RCAAP Repository

A presente dissertação de mestrado aborda o tema Estabilidade de Tensão, no que diz respeito ao monitoramento da condição operativa dos Sistemas de Energia Elétrica na operação em tempo real. De forma mais específica, o trabalho apresenta uma proposta de metodologia, a partir do equacionamento de redes elétricas, para cálculo direto da curva VQ e da tensão e potência reativa no seu ponto de mínimo. As equações desenvolvidas podem ser aplicadas a equivalentes de redes de tempo real, ampliando a utilização da metodologia em sistemas de grande porte. O objetivo é que as informações trazidas pela curva VQ, como a Margem de Potência Reativa, possam ser calculadas em tempo real, assim como é feito para a curva PV, cuja Margem de Potência Ativa é determinada por equações já bem conhecidas. A metodologia proposta é aplicada a dois equivalentes de redes, calculados para o sistema de teste IEEE 14 barras: um deles é destinado a aplicações de tempo real e o outro considera uma referência analítica. Para o cálculo do equivalente de redes de tempo real, são consideradas duas amostras de corrente e de tensão obtidas por meio de incrementos nas cargas dos barramentos. O equivalente analítico é calculado a partir do teorema de Thévenin. Os resultados são comparados com valores obtidos de simulações sucessivas de programas de fluxo de potência, considerando um gerador síncrono fictício conectado ao barramento estudado. Adicionalmente, as equações propostas são também aplicadas a dados reais de medição de tensão e de corrente em um barramento do Sistema Interligado Nacional. Os resultados mostram que os valores obtidos pela metodologia proposta são consistentes, enfatizando sua significativa contribuição para a operação dos sistemas elétricos.

O presente trabalho vem mostrar rotas de síntese simples para preparação de amostras de sílica sol-gel com propriedades adsorventes. Para as amostras obtidas, avaliou-se a estruturados poros e a capacidade de adsorção para o corante orgânico azul de metileno (AM). Os materiais sintetizados aqui foram examinados por uma série de técnicas de caracterização, incluindo espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier, difração de raios X,adsorção e dessorção de N2, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Na primeira condição de preparo, foi demonstrado que a estrutura de poros e a capacidade de adsorção das sílicas podem ser alteradas ajustando-se o pH do sol. Os resultados mostraram que as amostras obtidas em pH baixo apresentaram poros de tamanho pequeno, enquanto aquela preparada em pH próximo ao neutro, apresentou poro de tamanho maior favorecendo a capacidade de adsorção. Na segunda condição, com oaumento da proporção molar de H2O:TEOS notou-se um aumento na área superficial específica e uma redução na porosidade do material, porém, nos ensaios de adsorção com o corante não foram observadas diferenças. Dentre as sílicas que passaram pela etapa de tratamento térmico, uma delas teve suas propriedades estruturais significativamente afetadas e isto provocou redução na capacidade de adsorção de corante. Na última condição avaliada, observou-se que a adição de F127, como agente direcionador de poro, deu origem a duasmorfologias mesoporosas distintas, uma com redes de poros desordenadas e outra com rede de poros desordenada e aparência semelhante a caminho de minhocas. Sugere-se que a formação das estruturas desordenadas está associada à falta de água na solução sol-gel inicial. Também foi notado que o uso de F127 na preparação das amostras, que são livres de ácido, não levou a materiais com altas áreas superficiais e capacidades de adsorção. Por outro lado, ouso de F127 na preparação das amostras que possuem ácido levou a materiais com áreas superficiais e capacidades de adsorção melhoradas. De modo geral, o modelo cinético de pseudo-segunda ordem foi o melhor modelo para representar os dados cinéticos experimentais das amostras investigadas, indicando uma alta interação entre a superfície da sílica e as moléculas de corante. Portanto, as amostras com as maiores capacidades de adsorção foramàquelas preparadas sem o uso de catalisador ácido, tratamento térmico ou F127, indicando uma síntese mais simples e ambientalmente amigável.

Em meio à preocupações com o meio ambiente e a sustentabilidade, fontes de energias renováveis são alternativas para o fornecimento de energia elétrica ao redor do mundo. Realidade no suprimento de energia elétrica em situações especiais (navios, foguetes, sondas), a energia solar fotovoltaica já corresponde à parcelas consideráveis na matriz energética de muitos países. O Brasil tem presenciado uma expansão exponencial da sua capacidade instalada de geração de energia fotovoltaica nos últimos anos, resultado da implementação de programas governamentais brasileiros. Devido à essa expansão, torna-se apropriada e incentivada a investigação dos fatores externos que influenciam o desempenho dos módulos fotovoltaicos, como a poeira depositada sobre a superfície das placas. O presente trabalho visa avaliar o impacto da poeira depositada no desempenho dos módulos fotovoltaicos pertencentes à Usina Fotovoltaica Mineirão, localizada no estádio de futebol Mineirão, em Belo Horizonte, bem como realizar a caracterização física e química desse material. A usina é composta de 5910 módulos fotovoltaicos de silício policristalino. Dois grupos de módulos diametralmente opostos foram selecionados e acompanhados por 43 dias, na segunda metade do inverno do ano de 2016. Em cada grupo, um conjunto de módulos foi separado como referência e mantido limpo durante todo o estudo. No 23° dia, ocorreu uma precipitação moderada (7 mm) e no 30° dia, alguns módulos adicionais foram limpos. A poeira coletada foi caracterizada por difração de raios-X e por fluorescência de raios-X. A distribuição granulométrica e o formato das partículas também foi analisado. O material depositado foi responsável por uma redução na potência de pico de aproximadamente 13,7% no período seco e de 6,5% no período seguinte ao 23° dia. A poeira também reduziu a produção de energia em 16,5% no período seco e em 8% após a precipitação do 23° dia. O tamanho médio de partícula no grupo orientado para o sudoeste foi de 35,3 ìme de 28,7 ìm no grupo orientado para nordeste. No entanto, essa diferença não foi suficiente para impactar o desempenho dos grupos. A poeira coletada era composta principalmente de quartzo, hematita e calcita. Partículas de material orgânico também foram encontradas. Os resultados obtidos reforçam a necessidade de limpezas periódicas dos módulos de forma a manter um bom desempenho de geração de energia.

A gasolina é o combustível mais presente na matriz energética mundial. Segundo dados da Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis, a ANP, em 2040 será atingido o pico na demanda por petróleo (ODDONE, 2018). Sendo assim, há constante necessidade de se associar pesquisas que visem aumento de eficiência e redução de consumo desse combustível nos motores de ignição por centelha. Asformulações dos combustíveis comerciais podem conter centenas de componentes, dentre eles, hidrocarbonetos e oxigenados, que influenciam de maneiras distintas o desempenho dos motores em que são utilizados. Neste trabalho, foram selecionadas 6 diferentes formulações para análises através de ensaios experimentais em motormonocilíndrico de pesquisa, com uso de injeção direta e mistura estequiométrica, e uma gasolina comercial, classificada como gasolina Premium. Cada uma das formulações e a gasolina tipo Premium atendem ao mercado de veículos esportivos. As amostras foram testadas com o motor a plena carga, e rotações variando de 4000a 5500 rpm com intervalos de 500 rpm. Todas tiveram sua combustão limitada pelo Limite de Detonação Inferior (LDI) e foram obtidas as seguintes propriedades com os ensaios: Pressão média efetiva indicada, consumo específico de combustível indicado (ISFC), ângulo de fração de massa queimada a 50% da combustão, eficiência deconversão de combustível (), ângulo de fração de massa queimada entre 10 e 90% da combustão e temperatura de exaustão. A gasolina classificada como Premium apresentou a melhor centralização do processo de combustão, embora não tenha mostrado os melhores índices de desempenho (consumo específico de combustível eeficiência de conversão de combustível) e nem tenha o maior valor de octanagem (RON). Esses resultados poderão ser usados para desenvolvimento de novas formulações comerciais e para que se escolham percentagens adequadas dos hidrocarbonetos usados. Sendo assim, podem contribuir no desenvolvimento de gasolinas com melhor desempenho.

Dentre os diversos processos de fabricação destaca-se a usinagem. Dentre suas operações tem-se a de fresamento que por sua vez, assim como as demais, confere características à superfície gerada que influem no desempenho do componente ou peça em trabalho. Uma destas características é a tensão residual induzida pelo processo. Dependendo de seu caráter, trativo ou compressivo, intensidade e profundidade afetada, pode ser benéfica ou deletéria. Neste trabalho foi investigado o efeito dos parâmetros, velocidade de corte, ângulo de posição da fresa e condição do material (aço ABNT 4340) obtida pelos tratamentos térmicos de recozimento e normalização, sobre a tensão residual induzida na superfície. Para isto, foi realizado um planejamento fatorial 2x3x2 com três réplicas. Realizada a caracterização do aço ABNT 4340 por meio de ensaio de tração, análise química e ensaio metalográfico. Foram preparados 36 corpos de prova nas dimensões de 75x60x27mm (18 receberam tratamento térmico de recozimento e 18 de normalização) fresados previamente afim de conferir-lhes dimensões compatíveis ao dinamômetro que foi utilizado para obter a força de usinagem e suas componentes. Os ensaios de fresamento foram realizados conforme o planejamento fatorial. As tensões residuais obtidas pelo método do furo central. Os resultados obtidos foram organizados e analisados sobre os aspectos qualitativo, perfil ao longo da profundidade, e quantitativo, tensão residual no ponto mais próximo à superfície, 17m. Os resultados indicaram que o aumento da velocidade de corte fez com que a tensão residual induzida na superfície fosse compressiva ou menos trativa. A variação do ângulo de posição exerceu efeito discreto sobre a tensão residual. O material fresado na condição normalizada apresentou tensões residuais compressivas enquanto que na condição recozido, trativas. Para avaliação do aspecto quantitativo foi realizada uma análise de variância para os dados referentes às tensões residuais induzidas na profundidade de 17m. A análise de variância retornou que os dados seguem uma distribuição normal e que os fatores velocidade de corte e tratamento térmico se mostraram significativos ao nível de confiança de 95% tanto isoladamente quanto nas interações de segunda ordem, velocidade de corte com tratamento térmico e tratamento térmico com ângulo de posição e de terceira ordem, velocidade de corte, ângulo de posição e tratamento térmico. Foi observado desvio padrão alto entre as réplicas para os perfis de tensão residual para todas as condições estudadas.

A busca por um modelo estrutural passa pelo estudo de verificação de tensões e deformações resultantes do processo de aplicação de solicitação mecânica. A parte estrutural de um equipamento absorve esforços estáticos e dinâmicos, maior parte por fadiga mecânica que é uma das principais causas de colapso em uma estrutura. A redução de material para minimizar custos e o próprio peso do equipamento resulta na utilização de perfis estruturais com espessuras menores, essa nova configuração demanda investigações da resistência dos perfis mais esbeltos e análises por fadiga nas junções por soldagem, que são as regiões de maior vulnerabilidade a falhas. Normativas técnicas na área de estruturas em aço podem não abranger todos os perfis tubulares em relação ao projeto de estrutura na configuração tubular de parede fina menores que 4 mm. O objetivo deste trabalho foi analisar as tensões e deformações em juntas do tipo T por soldagem de perfis tubulares com costura e espessura de parede fina submetida à fadiga mecânica. Foi identificado o ponto de maior tensão e realizado ensaios estáticos para determinação dos fatores de concentração de deformação e tensão no pé do filete de solda da junção. Um modelo em 3D foi gerado e realizado análise de tensões e deformações por meio do método dos elementos finitos e os resultados comparados com a técnica de medição por extensometria. Os resultados mostraram que, o modelo numérico apresentou boa aproximação com os resultados de deformação dos extensômetros. Na região do pé do filete de solda as tensões máximas apresentaram valores próximos do dobro da tensão nominal, determinando essa região como significativa a aumento de danos, e consequentemente, maior chance ao colapso. A modelagem do filete de solda e malha com elementos sólidos tetraédricos foram de grande importância para as análises de tensões e determinação da tensão hot spot na junção. Na parte de falhas, quatro modos de colapso por fadiga foram observados. A maior parte das trincas iniciou no pé do filete de solda, próxima da região de tensão hot spot e propagando-se no contorno da solda, sempre em direção a cantos agudos e mordeduras nas extremidades do filete de solda. As análises mostram que no carregamento estático o ponto na direção da costura do tubo apresenta maior resistência, entretanto, em carregamento dinâmico a resistência à fadiga foi menor.

A cultura do milho tem passado por grandes avanços tecnológicos nos últimos anos, principalmente depois que surgiram no mercado, cultivares tolerantes ao herbicida glifosato. A aplicação deste herbicida visa eliminar as plantas daninhas presentes nas lavouras, mas seus efeitos sobre a cultura podem influenciar no crescimento e na nutrição mineral das plantas. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar o efeito da aplicação do glifosato sob o aspecto agronômico e a interferência na absorção e translocação do zinco no milho tolerante ao produto. Foram realizados três experimentos: Experimento 1, ensaio em solução nutritiva, conduzido em esquema fatorial (3 x 2), com três repetições, com duas plantas por tratamento. Os tratamentos consistiram de 3 doses do herbicida glifosato (0 g L-1, 370 g L-1, 1480 g L-1) e 2 doses de zinco (0 g L-1 e 0,22 g L-1 de ZnSO4). O experimento 2, ensaio em solo foi conduzido em esquema fatorial (3 x 3), com duas repetições, com duas plantas por tratamento. Os tratamentos consistiram da mesma dosagem do herbicida glifosato do experimento anterior e com 3 doses de zinco (0 mg kg-1, 5 mg kg-1 e 10 mg kg-1 de ZnSO4). O experimento 3, ensaio em solução nutritiva com traçador radioativo 65Zn foi realizado em esquema fatorial (3 x 1), com uma repetição, com três plantas por tratamento. Os tratamentos consistiram novamente das mesmas doses do herbicida glifosato e uma dose de zinco radioativo, 65Zn, (0,22 g L-1). As plantas foram colhidas e separadas em raiz, caule, folhas centrais, medianas e baixeiras. A técnica analítica utilizada para quantificar o zinco nos experimentos 1 e 2 foi a análise por ativação neutrônica, método k0 padronizado, irradiando as amostras no reator nuclear de pesquisa TRIGA MARK I IPR-R1 do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear/Comissão Nacional de Energia Nuclear (CDTN/CNEN). A atividade total do 65Zn, foi determinada por espectrometria gama. Os resultados desta pesquisa sugerem que a aplicação de dosagem maior que a recomendada do herbicida glifosato interferiu praticamente em todos os parâmetros avaliados. Para a dose recomendada do herbicida, no ensaio em solução nutritiva, verificou-se que o glifosato afetou negativamente a translocação do zinco e a matéria seca do caule e da parte aérea. No ensaio em solo, a dose recomendada do glifosato não alterou o crescimento nem a absorção e a translocação do zinco também não foram afetadas por essa dose do herbicida glifosato.

As substituições de ossos, articulações e dentes por biomateriais são usualmente feitas em cirurgias para aliviar a dor e recuperar a função do tecido afetado. Boa resistência ao desgaste e à corrosão no meio corpóreo, não apresentar toxicidade e longa permanência no local são algumas das características que um biomaterial deve possuir para ter sucesso nas aplicações como implantes e próteses. Porém, no corpo humano a degeneração óssea, inflamações nas articulações, bem como o desgaste ou corrosão das próteses e implantes, freqüentemente trazem complicações clínicas. No presente trabalho, foi utilizado um sistema de fluorescência de raios X por energia dispersiva, amplamente utilizado em análises quantitativas e qualitativas de diversos materiais, para avaliar os implantes que não sofreram osseointegração, uma vez que é uma técnica de análise não destrutiva. Este sistema consiste de um tubo de raios X da Moxtek e um detector semicondutor SR-100CR da Amptek. Os espectros gerados no processamento de dados das análises dos implantes dentários, de diversos fabricantes, coletados em diferentes cursos e/ou clínicas odontológicas, e que não sofreram osseointegração, mostraram que os pinos possuem grande pureza em Ti (99%) e os poucos elementos encontrados e que poderiam ser considerados contaminantes (Ca, Cr, Fe, Ni e W) foram evidenciados a nível de traços (<1%). Estes resultados das análises levam a crer, que a não osseointegração destes implantes, não pode ser atribuída à impureza dos pinos de titânio, principalmente devido à grande evolução tecnológica das empresasnacionais.

Em função das melhorias das propriedades de pastas e argamassas produzidas com nanotubos de carbono (NTC) sintetizados diretamente sobre o clínquer, este trabalho apresenta o estudo do efeito dos NTC em concretos. Foram avaliados a trabalhabilidade, as resistências mecânicas à compressão, à tração por compressão diamentral, o módulo de elasticidade e a absorção de água por capilaridade e por imersão de concretos preparados com clínquer nanoestruturado. Como comparação, foram produzidos dois tipos de concretos, sendo um convencional e outro autoadensável, com 0,15 e 0,30 % de massa de NTC em relação à massa de cimento CP-V ARI, bem como concretos de referência, sem NTC. O concreto convencional foi produzido com relação água/cimento de 0,60. Já o concreto autoadensável foi confeccionado com relação água/cimento de 0,45. Os resultados mostram que a incorporação de NTC no clínquer nanoestruturado não afetou a trabalhabilidade de ambos os concretos. Por outro lado, reduziu a absorção de água por capilaridade e promoveu aumento da resistência à tração por compressão diametral e do módulo de elasticidade no concreto autoadensável.

O uso de aditivos incorporadores de ar na produção de compósitos de matriz cimentícia usualmente se dá com o intuito de melhorar o desempenho destes quando submetidos a ciclos de gelo e degelo, além serem capazes de aumentar sua fluidez e sua trabalhabilidade no estado fresco, permitindo a redução da quantidade de água utilizada no traço. Entretanto, o ar incorporado pode ser também capaz de reduzir a absorção de líquidos por capilaridade no material e de diminuir a conectividade de sua estrutura de vazios, produzindo uma redução da difusibilidade de fluidos, sendo possível, deste modo, serem utilizados sem o comprometimento da vida útil das estruturas de concreto armado. O presente estudo buscou avaliar o efeito do uso de aditivos incorporadores de ar em baixas dosagens no avanço da frente de carbonatação, uma vez que a velocidade com que tal fenômeno ocorre está condicionada a fatores que estão diretamente relacionados à sua composição, às condições de exposição e às características de sua microestrutura. Neste contexto, realizou-se o acompanhamento do avanço da frente de carbonatação e da variação do potencial hidrogeniônico (pH) de corpos de prova (CPs) cilíndricos de argamassa com dimensão padrão de (5 x 10) cm, dosados com três diferentes tipos de aditivos incorporadores de ar, mantendo-se, para todos os traços, o mesmo índice de consistência normal conforme procedimento especificado na NBR 7215:1996. O traço de referência, sem uso de aditivos, foi elaborado tomando-se como base as recomendações desta mesma norma, adotando-se uma relação água/cimento igual a 0,48. Foi realizada a medição do teor de ar no estado fresco para todos os traços. A espectrometria de massa com ionização por electrospray (ESI-MS) indicou que os três aditivos utilizados são à base de lauril éter sulfato de sódio. Ensaios de caracterização da resistência à compressão dos traços estudados, foram realizados nas idades de 3, 7 e 28 dias. Os corpos de prova, submetidos ao ensaio de carbonatação acelerada aos 14, 28, 42, 56, 70, 98 e 126 dias, foram acondicionados em câmara de carbonatação, tomando-se como referência os padrões normativos estabelecidos na ISO 1920-12:2015, paralelamente à medição da variação do pH na superfície do compósito cimentício, utilizando-se equipamento específico para este fim. Foi possível acompanhar também a variação do pH dos CPs ao longo das idades. Os resultados obtidos acusaram uma pequena redução na resistência à compressão nos traços em que foram utilizados os aditivos incorporadores de ar, e uma equivalência na velocidade de avanço da frente de carbonatação em relação ao traço de referência para um dos aditivos utilizados após 126 de exposição em câmara. Os traços com dois aditivos apresentaram menor taxa de carbonatação que o traço de referência, porém até os 98 dias de ensaios acelerados os quatro traços estudados foram considerados estatisticamente iguais. Após 126 dias de exposição em câmara, foram realizados ensaios de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Microtomografia Computadorizada (Micro-CT). Os resultados indicam que o traço de referência apresentou uma porosidade (%) maior e maior diâmetro médio dos poros em relação aos traços com aditivo incorporador de ar.

A penetração de íons cloreto através do concreto é um dos mecanismos capazes de desestabilizar a camada passivadora do aço desencadeando a corrosão da armadura, considerada uma das mais severas manifestações patológicas em estruturas de concreto armado e relacionada diretamente com a durabilidade e vida útil dessas estruturas. Sendo o concreto a barreira física e química protetora das armaduras, torna-se imprescindível estudos relacionados à redução da penetração de agentes agressivos pelo concreto. A introdução de aditivos redutores de permeabilidade à mistura tem sido uma das opções em reduzir a penetração de agentes pela matriz cimentícia, modificando a estrutura interna por meio de cristais ativados pela umidade e oxigênio. O presente estudo buscou avaliar o desempenho dos sistemas de impermeabilização por cristalização capilar do concreto frente a penetração de cloretos. Para tanto, foram preparados seis traços, sendo três para cada uma das classes de agressividade ambiental II e III da NBR 6118 (ABNT, 2014), com relação a/c de 0,60 e 0,55, respectivamente, e utilizando-se em ambos o cimento Portland de alta resistência inicial (CP V). Os corpos de prova (CPs) cilíndricos com dimensões (100 x 200) mm após cura submersa foram reduzidos em fatias também cilíndricas de (100 x 50) mm e levados ao ensaio de migração prescrito pela norma NT Build 492. Ensaios de absorção de água por capilaridade, absorção de água, índice de vazios e alguns ensaios mecânicos também foram utilizados para melhor caracterização dos concretos. Os resultados obtidos demostraram que os aditivos produziram melhorias em algumas das propriedades analisadas. Em particular, observou-se o aumento da resistência à penetração deíons cloreto e a redução da absorção de água por capilaridade. Notou-se, entretanto, as melhorias mais significativas se deram pela redução da relação a/c, estabelecidas de acordo com as classes de agressividade ambiental adotadas.

O desenvolvimento de técnicas envolvendo ensaios não destrutivos, para caracterização e determinação da qualidade do sistema (concreto armado), possui um papel importante para a engenharia diagnóstica na construção civil. Uma das características importantes do concreto, para determinar sua durabilidade, é a resistividade elétrica superficial do concreto, visto que esta característica encontra-se diretamente relacionada com a possibilidade de ataques de agentes agressivos ao concreto. Verificou-se que os métodos de determinação da resistividade elétrica superficial do concreto utilizam corrente elétrica, e são realizados em estruturas de concreto armado, portanto, apresentam barras de aço. Diversos pesquisadores estudaram a presença do aço em corpos de prova, identificando que há influência das barras na medição. Este estudo foi realizado com o objetivo de analisar a influência das barras de aço nas medições de resistividade elétrica superficial do concreto. Foram confeccionados 12 corpos de prova, sendo oito com barras de aço (malha de quatro barras) e quatro sem barras de aço (referência). Metade dos corpos de prova foi produzida com cimento CP-V-ARI e a outra metade com cimento CP-IV-32-RS. Foram realizadas medições em diversas configurações (posições do aparelho) nas placas. Foi identificado que, os corpos de prova produzidos com CP-IV-32-RS apresentaram valores de resistividade elétrica superficial superiores aos corpos de prova confeccionados com CP-V-ARI, provavelmente devido à presença da pozolona que reduz a permeabilidade do concreto. Identificou-se ainda que, as configurações nos corpos de prova com barras que apresentam medições mais próximas das de referência (sem barras) são as perpendiculares às barras com o aparelho no centro das barras. Verificou-se que, quanto mais vergalhões próximas aos eletrodos das extremidades do aparelho utilizado, maior será o impacto do aço, ou seja, mais corrente passará pelas barras e menos corrente passará pelo concreto, consequentemente, menor será a diferença de potencial medida nos eletrodos centrais e menor a resistividade elétrica superficial.

O presente trabalho de pesquisa consistiu na análise das principais propriedades do concreto utilizado após início de pega, no qual foi avaliada a utilização de concreto estrutural vencido. Foram identificadas, em oito horas de mistura, as alterações na resistência mecânica, no módulo de elasticidade, no teor de ar incorporado, na massa específica, na plasticidade e na resistividade elétrica do concreto para as dosagens definidas. A NBR 7212 (ABNT, 2012) recomenda que o transporte de concreto por caminhões betoneiras seja inferior a 90 minutos após a adição da primeira água na mistura, sendo que o lançamento e adensamento do concreto devem ser realizados em tempo inferior a 150 minutos. Neste contexto, por meio de ensaios experimentais, avaliou-se a utilização de concreto vencido, para quatro tipos de cimento Portland, no qual se utilizou uma dosagem comum para os cimentos dos tipos CPII E 32, CPIII 40 RS, CP IV 32 RS e CPV ARI. Foram aferidos os tempos de início e fim de pega de cada cimento e moldados 4 (quatro) corpos de provas para cada dosagem, a cada 60 minutos após a adição de água findando os ensaios em 480 minutos, o que deu condições de avaliar a influência e o comportamento de cada tipo de cimento nas propriedades estudadas. Como resultado, identificou-se, para cada tipo de cimento, o tempo máximo de utilização do concreto após adição inicial de água na mistura, bem como as principais alterações nas propriedades estudadas, podendo concluir ser possível a utilização do concreto após o tempo recomendado pela norma brasileira sem perdas significativas de resistência à compressão nas condições avaliadas, porém pode-se observar que a cada hora de mistura houve redução da resistividade elétrica do concreto, o que mostrou que o concreto estava mais suscetível aos ataques químicos em misturas prolongadas. Não foram encontradas correlações entre o módulo de elasticidade e a resistência à compressão, no entanto a cada hora de mistura pode-se observar grande perda de abatimento, diminuição na densidade e na massa específica do concreto. Por fim, não houve significativas alterações na temperatura do concreto durante o tempo de mistura e os resultados do teor de ar incorporado se mostraram inconclusivos.

A melhoria no setor da construção civil tem sido objeto de estudos e esforços nos últimos 20 anos e o papel do sistema de Planejamento e Controle da Produção (PCP) é fornecer informações e modelos para gestão eficiente dos recursos, focando nas estratégias para melhoria da produtividade e gerando valor através das prioridades competitivas como custo, qualidade, flexibilidade, sequência executiva e segurança. Uma das ferramentas mais importantes do PCP é o Last Planner System (LPS) comumente utilizado nas indústrias manufatureiras e seu principal indicador é o Percentual de Planejamento Concluído (PPC). Outro indicador de planejamento, é o Desvio de Ritmo (DR) que identifica possíveis atrasos das atividades com relação ao planejado. Além disso, é cada vez mais comum a medição do desempenho para controlar resultados e os indicadores mais utilizados são o Desvio de Custo (DC) e o Desvio de Prazo (DP). O presente estudo analisa as correlações entre os indicadores de planejamento, PPC e DR e os indicadores de desempenho, DP e DC, em dois empreendimentos para uso corporativo em seu ciclo completo de 22 e 21 meses. Foram realizadas análises das características de cada obra, além das análises estatísticas de correlação, regressão simples linear, quadrática, cúbica e regressão múltipla, a fim de se obter equações práticas entre os indicadores e a comprovação estatística da relação entre as variáveis. Constatou-se que há correlação entre as variáveis envolvidas e verificou-se a influência que cada indicador exerce no comportamento do outro, podendo comprovar que o prazo é muito influenciado pelo ritmo e que o PPC exerce influência nos resultados do DC, DP e DR. Nos testes de regressão múltipla os resultados mais significativos foram encontrados nas equações onde se manifestavam todas as variáveis. Como principal conclusão, aponta-se que os valores obtidos nos testes de regressão sugerem que outras variáveis, além do PPC e DR, não consideradas nesta análise, influenciam os valores dos indicadores de desempenhos DC e DP.

As cantoneiras laminadas de aço de abas iguais axialmente comprimidas são utilizadas em sistemas estruturais diversos. Na maioria das vezes onde se utiliza este tipo de perfil, as solicitações ocorrem através de uma aba, sendo a ligação parafusada bastante frequente. Esse detalhe de ligação implica na compressão excêntrica das cantoneiras que, somada às suas particularidades como a baixa rigidez à torção e a rotação dos eixos principais de inércia em relação às abas, torna a sua análise e seu dimensionamento tarefas complexas. As principais normas de projeto de estruturas metálicas contemplam um procedimento simplificado para o dimensionamento de cantoneiras comprimidas, onde os efeitos da excentricidade de aplicação da força normal são considerados na adoção de um comprimento de flambagem equivalente. Em seguida, o dimensionamento é então realizado como uma compressão concêntrica, sendo as forças elásticas de flambagem determinadas a partir das propriedades geométricas em relação aos eixos médios ou ao eixo de menor inércia. Porém, esse procedimento pode levar a resultados discrepantes para a capacidade resistente à compressão das cantoneiras. O presente trabalho tem por objetivo estudar o comportamento de cantoneiras de abas iguais comprimidas concêntrica e excentricamente. Para isso, uma avaliação da influência do número de parafusos na resistência utilizando formulações analíticas e análises numéricas foi realizada, sendo os resultados obtidos comparados com prescrições normativas brasileiras, americanas e europeias. Essa comparação mostrou boa concordância dos procedimentos normativos com os resultados numéricos para compressão concêntrica, mas consideráveis divergências presentes em todas as normas analisadas para compressão excêntrica. Sendo assim, uma adaptação na metodologia de dimensionamento da norma ABNT NBR 8800:2008 para cantoneiras comprimidas excentricamente foi proposta e teve sua validade avaliada, mostrando, em um primeiro momento, boa adequação para os principais perfis utilizados na construção civil.

Esta dissertação de mestrado apresenta a automatização da estratégia globallocal sob a abordagem do Método dos Elementos Finitos Generalizados, avaliando seu desempenho na simulação de problemas bidimensionais da Mecânica da Fratura Linear Elastica. O Método dos Elementos Finitos Generalizados é um método numérico estabelecido como alternativa ao Método dos Elementos Finitos, sendo particularmente eficaz na análise de problemas cuja solução não é suave. Propõe-se uma estratégia automatizada de construção de problemas locais, cujas soluções enriquecem a aproximação de um problema global único, tendo em vista a redução da interferência do usuário na simulação da propagação de trincas. A implementação computacional atuou na expansão do sistema INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment), um projeto software livre desenvolvido no Departamento de Engenharia de Estruturas da Universidade Federal de Minas Gerais. Novos procedimentos foram incorporados ao sistema, viabilizando a construção automatizada de problemas locais capazes de acompanhar a trajetoria descrita ao longo do processo de crescimento de uma trinca. A implementação foi validada atraves da simulação numérica de problemas com solicitações e geometrias diversas, buscando a correta obtenção de fatores de intensidade de tensão nos modos I e II de abertura de trinca. O desempenho do método foi mensurado com base nos resultados obtidos em energia de deformação, fatores de intensidade de tensão e trajetoria de propagação da trinca. Foram consideradas as influências dos ciclos de análise global-local, enriquecimento polinomial e topologia da malha. Buscou-se, adicionalmente, avaliar o efeito da abordagem estavel do Metodo dos Elementos Finitos Generalizados sobre o enriquecimento obtido da solução numérica do problema local.

O presente trabalho apresenta uma nova metodologia de soluc~ao para problemas que possuem n~ao linearidade material utilizando o Metodo dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG) aliado a estrategia global-local de analise. Neste processo, a analise n~ao linear se da no problema global e ao nal de cada passo incremental convergido um problema local e resolvido. O problema local, com uma malha mais renada, e extrado do problema global na regi~ao onde encontra-se uma maior con- centrac~ao de deformac~oes, e sobre ele s~ao impostas condic~oes de contorno oriundas da soluc~ao do problema global. Para a soluc~ao local, utiliza-se a rigidez aproximada por sua parcela secante e o estado corrente do meio material, resultante da transfe- r^encia das variaveis constitutivas entre os dois modelos considerados. A soluc~ao local obtida enriquece o problema global valendo-se das prerrogativas do MEFG. Adota-se o metodo de Newton-Raphson como processo incremental-iterativo. Diferentes me- todos de controle podem ser utilizados, assim como diversos modelos constitutivos e leis materiais apropriados para representac~ao de meios com degradac~ao elastica. As implementac~oes computacionais foram realizadas no sistema INSANE (INterac- tive Structural ANalysis Environment), um projeto de software livre desenvolvido pelo Departamento de Engenharia de Estruturas da Universidade Federal de Minas Gerais.

Esta dissertação de mestrado apresenta uma implementação computacional para a solução de problemas com não linearidade geométrica por meio do Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG), um método que pode ser considerado como uma instância do Método da Partição da Unidade (MPU). Na análise com não linearidade geométrica, pode-se ter uma significativa distorção da malha de elementos devido aos efeitos de grandes deslocamentos e deformações, que penalizam a aproximação da solução feita a partir do MEF. No entanto, constata-se que o MEFG é menos afetado por esta distorção na malha, o que o torna mais vantajoso para este tipo de análise. Assim, um ambiente computacional existente e desenvolvido no Departamento de Engenharia de Estruturas (DEES) da UFMG, que possui meios que permitem análises estruturais lineares e não lineares, foi expandido de forma a realizar as análises com não linearidade geométrica através do MEFG. Como forma de validar a implementação desta expansão, os resultados de simulações numéricas, para este tipo de análise, são comparados com resultados encontrados na literatura.

Este trabalho consiste em uma investigação sobre os efeitos das ondulações das fibras nas principais propriedades estruturais de compósitos reforçados com fibras de carbono. As ondulações das fibras são um tipo de defeito de fabricação comumente encontrado em componentes de material composto. Modelagem em elementos finitos utilizando a plataforma comercial Abaqus® foi empregada pra simular lâminas unidirecionais contendo ondulações graduais no plano da peça com forma de ondas senoidais. O máximo ângulo de desalinhamento foi tomado como único parâmetro de influência a ser analisado nas simulações. Foi realizada a geração automática dos modelos por meio do uso de scripts em linguagem paramétrica em Python. Os compósitos foram então sujeitos a condições de carregamento e de contorno no plano, com as análises sendo divididas em cargas uniaxiais normais longitudinais/transversais e biaxiais normais. O objetivo era estabelecer uma metodologia computacional eficiente para dar suporte a decisões de controle de qualidade. Os resultados provaram que a curvatura da fibra afeta a distribuição local dos esforços, o que resulta em concentração/relaxamento das tensões originais e induz a ocorrência de tensões locais de natureza diferente das encontradas em placas sem defeito. A influência demonstrada nas propriedades efetivas de rigidez mostrou-se menos significativa que a obtida nos valores de resistência. O início da falha foi determinado por meio da aplicação do critério de falha de Hashin, que faz a distinção entre falhas ocorridas na matriz e na fibra do compósito. Foi observada uma redução de resistência à medida que se aumenta o ângulo de desalinhamento das fibras, favorecendo um modo de falha dominado pelo comportamento da matriz. Carregamentos longitudinais apresentaram maior redução na resistência comparativamente a cargas transversais. Em relação aos carreamentos biaxiais, o caso de carga tração longitudinal + compressão transversal foi o mais severamente afetado em termos de falha; o caso compressão longitudinal + tração transversal mostrou-se como o menos afetado.

Nessa dissertação foram realizadas simulações numéricas para análises das tensões e de fadiga de alto ciclo em juntas coladas usando materiais compósitos como aderentes. Para isso foi desenvolvida um algoritmo usando a sub-rotina UEL no Abaqus® para adicionar um modelo de dano usando elementos coesivos quando o componente estrutural é solicitado por carregamentos cíclicos. Esse trabalho é importante devido ao crescente uso de juntas coladas usando materiais compósitos em estruturas aeronáuticas, automotivas e outros segmentos da indústria. Os motivos desse crescimento são algumas vantagens em relação as juntas mecânicas tais como peso, resistência a fadiga, menor custo de manutenção. Para representar numericamente o comportamento da propagação da trinca e do dano na região colada será usado o modelo de zona coesiva (CZM sigla em inglês). O motivo da escolha se justifica, pois, o CZM apresenta como principal vantagem, em relação a outros modelos de clássicos de elementos finitos como VCCT e XFEM, o tempo computacional. Como resultado foram realizadas simulações de juntas coladas para modo I sujeitos a um carregamento quase-estático e de fadiga. Foram comparados os valores numéricos e experimentais das tensões atuantes, a taxa de propagação da trinca e número de ciclos de vida das juntas. Na análise quase-estática, estudou-se parâmetros de ajustes para o modelo CZM como a rigidez coesiva e o comprimento da zona coesiva, cujos os resultados mostraram a influência dos seus valores na curva de tração-separação na região coesiva para o modelo DCB e a influência na distribuição da tensão normal e de cisalhamento para o modelo SLJ. Já para na análise de fadiga usando CZM, aplicou-se o modelo numérico apresentado por Turon (2006) com o qual foi possível comparar por meio de dados experimentais, a taxa de crescimento da trinca para diferentes razões de carregamento, assim como, o acúmulo do dano no elemento coesivo propiciado pelo carregamento cíclico.