reforçado, geossintéticos do tipo geogrelhas (GGR) são utilizadas como material de reforço. Os blocos segmentais são produzidos de concreto pré-moldado e podem ser utilizados no paramento do muro como elementos de ancoragem dos reforços e forma lateral da estrutura. Os AN são utilizados no preenchimento dos blocos segmentais, conferindo ao conjunto maior capacidade de ancoragem do reforço junto ao paramento, bem como auxiliando na drenagem da estrutura. Como alternativa de substituição dos AN, são empregados agregados reciclados de concreto (ARCO) como material de preenchimento de blocos segmentais em muros de solo reforçado. Para efeito da pesquisa os ARCO e AN na zona granulométrica de 9,5/25 mm foram submetidos a ensaios de caracterização física e ensaios de resistência de conexão sob tensões normais de 40 kN/m², 50 kN/m², 60 kN/m², 80 kN/m² e 100 kN/m², a fim de avaliar o desempenho dos elementos de interface. Os resultados dos ensaios de caracterização física apontaram que os ARCO sofreram alterações mais expressivas nos valores das propriedades quando submetidos aos ensaios de desempenho. No entanto, os valores de resistência de conexão dos ensaios com emprego de ARCO apresentaram aumento na média de 21%, 30%, 35% e 5,5% em relação aos ensaios com emprego de AN, quando submetidos às tensões normais de 40 kN/m², 50 kN/m², 60 kN/m² e 80 kN/m², respectivamente. Os resultados determinados nos ensaios de resistência de conexão apontaram o potencial de emprego de ARCO como material de preenchimento de blocos segmentais para muros de solo reforçado com elevação igual ou inferior a 5 metros.
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; Raquel Diniz Oliveira; Flávia Spitale Jacques Poggiali; Daniela Matschulat Ely; Rogério Cabral de Azevedo; Ana Paula Melo; Eduardo Marques Arantes
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.
Métodos estatísticos aplicados à calibração de índices de conforto térmico para ambientes urbanos
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2021) Morais, Larissa Mara Costa; Hirashima, Simone Queiroz da Silveira; Ribeiro, Aloísio Joaquim Freitas; http://lattes.cnpq.br/0727161934192510; http://lattes.cnpq.br/3537026574860062; Simone Queiroz da Silveira Hirashima; Aloísio Joaquim Freitas Ribeiro
A calibração de índices de conforto térmico para ambientes urbanos é feita por meio da utilização de métodos estatísticos, os quais correlacionam o valor numérico do índice com a resposta sobre percepção de sensação térmica das pessoas, visando determinar as faixas de conforto térmico e de desconforto térmico para o calor e para o frio. Estudos que visam calibrar os índices Physiological Equivalent Temperature (PET) e Universal Thermal Climate Index (UTCI) são crescentes em muitos países. Porém, não existe atualmente um método estatístico padrão para a calibração. O presente estudo busca aplicar e comparar os principais métodos de calibração em uma mesma base de dados, visando obter a faixa neutra de sensação térmica. Calibrações foram conduzidas por meio do uso dos três modelos estatísticos mais citados nos estudos precedentes e de três escalas diferentes de percepção térmica (3, 5 e 7 pontos) para uma amostra de 3.630 dados, provenientes de estudos anteriores no município de Belo Horizonte. Foi realizada uma comparação dos resultados obtidos pelo critério AIC (Akaike Information Criterion) e predições corretas. Como resultado, os modelos linear, probito e logito foram os mais utilizados. O modelo linear não foi aplicado neste estudo visto que a natureza da relação entre a escala de sensação térmica e cada uma das variáveis preditoras foi não linear. Assim, optou-se por ajustar um modelo não linear logístico de 4 parâmetros, com ajuste dos escores de sensação térmica entre -0,5 e +0,5. Com este modelo foi obtido apenas o limite superior da faixa de sensação térmica neutra. Os modelos ordinais (logito e probito) foram calibrados por dois métodos de ajuste: método 1 de probabilidades pontuais e método 2 de probabilidades cumulativas. Os modelos logito e probito apresentaram limites da faixa de conforto térmico e valores de AIC similares. A calibração com escalas de sensação térmica diferentes resultou em faixas de conforto térmico com maiores amplitudes para os modelos de 7 pontos e menores amplitudes para os modelos de 3 pontos. Em relação aos dois métodos de ajuste dos modelos ordinais, o método 2 produziu resultados com menor amplitude e o método 1 apresentou maior proporção de classificações corretas. Embora o método 1 tenha se mostrado superior quanto a este critério, o método 2 tem o benefício de produzir faixas de sensação térmica neutra comparáveis, uma vez que não depende do número de categorias de sensação térmica. Assim, tanto o método 1 quanto o método 2 dos modelos ordinais são úteis para o desenvolvimento de soluções sobre conforto térmico de uma determinada área urbana.
Estudo da mitigação de retração livre e com restrição em argamassas de escória de alto forno álcali-ativadas
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2021) Fragoso, Vanessa Serbate Borges; Borges, Paulo Henrique Ribeiro; http://lattes.cnpq.br/5399317473703342; Paulo Henrique Ribeiro Borges
A escória de alto forno granulada alcalinamente ativada é uma opção tecnológica e sustentável com promissora utilização como argamassa de reparo estrutural. Entretanto, argamassas produzidas a partir deste material apresentam elevada retração, quando comparadas com argamassas de cimento Portland. O uso de precursores reagentes de materiais expansivos ou com taxa de retração menor que a escória, são potenciais mitigadores para a retração. Neste trabalho, óxido de magnésio, sulfato de cálcio e cimento Portland em percentuais entre 5 e 25% foram substituintes da escória de alto forno, em 10 diferentes formulações de argamassa álcali-ativada. As argamassas foram caracterizadas por difração de raios X, calorimetria isotérmica, ensaio de resistência à compressão, absorção de água, retração livre e retração com restrição. A microestrutura foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados numéricos foram submetidos ao método de análise de variância, com delineamento inteiramente casualizado e teste de Tukey a um nível de significância de 5%, utilizando o software SISVAR. Os resultados apontaram para uma redução média de 60% na retração livre das formulações com cimento Portland aos 7 dias e de 30% a partir dos 28 dias, com qualquer percentual de substituição. A substituição por sulfato de cálcio ocasionou reações preferenciais com a solução alcalina e consequente queda do desempenho mecânico das formulações. Ainda assim, para substituição de 5% foi verificada redução da retração livre em 36% aos 28 dias. O óxido de magnésio apresentou pouca dispersão na pasta, agindo como filler e nenhuma alteração na retração foi constatada. Nenhuma das formulações alterou a densidade de fissuras das argamassas na retração com restrição.
Níveis de pressão sonora na área central de Belo Horizonte, MG
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2021-08-16) Mota, Lorena Cachuit Cardoso; Hirashima, Simone Queiroz da Silveira; http://lattes.cnpq.br/3537026574860062; Simone Queiroz da Silveira Hirashima; Hersília de Andrade e Santos; Stelamaris Rolla Bertoli; Elcione Maria Lobato de Moraes
Os níveis de pressão sonora em centros urbanos estão relacionados, principalmente, à realização de atividades antrópicas. O tráfego de veículos, o comércio, o trânsito de pedestres, as obras de engenharia e as crianças em escolas são algumas das fontes sonoras que contribuem para a construção do ambiente sonoro urbano. A população, imersa nesses ambientes e exposta a elevados níveis, pode estar sujeita a transtornos na saúde e efeitos negativos na qualidade de vida, desencadeando, por exemplo, distúrbios do sono, efeitos auditivos e doenças cardiovasculares. Uma das formas de identificar e avaliar essa exposição é por meio de mapas que apresentam as curvas isofônicas do local. Utilizando essa ferramenta, este trabalho revela graficamente os níveis sonoros na região central de Belo Horizonte, durante o período diurno. Para atingir o objetivo proposto, o software Predictor foi empregado para simular a situação acústica na área de estudo, considerando a configuração física do local e os níveis de pressão sonora identificados com um sonômetro. Ao todo foram 89 medições realizadas nos anos de 2020 e 2021, em 72 pontos distintos, de acordo com os procedimentos estabelecidos na NBR 10151:2019. Durante 15 minutos o equipamento coletou o nível de pressão sonora contínuo equivalente ponderada em A e, de forma simultânea, a equipe contabilizou o fluxo veicular de forma categorizada. Essas medições permitiram avaliar quantitativamente os níveis sonoros e correlacioná-los com as propriedades do entorno e com os emissores, além de validar e calibrar o modelo gerado no Predictor. Três cenários foram considerados para gerar o mapa acústico: altura de 1,3m do solo e o tráfego de veículos como fonte sonora; altura de 4,0m do solo e o tráfego de veículos como fonte sonora; e altura de 4,0m do solo considerando todas as fontes sonoras identificadas durante as medições. Os resultados demonstram que os níveis sonoros sofrem influência do número de veículos que circulam pela via, mas que essa constatação não pode ser generalizada para todos os pontos analisados, já que outras fontes podem também prevalecer no campo acústico. O mapa sonoro permitiu a identificação dos locais onde os níveis sonoros excedem os limites estabelecidos pelas regulamentações vigentes. Em 30,5% dos pontos aferidos os níveis excederam o limite estipulado pela legislação municipal. Essa porcentagem sobe para 91,7% se for considerado o limite sonoro (RLAeq) da norma brasileira. Isto demonstra a maior permissividade da Lei Municipal nº 9.505, quando comparada à NBR 10151:2019. Conclui-se que a simulação acústica auxilia na visualização espacial dos níveis sonoros, podendo subsidiar a propositura de planos de ação que visem reduzir ou controlar a poluição sonora, favorecendo, desta forma, a construção de um ambiente sonoro de melhor qualidade acústica.
Monitoramento de barragem de rejeitos de mineração a partir de vibrações operacionais
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2021-08-24) Faria, Igor Breno Silva; Martins, Cláudio José; http://lattes.cnpq.br/2395411911546232; Cláudio José Martins; Hersília de Andrade e Santos; Manoel Porfírio Cordão Neto
Em virtude dos acidentes ocorridos com barragens de rejeitos de mineração no decorrer do tempo, o monitoramento e os estudos do comportamento dessas estruturas são essenciais, principalmente quando se fala sobre os riscos e os danos que elas estão submetidas. A mudança de comportamento das estruturas tem incentivado o desenvolvimento de técnicas de monitoramento da integridade estrutural por meio das vibrações impostas no sistema a partir de análises dinâmicas. Um tipo de análise dinâmica empregado para verificação da integridade estrutural é a Análise Modal. Nesse tipo de estudo, é possível determinar os parâmetros modais, os quais governam o comportamento da estrutura sob carregamentos dinâmicos e dentre eles, a frequência natural é um parâmetro que está relacionado com a rigidez e a massa da estrutura. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo identificar as frequências naturais de uma barragem de rejeitos, como forma de monitoramento da estrutura a partir da Análise Modal Operacional, e verificar a influência do nível de água da barragem e da obra de reforço da estrutura nos valores de frequências encontrados. Com isso, foram registradas as vibrações operacionais da barragem de rejeitos utilizando dois acelerômetros triaxiais, com intuito de estabelecer um monitoramento contínuo. Os dados foram processados baseando-se na técnica de Decomposição no Domínio da Frequência, para a obtenção dos espectros e foi possível estabelecer as frequências naturais mais dominantes para o monitoramento desse parâmetro. Verificou-se que após a finalização da obra de reforço, a maioria das frequências naturais dominantes tiveram um ligeiro aumento em seus valores e que o nível d’água na barragem aumentou. Além disso o nível d’água não mostrou nenhum tipo de relação direta com os valores de frequências naturais. Porém, como as variações nos valores das frequências naturais foram muito pequenas, essa obra de reforço não influenciou de forma significativa nos valores das frequências encontradas. O estudo mostra a importância do plano de monitoramento para verificar as mudanças no comportamento da estrutura durante a vida útil.
O impacto da composição química e do teor do Rejeito de Minério de Ferro (RMF) nas propriedades físicas, mecânicas e durabilidade de cimentos compostos com RMF
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2021) Vescovi, Pedro Henrique Trazzi; Poggiali, Flávia Spitale Jacques; http://lattes.cnpq.br/6824739413179983
No Brasil, a indústria da mineração descarta seu rejeito, comumente, em barragens, que representa riscos à população local e ao meio ambiente. Além disso, a produção de cimento é uma das principais fontes de emissão de carbono, durante a fabricação do clínquer. A adição de rejeito de minério de ferro (RMF) em materiais cimentícios é uma opção de reutilização do rejeito, e reduz a emissão de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera conforme a necessidade de clínquer na produção de cimento diminui. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o uso do RMF como material cimentício suplementar (SCM) e investigar o impacto da composição química e do teor do RMF rejeito nas propriedades físicas, mecânica e de durabilidade de cimentos compostos com RMF. O calor de hidratação acumulado e os teores de água quimicamente modificada, portlandita remanescente e carbonato de cálcio foram menores para os cimentos com RMF. Com relação à resistência à compressão, os cimentos com 10% de RMF podem ser classificados, pela norma brasileira, como CP-II-Z 40 enquanto os cimentos com 20% de RMF podem ser classificados como CP-IV 32. O RMF aumentou, em menos de 1%, a absorção de água dos cimentos e melhorou a resistência ao ácido sulfúrico em todos os teores de adição. A composição química do RMF e o teor de RMF impactaram, significativamente, todos os resultados (resistência à compressão, absorção de água e resistência ao ácido sulfúrico) dos cimentos com RMF. Por fim, o RMF pode ser considerado como uma possível opção de substituto parcial do clínquer no cimento Portland.
Análise do comportamento estrutural e geotécnico de estruturas em casca cônica empregadas como fundação para aerogeradores onshore
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2021) Freitas, Ludmylla Faria de; Martins, Cláudio José; http://lattes.cnpq.br/2395411911546232; Cláudio José Martins
A energia eólica vem ganhando cada vez mais relevância como uma das principais alternativas de energia renovável. Entretanto, um dos principais desafios na construção de aerogeradores é um projeto de fundação que, além de satisfazer as exigências estruturais e geotécnicas exigidas, seja economicamente viável. As estruturas em casca, pouco exploradas como fundações de aerogeradores, podem se apresentar como alternativa estrutural e economicamente mais eficiente que as estruturas planas. O presente estudo tem como objetivo analisar o comportamento estrutural e geotécnico de cascas cônicas empregadas como fundações em aerogeradores onshore, por meio de análises numéricas utilizando o software SAP2000, baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF). Para tal análise realizouse um estudo de caso em um parque eólico localizado em Campo Formoso – BA e foram desenvolvidos 4 modelos numéricos: (i) sapata plana convencional, adotada no estudo de caso; (ii) fundação em casca cônica nervurada (hcasca=1,00m); (iii) radier nervurado plano (hcasca=0); e (iv) fundação em casca cônica nervurada (hcasca=2,00m). As fundações em casca cônica nervurada atenderam às verificações de capacidade de carga, tombamento, rigidez rotacional, deslizamento, deslocamentos e distorções, apresentando melhores resultados em comparação à sapata plana convencional adotada no estudo de caso. O radier nervurado plano (hcasca=0) não atendeu às verificações de capacidade de carga, tombamento e recalque, indicando que a inclinação contribui no comportamento geotécnico das fundações em casca propostas. Quanto à análise de tensões, as fundações em casca apresentaram maiores tensões de tração e compressão em comparação à sapata plana convencional devido, principalmente, a implementação das nervuras. A fundação em casca cônica nervurada (hcasca=1,00m) apresentou melhores resultados em relação às demais estrutura em casca analisadas no presente estudo, apresentando baixa variabilidade de tensões de tração e compressão em comparação à sapata plana convencional, além de uma redução do volume de concreto em até 30%, validando o potencial de economia das fundações em casca, bem como a usabilidade de fundações em casca para aerogeradores onshore.
Captura de efeitos de turbulência de escoamentos em canais hidráulicos por modelos Rans e Les
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2021) Pinheiro, Ablail Paula; Santos, Hersília de Andrade e; http://lattes.cnpq.br/3618369732101367; Hersília de Andrade e Santos
A turbulência é um fenômeno em que as partículas do fluido se misturam de forma desordenada caracterizado pela presença de flutuações de velocidades instantâneas irregulares e aparentemente aleatórias. A aplicação de modelos numéricos para a análise do escoamento em estruturas de transposição da ictiofauna permite uma melhor compreensão do escoamento turbulento, visto que a turbulência é um aspecto notável para explicação do movimento de peixes. As equações RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes) com o modelo de turbulência kH têm sido o principal modelo numérico para caracterizar o escoamento em escadas para peixes. Mais recentemente, a simulação LES (Large Eddy Simulation) foi relatada como sendo melhor para caracterização da turbulência em escoamentos incompressíveis. Assim, este trabalho teve por objetivo avaliar se os modelos numéricos RANS e LES são capazes de capturar os efeitos de turbulência de um escoamento hidráulico em dois modelos físicos: 1) escada para peixe do tipo ranhura vertical central em escala reduzida e 2) canal circular para estudo do comportamento de larvas de peixes. Para tanto, foi desenvolvido um modelo de Dinâmica de Fluidos Computacional (em inglês, Computational Fluid Dynamics - CFD) utilizando o software OpenFOAM. Tais modelos mostraram-se uma ferramenta eficiente para determinação dos perfis de velocidade, energia cinética turbulenta, vorticidade e deformação hidráulica, mas os modelos LES tiveram melhor aderência aos resultados laboratoriais em ambos os canais. A sensibilidade dos modelos LES foi maior do que dos modelos RANS na simulação de escoamentos turbulentos em canais para estudos de peixes. Na escada para peixes, os resultados foram validados com os dados ADV para todas as faixas de velocidade e para os menores valores de energia cinética turbulenta (<0,03 m2/s2). Já no canal curvo, os modelos tiveram resultados validados através da velocidade. A aplicação do modelo LES em canais para estudos de peixes será útil para melhorar a compreensão do desempenho da passagem de peixes.
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) Almeida, Isabella Machado de; Santos, Hersília de Andrade e; Coelho, Carlos Wagner Gonçalves Andrade; http://lattes.cnpq.br/6480542919268538; http://lattes.cnpq.br/3618369732101367; Hersília de Andrade e Santos; Carlos Wagner Gonçalves Andrade Coelho
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 as 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.

Navegar

Submissões Recentes