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Descrição |
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MAYANA CHAGAS CARVALHO
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Maturidade de conceitos green, lean e BIM na construção civil: proposição de matriz multimensional
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Orientador : DEBORA DE GOIS SANTOS
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Data: 18/12/2020
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Dissertação
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Diante das mudanças no mercado brasileiro decorrentes, principalmente, das incertezas provocadas pelo cenário político-econômico, dos grandes problemas ambientais e da situação de pandemia devido ao coronavírus, cresce o interesse por melhorias de processo como estratégia competitiva entre diversos setores da economia. Neste sentido, para auxiliar a mensuração e o controle dos processos organizacionais, muitos modelos de maturidade (MM) foram desenvolvidos e aplicados como ferramenta de gestão, inclusive para a Indústria de Arquitetura, Engenharia e Construção (AEC). Na literatura, alguns dos modelos para a indústria da construção já analisam o Green, o Lean Construction (LC) e o Building Information Model (BIM) separadamente ou dois a dois, mas há poucos estudos que relacionam os três conceitos. Desta forma, o objetivo geral desta pesquisa consistiu em propor um modelo para mensuração da maturidade organizacional para empresas de AEC que contemple esses conceitos na fase de projeto. Em termos de método, primeiramente foi realizada uma revisão bibliográfica e sistemática da literatura sobre os conceitos de Green, Lean e BIM e matriz de maturidade, buscando-se investigar a aplicação desses conceitos à fase de projeto, quais os modelos existentes, suas características e aplicações. Em seguida, com base no Construction Industry Macro Maturity Model (CIM3), desenvolvido por Willis e Rankin (2012), elaborou-se a estrutura principal da matriz proposta, composta por dois questionários, que após validação, foram aplicados com os especialistas das áreas e profissionais representantes das empresas credenciadas ao Programa Brasileiro de Qualidade e Produtividade no Habitat (PBQP-H) que atuam em Sergipe. Os resultados encontrados demonstraram que, de forma geral, a matriz proposta mostrou-se eficaz e de fácil aplicação, porém com a necessidade de ajustes, a fim de retratar melhor a maturidade da fase de projeto. Como resultado da aplicação da matriz, verificou-se que do conjunto de empresas estudadas a maioria se encontra no estágio de transição, com o nível de maturidade variando do intervalo de 50% a 75%, e que as etapas de planejamento estratégico e de retrofit e desconstrução foram as que apresentaram menores índices.
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LUÍSA MARIA HORTA MAIA
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Co-tratamento de lixiviado de aterro sanitário e esgoto doméstico em reatores UASB Estudo da viabilidade econômica do aproveitamento energético de biogás em Sergipe.
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Orientador : DANIEL MOUREIRA FONTES LIMA
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Data: 30/11/2020
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Dissertação
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No Brasil, os aterros sanitários são a forma mais comum de disposição dos resíduos sólidos urbanos. Seu efluente líquido, o lixiviado de aterro sanitário, é um líquido com alta carga poluidora que deve ser tratado antes de sua disposição final. Seu tratamento em ETEs é consolidado nos Estados Unidos, na Europa e no Japão. No Brasil, assim como na América Latina, são amplamente utilizados reatores de digestão anaeróbia UASB, nas ETEs, que tem como uma de suas funções a produção de biogás, que pode ser utilizado para produção de energia elétrica. Neste contexto, o estado de Sergipe dispõe de um aterro sanitário que, atualmente, envia o seu lixiviado para uma central de tratamento de efluentes, na Bahia. Essa pesquisa tem como objetivo avaliar a viabilidade técnica e econômica da implantação de sistemas de aproveitamento de biogás nas ETEs, do estado de Sergipe, já equipadas com reatores UASB, adicionando-se o lixiviado de aterro sanitário ao esgoto; em comparação com a viabilidade utilizando somente o esgoto sanitário, apresentada por Miranda (2008). Foram utilizados dados de caracterização do lixiviado produzido do aterro sanitário de Sergipe e características de concentração de matéria orgânica presentes nos esgotos recebidos nas estações avaliadas. A partir da literatura, definiu-se avaliar proporções de adição de lixiviado entre 0,5% e 5% ao esgoto sanitário. Utilizou-se o software ProBio 1.0 para estimar a geração de biogás em cada uma das proporções, e consequentemente, o potencial energético em cada uma das estações. Utilizando dados de parâmetros energéticos, determinou-se a economia mensal de energia, gerada pelo uso do biogás. Na análise econômica, os valores presentes líquidos dos investimentos foram determinados para um horizonte de 25 anos, e seus tempos de retorno foram definidos por PayBack descontado. Mesmo com a adição do lixiviado, a produção de biogás ainda não é o suficiente para atender as próprias demandas energéticas diárias das ETEs, sendo a injeção da energia produzida à rede da concessionária a melhor opção. A implantação do sistema de aproveitamento se mostrou economicamente viável para três das quatros ETEs. A ERQ Sul, a ERQ Oeste e a ETE Rosa Elze, com tempos de retorno do investimento de 7,3; 7,5 e 13,7 anos, e valores presentes líquidos de R$2.720.817,00; R$2.583.009,00 e R$618.109,00, respectivamente, para a proporção de 5% de lixiviado adicionado ao esgoto sanitário. Percebe-se que a adequação, somente da ERQ Sul, seria suficiente para receber o montante de lixiviado produzido no aterro sanitário de Sergipe em proporções menores do que 5%.
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LUCAS EMMANOEL ALVES DE OLIVEIRA
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INVESTIGAÇÃO DO EFEITO BENÉFICO DO ATRITO NA INTERFACE AÇO-CONCRETO PARA O DIMENSIONAMENTO À FADIGA DE CONECTORES DE CISALHAMENTO EM PONTES MISTAS CONFORME A ABNT NBR 16694:2020
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Orientador : HIGOR SERGIO DANTAS DE ARGOLO
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Data: 26/08/2020
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Dissertação
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A construção de pontes em estrutura mista de aço e concreto apresenta diversas vantagens que a qualificam como uma solução bastante viável para esse tipo de obra. Entretanto, no Brasil, a incidência dessa tipologia estrutural ainda é muito pequena, fato que pode ser justificado pelas décadas de inexistência da norma técnica nacional que trata do seu projeto, apenas recentemente publicada em primeira versão. Seguindo a tendência das principais normas estrangeiras de referência, a norma brasileira de pontes mistas não considera o efeito benéfico da aderência por atrito na interface aço-concreto para o dimensionamento à fadiga dos conectores de cisalhamento tipo pino com cabeça, o que poderia resultar em projetos significativamente mais econômicos sem comprometer a segurança. A literatura já dispõe de uma equação simplificada que, se declarada válida, poderia ser incorporada às normas técnicas a fim de otimizar esse dimensionamento. No entanto, a determinação do coeficiente de atrito na interface aço-concreto ainda é um dos maiores entraves a essa incorporação. O objetivo principal deste trabalho é investigar a transferência de esforços na interface aço-concreto de vigas de pontes mistas para melhor compreender o efeito do atrito, propor um procedimento de determinação do valor do seu coeficiente e sugerir uma forma de considerá-lo no cálculo estrutural. Para isso, foi realizada modelagem computacional como reprodução de um ensaio real de flexão em viga mista, disponível na literatura, no software ANSYS, capaz de simular diferentes condições de contato na interface. Também foram propostas equações para a determinação do valor do coeficiente de atrito com base na equação simplificada da literatura e para a determinação da relação entre esse coeficiente e o esforço nos conectores. O ensaio foi satisfatoriamente reproduzido com a aplicação do coeficiente de atrito determinado, cujo valor muito acima do usual tornou necessário modificar a interpretação da equação que representa o fenômeno. A partir dos resultados e da adequação validada da equação simplificada, foi sugerido que a rigidez dos conectores de cisalhamento exerce grande influência no atrito na interface, superando o próprio aspecto da rugosidade superficial.
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MICHELLI FERREIRA DE OLIVEIRA
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Análise microbiológica como controle de qualidade de processo aeróbio alimentado por efluente de reator UASB
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Orientador : LUCIANA COELHO MENDONCA
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Data: 14/08/2020
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Dissertação
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O estudo da microbiota que compõe o sistema de tratamento biológico de esgotos permite análise das condições de operação e da qualidade do efluente, uma vez que os micro-organismos apresentam alta sensibilidade a pequenas variações do ambiente. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo caracterizar a comunidade microbiana presente no tanque de aeração do sistema combinado, composto por reator UASB seguido por valo de oxidação, empregado na Estação de Tratamento dos Esgotos (ETE) da Universidade Federal de Sergipe. Para isso, foram monitorados os parâmetros físico-químicos da ETE e realizados exames microbiológicos qualitativos e quantitativos do licor misto para avaliar a microbiota do valo de oxidação. Como resultados, foram obtidos 39 isolados bacterianos, os quais foram avaliados posteriormente em termos de perfis proteicos por MALDI-TOF, onde foram identificados 13 gêneros distintos que são característicos dos sistemas de tratamento de esgoto. Os gêneros predominantes foram Acinetobacter, Bacillus, Enterococcus e Enterobacter. Foi possível inferir que 63% das bactérias identificadas são facultativas e apenas 37% são aeróbias. No geral, os gêneros de bactérias identificados apresentam grande importância para o tratamento uma vez que possuem propriedades de remoção de matéria orgânica, de nutrientes e estruturação da biomassa. O número médio de bactérias heterotróficas encontrado no sistema foi de foi de 9,40 x 107UFC/mL. Foram encontrados poucos protozoários e metazoários devido ao fato de as amostras coletadas serem bem diluídas. A temperatura nos pontos coletados esteve na faixa de 24 a 32oC considerada ótima para as atividades bacterianas e os valores de pH variaram de neutro a levemente alcalino. Quanto às concentrações de OD no valo de oxidação, obtiveram-se valores que variaram de 0,6 e 0,8 mg/L, antes dos aeradores serem ligados, e entre 1,7 e 4,4mg/L, após serem ligados. Na ETE, a eficiência média de remoção de DQO foi de 30%, enquanto a de sólidos totais foi de 9%, valores bem abaixo dos encontrados na literatura para sistemas combinados. A baixa frequência e a diversidade de micro-organismos, observados durante a análise microscópica, indicam que o polimento do efluente tratado por parte destes organismos não está sendo realizado de forma adequada, reduzindo assim a eficiência do tratamento. A análise de correlação entre os parâmetros microbiológicos e físico-químicos indicou haver correlação moderada positiva com as concentrações de OD e sólidos, sendo então possível inferir que influenciam na quantidade de bactérias presentes no meio. Após avaliar os resultados apresentados, foi possível concluir que as condições operacionais da ETE influenciaram na comunidade encontrada durante o monitoramento e que a quantidade de bactérias encontradas junto com baixa frequência de aparecimento dos protozoários e metazoários demonstraram que a eficiência de remoção de matéria orgânica no sistema está insatisfatória.
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LUCAS EDUARDO WEBER
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ADITIVOS DE PRAZO EM OBRAS PÚBLICAS: UMA ANÁLISE SOB A ÓTICA DOS EMPREITEIROS E A APLICABILIDADE DOS PRINCÍPIOS ENXUTOS
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Orientador : DEBORA DE GOIS SANTOS
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Data: 23/03/2020
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Dissertação
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Os empreendimentos públicos objetivam o atendimento à uma demanda social e têm um papel importante para o desenvolvimento social e econômico de uma região. Contudo, são constantemente caracterizados por sua ineficiência e recorrentes atrasos na entrega do objeto. Desta forma, esta pesquisa investiga, sob a ótica dos empreiteiros, quais são os fatores que causam os aditivos de tempo nos contratos de obras públicas e como estes podem ser minimizados aplicando os princípios da Construção Enxuta. A pesquisa limita-se às obras públicas de órgãos federais localizados em Sergipe. Primeiramente foi feita uma revisão sistemática da literatura sobre construção enxuta, obras públicas, aplicação da construção enxuta em obras públicas e atrasos em obras. Em seguida, foi realizado um mapeamento sistemático da literatura sobre a Construção Enxuta e Obras Públicas, a fim de obter exemplos de aplicabilidade dos princípios enxutos em empreendimentos públicos para verificar como a temática está sendo tratada. A ferramenta para obtenção dos dados sobre os contratos foi o Portal da Transparência, lançado pelo Ministério da Transparência e Controladoria-Geral da União em 2004, que é um endereço eletrônico de acesso livre. Para responder ao problema de pesquisa, um questionário estruturado, com perguntas abertas e fechadas, foi elaborado com base na revisão da literatura e foi aplicado com os empreiteiros responsáveis pela execução de cada contrato. Os resultados encontrados demonstram que os principais fatores causadores de aditivos de prazo fazem parte dos aspectos relacionados à concepção do empreendimento, com destaque para os erros nos quantitativos do orçamento. Por serem aspectos anteriores à licitação, as soluções podem ser implementadas nos órgãos públicos. Assim, o uso de ferramentas Lean como a engenharia simultânea, o Target Value Design e o BIM podem minorar a ocorrência de acréscimo de tempo em obras públicas.
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ANDRÉ LUIZ DELMONDES PEREIRA FILHO
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Análise do comportamento de escavação grampeada instrumentada
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Orientador : ERINALDO HILARIO CAVALCANTE
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Data: 06/03/2020
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Dissertação
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Nos projetos de contenção em solo grampeado ainda não existe um roteiro definido como padrão a ser seguido por projetistas. Dessa forma, na prática atual, é importante se aliar o conhecimento técnico à experiência. Além da análise teórica na fase de projeto, é de fundamental importância a previsão e a avaliação do desempenho da estrutura com o emprego de instrumentações e ensaios nas fases construtiva e de serviço. Diante desse cenário, com este trabalho de pesquisa de mestrado objetiva-se analisar o comportamento de uma escavação em solo grampeado executada na cidade de Salvador/BA. A contenção em estudo apresenta desníveis variáveis entre 7,7 m e 14,8 m, aproximadamente, com grampos de comprimento igual a 6,0, 9,0 e 12,0 metros. O perfil geotécnico da escavação é composto, basicamente, por camadas intercaladas de silte arenoso e de silte argiloso com presença de areia. Foram disponibilizados para a pesquisa dados do projeto, da execução e do programa experimental de campo, constituído por ensaios de arrancamento e monitoramento por inclinômetros. Os resultados dos ensaios de arrancamento foram comparados a correlações com NSPT, propostas para solos brasileiros. Foram realizadas análises de estabilidade e análises numéricas de tensão e deformação, empregando-se um pacote de softwares de aplicações geotécnicas. As análises de estabilidade foram realizadas com aplicação dos conceitos de Allowable Stress Design (ASD) e Load and Resistance Factor Design (LRFD). Das análises numéricas foram obtidas as deformações no maciço contido e os esforços mobilizados nos grampos. Os perfis de deslocamentos horizontais obtidos nas análises numéricas se ajustaram bem ao perfil monitorado pelo inclinômetro de referência. Os resultados mostraram que a magnitude dos deslocamentos máximos obtidos foi inferior aos valores das previsões teóricas da literatura técnica internacional, porém, foi condizente com outros resultados de obras similares instrumentadas na cidade. Os modelos numéricos também representaram adequadamente a distribuição dos esforços de tração nos grampos. As forças de tração máximas obtidas experimentalmente foram inferiores às calculadas por meio de métodos teóricos. Os resultados das análises de estabilidade indicaram que os fatores de segurança parciais da BS 8006-2 (2010) conduzem a projetos mais conservadores, comparados às recomendações do Eurocode 7.
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KELLY MARINA SILVA SANTOS LIMA
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AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DO MONITOR DE SECAS PARA DEFINIÇÃO DE SECAS EM SERGIPE
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Data: 05/03/2020
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Dissertação
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A seca é um fenômeno natural recorrente em diversas regiões do planeta e costuma provocar sérios impactos sobre o meio ambiente e a população, como fome, desemprego e morte. Historicamente, o governo das localidades afetadas costuma adotar medidas emergenciais para combater este impactos, as quais aumentam a vulnerabilidade social e são economicamente inviáveis. Contudo, nas últimas décadas, surgiram programas de preparação para a seca em vários países, a exemplo dos Estados Unidos, Portugal e México. No Brasil, a implementação do Monitor de Secas (MSB) evidencia o início da transição da gestão de crise para uma gestão de risco da seca. Essa ferramenta consiste em um produto de monitoramento da seca baseado em diversos índices e dados observados, através de um processo participativo entre instituições federais e estaduais. Dada à importância da consolidação do Monitor como meio de suporte à decisão para políticas públicas de gestão e preparação da população atingida, esta pesquisa busca avaliar eficiência na identificação das regiões secas detectadas pelo MSB no Estado de Sergipe. Serão utilizados dados climáticos estaduais e decretações de seca e estiagem pela Defesa Civil para comparação com a classificação da seca pelo Monitor, através da aplicação de testes estatísticos e cálculo de coeficientes de correlação. Adicionalmente, o chamado Formulário Mínimo Padrão (FMP), questionário respondido por integrantes do processo (agricultores, técnicos da Defesa Civil, entre outros) para verificar a percepção local de impactos da seca, será analisado quanto à correspondência com a tabela de impactos do MSB. Os resultados da pesquisa devem revelar a existência ou não de um entendimento comum da seca em Sergipe pelas esferas federal e estadual, o que é de extrema relevância para o aumento da eficiência da gestão de secas no estado e no país.
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PAULO VINÍCIUS COSTA RODRIGUES
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UM MÉTODO HÍBRIDO DE OTIMIZAÇÃO TOPOLÓGICA PARA ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO
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Orientador : REJANE MARTINS FERNANDES CANHA
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Data: 27/02/2020
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Dissertação
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O concreto armado é um material bastante utilizado na engenharia civil, porém seu comportamento é complexo, principalmente nas regiões do tipo D, desafiando os pesquisadores a criar modelos mais precisos e que, simultaneamente, gerem estruturas cuja rigidez seja a melhor possível. Para auxiliar no dimensionamento dessas estruturas, o Modelo de Bielas e Tirantes é utilizado. Assim, criaram-se metodologias para a determinação desses modelos; porém essas metodologias fornecem soluções múltiplas válidas, mas não necessariamente ótimas. Desta forma, a otimização e os métodos numéricos de cálculo estrutural são utilizados para encontrar esses modelos de bielas e tirantes ótimos. Duas metodologias são comumente empregadas, a Metodologia de Otimização Topológica Discreta (MOT-D) e a Metodologia de Otimização Topológica Contínua (MOT-C). Enquanto a primeira apresenta a vantagem de gerar estruturas melhores do ponto de vista construtivo, possui a desvantagem de limitar a forma do caminho das forças no concreto, desconsiderando caminhos que poderiam gerar uma maior rigidez da estrutura final. O contrário ocorre com relação a última. Este trabalho implementará uma metodologia mais recente apresentada por Gaynor; Guest; Moen, (2013), a Metodologia de Otimização Topológica Híbrida (MOT-H), inserindo algumas modificações. Nessa metodologia o concreto é aproximado como meio contínuo e as barras de aço como elementos discretos. Desta forma, a MOT-H apresenta a vantagem de limitar a disposição final das barras de aço, gerando estruturas melhores do ponto de vista construtivo, enquanto permite uma maior liberdade para a forma e angulação das bielas de concreto. Além disso, o concreto será aproximado por elementos bidimensionais ortotrópicos – comumente se utilizam elementos isotrópicos – permitindo a captura de efeitos não observados pelas outras metodologias citadas, como os efeitos decorrentes das tensões transversais. No entanto, há um aumento relevante do tempo computacional em relação às formulações contínua e discreta isoladas; que, entretanto, considerando os processadores computacionais atuais, não se torna um fator limitante à sua utilização. Para esse trabalho, serão adaptados três algoritmos de MatLab já existentes: o Polymesher, um gerador de malha poligonal; o Polytop, um Otimizador Topológico Contínuo; e o GRAND, um Otimizador Topológico Discreto. Os resultados obtidos com essa metodologia foram comparados com os das MOT-C, MOT-D e, quando possível, com os de Gaynor; Guest; Moen, (2013). Os resultados demonstraram que a MOT-H é bastante promissora no estudo do concreto armado fornecendo modelos de bielas e tirantes precisos e que apresentam as vantagens citadas.
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KYCIANNE ROSE ALVES DE GÓES BARROS
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Uma formulação mista para o projeto de consolos de concreto armado
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Orientador : REJANE MARTINS FERNANDES CANHA
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Data: 19/02/2020
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Dissertação
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Os consolos são elementos estruturais de concreto armado geralmente projetados a partir de colunas e que têm a função de transferir cargas para a estrutura principal. As cargas principais atuantes nos consolos são verticais, advindas de elementos que se apoiam neles. Também podem existir cargas horizontais, provenientes de retração, deformações, fluência ou mudanças de temperaturas do conjunto de elementos viga-consolo. Eles funcionam basicamente como balanços, porém a relação da distância entre a força aplicada e o centro do pilar (a) e a distância da altura útil (d) é sempre menor que a unidade. O seu estudo é de suma importância, pois em virtude dessa relação de distâncias (a/d) ser menor que a unidade, o comportamento dos consolos não pode ser equiparada ao comportamento de outros elementos estruturais. Por mais que os consolos sejam considerados materiais homogêneos, isotrópicos e elásticos perfeitos, são observadas descontinuidades estáticas e geométricas nas suas estruturas, não obedecendo à Hipótese de Bernoulli. Tendo em vista a necessidade de um estudo mais detalhado sobre o assunto em questão, o presente trabalho tem como objetivo encontrar um novo modelo de projeto para os cálculos de consolos de concreto armado utilizando como base métodos já existentes na literatura. Com isso, foram estudados diversos experimentos com elementos estruturais de consolos para encontrar uma calibração adequada, baseada no modelo de atrito-cisalhamento, que funciona com certa precisão para consolos muito curtos. Após isso, ocorreu a aplicação do modelo de atrito-cisalhamento calibrado em 389 consolos obtidos através da literatura. Por fim, utilizou-se o modelo proposto por Vieira (2018) baseado no método de bielas e tirantes para que fosse realizada uma ponderação complementar que define a formulação final para achar a tensão cisalhante de cálculo. Os resultados obtidos a partir desse modelo foram utilizados para comparação, através de tabelas, gráficos e análises estatísticas, com os encontrados em teste de laboratório.
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LEONARDO ANDRADE BISPO SILVA
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MODELO DE DANO CONCENTRADO APLICADO À FLAMBAGEM LOCAL EM PERFIS VAZADOS DE AÇO ESTRUTURAL SUBMETIDOS À FLEXÃO COMPOSTA
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Orientador : DAVID LEONARDO NASCIMENTO DE FIGUEIREDO AMORIM
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Data: 31/01/2020
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Dissertação
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A procura em reduzir custos na engenharia faz com que sejam desenvolvidos novos materiais e concepções de projeto que buscam estruturas mais leves e arrojadas. Desta forma, os grandes avanços nos processos de fabricação levam a utilização mais frequente de perfis metálicos com espessuras reduzidas e elevada tensão de escoamento. Consequentemente, ao utilizar peças estruturais com seções transversais compostas por placas esbeltas, o fenômeno de instabilidade local fica mais evidente e é usualmente tratado como uma forma de colapso. Como o tratamento matemático convencional do comportamento da estrutura quanto a flambagem local exige soluções trabalhosas e refinadas, costuma-se empregar o método dos elementos finitos em sua formulação clássica utilizando malhas com vários elementos de casca ou tridimensionais, o que acarreta no aumento do custo computacional. Por outro lado, uma teoria não linear recente, denominada de Mecânica do Dano Concentrado (MDC), foi introduzida para obter resultados mais realistas e eficientes na análise de estruturas mais complexas. Na MDC assume-se que todos os efeitos não lineares de um elemento finito estão concentrados em rótulas plásticas, o que reduz significativamente o custo computacional da análise. Por conta disto, o presente trabalho busca elaborar modelos numéricos via MDC aplicados à flambagem local em perfis vazados de aço submetidos à flexão composta. Para analisar a eficiência dos modelos, os resultados numéricos são comparados com resultados experimentais de Yamada et al. (1994), em que colunas de aço com seções retangulares vazadas de 200 x 200 x 9mm foram submetidas a três ensaios de flexão composta, sendo um monotônico e dois cíclicos. Posteriormente, é elaborado um modelo para pórticos bidimensionais e os resultados numéricos serão comparados com resultados experimentais de outros autores.
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MANDARLAN HALLEI NASCIMENTO PEREIRA
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ANÁLISE COMPARATIVA DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE CONCRETO ASFÁLTICO USANDO LIGANTE MODIFICADO POR VIA SECA E POR VIA ÚMIDA COM MISTURA DE RESÍDUO INDUSTRIAL: BORRACHA DE RECAUCHUTAGEM DE PNEUS E BORRA OLEOSA DE PETRÓLEO
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Orientador : GISELIA CARDOSO
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Data: 31/01/2020
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Dissertação
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A camada de revestimento asfáltico dos pavimentos rodoviários tem a função de resistir a esforços que provém das cargas dos tráfegos de veículos e proporcionar aos usuários segurança e conforto. Na construção das rodovias o material empregado nos revestimentos dos pavimentos flexíveis é o concreto betuminoso usinado à quente ou a frio e no Brasil o mais empregado é o concreto betuminoso usinado à quente (CBUQ), cuja aglutinação dos agregados é feita por meio do ligante asfáltico em proporções pré-definidas. O elevado tráfego de veículos nas rodovias e as ações climáticas ocasiona a perda de qualidades funcionais e estruturais do revestimento do pavimento, que degrada mais rápido diminuindo seu tempo de vida útil. O aumento da resistência e durabilidade dos materiais que compõem o revestimento do pavimento proporciona melhor comportamento mecânico do pavimento e evita defeitos como deformação permanente e fadiga. O objetivo do presente estudo é produzir concreto asfáltico tipo CBUQ, em laboratório, com ligante asfáltico modificado com mistura de resíduos industriais: borracha de recauchutagem de pneus e borra oleosa de petróleo utilizando a metodologia de processo por via seca e comparar o seu desempenho mecânico com o ligante asfáltico modificado com os mesmos resíduos industriais, utilizando a metodologia de processo por via úmida, dosados pelo método Marshall e Superpave, por meio de ensaios de resistência à tração por compressão diametral, desgaste Cântabro, módulo de resiliência, fadiga e creep dinâmico.
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MARIA PAULA DUNEL
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AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO TÉRMICO DE TIJOLOS ECOLÓGICOS EM ARACAJU/SE POR MEIO DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL
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Orientador : CARLA FERNANDA BARBOSA TEIXEIRA
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Data: 31/01/2020
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Dissertação
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A crescente urbanização e a industrialização das sociedades modernas têm gerado a produção em grande escala de resíduos sólidos, constituindo a proliferação destes, portanto, um problema a nível mundial, com consequências imediatas à saúde pública e ao meio ambiente. Os resíduos sólidos urbanos devem ser geridos e controlados de forma a reduzir o seu volume e periculosidade, minimizando os prejuízos da poluição ambiental e os impactos sobre a saúde das populações. Atualmente, as técnicas de controle de resíduos mais comuns são a reciclagem e a compostagem. Tais técnicas são conhecidas como ferramentas que possibilitam o aproveitamento dos resíduos. Nesse contexto, a utilização de materiais recicláveis na construção civil vem crescendo dia a dia. No entanto, no Brasil, não foi encontrada abordagem referente a algum material para a construção civil que tenha como base o resíduo sólido domiciliar, como é o caso do tijolo ecológico. Neste trabalho, foi analisado o desempenho térmico do tijolo ecológico, um tijolo de baixo impacto ambiental e de fácil aplicabilidade nas habitacionais para a população de baixa renda. O principal objetivo do estudo foi verificar a eficácia do tijolo ecológico quanto ao desempenho térmico. A metodologia consiste em se mensurar o desempenho térmico em dois modelos de referência com alvenaria de tijolos ecológicos produzidos com RSUs estabilizados, logo, foram realizadas alterações na envoltória, como o acréscimo de argamassa de revestimento e pintura de cor branca (α=0,20) e a substituição da alvenaria de tijolo ecológico pela alvenaria de tijolo maciço cerâmico com a finalidade de comparar os valores de temperatura do ar interna das edificações. A mensuração foi realizada por simulação computacional com o software EnergyPlus® utilizando os protótipos em escala real, no dia típico de verão. Nos resultados, observou-se que nas edificações simuladas com parede equivalente de tijolos ecológicos, obteve-se uma diferença mínima de temperatura do ar interna de não mais de 0,14°C no horário mais crítico do dia, em comparação as edificações simuladas com parede equivalente de tijolos maciços cerâmicos. Já nas simulações realizadas com a parede equivalente com argamassa de revestimento e pintura de cor branca não tiveram diferença, mesmo no horário mais crítico do dia. Porém, observa-se que houve significativa melhoria do desempenho térmico das alvenarias, com uma diferença de temperatura interna do ar de chegando aos 1,84°C com relação aos tijolos sem revestimento e pintura branca (α=0.20). Portanto, para melhor desempenho térmico das edificações na zona bioclimática-8, é indicado que a vedação composta por tijolos ecológicos seja revestida com argamassa e tenha a sua fachada pintada com cor branca de absortância igual a 0,20. Portanto, verificou-se alteração nos valores de transmitância e atraso térmicos referentes ao comportamento das alvenarias nos diferentes ambientes da edificação.
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JOÃO MARCOS DE JESUS OLIVEIRA
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Mecânica do Dano Concentrado Expandida para Meios Bidimensionais: Elemento Finito para Problemas de Localização de Deformações em Chapas
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Orientador : DAVID LEONARDO NASCIMENTO DE FIGUEIREDO AMORIM
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Data: 30/01/2020
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Dissertação
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Dentro da engenharia, a representação das estruturas por meio de modelos matemáticos é de fundamental importância. Através deles, em conjunto com ferramentas computacionais, consegue-se simular o comportamento dos elementos estruturais, possibilitando diversas análises. Com isso, torna-se determinante a elaboração de modelos cada vez mais precisos e que englobem um maior número de fenômenos observados na realidade. Os principais modelos atuais são baseados na teoria da plasticidade, na mecânica do dano e na mecânica da fratura. Sabidamente, ao se atingir a zona de amolecimento, modelos de dano clássicos levam a dependência de malha em uma análise por elementos finitos sempre que uma solução localizada é escolhida. O chamado fenômeno da localização, nesses modelos, leva a uma infinidade de soluções possíveis e, obviamente, necessita de algum critério de regularização para que se obtenha a solução correta. Este trabalho apresenta uma nova formulação de elemento finito para a análise de problemas de localização de deformações em chapas, baseado principalmente no trabalho anterior de Amorim et al. (2018). O novo modelo não se baseia nas modernas abordagens da mecânica do dano que se utilizam de modelos não locais ou por gradiente para contornar o problema da localização. Trata-se de uma expansão da mecânica do dano concentrado, ou MDC, para meios bidimensionais. Essa formulação mais geral da teoria é aqui chamada de mecânica do dano concentrado expandida, ou MDCX. A MDC utiliza ideias chave da mecânica da fratura e da mecânica do dano em união com o conceito de rótulas plásticas. Até então, em termos de aplicabilidade concreta, os modelos da MDC estavam limitados a análise de pórticos e arcos, demonstrando resultados objetivos para esses casos. Para esses modelos, o elemento finito é dado pela combinação de um elemento de barra elástico com duas rótulas inelásticas nas extremidades. No caso de um meio bidimensional, como em elementos de chapa, as rótulas inelásticas se transformam em bandas de localização. O elemento finito proposto neste trabalho consiste na união de um elemento elástico de quatro nós com um conjunto de bandas de localização nos lados e também no interior do elemento. Leis de evolução de dano que descrevem o comportamento de cada banda de localização são introduzidas na formulação do modelo e o elemento proposto é então implementado em um programa de análise por elementos finitos. A convergência dos resultados numéricos para uma solução única, na medida em que se refina a malha, é demonstrada através de exemplos e problemas relacionados são discutidos. Os resultados são apresentados de maneira gráfica junto a configuração final da estrutura do problema, destacando a formação das bandas de localização.
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ALAN DE GOIS BARBOSA
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Influência dos períodos críticos na operação otimizada do sistema de usinas hidrelétricas da bacia do rio São Francisco utilizando programação não linear
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Orientador : LUDMILSON ABRITTA MENDES
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Data: 28/01/2020
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Dissertação
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A evolução da gestão dos recursos hídricos, principalmente a operação de reservatórios, está em constante mudança com o passar das décadas. O desafio atual consiste em operar uma rede hidrotérmica sujeita à aleatoriedade dos eventos hidrológicos, às flutuações atmosféricas e às mudanças climáticas e, como consequência, à possível redução de afluências aos reservatórios. Conflitos entre os setores usuários já são registrados e há impactos diretos na geração e comercialização de energia elétrica. Além disso, a definição do período crítico interfere diretamente no rateio de energia das usinas hidrelétricas brasileiras. O Nordeste brasileiro historicamente enfrenta deficit hídrico, fazendo com que a Bacia Hidrográfica do rio São Francisco seja um alicerce para seu desenvolvimento, principalmente com a implantação do Projeto de Integração da Bacia Hidrográfica do rio São Francisco e Nordeste Setentrional. Diante do exposto, o presente trabalho tem como objetivo realizar um estudo a respeito do comportamento das séries relacionadas ao funcionamento do sistema hidrelétrico implantado na bacia hidrográfica do rio São Francisco, identificando seus períodos críticos, bem como mensurar o desempenho do sistema de reservatórios das usinas hidrelétricas no atendimento aos diversos setores usuários: elétrico, usos consuntivos e ambiental, diante dos diferentes períodos críticos. Foram obtidas as séries de vazões naturais afluentes, energia natural afluente e energia armazenada. Como, nas avaliações hidrológicas, se consideram as premissas básicas de aleatoriedade, independência, homogeneidade e estacionariedade, foram feitas as seguintes avaliações: quanto à presença de tendência, aplicaram-se os testes de Mann-Kendall, Spearman e Pettitt; quanto à aleatoriedade, aplicou-se o single-sample runs test; quanto à independência, foi aplicado o teste de Wald e Wolfowitz e, quanto à homogeneidade, aplicou-se o teste de Mann-Whitney. Duas metodologias de definição de período crítico foram comparadas: segundo a vazão natural afluente e segundo a energia armazenada. Posteriormente, aferiu-se o compromisso do modelo determinístico de ono atendimento de diversos usos, utilizando programação não linear, para os diferentes períodos críticos. Foi observado que as séries de vazões naturais afluentes, energia natural afluente e energia armazenada são, predominantemente, não estacionárias, com mudança de tendência na década de 1990, interferindo diretamente no período crítico da bacia, avaliado entre 2012 – 2019. Ao se comparar o desempenho dos modelos de operação em programação não linear (PNL) com o modelo de política de operação padrão, obteve-se diminuição expressiva da vulnerabilidade do sistema na PNL.
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ANDERSON DE JESUS LIMA
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ANÁLISE COMPARATIVA DA EFICIÊNCIA DE FILTROS LENTOS COM MEIO FILTRANTES CONVENCIONAIS E NÃO CONVENCIONAIS
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Orientador : DENISE CONCEICAO DE GOIS SANTOS MICHELAN
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Data: 27/01/2020
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Dissertação
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A filtração lenta é uma das tecnologias de tratamento de água mais indicadas para atender comunidades rural/isoladas, dada sua simplicidade de construção, manutenção, operação e eficiência, principalmente na remoção de patógenos. Para se contornar os requisitos de qualidade da água bruta que esses sistemas exigem, pode-se alterar as configurações do meio filtrante, e assim obter desempenhos superiores. Nesse sentido, diversas pesquisas indicam os benefícios de se aplicar camadas intermediárias de materiais diferentes da areia no meio filtrante, principalmente alguns tipos de resíduos, cuja área superficial, porosidade e adsorção podem contribuir na remoção de contaminantes durante a filtração. Além disso, a aplicação de resíduos como meios filtrantes alternativos possui apelo ambiental e econômico, visto que agrega valor ao que antes era descartado e se caracteriza como destinação ambientalmente sustentável. Assim, considerando os ganhos obtidos pela aplicação de materiais diferentes da areia como meio filtrante, este trabalho objetiva comparar a eficiência de filtro lento constituído de meio filtrante convencional com filtros lentos com meios filtrantes não convencionais, modificados com resíduos de fácil acesso. Para tanto, desenvolveu-se um sistema piloto com seis filtro: um filtro convencional de areia (FLC), com meio filtrante de fibras de coco (FLFC), de areia com camada intermediária de fibras de coco (FLSFC), de areia com camada intermediária de resíduo de madeira maravalha de angelim-vermelho (FLSM), de areia com camada intermediária de carvão vegetal caseiro de rolhas de cortiça (FLSCV), e de areia com camada intermediária de resíduo cerâmico (FLSRC), todos com camada suporte de britas graduadas. Os filtros operaram com fluxo descendente, com taxa de 3,0 m³/m².dia ±10% de forma contínua e eram alimentados com água subterrânea com adição de 1,2% de esgoto. A areia e britas empregas foram caracterizadas por análise granulométrica e análise dimensional, respectivamente, ao passo que os materiais não convencionais foram caracterizados a partir da determinação da densidade aparente, porosidade e capacidade de absorção de água. Adicionalmente foi realizada a identificação dos principais microrganismos presente na camada biológica. Com exceção do carvão vegetal que apresentou baixa porosidade aparente, todos os materiais empregados apresentaram alta capacidade de absorção de água e porosidade, com destaque para fibras de coco que apresentou maior valor para esses dois parâmetros. Quanto à eficiência dos sistemas, os resultados indicam não haver diferenças estatisticamente significativas entre filtro convencional e os filtros com resíduos. Contudo, o filtro FLSCV apresentou maior remoção de cor aparente, turbidez e coliformes totais e termotolerantes, dentre todos os filtros, inclusive o filtro controle. Ademais, os indivíduos encontrados na camada biológica dos filtros não diferiram dos relatados pela literatura. Dessa forma, os filtros modificados com resíduos demonstraram desempenho equiparável ao filtro lento convencional, o que justifica seu emprego como meio filtrante em regiões com alta produção desses resíduos e/ou com pouca disponibilidade de areia.
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