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Dissertações |
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Vinícius Almeida Coelho
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DESENVOLVIMENTO DE ARGAMASSA ÁLCALI-ATIVADA BASEADA EM CINZAS DE CALDEIRA DE DENDÊ E QUEIMA DE MADEIRA ATIVADAS COM SOLUÇÃO DE SILICATO DE SÓDIO
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Orientador : FRANCISCO GABRIEL SANTOS SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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CLÁUDIO HENRIQUE DE ALMEIDA FEITOSA PEREIRA
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FRANCISCO GABRIEL SANTOS SILVA
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RAILDO ALVES FIUZA JUNIOR
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Data: 18/01/2021
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Os produtos de matriz cimentícia são os materiais de construção mais utilizados no mundo e sua crescente demanda e alto volume de utilização têm levantado discussões sobre impactos ambientais negativos e estimulado a busca por materiais alternativos. Neste cenário, os aglomerantes álcali-ativados se apresentam com características interessantes como o rápido desenvolvimento de elevada resistência mecânica e alta estabilidade química, sendo possível a reutilização de resíduos em sua formulação, contribuindo para o reaproveitamento de recursos e redução de diversos impactos ambientais. O presente trabalho visou desenvolver uma argamassa álcali-ativada baseada na mistura de cinzas de caldeira de dendê e cinzas de queima de madeira, resíduos com alta produção mundial, ativadas com solução alternativa de silicato de sódio. Os materiais precursores foram beneficiados por meio de moagem e peneiramento, sendo avaliadas suas características físico-químicas por meio de ensaios de difração de raios laser, difração e fluorescência de raios x e termogravimetria. Seis aglomerantes foram formulados, variando-se a proporção entre cinzas para atingir razões molares CaO/SiO2 entre 0,3 e 1,0 e SiO2/Al2O3 entre 8 e 17, fixando-se a razão Na2O/SiO2 da solução ativadora em 1,40, sendo que dois dos aglomerantes desenvolvidos utilizaram metacaulim como fonte complementar de Al2O3. Após avaliação das propriedades mecânicas dos aglomerantes, foram desenvolvidas três argamassas com variação do teor volumétrico de agregado em 25% e 50%, sendo observada a influência deste parâmetro no desenvolvimento da resistência à tração na flexão e compressão, absorção de água por imersão, índice de vazios, massa específica e desenvolvimento acelerado de eflorescência. Ao final, concluiu-se que as cinzas utilizadas são adequadas para a álcali-ativação, sendo este um uso potencialmente benéfico tanto do ponto de vista ambiental quanto econômico, uma vez que tais resíduos possuem pouco ou nenhum valor agregado e alto volume de produção, sendo a álcali-ativação uma forma positiva para sua reutilização na indústria da construção civil. Também foram obtidos dados relevantes sobre a formulação teórica, processo de produção e características mecânicas da álcali ativação das cinzas, sendo produzidos aglomerantes álcali-ativados com desenvolvimento total de resistência em apenas 2 dias. Foi observado que o alto teor de matéria orgânica dos resíduos (maior que 30%) prejudicou o desenvolvimento de resistência mecânica das misturas, ainda assim, ajustes nos parâmetros de dosagem permitiram alcançar resistência à tração na flexão média de 3,54 MPa e resistência à compressão axial de 10,5 MPa aos 14 dias com 25% de agregado em volume, valores superiores aos requisitos da NBR 13281 (2005) para uso como argamassa de assentamento e revestimento. Além disso, as argamassas desenvolvidas apresentaram baixa susceptibilidade ao desenvolvimento de eflorescência, sendo que o aumento no teor de agregado de 25% para 50% reduziu a área afetada em 50% e não alterou a taxa de absorção por imersão das argamassas.
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Cement-based products are the most widely used building materials in the world and their growing demand and high volume of use have raised discussions about negative environmental impacts and stimulated the search for alternative materials. In this scenario, alkali-activated binders presents interesting characteristics such as the rapid development of high mechanical strength and high chemical stability, being possible to reuse wastes in its formulation, which contributes to the reuse of resources and reduction of various environmental impacts. The present research aimed to develop an alkali-activated mortar based on the mix of palm oil fuel ash and wood ash, residues with high world production, activated with an alternative solution of sodium silicate. The precursor materials were processed through grinding and sieving, and their physical chemical characteristics were evaluated by laser diffraction, x-ray diffraction and fluorescence and thermogravimetry. Six binders were formulated, varying the ash ratio to achieve CaO/SiO2 molar ratios between 0.3 and 1.0 and SiO2/Al2O3 between 8 and 17, fixing the Na2O/SiO2 ratio of the activating solution to 1.40. Two of the developed binders used metakaolin as a complementary source of Al2O3. After evaluating the mechanical properties of the binders, three mortars were developed with 25% and 50% variation in the volumetric aggregate content, observing the influence of this parameter in the development of flexural and compressive strength, water absorption, voids index, specific mass and accelerated efflorescence development. It was concluded that the ashes used are suitable for alkali-activation, which is a potentially beneficial use from both environmental and economic point of view, since such residues have little or no added value and high production volume worldwide, being its alkali
activation a positive way for reuse in the construction industry. Relevant data were also obtained on the theoretical formulation, production process and mechanical characteristics of the alkali-activation of the ash, with the production of binders with full development of resistance within 2 days. It was observed that the high organic matter content of the residues (greater than 30%) hindered the development of mechanical strength of the mixtures, even so, adjustments in the dosage parameters allowed to achieve average flexural strength of 3.54 MPa and compressive strength of 10.5 MPa at 14 days with 25% aggregate by volume, values higher than the requirements of NBR 13281 (2005) for use as laying and covering mortar. In addition, the developed mortars showed low susceptibility to the development of efflorescence, the increase in the aggregate content from 25% to 50% reduced the affected area by 50% and did not change the absorption rate
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LUANNE BASTOS DE BRITTO BARBOSA
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ANÁLISE DA UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO PARA DESENVOLVIMENTO DE ARGAMASSAS ÁLCALI-ATIVADAS
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Orientador : FRANCISCO GABRIEL SANTOS SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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FRANCISCO GABRIEL SANTOS SILVA
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RAILDO ALVES FIUZA JUNIOR
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CLÁUDIO HENRIQUE DE ALMEIDA FEITOSA PEREIRA
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MÔNICA BATISTA LEITE
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Data: 05/03/2021
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O aglomerante álcali-ativado (AGA) vem sendo amplamente utilizado em pesquisas científicas. Já se tem notícia sobre seu uso em grandes infraestruturas. Com propostas sustentáveis, este material é apresentado como alternativo ao cimento Portland, uma vez que, se comparados, suas propriedades mecânicas também são elevadas e muitas vezes superiores às do tradicional cimento Portland. No mesmo segmento, a geração dos resíduos de construção e demolição (RCD), tem aumentado bastante com o passar dos anos. A normalização brasileira prevê a utilização do RCD como base e sub-base de pavimentos, e mesmo com estudos avançados, deixa uma lacuna para uso em outras destinações. Na tentativa de compor mais uma alternativa, esta pesquisa propõe analisar a utilização de agregados reciclados provenientes de RCD na composição de argamassas álcali-ativadas (AAA) em substituição parcial ao agregado miúdo natural. As substituições variam em 25 % e 50 % do volume total de agregados nas AAA. Serão realizados ensaios para aferir o desempenho das propriedades físico-mecânicas dos AGA e das AAA.
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The alkali-activated binder (AAB) is constantly using in researches at scientific acad-emy in the world. This material was used in large infrastructures and showed like sustainable substitute for Portland cement (PC). The AAB performance mechanical properties are high as PC. So, the construction and demolition waste (CDW) production increased substantially. The aim to this research is to study the use the recycled aggregates of CDW in alkali-ctivated mortar-based metakaolin (AAM) as partially replacing in 25 and 50% the natural aggregates of the total size of the AAM.
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CAROLINE SILVA ARAÚJO
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SISTEMA PARA RASTREAMENTO E GESTÃO DE RECURSOS FÍSICOS INTEGRANDO IOT E BIM: APLICAÇÃO NO SISTEMA DE PAREDE DE CONCRETO MOLDADO IN LOCO
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Orientador : DAYANA BASTOS COSTA
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MEMBROS DA BANCA :
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ALIRIO SANTOS DE SA
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DAYANA BASTOS COSTA
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EMERSON DE ANDRADE MARQUES FERREIRA
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REGINA COELI RUSCHEL
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Data: 09/03/2021
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No canteiro de obras, diferentes recursos físicos (pessoal, equipamentos e materiais) interagem entre si durante a produção. Nos processos tradicionais de rastreamento destes recursos, muitas vezes as informações são coletadas através de métodos manuais baseados em papel ou com baixo nível de integração. Tais métodos apresentam baixa confiabilidade e consomem tempo e esforço humano. O desenvolvimento de sistemas de rastreamento que integram IoT e BIM representam uma oportunidade de melhoria quando adicionados ao modelo de gestão das obras. O objetivo principal desse estudo é propor um sistema para rastrear recursos físicos no canteiro de obras meio da integração da IoT com o BIM, visando facilitar o gerenciamento das formas metálicas do sistema construtivo de paredes de concreto moldadas in loco. Os objetivos específicos do estudo são: (a) identificar in loco as características físicas, funcionais e de movimentação das formas; (b) identificar requisitos para o desenvolvimento de um sistema com IoT e RFID associados ao BIM para rastrear recursos físicos na obra; (c) desenvolver um protótipo de sistema para facilitar o processo de coleta, armazenamento e gerenciamento dos dados necessários para rastrear as formas, visando melhorias na qualidade das paredes geradas; (d) avaliar o sistema considerando o seu desempenho e os requisitos dos cliente, a partir de implementação piloto na obra. A estratégia escolhida para conduzir a pesquisa é a Design Science Research (DSR), incluindo as seguintes etapas: (a) Conscientização: revisão da literatura e entendimento do problema teórico e do problema prático; (b) Sugestão: mapeamento e diagnóstico para rastreamento das formas; estudo dos requisitos do sistema; especificações das ferramentas e equipamentos e construção de protótipos; (c) Desenvolvimento: criação de um Gêmeo Digital; criação de um aplicativo; estudo de campo com testes e implementação piloto do sistema no canteiro de obras; (d) Avaliação: medição do desempenho do sistema e análise de requisitos do cliente, considerando a implementação piloto; (e) Considerações finais sobre o estudo e a comunicação dos resultados. Como principal resultado, o sistema foi desenvolvido e avaliado com sucesso, em nível de protótipo funcional, sendo capaz de envolver o processo de coleta, armazenamento, gerenciamento e visualização de dados, integrando o Gêmeo Digital ao Aplicativo. Concluiu-se que o sistema tem potencial para auxiliar em tomadas de decisão e promover melhorias em termos de gestão e controle de recursos físicos, representando uma solução relevante para o setor da construção.
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Different physical resources (personnel, equipment, and materials) interact with each other at the construction site during production processes. In traditional tracking of these resources, information is usually collected through paper-based manual methods or with a low integration level. Such methods present low reliability and consume human time and effort. The development of tracking systems that integrate IoT and BIM represents an opportunity for improvement if it is incorporated into the construction management models. The main goal of this study is to propose a system to track physical resources on-site through the integration of the Internet of Things (IoT) with Building Information Modeling (BIM), aiming to facilitate the management of the metallic formworks in the cast-in-place concrete wall constructive system. The specific goals are: (a) identify in loco the physical, functional, and movement characteristics of the formworks; (b) identify requirements for the development of a system with IoT and BIM, to track physical resources on construction site; (c) develop a system prototype to facilitate the process of collecting, storing, and managing the necessary data to track the formworks, aiming to improve the quality of the generated walls; (d) to evaluate the system considering its performance and the client's requirements, from the pilot implementation on site. The strategy to conduct the research is Design Science Research (DSR), including the following steps: (a) Awareness: literature review and understanding of the theoretical problem and the practical problem; (b) Suggestion: mapping and diagnosis for tracking the formworks, the study of system requirements, tools and equipment specifications and construction of prototypes; (c) Development: the creation of a Digital Twin, the creation of a mobile app, on-site study with tests and pilot implementation of the system at the construction site; (d) Evaluation: measurement of system performance and analysis of customer requirements, considering the pilot implementation; (e) Final considerations about the study and the communication of results. As a main result, the system was successfully developed and evaluated, at the functional prototype level, being able to involve the data collection, storage, management, and visualization process, integrating the Digital Twin into the mobile app. The system has the potential to support decision-making and promote improvements in terms of physical resources management and control, representing a relevant solution for the construction sector.
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GESSIVALDO OLIVEIRA CARNEIRO
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CIMENTOS ÁLCALI-ATIVADOS PREPARADOS COM RESÍDUOS DE CIMENTO- AMIANTO INERTIZADOS
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Orientador : CLEBER MARCOS RIBEIRO DIAS
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MEMBROS DA BANCA :
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CLEBER MARCOS RIBEIRO DIAS
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FRANCISCO GABRIEL SANTOS SILVA
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MARCELO STROZI CILLA
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LEILA APARECIDA DE CASTRO MOTTA
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SERGIO FRANCISCO DOS SANTOS
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Data: 30/03/2021
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A reciclagem de matérias primas secundárias, como os resíduos de cimento-amianto (RCA) tornou-se uma prioridade em virtude do seu potencial carcinogénico. Dessa forma, a busca por tecnologias que viabilizem a reutilização dos RCA é vista como uma forma de minimizar os impactos ambientais e os riscos de doenças. Nesse sentido, foram desenvolvidos métodos que permitissem a inertização dos RCA, com destaque para os tratamentos térmicos, que são os mais empregados. Entretanto, observa-se a ausência de estudos direcionados a otimização deste procedimento, já que se trata de uma tarefa dispendiosa. Assim, este trabalho propõe definir os parâmetros ótimos de tratamento térmico do RCA para, simultaneamente, inertizar a crisotila e de forma embrionária, avaliar a aplicação do RCA tratado como precursor à produção de CAA de uma parte. Para o tratamento térmico do RCA, a otimização foi realizada aplicando-se um projeto fatorial 2k com ponto central tendo como fatores a temperatura (600 °C e 800 °C), o tempo de calcinação (1 e 3 horas) e a massa de RCA (1 e 5 kg), considerando níveis mínimos e máximos. Onze experimentos serviram para a elaboração de modelos que relacionam as respostas: teor de calcita (% calcita), teor de crisotila (% crisotila), teor de belita (% C2S) obtidas por meio de análise termogravimétrica (TG) e difração de raios-X (DRX). A otimização simultânea foi utilizada para identificar os níveis ótimos dos fatores para que ocorra a completa desidroxilação da crisotila, se minimize o gasto energético e a emissão de CO2, e se maximize o teor de belita (C2S) no RCA tratado. Em seguida, empregou-se os RCA tratados (RCAT) como precursor à produção de CAA de uma parte. As misturas foram preparadas utilizando-se RCAT, metassilicato de sódio sólido (SiO2/Na2O igual a 0,98) e água. Onze formulações estabelecidas empregando-se o I-Optimal design, serviram como formulações de base para o delineamento estatístico de mistura. As formulações estabelecidas no planejamento estatístico foram caracterizadas quanto à reologia, propriedades físico-mecânicas, análises térmica e mineralógica. Os resultados de tratamento térmico mostram a completa desidroxilação da crisotila, com o aumento do teor de belita (C2S) e emissão de CO2, para temperaturas iguais ou superiores a 700°C. Observou-se que, as condições ótimas à realização do tratamento foram 5 kg de RCA, 800 °C, durante 1 hora. Utilizando estes parâmetros, a crisotila foi completamente eliminada, e o resíduo tratado apresentou 40,42% de belita, o que confere ao material a capacidade aglomerante, com emissão de CO2 estimada em 175,6 gCO2/kg de resíduo tratado. Com base na dosagem das pastas álcali-ativadas, percebeu-se que a concentração volumétrica de sólidos governou as propriedades reológicas das pastas, as resistências mecânicas mais altas foram obtidas para as formulações com concentração de metassilicato de sódio sólido em torno de 5%, a retração por secagem foi afetada pela fração mássica do RCAT e o aumento de concentração de metassilicato de sódio teve forte influência no calor acumulado das pastas. De acordo com as análises realizadas, foi possível constatar que os RCAT podem ser aplicado para a produção de CAA e o delineamento estatístico de mistura é um método eficiente para dosagem desta matriz.
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The recycling of secondary raw materials, such as asbestos-cement waste (ACW) has become a priority due to its carcinogenic potential. Thus, the search for technologies that make the reuse of ACWs feasible is seen as a way to minimize environmental impacts and disease risks. In this sense, methods were developed to allow the ACW inertization, with emphasis on heat treatments, which are the most used. However, there is a lack of studies aimed at optimizing this procedure, since it is an expensive task. Thus, this work proposes to define the optimal parameters of ACW heat treatment to simultaneously inertize chrysotile and embryonicly, to evaluate the application of ACW treated as a precursor to the production of CAA of a part. For the thermal treatment of ACW, the optimization was performed by applying a 2k
factorial design with a central point having as factors the temperature (600 and 800 °C), the calcination time (1 and 3 hours) and the mass of ACW (1 and 5 kg), considering minimum and maximum levels. Eleven experiments served for the elaboration of models that relate the answers: calcite content (% calcite), chrysotile content (% chrysotile), belite content (% C2S) obtained by means of thermogravimetric analysis (TG) and ray-ray diffraction. X (DRX). Simultaneous optimization was used to identify the optimal levels of the factors so that complete chrysotile dehydroxylation occurs, energy expenditure and CO2 emissions are minimized, and the content of belita (C2S) in the treated ACW is maximized. Then, the treated ACW (ACWT) was used as a precursor to the production of CAA of a part. The mixtures were prepared using ACWT, solid sodium metasilicate
(SiO2 / Na2O equal to 0.98) and water. Eleven formulations established using the I- Optimal design, served as basic formulations for the statistical design of the mixture.
The formulations established in the statistical planning were characterized in terms of rheology, physical-mechanical properties, thermal and mineralogical analysis. The results of heat treatment show the complete dehydroxylation of chrysotile, with an increase in the content of belita (C2S) and CO2 emission, for temperatures equal to or higher than 700 °C. It was observed that the optimal conditions for the treatment were 5 kg of RCA, 800 °C, for 1 hour. Using these parameters, the chrysotile was completely eliminated, and the treated waste showed 40.42% of belite, which gives the material the agglomerating capacity, with an estimated CO2 emission of 175.6 gCO2/kg of treated waste. Based on the dosage of the alkali-activated pastes, it was noticed that the volumetric concentration of solids governed the rheological properties of the pastes, the highest mechanical strengths were obtained for formulations with a concentration of solid sodium metasilicate around 5%, at drying shrinkage was affected by the ACWT mass fraction and the increase in sodium metasilicate concentration had a strong influence on the accumulated heat of the pastes. According to the analyzes performed, it was found that the ACWTs can be applied to the production of CAA and the statistical design of the mixture is an efficient method for dosing this matrix.
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GABRIEL PEREIRA DA CONCEIÇÃO
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ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA REALIZAÇÃO DE RETROFITS SUSTENTÁVEIS NO VALOR DOS CUSTOS TOTAIS DE CICLO DE VIDA DE EDIFICAÇÕES DE ALTO PADRÃO
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Orientador : JOAO LUIZ CALMON NOGUEIRA DA GAMA
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MEMBROS DA BANCA :
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ANDREA PARISI KERN
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DAYANA BASTOS COSTA
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EMERSON DE ANDRADE MARQUES FERREIRA
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JOAO LUIZ CALMON NOGUEIRA DA GAMA
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Data: 13/04/2021
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A análise de custos de ciclo de vida (ACCV) de uma edificação é uma ferramenta de avaliação de custos que foca em toda a vida de um empreendimento. Esta ferrementa avalia ainda alternativas que tem os menores custos de produção e os custos de utilização da edificação até o fim de sua vida útil, podendo tornar os custos do empreendimento mais transparentes ao cliente final. Para isso, é necessário o conhecimento abrangente da construção para que se tenham estimativas realistas dos custos. A realização desse trabalho justifica-se pela necessidade de se difundir a ACCV e identificar uma metodologia apropriada para informação e coleta de dados necessários para esta análise e a partir daí utilizar a análise de CCV como ferramenta metodológica para estudos de viabilidade econômica de projetos focando não apenas nos custos iniciais, mas nos custos de toda a vida útil do empreendimento.
Assim, o objetivo principal desta pesquisa é analisar, através da avaliação de custo de ciclo de vida de edificações, a influência da realização de intervenções de sustentabilidade ambiental no valor dos custos totais de ciclo de vida de uma edificação de alto padrão. Para isso, tomou-se como estratégia um estudo de duas edificações localizadas no bairro Praia do Canto, na cidade de Vitória, no Espírito Santo. A análise de CCV foi desenvolvida através do método do valor presente descontado. Como resultados, notou-se que os custos associados à operação e manutenção predial são muito maiores do que os custos de projeto e construção desses edifícios e representam mais do que 60% dos custos totais nas duas edificações estudadas. Percebendo-se que em ambos os casos através da redução das despesas de consumo de energia e gás pode-se reduzir o custo total do ciclo de vida dos edifícios estudados. Em relação à viabilidade da implementação das propostas de retrofit sustentável, concluiu-se que diante dos cenários apresentados e da análise de sensibilidade apresentada, a implementação de medidas de retrofit em qualquer momento do ciclo de vida de um edifício gerará benefícios ambientais, porém para que sejam contemplados benefícios econômicos é preciso que essas medidas sejam implementadas o quanto antes, sendo o ideal serem planejadas desde a fase de concepção de projetos e executadas ainda durante a fase de construção das edificações.
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Life-cycle cost analysis (LCCA) of a building is a cost assessment tool that focuses on lifetime of a construction. This tool also evaluates alternatives that present the lowest production costs and building utilization costs until the end of its lifetime, which can make the project costs more transparent to the end customer. For this, comprehensive knowledge of construction is required to have realistic cost estimates. The accomplishment of this work is justified by the need to disseminate the LCCA and to identify an appropriate methodology for information and data collection. This procedure is required for this analysis and from it you can apply the LCCA as a methodological tool for project feasibility studies focusing not only on the initial costs, but cost of the construction lifetime. Thus, the main objective of this research is to analyze, through the evaluation of the life cycle cost of buildings, the influence of environmental sustainability interventions on the value of the total life cycle costs of a high standard building. For this, a study of two buildings located in the Praia do Canto neighborhood, in the city of Vitória, Espírito Santo, was adopted as a strategy. LCCA was developed using the present value method. As a result, it was noted that the costs associated with building operation and maintenance are much higher than the design and construction costs of these buildings and represent more than 60% of the total costs in the two buildings analyzed. Realizing that in both cases, by reducing energy and gas consumption expenses, the total life cycle cost of these buildings can be reduced. Regarding the implementation feasibility of sustenaible retrofit proposals, it was concluded that given the scenarios and the sensitivity analysis presented, the implementation of retrofit measures at any point in the lifetime of a building will generate environmental benefits, however, in order for the economic benefits to be contemplated, it is necessary that these measures are implemented as soon as possible, ideal to be planned from the project design phase and carried out during the construction phase of the buildings.
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DANIEL JUNQUEIRA DE MORAIS MUNHOZ
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APLICAÇÃO DO SENSORIAMENTO REMOTO NAS ESTIMATIVAS DAS DEMANDAS HÍDRICAS DA SOJA E DOS CONSUMOS DE ÁGUA NOS PIVÔS CENTRAIS
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Orientador : MAURO JOSE ALIXANDRINI JUNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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EVERARDO CHARTUNI MANTOVANI
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IEDA DELŽARCO SANCHES
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MAURO JOSE ALIXANDRINI JUNIOR
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PATRICIA LUSTOSA BRITO
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Data: 16/04/2021
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No Brasil é histórico o monitoramento das vazões dos rios, há um relativo conhecimento das disponibilidades hídricas, entretanto o conhecimento das retiradas de água é invulgar. É fundamental conciliar a gestão da oferta com a gestão da demanda para garantir o acesso à água, principalmente em regiões de conflitos pelo uso da água. Na região de Cerrado no oeste baiano, a irrigação pelo método por pivôs centrais é o mais utilizado e exerce papel fundamental na produção de alimentos e no desenvolvimento socioeconômico. Nessa última década, houve um aumento expressivo na área irrigada e na diminuição da disponibilidade hídrica; assim, o conhecimento da vazão demandada para irrigação é essencial para o gerenciamento e o crescimento sustentável da agricultura irrigada. Nesse sentido, o objetivo geral desta dissertação é propor uma metodologia para estimar o consumo de água nos pivôs centrais a partir do NDVI e do balanço agroclimático. O modelo utiliza dados de estação meteorológica para obter a evapotranspiração de referência (ETo), e do NDVI para calcular o coeficiente da cultura (NDVI). Para validação do método, foram comparados os resultados das evapotranspirações potenciais da cultura (ETp) e das lâminas de irrigação, calculados por sensoriamento remoto, com os dos Relatórios de Manejo da Irrigação de 12 pivôs centrais, da fazenda SAMA em Luís Eduardo Magalhães, durante as safras de soja de 2018 a 2020. A partir de 10 equações, escolheu-se a equação proposta por (RAFN, CONTOR e AMES, 2008) que mais se ajustou para o cálculo da demanda hídrica da soja, não havendo diferença estatística para α = 0,05. Na estimação do volume de água utilizada na irrigação a metodologia mostrou-se eficaz para α = 0,01. Foi possível estabelecer os coeficientes da cultura por sensoriamento remoto, com Kc inicial de 0,37, Kc na fase de desenvolvimento de 0,68, Kc na fase crítica de 1,09 e Kc na fase de maturação de 0,68. O volume médio, nas três safras, do consumo de água na irrigação da soja foi de 2.545.410 m³, calculado por sensoriamento remoto, sendo 2.317.525 m³ o constante nos Relatórios. A metodologia proposta apresenta-se como uma ferramenta adequada para subsidiar a Gestão da Demanda, a fim de proporcionar certa segurança hídrica na produção de alimentos, geração de renda e empregos e mitigar o risco de conflitos pelo uso da água.
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In Brazil, monitoring of river flows is historical, there is a relative knowledge of water availability, however knowledge of water withdrawals is unusual. It is essential to reconcile supply management with demand management to guarantee access to water, especially in regions of conflict over water use. In Cerrado region in western Bahia, irrigation by central pivot method is one of the most used and plays a fundamental role in food production and socioeconomic development. In the past decade, there has been a significant increase in the irrigated area and a decrease in water availability; thus, knowledge of the flow demanded for irrigation is essential for the management and sustainable growth of irrigated agriculture. In this sense, the general objective of this work is to propose a methodology to estimate water consumption in central pivots from the NDVI and water balance. The model uses weather station data to obtain reference evapotranspiration (ETo), and NDVI to calculate the crop coefficient (NDVI). To validate the method, results of potential evapotranspirations of crop (ETp) and irrigation depths were compared, calculated by remote sensing, with those of Irrigation Management Reports of 12 central pivots, from SAMA farm in Luís Eduardo Magalhães, during soybean harvests from 2018 to 2020. From 10 equations, the equation proposed by (RAFN, CONTOR and AMES, 2008) was chosen, which best adjusted for water demand calculation for soybeans, with no statistical difference for α = 0.05. In estimating the volume of water used in irrigation, the methodology proved to be effective for α = 0.01. It was possible to establish culture coefficients by remote sensing, with an initial Kc of 0.37, Kc in development phase of 0.68, Kc in critical phase of 1.09 and Kc in maturation phase of 0.68. The average volume, in three harvests, of water consumption in irrigation of soybeans was 2,545,410 m³, calculated by remote sensing, 2,317,525 m³ being constant in our Reports. The proposed methodology presents itself as an adequate tool to subsidize Demand Management, in order to provide certain water security in food production, income generation and jobs and to mitigate risk of conflicts over water use.
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FABRICIO RIBEIRO GARCIA
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COMPARAÇÃO DE MODELOS DIGITAIS DE TERRENO A PARTIR DA MODELAGEM HIDRODINÂMICA APLICADA À IDENTIFICAÇÃO DE ÁREAS DE ALAGAMENTOS E INUNDAÇÕES
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Orientador : MAURO JOSE ALIXANDRINI JUNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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FRANCISTO HENRRIQUE DE OLIVEIRA
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JULIO CESAR PEDRASSOLI
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MAURO JOSE ALIXANDRINI JUNIOR
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Data: 20/04/2021
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O intenso crescimento urbano tem um reflexo considerável sobre o aumento da impermeabilização do solo, consequentemente alterando as condições naturais do ciclo hidrológico, assim elevando a parcela de escoamento superficial, e com isso favorecendo asocorrênciasde alagamentos e inundações. Entender essa dinâmica é fundamental para uma boa gestão do espaço urbano, nesse sentido, o processo de simulação hidrológica e hidráulica torna-se uma ferramenta muito importante para se buscar respostas do comportamento de eventos de chuvas. O Sistemas de Informações Geográficas trouxe um aprimoramento considerável para a aplicação dos processos de modelagem, disponibilizando importantes informações sobre as características de terreno, a partir dos modelos digitais de terreno (MDT). Várias são as fontes de MDT existentes, exemplos como Shuttle Radar Topography Mission(SRTM), Advanced Land Observing Satellite(ALOS), Light Detecting And Ranging (LiDAR), dentre outros. A qualidade e a usabilidade dos resultados dos modelos de simulações hidrológicas e hidráulicas estão intimamente associadas à precisão e disponibilidade dos dados topográficos. Desta forma, este trabalho buscou avaliar o uso da modelagem hidrodinâmica subsidiado por duas fontes de modelo digital de terreno-LiDARe SRTM-aplicados à identificação de área de alagamentos e inundações na bacia hidrográfica do Cobre em Salvador/Ba, resultantes de eventos extremos de precipitações com períodos de retorno de 10, 25 e 50 anos. Para cumprimento do proposto, foi utilizado o acoplamento dos modelos de transformação de chuva-vazão, através da modelagem hidrológica sendo utilizado o Hydrological Engineering Center-Hydrologic Modeling System(HEC-HMS), enquanto para a modelagem hidrodinâmica utilizando o modelo Hydrological Engineering Center -River Analysis System(HEC-RAS).Nestepesquisa foram comparados extensão da área afetadaealtura da lâmina d’água. Para a validação da metodologia proposta foi realizado a análise de correlação dos resultados de modelagem com dados de registros de ocorrências da defesa civil de Salvador. Os resultados oriundos do modelo SRTM mostraram que a área de estudo está sujeita a sofrer alagamentos em alguns pontos, bem como inundações. Os resultados máximos encontrados foram para a sub-bacia 1 com uma área afetada de 159647.44 m2e velocidade máxima de propagação de 3,73 m/s e 5 altura máxima do nível de água de 8,14 m para a sub-bacia. Os resultados indicam correlação com os registros da defesa civil na comparação entre os mdts.
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The intense urban growth has a considerable impact on the increase of soil waterproofing, consequently changing the natural conditions of hydrological cycle, thus increasing the amount of runoff, and thus favoring the occurrences of floods and floods. Understanding this dynamic is fundamental for a good management of urban space, in this sense, the process of hydrological and hydraulic simulation becomes a very important tool to seek answers behavior of rain events. The Geographic Information Systems brought about a considerable improvement for application of the modeling processes, providing important information about terrain characteristics, from digital terrain models (DTM). There are several sources of existing DTMs, examples such as Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), Advanced Land Observing Satellite (ALOS), Light Detecting And Ranging (LiDAR), among others. The quality and usability of results of hydrological and hydraulic simulations models are closely associated with accuracy and availability of topographic data. In this way, this work sought to evaluate the use of hydrodynamic modeling subsidized by two sources of digital terrain model - LiDARe SRTM - applied to the identification of floods and floods in the Cobre hydrographic basin in Salvador / Ba, resulting from extreme precipitation events with payback periods of 10, 25 and 50 years. To fulfill the proposal, it was used the coupling of rain-flow transformation models, through hydrological modeling using Hydrological Engineering Center-Hydrologic Modeling System (HEC-HMS), while for hydrodynamic modeling using Hydrological Engineering Center model - River Analysis System (HEC-RAS). In this research, extension of affected area and height of water depth were compared. For the validation of proposed methodology, the correlation analysis of modeling results was carried out with data from the records of occurrences of civil defense of Salvador. The results from the SRTM model showed that the study area is subject to flooding at some points, as well as flooding. The maximum results found were for sub-basin 1 with an affected area of 159647.44 m2 and maximum propagation speed of 3.73 m / s and maximum height of water level of 8.14 m for the sub-basin. The results indicate a correlation with civil defense records when comparing DTMs.
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RODRIGO RODRIGUES COUTINHO DE CARVALHO MACEDO
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PROPOSTA METODOLÓGICA PARA AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE RUAS COMPARTILHADAS E RUAS COMPLETAS
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Orientador : PATRICIA LUSTOSA BRITO
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MEMBROS DA BANCA :
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ILCE MARILIA DANTAS PINTO
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JUAN PEDRO MORENO DELGADO
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MARCOS THADEU QUEIROZ MAGALHAES
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PATRICIA LUSTOSA BRITO
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Data: 26/04/2021
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A cidade sempre foi um lugar de encontro, de comércio e de circulação: encontro de pessoas, troca de informações sobre a sociedade, proporcionando acesso e conectando os indivíduos aos vários usos da cidade. A evolução histórica da mobilidade urbana é marcada pela ascensão, estabilidade e declínio da posse e uso do automóvel. A produção do espaço urbano voltado a escala automobilística foi o paradigma aplicado nos centros urbanos, moldando o tecido urbano ao transporte individualizado. Inúmeros conflitos emergem das contradições do modelo utilizado - congestionamentos, acidentes de trânsito, poluição atmosférica, indução de alterações no clima- ficando evidente a impossibilidade de atender ao uso desproporcional dos veículos, principalmente em áreas urbanas mais densas. Logo, a rua caracteriza-se como um espaço de disputa entre os diferentes atores urbanos que participam da vida social da cidade. A rua passou por diversas transformações urbanísticas: o que ocorria em locais abertos (convivência,comércio e lazer), vão para locais privados fechados (shoppings centers), induzindo a valorização da privatização da vida. Consequentemente, com a alteração do ciclo de socialização e as transformações dos valores públicos e privados, houve o esvaziamento e abandono do espaço público (praças, parques e jardins). Com a latente atenção da coletividade à qualidade ambiental urbana e a valorização da mobilidade ativa no espaço público, desenvolvem-se conceitos como Shared space, Traffic calm, Ruas compartilhadas e Ruas completas, em prol da “cidade para pessoas''. Visto que, tais conceitos são produtos de experiências internacionais e importadas para outros países, como por exemplo, o Brasil, fazem-se necessárias as devidas adaptações para a coerente aplicação dos mesmos. O problema apontado é que: os espaços produzidos através desses conceitos estão sendo implantados apenas como ferramentas de requalificação do ambiente e valorização do tecido urbano; sem uma avaliação de desempenho do ambiente construído, sem informações do nível de serviços oferecidos por estes espaços e poucos dados divulgados após sua ocupação. Tratar o espaço público de maneira fracionada implica em resultados reducionistas e parciais. Assim, destaca-se a relevância de uma abordagem holística na avaliação de desempenho, considerando a pluralidade de aspectos técnicos e seus indicadores. Esta pesquisa tem o objetivo de propor uma metodologia de avaliação de desempenho de ruas compartilhadas e ruas completas. O procedimento metodológico para este estudo, vale-se da mescla de metodologias de referência, iniciada com uma revisão bibliográfica de espaços públicos, ruas usuais, ruas compartilhadas e ruas completas. Identificam-se seus elementos básicos, os principais usuários de uma rua, as transformações, setorizações e elementos de valorização dos pedestres nestes espaços públicos. Sobre métodos de avaliação de desempenho, segue-se a lógica dos elementos básicos identificados e apontados pelos teóricos como fundamentais numa avaliação de ambiente construído. Após este estudo, a metodologia arquitetada propõe 7 (sete) aspectos de avaliação de desempenho para ruas compartilhadas e ruas completas, apontando os respectivos indicadores relevantes para a valorização destes espaços públicos e a socialização. A pesquisa aplica um dos aspectos de desempenho na rua compartilhada do bairro da Barra, em Salvador; e exemplifica uma avaliação de desempenho de rua completa, em São Paulo. Como contribuição para a comunidade acadêmica e sociedade, traz sugestões para melhoria dos espaços públicos durante e depois da pandemia, destacando o tema Espaços Públicos x Covid-19.
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The city has always been a place of encounter, commerce and circulation: meeting people, exchanging information about society, providing access and connecting individuals to the various uses of the city. The historical evolution of urban mobility is marked by the rise, stability and decline of car ownership and use. The production of urban space aimed at the automobile scale was the paradigm applied in urban centers, shaping the urban fabric to individualized transport. Numerous conflicts emerge from the contradictions of the model used - congestion, traffic accidents, air pollution, inducing changes in the climate - the impossibility of meeting the disproportionate use of vehicles, especially in denser urban areas, becoming evident. Therefore, the street is characterized as a space of dispute between the different urban actors who participate in the social life of the city. The street went through several urban transformations: what happened in open places (socializing, commerce and leisure), go to closed private places (shopping centers), inducing the valuation of the privatization of life. Consequently, with the change in the socialization cycle and the transformation of public and private values, there was an emptying and abandonment of public space (squares, parks and gardens). With the latent attention of the community to urban environmental quality and the enhancement of active mobility in the public space, concepts such as Shared space, Traffic calm, Shared streets and Complete streets are developed, in favor of the “city for people”. Since such concepts are products of international experiences and imported into other countries, such as Brazil, for example, the necessary adaptations are necessary for their coherent application. The problem pointed out is that: the spaces produced through these concepts are being implemented only as tools for requalifying the environment and enhancing the urban fabric; without an evaluation of the performance of the built environment, without information on the level of services offered by these spaces and little data released after their occupation. Treating the public space in a fractional way implies reductionist and partial results. Thus, the relevance of a holistic approach in performance evaluation is highlighted, considering the plurality of technical aspects and their indicators. This research aims to propose a methodology for evaluating the performance of shared streets and complete streets. The methodological procedure for this study, uses a mix of reference methodologies, initiated with a bibliographic review of public spaces, usual streets, shared streets and complete streets. Its basic elements are identified, the main users of a street, the transformations, sectors and elements of appreciation of pedestrians in these public spaces. Regarding performance evaluation methods, the logic of the basic elements identified and pointed out by the theoreticians as fundamental in an assessment of the built environment is followed. After this study, the architectural methodology proposes 7 (seven) aspects of performance evaluation for shared streets and complete streets, pointing out the relevant indicators for the valorization of these public spaces and socialization. The research applies one of the performance aspects on the shared street in the Barra neighborhood, in Salvador; and exemplifies a complete street performance evaluation in São Paulo. As a contribution to the academic community and society, it brings suggestions for improving public spaces during and after the pandemic, highlighting the theme Public Spaces x Covid-19.
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CAMILLA MARIA TORRES PINTO
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ESTUDO DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE UMA AREIA ALUVIONAR REFORÇADA COM FIBRAS
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Orientador : SANDRO LEMOS MACHADO
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MEMBROS DA BANCA :
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MEHRAN KARIMPOUR FARD
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MIRIAM DE FATIMA CARVALHO MACHADO
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SANDRO LEMOS MACHADO
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Data: 13/05/2021
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Muitas vezes, em seu estado natural, um solo não corresponde aos requisitos técnicos mínimos para o seu emprego em obras de engenharia civil. Para suprir estas deficiências, diversas técnicas são empregadas na melhoria e reforço dos solos para utilização na engenharia. As técnicas de estabilização dos solos baseiam-se em melhorar, de forma estável, as suas propriedades originais, por meio de intervenções mecânicas, químicas ou físicas. Uma das técnicas de reforço possível de ser empregada consiste na adição de fibras ao solo in natura, formando compósitos com maior resistência ao cisalhamento e à tração. Embora existam numerosos trabalhos e pesquisas sobre compósitos solo/fibra, ainda são encontradas discrepâncias no que concerne a influência das principais variáveis estudadas, além de serem escassos os modelos constitutivos existentes e os trabalhos publicados com vistas à simulação do seu comportamento mecânico. Dessa forma, esta pesquisa buscou avaliar como a inclusão de fibras poliméricas atua na melhoria da resistência ao cisalhamento de uma areia aluvionar e testar um modelo inicialmente desenvolvido para RSU, adaptado de Machado (2002) para reproduzir o comportamento mecânico da areia reforçada. Para isso, foram executados ensaios triaxiais do tipo consolidado drenado (CID) na areia natural e nos compósitos areia/fibra, estes nos teores de 0,5% e 1,0% de fibra e comprimentos de de 12,5 mm, 25 mm e 51 mm, em duplicata, com tensões confinantes de 50, 100, 200 e 300 kPa e diferentes trajetórias de tensões. O reforço com fibras promoveu alterações significativas no comportamento mecânico da areia. Foi verificado principalmente o aumento de resistência ao cisalhamento do solo e identificados os principais fatores que influenciaram a interação areia/fibra: comprimento e teor de fibras, e tensões confinantes, os quais aumentam a resistência do solo quanto maiores forem, até um certo limite. Para este trabalho foi verificado o teor de fibra de 1,0% como limitante para utilização do compósito em campo, sem comprometer sua trabalhabilidade. A condutividade hidráulica do solo não foi alterada com a inclusão das fibras, já a variação volumétrica sofreu algumas alterações, com tendência de diminuição da dilatação para maiores comprimentos de fibra e estados de confinamento do solo. Obteve-se como mistura ótima o compósito com Pf = 1,0% e L = 51 mm, o qual proporcionou um acréscimo de 15,9 kPa na coesão da areia e 11,2º no ângulo de atrito. O modelo constitutivo adaptado de Machado (2002) conseguiu prever de forma satisfatória o comportamento mecânico da areia reforçada.
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Often, in its natural state, soil does not meet the minimum technical requirements for use in civil engineering projects. To overcome these deficiencies, several techniques are used to improve and reinforce soils for use in engineering. Soil stabilization techniques are based on steadily improving its original properties, through mechanical, chemical or physical interventions. One of the possible reinforcement techniques that can be used consists of adding fibers to the soil in natura, forming composites with greater resistance to shear and tensile strength. Although there are numerous projects and studies done on soil/fiber composites, discrepancies are still found regarding the influence of the main variables studied, in addition to the existing constitutive models and published works with a view of simulating their mechanical behavior. With this in mind, this research sought to evaluate how the inclusion of polymeric fibers would act to improve the shear strength of river sand and to test a model initially developed for MSW, adapted from Machado (2002) to reproduce the mechanical behavior of the reinforced sand. For this, triaxial tests of the consolidated drained type (CID) were carried out on natural sand and on sand/fiber composites, with the contents of 0.5% and 1.0% of fiber and lengths of 12.5 mm, 25 mm and 51 mm, in duplicate, with confining stresses of 50, 100, 200 and 300 kPa and different stress paths. The reinforcement with fibers promoted significant changes in the mechanical behavior of the sand. The principal verifications were the increase of resistance to the shear of the soil and the identification of the main factors that influenced the sand/fiber interaction: length and fiber content, and confining stresses, which increase the resistance of the soil the greater they are, up to a certain limit. For this study, the fiber content of 1.0% was verified as limiting the use of the composite in the field, without compromising its workability. The hydraulic conductivity of the soil was not altered with the inclusion of fibers, though the volumetric variation underwent some changes, with a tendency to decrease expansion to greater lengths of fiber and soil confinement states. The composite of Pf = 1.0 % and L = 51 mm was obtained as the optimum mixture, which provided an increase of 15.9 kPa in the sand cohesion and 11.2º in the friction angle. The constitutive model adapted from Machado (2002) was able to satisfactorily predict the mechanical behavior of the reinforced sand.
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CAIO MENDES LIMA
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Integração BIM e IoT com o uso de RFID para apoio à gestão de processos logísticos em sistemas pré-fabricados de concreto
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Orientador : EMERSON DE ANDRADE MARQUES FERREIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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DAYANA BASTOS COSTA
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EMERSON DE ANDRADE MARQUES FERREIRA
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JOAO LUIZ CALMON NOGUEIRA DA GAMA
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SERGIO SCHEER
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Data: 20/05/2021
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Na construção civil, principalmente na indústria de pré-fabricados, existem práticas que geram incertezas e atrasos no desenvolvimento das obras, isso geralmente é decorrência das interdependências entre os estágios de fabricação, transporte e montagem. Esta indústria necessita de uma coordenação precisa e sincronizada para que o processo de montagem in-loco não apresente descontinuidade ou acúmulo de material. A integração das tecnologias BIM, IoT e RFID tem mostrado grande potencial para os aspectos logísticos desta indústria, sendo capaz de contribuir para redução da falta de sincronização dos processos. O objetivo principal desta pesquisa é propor um sistema para integração BIM e IoT com o uso de RFID para apoio à gestão de processos logísticos em sistemas pré-fabricados de concreto. Como objetivos específicos têm-se: identificar as informações e processos necessárias para gestão logística em sistemas pré-fabricados de concreto; definir as funções do sistema utilizando as tecnologias BIM, IoT e RFID de forma integrada para apoio a gestão logística dos elementos pré-fabricados de concreto; desenvolver um sistema que integre as tecnologias BIM, IoT e RFID para apoio à gestão de processos logísticos dos elementos pré-fabricados de concreto; Identificar os benefícios e limitações da utilização das tecnologias BIM, IoT e RFID, de forma integrada, para o apoio a gestão de processos logísticos em sistemas pré-fabricados de concreto. O método utilizado neste estudo é a Design Science Research e foi dividida nas seguintes fases: conscientização da problemática por meio de revisão da literatura; sugestão do artefato através de um estudo exploratório com três fabricas de pré-fabricado e testes com softwares e hardwares; desenvolvimento do sistema a partir de estudos experimentais em laboratório e em campo; avaliação do artefato através dos constructos de funcionalidade, transparência e utilidade; conclusão do trabalho por meio de uma sintetização dos aprendizados e elaboração da dissertação e artigos. Como principais resultados, o sistema possibilitou o rastreamento e registro dos status dos elementos, acompanhamento das etapas de inspeção da qualidade, registro dos processos de montagem, além de auxiliar na comunicação e sincronização de dados. Conclui-se que o sistema possui potencial para apoio à gestão de processos logísticos em sistemas pré-fabricados de concreto.
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In civil construction, mainly in the prefabricated industry, some practices generate uncertainties and delays in the development of the works, this is usually due to the interdependencies between the stages of manufacture, transportation, and assembly. This industry needs precise and synchronized coordination so that the on-site assembly process does not present discontinuity or material accumulation. The integration of BIM, IoT, and RFID technologies has shown great potential for the logistics aspects of this industry, being able to contribute to reducing the lack of synchronization of processes. The main goal of this study is to propose a system for BIM and IoT integration with the use of RFID to support the management of logistic processes in prefabricated concrete systems. The specific objectives are: to identify the information and processes necessary for logistic management in prefabricated concrete systems; define system functions using BIM, IoT, and RFID technologies in an integrated manner to support the logistical management of prefabricated concrete elements; develop a system that integrates BIM, IoT and RFID technologies to support the management of logistic processes for prefabricated concrete elements; Identify the benefits and limitations of using BIM, IoT and RFID technologies, in an integrated manner, to support the management of logistic processes in prefabricated concrete systems. The method used in this study is Design Science Research (DSR) and was divided into the following phases: awareness of the problem through a literature review; suggestion of the artifact through an exploratory study with three prefabricated factories and tests with software and hardware; development of the system based on experimental studies in the laboratory and the field; evaluation of the artifact through the constructs of functionality, transparency, and utility; conclusion of the work through a synthesis of the learnings and elaboration of the dissertation and articles. As main results, the system enabled the tracking and recording of the status of the elements, monitoring of the quality inspection steps, registration of the assembly processes, in addition to assisting in the communication and data synchronization. It is concluded that the system has the potential to support the management of logistic processes in prefabricated concrete systems.
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ANA CLAUDIA RANGEL DA CONCEIÇÃO
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INFLUÊNCIA DA UMIDADE NO COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS COMPÓSITOS POLIMÉRICOS REFORÇADOS POR FIBRAS VEGETAIS
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Orientador : MARCELO STROZI CILLA
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MEMBROS DA BANCA :
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MARCELO STROZI CILLA
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MIRTANIA ANTUNES LEAO
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PAULO ROBERTO LOPES LIMA
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RICARDO FERNANDES CARVALHO
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RUBENS MARIBONDO DO NASCIMENTO
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Data: 17/06/2021
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As fibras vegetais têm tido muita atenção nas últimas décadas devido ao seu baixo custo e densidade em relação às fibras sintéticas. No entanto, a sua natureza hidrofílica limita sua aplicação em compósitos poliméricos, uma vez que a umidade pode causar alterações irreversíveis nas suas propriedades mecânicas e físicas. Neste sentido, o objetivo do presente foi avaliar o comportamento de absorção de água e seu efeito nas propriedades mecânicas de compósitos poliméricos reforçados com tecidos unidirecionais de sisal (LCS) e de licuri (LCL). Os compósitos laminados foram confeccionados por laminação manual, utilizando resina poliéster como matriz. As características de absorção de água dos laminados foram obtidas por imersão em água destilada a 50 °C até a saturação. As propriedades mecânicas foram avaliadas, tanto na condição seca quanto na condição saturada. A análise do efeito da água na interface fibra-matriz das amostras fraturadas, foi realizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados obtidos mostraram que a cinética de absorção de água seguiu a difusão fickiana e os parâmetros cinéticos foram influenciados pelo tipo de reforço, uma vez que, as fibras de licuri absorveram menos água do que as fibras de sisal. Na condição seca, os compósitos LCS apresentaram as melhores propriedades de resistência à tração e deformação, enquanto os compósitos LCL apresentaram os melhores valores no módulo de elasticidade. No entanto, na condição saturada os compósitos LCS apresentaram reduções significativas na resistência à tração (de 64,5%) e no módulo de elasticidade (de 52,2%). Os compósitos LCL na condição saturada obtiveram as melhores propriedades mecânicas em todos os ensaios mecânicos. A análise microestrutural confirmou que o processo de absorção de água enfraqueceu significamente a interface fibra-matriz, de ambos os laminados saturados. As imagens da microscopia eletrônica de varredura mostraram o descolamento entre as fibras e a matriz e o arrancamento de fibras. O fator de amortecimento também confirmou que a saturação de água reduziu a aderência entre os constituintes dos laminados.
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Vegetal fibers have been attracting attention in recent decades due to their low cost and density as compared to synthetic fibers. However, their hydrophilic nature limits their application in polymeric composites. Since moisture may cause irreversible changes in composite’s mechanical and physical properties. In that respect, the aim of present study was to evaluate the water absorption behavior and its effect on the mechanical properties in polymeric composites reinforced with unidirectional sisal (LCS) and licuri (LCL) fabrics. The laminate composites were made by han lay-up method, using polyester resin as matrix. Laminates’ water absorption characteristics were obtained by immersion in distilled water at 50 ° C until saturation was reached. The composites’ mechanical properties were assessed in dry and saturated conditions. Analysis of water effect on fiber-matrix interface was performed by scanning electron microscopy. Results so obtained show that water absorption kinetics follows fickian diffusion and the kinetic parameters are influenced by reinforcement type, since licurifibers abs orb less water than sisal fibers. In dry condition, LCS composites showed the best strenght and tensile strain properties, while LCL composites showed the best tensile modulus values. However, in the saturated condition, the LCS composites showed significant reduction in tensile strength (64.5%) and in tensile modulus(52.2%).
LCL composites in saturated condition showed best properties in all mechanical tests.
Microstructural analysis confirmed that water absorption process significantly weakened fiber-matrix interface in both saturated laminates. Scanning electron microscopy images showed detachment between the fibers and the matrix and fibers pullout. The damping factor also confirmed that water saturation reduced the adhesion between laminate constituents.
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MURILO PEREIRA DA SILVA CONCEIÇÃO
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ANÁLISE DO COMPORTAMENTO TENSÃO-DEFORMAÇÃO DE UM SOLO REFORÇADO COM FIBRA
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Orientador : MIRIAM DE FATIMA CARVALHO MACHADO
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MEMBROS DA BANCA :
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HERALDO NUNES PITANGA
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MIRIAM DE FATIMA CARVALHO MACHADO
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PAULO GUSTAVO CAVALCANTE LINS
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SANDRO LEMOS MACHADO
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Data: 22/06/2021
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Nesta pesquisa é apresentando um estudo experimental com areia de duna reforçada com fibra de copolímero, através de execução de ensaios triaiais consolidados isotropicamente drenados (CID) convencionais e para diferentes trajetórias de tensão. Foram utilizadas amostras com dimensões superiores as convencionais (100 x 200mm), com o objetivo de obter resultados mais representativos de um macico de solo reforçado. Para confecção~ao das amostras foram utilizadas fibras com diferentes comprimentos (12; 5, 25 e 51mm) e teores (0; 5%, 1; 0%), em busca de avaliar a influência das características da fibra no comportamento tensãodeformação do compósito. Os ensaios de compressão triaxial CID, foram executados em duplicata para quatro connantes (50, 100, 200 e 400kPa), e 4 trajetórias de tensões dq=dp (3, 1; 5, 10 e 3), perfazendo um total de 60 ensaios triaxais. Foi realizada caracterização da areia com ensaios de granulometria, índice de vazios máximo e mínimo, massa espeça dos sólidos e ensaios de permeabilidade. Para uma melhor avaliação da influência das características dos compósitos na resistência ao cisalhmento, foi realizada uma compilação de dados da literatura para contribuição na formulação de um modelo empírico para previsão do acréscimoda tensão desviadora devido a inclusão de fibra. Am de aprofundar-se na previsão de comportamento, foi testado o modelo Machado, Carvalho e Vilar (2002) modicado para solo/fibra para simulação do comportamento tensãodeformação e deformação axial vs deformaçãovolumétrica. Os resultados indicam, de forma geral, que a inclusão da fibra aumenta a resistência ao cisalhamento do solo, essencialmente para os maiores teores e comprimentos testados nesta pesquisa. O modelo empírico apresentou boa aderência nos dados previstos e as simulações com o modelo modicado de Machado, Carvalho e Vilar (2002) apresentam boa capacidade de predição do comportamento mecânico do compósito.
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Is presenting an experimental study with copolymer fiber reinforced dune sand, through the execution of conventional isotropically drained (CID) consolidated triaial tests and for different stress trajectories. Samples with dimensions larger than the conventional ones (100 x 200mm) were used, in order to obtain more representative results of a reinforced soil mass. To make the samples, fibers with different lengths (12, 5, 25 and 51mm) and contents (0.5%, 1, 0%) were used, in order to evaluate the influence of the fiber characteristics on the stress-strain behavior. ̃ation of the composite. The CID triaxial compression tests were performed in duplicate for four confines (50, 100, 200 and 400kP a), and 4 dq/dp stress trajectories (3, 1, 5, 10 and −3), making a total of 60 triaxial tests. Sand characterization was carried out with granulometric tests, maximum and minimum void index, specific mass of solids and permeability tests. For a better evaluation of the influence of the composites characteristics on the shear strength, a compilation of data from the literature was carried out to contribute to the formulation of an empirical model to predict the increase in deflection stress due to fiber inclusion. In order to deepen the prediction of behavior, the Machado, Carvalho and Vilar (2002) model, modified for soil/fiber, was tested to simulate the stress-strain and axial strain vs. volumetric strain behavior. The results indicate, in general, that the inclusion of fiber increases the shear strength of the soil, essentially for the highest contents and lengths tested in this research. The empirical model showed good adherence to the predicted data and the simulations with the modified model by Machado, Carvalho and Vilar (2002) present good predictive capacity for the mechanical behavior of the composite.
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MAHARA IASMINE SAMPAIO CARDOSO LIMA
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RECOMENDAÇÕES PARA INTEGRAÇÃO DO MONITORAMENTO DE OBRAS COM VANT PARA A MELHORIA CONTÍNUA DO PLANEJAMENTO E CONTROLE DA SEGURANÇA
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Orientador : DAYANA BASTOS COSTA
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MEMBROS DA BANCA :
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DAYANA BASTOS COSTA
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MARCELO FABIANO COSTELLA
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ROSENEIA RODRIGUES SANTOS DE MELO
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Sheyla Mara Baptista Serra
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Data: 15/07/2021
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O monitoramento da segurança nas obras com o uso de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT) fornece dados visuais de maneira rápida e segura e, consequentemente, permite que tomadas de decisões para a gestão da segurança sejam mais céleres. Apesar do elevado potencial, sua aplicação tem sido limitada, em parte, pela falta de integração com os processos de gestão das obras. Além disso, pouca atenção tem sido dada ao aprendizado gerado ao longo dos monitoramentos com VANT para apoiar os ciclos de planejamento e controle da segurança. Dessa forma, este estudo tem como objetivo propor recomendações para a integração do monitoramento da segurança com VANT visando a melhoria contínua do planejamento e controle da segurança em canteiros de obras. A estratégia de pesquisa adotada é a Design Science Research, que envolve as etapas de: conscientização, sugestão, desenvolvimento, avaliação e conclusão. Durante as etapas de conscientização e sugestão foi realizado um estudo exploratório e reanalisadas entrevistas e resultados de monitoramentos realizados em três estudos anteriores do GETEC, grupo de pesquisa ao qual a autora faz parte. Entre as oportunidades de melhoria apontadas pelos entrevistados para a implementação do monitoramento com VANT destacou-se a necessidade de melhor utilização dos resultados dos monitoramentos para: análise de recorrência de não conformidades; avaliação das causas para melhoria ou piora no desempenho da segurança; integração com a produção para o planejamento das próximas fases da obra e planejamento das novas obras; compartilhamento de boas práticas e lições aprendidas com outras obras e; aumento da interação com os trabalhadores do campo. Foram então propostas recomendações para a implementação do monitoramento com VANT segundo as etapas do ciclo PDCA (plan-do-check-act) para a melhoria contínua do planejamento e controle da segurança. Nas etapas de desenvolvimento e avaliação, estas recomendações serão implementadas, aperfeiçoadas e avaliadas em dois estudos de caso. Diante do atual cenário de pandemia da COVID-19, também se buscará identificar como o monitoramento com VANT pode contribuir para a prevenção e controle da propagação do SARS-CoV-2 no canteiro.
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Among the technologies used for safety management at construction sites, the Unmanned Aerial Vehicle (UAV) stands out for its ability to capture images and videos of large areas, reduce execution time and improve the identification of risks at the construction site. Despite advances in security monitoring with UAV, there is still a gap regarding the use of information provided by this technology to assist in Security Planning and Control (SPC). This research aimed to propose recommendations for the integration of safety monitoring with UAV, aiming the continuous improvement of SPC in construction sites. As specific objectives, it was established: a) propose and implement practices to incorporate the information generated from security monitoring with UAV to SPC processes; b) identify the improvements promoted by this integration; c) evaluate the performance of Smart Inspecs Obras in safety monitoring with UAV; and d) evaluate the contribution of integrating safety monitoring with UAV for the prevention and control of COVID-19 at construction sites.The research strategy adopted was Design Science Research (DSR) involving a case study along the following steps: a) awareness based on literature and previous case studies; b) initial suggestion of proposed practices for integration with SPC from an exploratory study and; c) development and implementation of proposed practices in a residential project over weekly and monthly cycles and; d) evaluation according to the constructs of transparency, collaboration, usefulness, learning and generalization. The implementation of the proposed integration of monitoring with UAV in Security Planning and Control allowed the use of information obtained from inspections to support security planning, greater interaction between production and security teams at all stages of the SPC, the best definition and monitoring of action plans for dealing with non-conformities, as well as the dissemination of inspection results focused on workers through a visual panel and Daily Safety Dialogue. With the use of Smart Inspecs Obras, the average time required for security inspection in areas outside the construction site, including image collection with UAV, digital checklist filling, image analysis, image upload for the report and report delivery by email was 37 minutes in 22 inspections performed with an average of 36 security items per inspection. This result represents a reduction of 85% when compared to the initial proposal, which involved the acquisition of images with UAV, but with manual processing and analysis. Finally, it was found that the flight and image collection method used in this study were not efficient to inspect COVID-19 prevention measures at the construction site. The main theoretical contribution of this study is the proposal to integrate monitoring with UAV to SPC, based on the requirements of ISO 45001, with emphasis on the PDCA methodology. Among the practical contributions, the recommendations for this integration stand out, as well as the products of the implemented practices, including monthly planning report, visual panel, non-conformity treatment index, action plans and A3 report.
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LAÍS COSTA BRITO
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DETERMINAÇÃO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE PAINÉIS SANDUÍCHE DE GESSO REFORÇADO COM TECIDOS DE FIBRAS DE VIDRO ATRAVÉS DE ANÁLISES NUMÉRICAS
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Orientador : ALEXANDRE DE MACEDO WAHRHAFTIG
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MEMBROS DA BANCA :
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TERESA LEONOR MARTINS MORGADO
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ALEXANDRE DE MACEDO WAHRHAFTIG
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RICARDO FERNANDES CARVALHO
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RODRIGO SERNIZON COSTA
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Data: 28/07/2021
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O gesso é um aglomerante utilizado em pastas, argamassas e peças pré-moldadas como painéis e blocos para a construção civil. É um material abundante, de baixo custo, leve, com um tempo de pega curto, apresenta facilidade de moldagem, possui um bom acabamento superficial e boa resistência às elevadas temperaturas e ao fogo. No entanto, o gesso possui um comportamento frágil e com baixa tenacidade. Estas características limitam as possibilidades de aplicação do gesso no setor da construção civil. No intuito de reduzir as limitações mecânicas do gesso, visando viabilizar a aplicação do material em funções estruturais e ampliar as possibilidades de aplicação na construção civil, o presente trabalho estudou o comportamento mecânico de painéis sanduíche constituídos por duas faces de gesso reforçado com tecidos de fibra de vidro e um núcleo de poliestireno extrudido. Através do software comercial SAP2000 foram elaborados três modelos computacionais dos painéis sanduíche e reproduzidos os ensaios de flexão em quatro pontos. As análises numéricas dos ensaios de flexão em quatro pontos possibilitaram estabelecer os parâmetros de cargas, tensões, deformações e deslocamentos dos painéis sanduíche. A investigação destes parâmetros possibilitou constatar que, os painéis sanduíche que possuíam maiores espessuras e volumes de reforços contidos nos materiais de face apresentaram maiores capacidade de suporte de carga, rigidez e resistências à tração e a compressão.
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Plaster is a binder used in folders, mortars and precast parts such as panels and blocks for civil construction. It is an abundant material, with low cost, lightweight, and a short setting time, that is easy to mold, and also has a good finishing surface and resistance to high temperatures and fire. However, the plaster has a fragile behavior and with low tenacity. These characteristics limit the possibilities of applying plaster in the construction sector. In order to reduce the mechanical limitations of plaster, and also aiming material's application in structural functions to expand the possibilities of application in civil construction, this work studied the mechanical behavior of sandwich panels consisting of two faces of plaster reinforced with fiberglass fabrics and an extruded polystyrene foam core. Using the commercial software SAP2000, three computational models of the sandwich panels were elaborated and the four-points bending test were reproduced. The numerical analyzes of the bending test were carried out, which made it possible to establish the parameters of loads, stresses, deformations and displacements of the sandwich panels. The investigation of these parameters, it was possible to verify that the sandwich panels that had greater thicknesses and volumes of reinforcements contained in the face materials had greater load support capacity, stiffness and tensile and compression strength.
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ÉRDESON SOARES FARIAS
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INTEGRAÇÃO DAS TÉCNICAS GPR E ELETRORRESISTIVIDADE EM ANALISE DE SUBSUPERFÍCIE VOLTADAS PARA GEOTECNIA.
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Orientador : SANDRO LEMOS MACHADO
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MEMBROS DA BANCA :
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ALEXSANDRO GUERRA CERQUEIRA
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HERALDO LUIZ GIACHETI
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MIRIAM DE FATIMA CARVALHO MACHADO
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SANDRO LEMOS MACHADO
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Data: 05/08/2021
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Os métodos geofísicos são tecnicas indiretas de investigaçãao do subsolo de forma não destrutiva e não invasiva. Além das aplicações nas explorações petrolíferas e de mineração, as ferramentas geofísicas vêm se destacando e ganhando espaco nas areas de engenharia civil, geotecnia, geologia de engenharia, dentre outras. Auxiliam na caracterização do subsolo, proporcionando aumento de seguranca, melhorando a qualidade das investigações e possibilitando avaliar grandes áreas de forma rapida e econômica. Dentre os metodos geofísicos, o Ground Penetration Radar (GPR) ou Georadar e a Eletrorresistividade(ER), em especial, têm sido os mais requisitados no campo da engenharia civil. Essa pesquisa objetiva utilizar duas diferentes tecnicas geofísicas, ER e GPR, através do caminhamento elétrico (CE) e commom oset, respectivamente, analizando os dados obtidos de forma integrada, de modo a produzir informações mais acertivas acerca das condições de subsuperfície. As velocidades de propagação dos pulsos eletromagnéticos deverão ser empregadas na estimativa de valores de umidade, auxiliando na interpretação das variações de resistividade elétrica, que serão utilizados nas interpretações de materiais constituintes das camadas localizadas entre as reex~oes detectadas nos radargramas. Os dados foram coletados em uma area rural na cidade de São Sebastião do Passé, onde é comum a ocorrência de sucessivas camadas sedimentares de caráter arenoso/argiloso.
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Geophysical methods are indirect techniques for investigating the subsoil in a non-destructive and non-invasive way. In addition to applications in oil and mining exploration, geophysical tools have been standing out and gaining ground in the areas of civil engineering, geotechnics, engineering geology, among others. They help in the characterization of the subsoil, providing increased safety, improving the quality of investigations and making it possible to assess large areas quickly and economically. Among the geophysical methods, the Ground Penetration Radar (GPR) or Georadar and the Electroresistivity (ER), in particular, have been the most requested in the field of civil engineering. This research aims to use two different geophysical techniques, ER and GPR, through electrical tracing (EC) and common oset, respectively, analyzing the data obtained in an integrated way, in order to produce more accurate information about the subsurface conditions. The propagation velocities of electromagnetic pulses should be used in the estimation of moisture values, aiding in the interpretation of electrical resistivity variations, which will be used in the interpretation of constituent materials of the layers located between the reflections detected in the radargrams. The data were collected in a rural area in the city of São Sebastião do Passé, where the occurrence of successive sedimentary layers of a sandy/clay nature is common.
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VICTOR ANTUNES SILVA BARBOSA
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Desenvolvimento de um compósito polimérico reforçado por borra da piaçava (Attalea funifera Martius) para uso em áreas molhadas de casas de wood frame.
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Orientador : SANDRO FABIO CESAR
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MEMBROS DA BANCA :
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RUBENS MARIBONDO DO NASCIMENTO
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JOYCE BATISTA AZEVEDO
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MIRTANIA ANTUNES LEAO
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SANDRO FABIO CESAR
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Data: 06/08/2021
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O sistema construtivo em wood frame, em relação aos sistemas tradicionais, propor-ciona redução no volume de resíduos gerados no canteiro de obra, causando menor impacto ambiental. No entanto, as edificações em madeira apresentam problemas em áreas molhadas, pois o contato da madeira com a água propicia a formação do mofo nas habitações, prejudicial à saúde humana. Visando evitar este problema, outros ma-teriais são aplicados em áreas molhadas. Compósitos poliméricos particulados com reforço natural apresentam potencial de aplicação nestas áreas, devido à proteção que a matriz de polímero traz ao reforço, compondo um material com baixa absorção de água. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo estudar um compósito poli-mérico reforçado pela borra da piaçava particulada para aplicação em banheiros de casas de wood frame. Inicialmente, foi realizada a preparação da borra, com trata-mento com hexano, moagem e classificação granulométrica para formação dos gru-pos de granulometria BP1 e BP2. A borra da piaçava foi caracterizada quanto a den-sidade. Em seguida, foram confeccionados os corpos de prova por laminação manual com matriz em epóxi e reforço nas proporções de 0%, 10%, 20% e 30% em peso de borra de piaçava. Os compósitos foram avaliados através dos ensaios de densidade, absorção de água, tração uniaxial e flexão em três pontos no estado seco e após absorção de água. Foi verificado que a incorporação da borra da piaçava ao compó-sito reduziu a densidade e aumentou a rigidez dos compósitos em relação ao epóxi no estado seco. Após contato com água, os compósitos mostraram baixos níveis de absorção de água e ganho de resistência mecânica após 72 horas imerso. Para a aplicação em casas de wood frame, os compósitos com 10% e 20% de borra de pia-çava apresentaram o melhor desempenho mecânico e apresentaram capacidade apli-cação como material de isolamento complementar ao sistema de impermeabilização.
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The wood frame construction system, compared to traditional systems, provides a re-duction in the waste generation at the construction site, causing less environmental impact. However, wooden buildings have problems in wet areas, because the contact of wood with water promotes the formation of mold, which is harmful to human health. To avoid this problem, other materials are applied in wet areas. Polymer composites with natural reinforcement have potential for application in these areas, due to the pro-tection that the polymer matrix brings to reinforcement, composing a material with low water absorption. In this context, this work aims to study a polymer composite rein-forced by particulate piassava lees for application in bathrooms of wood frame houses. Initially, the piassava lees preparation was carried out, with hexane treatment, grinding and granulometric classification to form the groups BP1 and BP2. Piassava lees were characterized in terms of density. Then, the specimens were made by hand layup with epoxy matrix and reinforcement in the proportions of 0%, 10%, 20% and 30% by weight of piassava lees. The composites were evaluated according to density test, water ab-sorption test, uniaxial tensile test and three-point bending test in the dry state and after water absorption. It was verified that the incorporation of piassava lees to the compo-site reduced the density and increased the stiffness of the composites in comparison to epoxy in dry state. After contact with water, the composites showed low levels of water absorption and a gain in mechanical strength after 72 hours of immersion were verified. For application in wood frame houses, composites with 10% and 20% pias-sava lees showed the best mechanical performance and were capable of being applied as a complementary isolation material to the waterproofing system.
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BRUNO FALCÓN SILVEIRA
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SISTEMÁTICA INTEGRADA DE PLANEJAMENTO E CONTROLE DA PRODUÇÃO BASEADA EM LOCALIZAÇÃO E SISTEMA LAST PLANNER COM USO DO BIM 4D E PROCESSOS AUTOMATIZADOS
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Orientador : DAYANA BASTOS COSTA
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MEMBROS DA BANCA :
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DAYANA BASTOS COSTA
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EDUARDO LUIS ISATTO
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REYMARD SAVIO SAMPAIO DE MELO
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Data: 13/08/2021
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O Planejamento e Controle da Produção (PCP) são essenciais para a manutenção de um fluxo contínuo de produção. No entanto, mesmo com uma sistemática de PCP definida, os projetos de construção civil encontram certa dificuldade em sua condução. Visando contribuir neste sentido, o Building Information Modeling (BIM) e a Construção Enxuta (CE) são dois paradigmas que estão contribuindo para a gestão dos canteiros de obra, conferindo melhorias para as sistemáticas de PCP. Além disso, evidências recentes apontam para o planejamento e controle da produção baseado em localização (LBP) como uma metodologia que melhor se adequa ao setor da construção. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo propor uma sistemática para integração do Planejamento e Controle da Produção baseada em localização com uso do BIM 4D e práticas da construção enxuta. O trabalho foi desenvolvido com base na estratégia da Design Science Research, dividido nas seguintes etapas: (a) Revisão da literatura e compreensão do problema para entender sobre as temáticas relacionadas ao estudo e suas lacunas; (b) Sugestão, em que foi realizado o diagnóstico do processo de planejamento e controle da produção e proposta inicial da sistemática de PCP com uso de BIM 4D apoiado pela CE; (c) Desenvolvimento da proposta visando a aplicação da sistemática em dois estudos de caso para desenvolvimento e aperfeiçoamento do artefato; e (d) Avaliação da eficácia da interação entre o LBP, as funcionalidades BIM voltadas para PCP e os princípios da construção enxuta, considerando aspectos relacionados ao uso da tecnologia e da sistemática desenvolvida para implementação. Os dois estudos de caso serão em obras localizadas na cidade de Salvador – BA. A avaliação do artefato será baseada nos seguintes constructos: (a) Impacto na identificação e avalição do progresso da obra e no processo de planejamento; (b) Transparência no processo; (c) Facilidade de adoção; (d) Utilidade da sistemática proposta; e (e) Colaboração. Os dados para tal avaliação serão originados, dentre outras fontes de evidências, de entrevistas semiestruturadas, observação participante e produtos gerados. Os resultados esperados são referentes a identificação de novas evidências das interações entre o BIM e a CE, da efetividade das práticas de BIM e CE propostas em conjunto no estudo, aumento da aderência entre o que foi planejando e o executado, além do desenvolvimento da colaboração entre os participantes do estudo, estimulando a participação de todos os envolvidos e uma sistemática bem definida para o planejamento, monitoramento e controle do progresso de obras com auxílio de modelos BIM 4D.
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Mostrar Abstract
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Production Planning and Control (PCP) is essential for maintaining a continuous flow of production. However, even with a defined PCP system, construction projects have intrinsic difficulties. In order to contribute in the solution of these difficulties, Building Information Modeling (BIM) and Lean Construction (CE) are two paradigms that are contributing to the management of construction sites, providing improvements to the PCP systems. In addition, recent evidence points to location-based production planning and control (LBP) as a methodology that best suits the construction sector. Therefore, the study aims to propose a systematic for the integration of Production Planning and Control based on location using BIM 4D and lean construction practices. To this end, the work was developed based on the strategy Design Science Research, divided into the following steps: (a) Literature review and understanding of the problem - aims to understand the study-related themes and their gaps; (b) Suggestion - diagnosis of the production planning and control process and initial proposal of the PCP system using 4D BIM supported by LC; (c) Development of the proposal - application of the systematic in two case studies for development and improvement of the artifact; and (d) Evaluation - effectiveness of the interaction between LBP, BIM functionalities focused on PCP and the principles of lean construction, evaluating aspects related to the use of technology and the system developed for implementation. The two case studies will be conducted in the city of Salvador - BA. The evaluation of the artifact will base on the following constructs: (a) Impact on the identification and evaluation of the progress of the work and the planning process; (b) transparency of the process; (c) ease of adoption; (d) Usefulness of the proposed systematic; and (e) Collaboration. Data for such assessment will derived from semi-structured interviews, participant observation and generated products. The expected results are related to the identification of new evidences of interactions between BIM and LC, the effectiveness of the BIM and LC practices proposed jointly in the study, increased adherence between what was planned and executed, and the development of collaboration among the study participants. Encouraging the participation of all involved and a well-defined system for the planning, monitoring and control of the progress of works with the aid of 4D BIM models.
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SANDE DOS SANTOS BATISTA
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COMPÓSITOS DE GESSO REFORÇADOS COM TECIDOS HORNIFICADOS DE FIBRAS DE SISAL
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Orientador : SANDRO FABIO CESAR
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MEMBROS DA BANCA :
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JOYCE BATISTA AZEVEDO
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MIRTANIA ANTUNES LEAO
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RICARDO FERNANDES CARVALHO
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SANDRO FABIO CESAR
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Data: 20/08/2021
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A inserção de fibras vegetais, como as de sisal, em matrizes cerâmicas é uma forma de melhorar a resistência à flexão, à tenacidade e o comportamento pós-fissuração do material. Associado a isso, o tratamento físico de hornificação maximiza esses be-nefícios. Diante disso, o presente trabalho buscou desenvolver um compósito de gesso reforçado com tecidos hornificados de fibras de sisal e analisar a influência do tratamento no comportamento mecânico do material. Para isso foi desenvolvida uma mistura de gesso, água e aditivo superplastificante adequada ao processo de molda-gem manual do compósito e um tecido estrutural de feixes de sisal. Durante o pro-cesso de desenvolvimento dos compósitos foi avaliado a influência do número e a direção das camadas de reforço no desempenho mecânico do material. Todos os ma-teriais utilizados para confecção do compósito foram caracterizados quimicamente, fisicamente e mecanicamente. Com relação ao compósito foi avaliada o desempenho mecânico através dos ensaios de flexão em quatro pontos, tenacidade, impacto e amortecimento. Com a inserção do reforço de tecido observou-se uma melhora signi-ficativa nas propriedades mecânicas do compósito, proporcionando um aumento da tenacidade e maior estabilidade estrutural as amostras testadas, mas não foram veri-ficadas melhoras no desempenho mecânico dos compósitos com a realização da hor-nificação do tecido.
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The insertion of vegetable fibers, such as sisal, in ceramic matrices is a way to improve the flexural strength, tenacity and post-cracking behavior of the material. Associated with this, the physical hornification treatment maximizes these benefits. Therefore, the present work sought to develop a composite of gypsum reinforced with hornified sisal fiber fabrics and analyze the influence of the treatment on the mechanical behavior of the material. For this purpose, a mixture of gypsum, water and a superplasticizer ad-ditive suitable for the manual molding process of the composite and a structural fabric of sisal bundles was developed. During the composites development process, the in-fluence of the number and direction of the reinforcement layers on the material's me-chanical performance was evaluated. All materials used to make the composite were chemically, physically and mechanically characterized. Regarding the composite, the mechanical performance was evaluated through four-point bending, tenacity, impact and damping tests. With the insertion of the fabric reinforcement, a significant improve-ment in the mechanical properties of the composite was observed, providing an in-crease in tenacity and greater structural stability in the tested samples, but no improve-ment in the mechanical performance of the composites was observed with the realiza-tion of hornification of the fabric.
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Mariana Santos Nunes
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PAINÉIS SANDUÍCHE COM NÚCLEO DE CONCRETO LEVE CON-TENDO ENDOCARPO DE DENDÊ E FACES CIMENTÍCIAS REFOR-ÇADAS COM FIBRAS CURTAS DE SISAL
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Orientador : PAULO ROBERTO LOPES LIMA
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MEMBROS DA BANCA :
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MHAMED YASSIN RAJIV DA GLORIA
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FRANCISCO GABRIEL SANTOS SILVA
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PAULO ROBERTO LOPES LIMA
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RICARDO FERNANDES CARVALHO
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Data: 30/09/2021
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O uso de painéis sanduíche se apresenta como boa alternativa na construção civil, pois, além de possuir baixo peso próprio e elevada resistência, podem ser pré-fabricados, facilitando o transporte e montagem na obra. O objetivo geral desta pes-quisa foi desenvolver um painel sanduíche com núcleo de concreto leve contendo resíduo agroindustrial e faces em material cimentício composto com fibras vegetais. Na composição do concreto leve foi utilizado endocarpo do dendê em substituição do agregado graúdo convencional. Os endocarpos passaram por uma limpeza pré-via e foram triturados antes de serem inseridos na matriz. Quatro diferentes compo-sições foram testadas para o concreto visando encontrar uma proporção de endo-carpo e de água que promovesse um concreto com baixa densidade e resistência satisfatória. As faces do painel foram fabricadas com argamassa reforçada com fi-bras curtas de sisal. Estas fibras foram hornificadas antes de serem inseridas na ma-triz, buscando evitar a variação dimensional e por consequência a perda de aderên-cia na interface fibra-matriz. Os painéis foram avaliados com análises físicas e me-cânicas realizadas através dos ensaios de absorção de água, permeabilidade, com-pressão axial, flexão em quatro pontos e ultrassom. Utilizando o teor de 100% de endocarpo de dendê e fator a/aglomerante de 0,35 para o concreto do núcleo, obte-ve-se painéis com massa específica de 1480 kg/m³ e resistência à compressão de 12,8 MPa. Desta forma, conclui-se que é possível confeccionar concretos com baixo peso específico utilizando o endocarpo do dendê, promovendo uma nova utilização e o aumento do valor agregado desse resíduo.
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The use of sandwich panels is a good alternative in civil construction, as, in addition to having low weight and high strength, they can be prefabricated, facilitating transport and assembly on site. The general objective of this research was to devel-op a sandwich panel with a light concrete core containing agro-industrial residue and faces in cementitious material composed with vegetable fibers. In the composition of lightweight concrete, oil palm endocarp was used to replace the conventional coarse aggregate. The endocarps underwent a previous cleaning and were crushed before being inserted into the matrix. Four different compositions were tested for the con-crete to fill a proportion of endocarp and water to promote a concrete with low density and satisfactory strength. The panel faces were made of mortar reinforced with short sisal fibers. These fibers were hornified before being inserted into the matrix, seeking to avoid dimensional variation and, consequently, loss of adhesion at the fiber-matrix interface. The panels were obtained with physical and mechanical analyzes carried out through water absorption, permeability, axial compaction, four-point bending and ultrasound tests. Using 100% oil palm endocarp content and 0.35 a/binder factor for core concrete, panels with specific mass of 1480 kg/m³ and compression strength of 12.8 MPa were obtained. Thus, it is concluded that it is possible to make concrete with low specific weight using the oil palm endocarp, promoting a new use and in-creasing the added value of this residue.
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RUAN CARLOS DE ARAÚJO MOURA
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ANÁLISE DA DURABILIDADE DE ARMADURAS POLIMÉRICAS REFORÇADAS COM FIBRAS DE VIDRO SUBMETIDAS AO AMBIENTE ALCALINO E A ELEVADAS TEMPERATURAS
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Orientador : DANIEL VERAS RIBEIRO
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MEMBROS DA BANCA :
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GLÁUCIA MARIA DALFRÉ
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SANDRO CAMPOS AMICO
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Bernardo Fonseca Tutikian
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CLEBER MARCOS RIBEIRO DIAS
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DANIEL VERAS RIBEIRO
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PAULO ROBERTO LOPES LIMA
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Data: 02/12/2021
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O vergalhão de polímero reforçado com fibras de vidro (GFRP) tem sido considerado uma alternativa para minimizar a degradação das estruturas de concreto armado e reduzir o impacto econômico resultante das atividades de manutenção e reabilitação destas estruturas. No entanto, esses vergalhões podem ter sua vida útil reduzida por alterações físicas, químicas e mecânicas que podem ocorrer quando expostos a ambiente alcalino ou elevadas temperaturas. Nesse contexto, buscando uma melhor compreensão dos mecanismos de degradação em ambientes de elevada agressividade, este trabalho avaliou a durabilidade dos vergalhões de GFRP, fabricadas com matrizes poliméricas poliéster isoftálica, éster vinílica e epóxi, com diâmetros nominais de 6,0 e 13,0mm. Assim, foram realizados ensaios de envelhecimento acelerado nos vergalhões de GFRP expostos a solução alcalina (pH 8,5, 12,6 e 13,5), nas temperaturas de 23˚C, 40˚C e 60˚C e com diferentes períodos de exposição (500 h, 1000 h e 3000 h). Além dos vergalhões isolados foram avaliadas amostras embutidas em concretos, com ou sem adição adição de sílica ativa, e em concreto carbonatado. Ensaios de tração direta e cisalhamento interlaminar foram realizados em vergalhões, isolados ou embutidos no concreto, submetidos a elevadas temperaturas (23˚C, 150˚C, 300˚C e 350˚C). A degradação das fibras de vidro, das matrizes poliméricas e das interfaces fibra-matriz e vergalhão-concreto foi avaliada antes e após o envelhecimento acelerado, utilizando as técnicas de análise termogravimétrica (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise térmica diferencial (DTA), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Os resultados mostraram que a degradação dos vergalhões de GFRP embutidos no concreto e envelhecidos foi inferior àqueles envelhecidos diretamente em solução alcalina. Os efeitos degradativos foram atenuados pela adição de sílica ativa, com perda na resistência ao cisalhamento interlaminar de 11,3%. Observou-se que a carbonatação do concreto resultou em um ambiente menos nocivo aos vergalhões de GFRP, com redução de 10,7% na resistência ao cisalhamento interlaminar após 3.000 horas de exposição. Quando expostos a elevadas temperaturas, o comportamento à tração dos vergalhões de GFRP tem influência significativa da matriz polimérica, sendo que a matriz epóxi apresentou melhor desempenho após a exposição, seguido dos vergalhões com matriz éster vinílica e poliéster. O uso de sílica ativa melhorou o desempenho do cobrimento de concreto e, consequentemente, a proteção aos vergalhões de GFRP, dificultando a difusão de oxigênio e do calor. A aderência vergalhão/concreto foi comprometida pela degradação térmica das nervuras do vergalhão de GFRP.
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Glass fiber reinforced polymer rebar (GFRP) has been considered as a solution to prevent the degradation of reinforced concrete structures, thus reducing the economic impact resulting from the maintenance and rehabilitation activities of these structures. However, the durability of these rebars, in alkaline environment or high temperatures, is still a concern, due to the physical, chemical, and mechanical changes that can occur, causing the reduction of their useful life. In this context, seeking a better understanding of degradation mechanisms in high aggressive environments, this study evaluated the durability of GFRP rebars, manufactured with polymeric isophthalic polyester, vinyl ester and epoxy, with nominal diameters of 6.0 and 13.0 mm. Thus, accelerated aging tests of GFRP rebars were performed in alkaline solution (pH 8.5, 12.6, and 13.5) and in concretes without mineral addition and with the addition of silica fume and carbonated concrete, at temperatures of 23 ˚C,40 ˚C and 60 ˚C and with different exposure periods (500 h, 1000 h and 3000 h). In addition, an exposure test was performed at high temperatures at 23 ˚C, 150 ˚C, 300 ˚C and 350 ˚C in two situations: the first with direct exposure in the GFRP rebars and the second, the rebar were embedded in concrete with cover thickness of 20 mm. The degradation in glass fibers, polymer matrix, fiber-matrix interface and rebar/concrete interface were evaluated before and after exposures using thermogravimetric analysis (TGA), differential exploratory calorimetry (DSC), differential thermal analysis (DTA), scanning electron microscopy (SEM), spectroscopy (FTIR), in addition, mechanical analysis was performed by tensile tests, shear, interlaminar shear strength and adhesion. The results showed the degradation of GFRP rebars aged in concrete was lower when compared to aged rebars in alkaline solution. The degradable effects were attenuated using silica fume in concrete, with loss in interlaminar shear strength of 11.3%. In addition, the carbonation of concrete resulted in an environment less harmful to GFRP rebars, with a 10.7% reduction in interlaminar shear strength after 3000 h of exposure. When exposed to high temperatures, the traction behavior of GFRP rebars has a significant influence of the polymer matrix, and the epoxy matrix showed the best performance after exposure, followed by rebar with vinyl and polyester matrix. The use of active silica improved the performance of concrete covering and, consequently, improved the protection to GFRP rebars, making it difficult to diffuse oxygen and heat. The rebar/concrete adhesion was compromised by the thermal degradation of the ribs of the GFRP rebar.
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IRAN CARLOS CARIA SACRAMENTO
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SISTEMA INTEGRADO IOT/GIS DE BAIXO CUSTO PARA APOIO A GESTÃO DA SEGURANÇA CONTRA INCENDIOS EM CAMPUS UNIVERSITÁRIOS
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Orientador : VIVIAN DE OLIVEIRA FERNANDES
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MEMBROS DA BANCA :
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NOBERT GEORG ROESCH
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ARIVALDO LEAO DE AMORIM
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EMERSON DE ANDRADE MARQUES FERREIRA
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MAURO JOSE ALIXANDRINI JUNIOR
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SILVANA PHILIPPI CAMBOIM
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VIVIAN DE OLIVEIRA FERNANDES
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Data: 21/12/2021
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Emergências de incêndios causam sérios danos nas universidades federais brasileiras. Uma ferramenta apropriada e eficiente para prevenir ou pelo menos detectar tais eventos precocemente são as redes multisensores oriundas da Internet of Things (IoT). Neste trabalho, apresentamos as etapas de desenvolvimento de um sistema WebGIS que integrado a IoT que permite a detecção e auxilia no gerenciamento de tais incidentes. A abordagem consiste em uma rede de sensores polivalentes que são capazes de identificar diferentes fontes de perigo de incêndio. Se uma fonte potencial for registrada, as informações sobre as condições ambientais são transmitidas em tempo real para o sistema. Dependendo do nível de gravidade, um alerta é emitido e / ou a localização do incidente pode ser enviada por meio de um aplicativo para o WebGIS. Lá, a localização é representada em um mapa. Todo o sistema consiste em dispositivos de placa única. Os componentes do software são baseados em ferramentas de código aberto. Toda a rede precisa apenas de pouca energia e, portanto, teoricamente, poderia ser realizada como um sistema autônomo movido pela energia da bateria. Todo o sistema foi testado com sensores de chamas, temperatura, gás, fumaça e umidade. Os experimentos realizados permitiram demonstrar as potencialidades, desvantagens e recomendações quanto a integração proposta.
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Fire Emergencies Cause Serious Damage to Federal Universities Brazilian companies. An appropriate and efficient tool to prevent or at least detecting such events early are the multisensor networks originating from the Internet of Things (IoT). In this work, we present the steps of development of a WebGIS system that integrates with the IoT that allows the detection and assists in managing such incidents. The approach consists of a network of multipurpose sensors that are able to identify different sources of fire hazard. If a potential source is registered, the information information about environmental conditions are transmitted in real time to the system. Depending on the severity level, an alert is issued and/or the location of the incident can be submitted through an application to WebGIS. There, the location is represented on a map. The entire system consists of devices of single board. The software components are based on tools for open code. The entire network only needs little power and therefore theoretically, it could be performed as an autonomous system powered by the battery power. The entire system was tested with flame sensors, temperature, gas, smoke and humidity. The experiments carried out allowed demonstrate the potentials, disadvantages and recommendations regarding proposed integration.
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