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Dissertações |
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MARIANA PEREIRA RIBEIRO DE QUEIROZ
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QUALIDADE DA ÁGUA ESCOADA EM TELHADO ECOLÓGICO DE BAIXO CUSTO COM COBERTURA VEGETAL DE KALANCHOE LAETIVIRENS
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Orientador : ERIKA PINTO MARINHO
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MEMBROS DA BANCA :
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ANDERSON LUIZ RIBEIRO DE PAIVA
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BRUNA SOARES FERNANDES
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ERIKA PINTO MARINHO
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Data: 30/01/2023
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Em 2022, a população mundial atingiu a marca de 8 bilhões de habitantes, acompanhada de um aumento do processo de urbanização e transformação das paisagens naturais, aumentando a preocupação da disponibilidade e responsabilidade sobre o uso e manejo de recursos naturais. Os telhados ecológicos (com ou sem vegetação) surgem como uma técnica capaz de mitigar alguns impactos negativos gerados pela urbanização e de trazer benefícios no gerenciamento de águas pluviais. Este trabalho tem o objetivo de analisar a qualidade da água escoada de telhado ecológico instalado em Caruaru e avaliar a possibilidade de uso dessa água. Foi utilizado um telhado ecológico de garrafa PET com vegetação de Aranto (Kalanchoe laetivirens) e substrato de terra tratada. O arranjo experimental ficou em ambiente fechado, sem exposição a fatores externos que pudessem alterar os resultados. Os parâmetros de qualidade de água investigados foram: cor, SDT, turbidez, temperatura, condutividade elétrica, pH, amônia, nitrato, nitrito, fósforo, fosfato, dureza total, cálcio, magnésio, alcalinidade total, ferro, cloreto e sulfato. Foram realizadas seis precipitações controladas utilizando água destilada. Condutividade elétrica, dureza total, cálcio, magnésio, cloretos e sulfatos apresentaram redução de valores ao longo das coletas, e o pH tendeu à neutralidade. Ultrapassaram os limites estabelecidos os valores de cor, turbidez, SDT, para aproveitamento de água para fins não potáveis, e fosfato para uso na irrigação, sendo necessário tratamento, como filtração, para adequação desses parâmetros e reuso da água.
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Em 2022, a população mundial atingiu a marca de 8 bilhões de habitantes, acompanhada de um aumento do processo de urbanização e transformação das paisagens naturais, aumentando a preocupação da disponibilidade e responsabilidade sobre o uso e manejo de recursos naturais. Os telhados ecológicos (com ou sem vegetação) surgem como uma técnica capaz de mitigar alguns impactos negativos gerados pela urbanização e de trazer benefícios no gerenciamento de águas pluviais. Este trabalho tem o objetivo de analisar a qualidade da água escoada de telhado ecológico instalado em Caruaru e avaliar a possibilidade de uso dessa água. Foi utilizado um telhado ecológico de garrafa PET com vegetação de Aranto (Kalanchoe laetivirens) e substrato de terra tratada. O arranjo experimental ficou em ambiente fechado, sem exposição a fatores externos que pudessem alterar os resultados. Os parâmetros de qualidade de água investigados foram: cor, SDT, turbidez, temperatura, condutividade elétrica, pH, amônia, nitrato, nitrito, fósforo, fosfato, dureza total, cálcio, magnésio, alcalinidade total, ferro, cloreto e sulfato. Foram realizadas seis precipitações controladas utilizando água destilada. Condutividade elétrica, dureza total, cálcio, magnésio, cloretos e sulfatos apresentaram redução de valores ao longo das coletas, e o pH tendeu à neutralidade. Ultrapassaram os limites estabelecidos os valores de cor, turbidez, SDT, para aproveitamento de água para fins não potáveis, e fosfato para uso na irrigação, sendo necessário tratamento, como filtração, para adequação desses parâmetros e reuso da água.
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LUAN ALVES FURTADO
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EFEITO DO BIOCHAR NO TRANSPORTE E RETENÇÃO DOS CORANTES DIRECT BLACK 22 E REMAZOL BLACK B EM SOLO ALUVIONAR DO ALTO CAPIBARIBE
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Orientador : ARTUR PAIVA COUTINHO
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MEMBROS DA BANCA :
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ARTUR PAIVA COUTINHO
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ANTONIO CELSO DANTAS ANTONINO
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CLAUDE HAMMECKER
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JOSÉ ROMUALDO DE SOUSA LIMA
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Data: 10/02/2023
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A escassez hídrica representa um dos principais problemas enfrentados no semiárido brasileiro. O estado de Pernambuco concentra 90% do seu território nesta região e abriga um dos principais complexos industriais têxteis do país, que produz volumes exorbitantes de efluentes contaminados, que são lançados indiscriminadamente no meio ambiente, ameaçando as reservas hídricas aluvionares. Como o uso de biorremediadores tem se tornado uma estratégia eficiente à descontaminação de efluentes têxteis, o presente estudo avaliou a influência da adição do biochar da casca de café (BC) na mobilidade e retenção dos corantes Direct Black 22 (DB22) e Remazol Black B (RBB), em um solo aluvionar do Alto Capibaribe, utilizando ensaios de batelada e deslocamento miscível. Os resultados em coluna apontaram para uma melhor eficiência na configuração de solo+0,25%BC, com valores de pico de 4,73 mg/L e 4,41 mg/L, dos corantes DB22 e RBB, respectivamente, enquanto as configurações solo e solo+1,0%BC apresentaram menor adsorção. As análises de cinética demonstraram que a configuração solo+0,25%BC deteve uma adsorção de 27,75 mg/kg do DB22 e 28,10 mg/kg do RBB, sendo o ajuste de dados realizado pelo modelo de pseudo-segunda ordem. A isoterma foi ajustada pelo modelo de Freundlich, e o parâmetro Kf indicou uma maior interação entre os corantes e a configuração solo+0,25%BC. Neste sentido, os resultados demonstram que a adição de BC ao solo aluvionar desempenha resultados satisfatórios à remediação dos corantes DB22 e RBB.
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A escassez hídrica representa um dos principais problemas enfrentados no semiárido do Nordeste brasileiro, onde a variabilidade climática natural é responsável pela baixa disponibilidade de recursos hídricos. O estado de Pernambuco concentra 90% do seu território no semiárido e abriga um dos principais complexos industriais têxteis do país. O Polo de Confecções do Agreste de Pernambuco demanda uma elevada quantidade de água para suas atividades industriais, que resultam em excedentes exorbitantes de efluentes têxteis, que são lançados de forma indiscriminada nos leitos de rios. Tais efluentes tem potencial para contaminar o solo e, consequentemente, reservas hídricas subterrâneas, como os depósitos aluvionares presentes no leito seco do rio Capibaribe. Neste sentido, a utilização de biorremediadores acessíveis e menos onerosos, em detrimento de tratamentos convencionais, representa uma estratégia viável à descontaminação de efluentes da indústria têxtil. Deste modo, o presente estudo tem como objetivo avaliar o impacto da adição do biochar da casca de café na mobilidade e retenção dos corantes têxteis Direct Black 22 (DB22) e Remazol Black B (RBB), em um solo aluvionar do Alto Capibaribe. A proposta metodológica para análise da dinâmica de mobilidade e capacidade de sorção destes poluentes envolve a realização de ensaios de deslocamento em coluna de solo, com adições de 0,25% e 1,0% de biochar. Os resultados parciais da análise FTIR, para as configurações solo-biochar, sugerem a presença de grupos funcionais -SO3-, -CH e C-C=O, além de ligações de carbono e halogênio. A curva de calibração do corante DB22 apresentou coeficiente de determinação R2=1, enquanto as curvas de dispersão de KBr para o mesmo poluente, apresentaram um ajuste preliminar satisfatório. Ao final do presente estudo, serão obtidos como resultados os parâmetros hidrodispersivos do traçador não reativo (KBr) e os parâmetros de transporte dos corantes DB22 e RBB, ambos por meio de modelagem matemática, envolvendo os modelos CDE, CDE-MIM e CDE-2SS, através do software computacional STANMOD, intermediado pelo programa CXTFIT.
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JOSIELLY BRAZ DA SILVA
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EFEITO DA APLICAÇÃO DO BIOCHAR NA RETENÇÃO E MOBILIDADE DO CORANTE VERMELHO DRIMAREN NUM SOLO ALUVIONAR DO ALTO DO CAPIBARIBE
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Orientador : ARTUR PAIVA COUTINHO
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MEMBROS DA BANCA :
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ANTONIO CELSO DANTAS ANTONINO
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ARTUR PAIVA COUTINHO
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CLAUDE HAMMECKER
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SEVERINO MARTINS DOS SANTOS NETO
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Data: 23/02/2023
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A região do Alto Capibaribe, semiárido brasileiro, é caracterizada por períodos prolongados de estiagem e escassas reservas de água superficial, favorecendo a exploração dos aquíferos subterrâneos para suprir a demanda hídrica de água potável. Os municípios desta região, que constituem o Polo de Confecções do Agreste de Pernambuco, são responsáveis por uma alta carga de despejos de efluentes têxteis, nos rios próximos aos núcleos urbanos, o que acarreta a contaminação hídrica e do solo, e a posteriori dos aquíferos aluvionares de leito seco. Com isso, o biochar produzido a partir da casca de café, caracterizado pela capacidade de retenção de água e nutrientes, é uma opção de aditivo para melhorar as propriedades dos solos aluvionares e otimizar a capacidade de retenção dos contaminantes que percolam no solo. Contudo, este estudo analisou a retenção e mobilidade do Corante Vermelho Drimaren CL-5B numa camada de solo aluvionar, com e sem adição de biochar através de ensaios de sorção: cinética e isoterma, e, deslocamento miscível em colunas de solo. Conforme a cinética de sorção os dados se ajustaram de melhor forma ao modelo de segunda ordem, e, para isoterma de sorção se ajustaram aos modelos linear e Freundlich. Nos ensaios em colunas, os dados hidrodispersivos se ajustaram adequadamente aos modelos CDE e CDE-MIM, sendo este superior. E os dados de transporte demonstraram não equilíbrio químico, conforme o modelo de dois sítios de sorção.
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A disponibilidade de água doce obedece a variações temporais e espaciais. As regiões semiáridas são caracterizadas por baixos índices pluviométricos e períodos chuvosos em poucos meses do ano, comprometendo as reservas hídricas disponíveis para uso. A região do Alto Capibaribe, localizada no semiárido brasileiro, é caracterizada por períodos prolongados de estiagem, elevados índices de evaporação, cursos de água de regime intermitente e escassas reservas de água superficial, com isso, ocorre a exploração dos aquíferos subterrâneos como forma de suprir a demanda hídrica de água potável, própria para consumo. Os municípios, localizados nesta região, que constituem o Polo de Confecções do Agreste de Pernambuco são responsáveis por uma alta carga de despejos de efluentes têxteis, em sua maioria sem tratamento, nos rios próximos aos núcleos urbanos, o que eventualmente acarreta a contaminação hídrica e do solo, e a posteriori dos aquíferos localizados nos depósitos aluvionares de leito seco. Com isso, o biochar produzido a partir da biomassa da casca de café, caracterizado pela capacidade de retenção de água, nutrientes e capacidade de sequestro de carbono (C) do meio, é uma opção de aditivo para melhorar as propriedades adsortivas dos solos aluvionares, pobres em nutrientes, e fornecer melhora na capacidade de retenção dos contaminantes têxteis que percolam pelas camadas de solo. Deste modo, este estudo objetiva analisar a retenção e mobilidade do Corante Vermelho Drimaren CL-5B, usado em grande parte das lavanderias e indústrias têxteis da região, em uma camada de solo aluvionar, localizada no leito seco do Rio Capibaribe, através de ensaios em colunas de solo e em batelada.
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GABRYELLE GONÇALVES BEZERRA
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REUSO DAS CINZAS DE LENHA DE ALGAROBA COMO FÍLER CALCÁRIO ALTERNATIVO NO DESENVOLVIMENTO DE CIMENTOS LC³
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Orientador : ANA CECILIA VIEIRA DA NOBREGA
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MEMBROS DA BANCA :
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ANA CECILIA VIEIRA DA NOBREGA
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ERIKA PINTO MARINHO
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JULIO CEZAR DE OLIVEIRA FREITAS
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Data: 27/02/2023
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A incorporação de materiais alternativos em substituição parcial ao clínquer é estudada afim de diminuir a emissão de CO2 que ocorre na produção do cimento Portland. Analisou-se a influência do uso da cinza de algaroba como fíler alternativo em pastas de cimento LC³. O teor de álcali do sistema foi ajustado lavando a cinza, e assim, reduzindo o teor de potássio. O fíler foi substituído em 0, 25, 50, 75 e 100% de cinza lavada e o mesmo para cinza não lavada. A subsulfatação foi corrigida adicionando uma porcentagem de gesso extra baseado na literatura. O desempenho da pasta foi avaliado pela reologia e resistência à compressão, sustentada pela cinética de hidratação e desenvolvimento microestrutural. A cinza de algaroba é um potencial fíler alternativo para aplicação em LC3. A cinza lavada torna o sistema mais puro, contribuindo na hidratação e desempenho mecânico, entretanto, a cinza natural também traz resultados promissores.
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Neste estudo, a cinza de combustão de biomassa de madeira rica em cálcio e potássio (CPRBA) será usada como carga mineral em cimento de argila calcinada calcária (LC3), e o teor de álcali do sistema será ajustado em vez de adicionar sais alcalinos. O calcário calcítico comercialmente disponível (#400, 38 μm) será misturado com seis quantidades diferentes de CPRBA (0, 20, 40, 60, 80 e 100% p/v) com a mesma classificação de tamanho de partícula e dois níveis distintos de N𝑎2𝑂equivalentes em LC3-50 (50% de clínquer, razão argila calcinada/calcário 2:1). A subsulfatação será corrigida e a triisopropanolamina será usada como auxiliar de moagem, promovendo um mecanismo de fortalecimento de longo prazo. O desempenho da pasta de cimento será avaliado pela reologia e resistência à compressão, suportada pela cinética de hidratação, montagem de hidratos e desenvolvimento microestrutural.
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LUCAS CAITANO DA SILVA
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CARACTERIZAÇÃO FÍSICA E BIOLÓGICA DA ZONA HIPORREICA NA INTERAÇÃO RIO-AQUÍFERO EM TRECHO DO RIO SÃO FRANCISCO
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Orientador : ANDERSON LUIZ RIBEIRO DE PAIVA
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MEMBROS DA BANCA :
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ANDERSON LUIZ RIBEIRO DE PAIVA
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ELIZABETH AMARAL PASTICH GONCALVES
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FABRICIO MOTTERAN
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SYLVANA MELO DOS SANTOS
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Data: 27/02/2023
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A Filtração em Margem (FM) propõe um eficiente processo de atenuação da poluição, garantindo sustentabilidade no fornecimento de água potável a um custo mais baixo. O ecótono entre águas superficiais e subterrâneas, conhecida como Zona Hiporreica (ZH), é relevante para diversos processos e organismos. Pouco se sabe sobre a influência de animais bentônicos, como a Meiofauna, na eficiência da FM. Este trabalho propôs avaliar a possibilidade de aplicação da técnica de FM como solução para o abastecimento público considerando as caracterizações física e biológica da ZH de um trecho do rio São Francisco que passa pelas cidades de Orocó e Santa Maria da Boa Vista, em Pernambuco. Realizou-se Ensaios de SPT, Granulometria e Teores de Matéria Orgânica e CaCO3 pensando na caracterização física da ZH e Análise da Meiofauna para sua caracterização biológica. Nas duas localidades em Santa Maria, observaram-se solos de grãos finos, pobreza na seleção, entre argila grossa a areia grossa, e teores de MOT e CaCO3 que refletem sobre a densidade da meiofauna na ZH. Já em Orocó, sem a realização de um ensaio de sondagem impossibilitou uma compreensão da interação rio-aquífero, sugerindo que se faça uma perfuração à rotação. 472 indivíduos de meiofauna foram contabilizados, com quase 60% do grupo Nematoda. Santa Maria obteve a maior densidade meiofaunística. A aplicação da técnica de FM nas duas cidades manifestou-se desfavorável devido as características físicas do solo.
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As condições climatológicas das regiões semiáridas agravam a situação da disponibilidade de recursos hídricos. No estado de Pernambuco não é diferente, há um crescente impasse em relação ao abastecimento de água potável, gerando problemas particularmente graves à população. Além da problemática da demanda, deve-se também garantir que a água distribuída esteja dentro dos devidos padrões exigidos para evitar danos à saúde. Diante disso, vem crescendo um interesse em pesquisas que possam melhorar e desenvolver técnicas alternativas de tratamento de água. Dentre as mais conhecidas está a Filtração em Margem (FM) que propõe um eficiente processo de atenuação da poluição, garantindo sustentabilidade no fornecimento de água potável a um custo mais baixo. Esta técnica vem auxiliando o abastecimento público por mais de um século em várias partes do mundo. Fundamentalmente, a compreensão da interação entre o manancial superficial e o aquífero subterrâneo é de total relevância para aplicação da FM. A zona interfacial em que as águas superficiais e subterrâneas se misturam, conhecida como Zona Hiporreica (ZH), é relevante para diversos processos e organismos do ecossistema aquático. Entre os vários grupos de organismos presentes na ZH, destaca-se a Meiofauna. Pouco se sabe sobre a influência de animais bentônicos, como a meiofauna, na eficiência da FM. Esse presente trabalho propôs analisar as condições da interação entre águas superficiais e subterrâneas por meio de uma caracterização física e biológica da ZH de um trecho do rio São Francisco que passa por cidades com problemáticas de abastecimento público e avaliar a aplicação da técnica de FM como possível solução. Foram pré-escolhidas para análise, partindo do interesse da Companhia Pernambucana de Saneamento, os municípios de Orocó e Santa Maria da Boa Vista, localizados na região do Submédio São Francisco. Realizou-se Ensaios de Sondagem SPT, Granulometria e teores de matéria orgânica e CaCo3 pensando na caracterização da zona hiporreica e análise da meiofauna para sua caracterização biológicos. Na caracterização física, as duas cidades resultaram baixos teores de matéria orgânica e CaCo3. Entretanto, Orocó se mostrou com um solo bastante rochoso composto por seixos e Santa Maria da Boa Vista apresentou um solo composto por finos. A análise de meiofauna contabilizou ao todo 472 indivíduos, com uma predominância de quase 60% do grupo taxonômico Nematoda. Entre os pontos de coleta, Santa Maria da Boa Vista obteve a maior abundância. Apesar da necessidade, a aplicação da técnica de FM nas duas cidades manifestou-se desfavorável devido ao grande impasse das características físicas do solo. E sugere-se procurar um município às margens do rio que estejam próximas aos aquíferos sedimentares.
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LEYZIANE NAIANNE PINHEIRO DA SILVA
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Análise do impacto da sobrecarga de telhado verde gerado sobre o radier estaqueado de uma edificação
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Orientador : MARIA ISABELA MARQUES DA CUNHA VIEIRA BELLO
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MEMBROS DA BANCA :
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ARTUR PAIVA COUTINHO
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EDUARDO ANTONIO MAIA LINS
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MARIA ISABELA MARQUES DA CUNHA VIEIRA BELLO
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Data: 28/02/2023
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Para ocorrer uma transmissão adequada das cargas ao terreno, dois requisitos devem ser atendidos: segurança quanto à ruptura do solo da fundação e recalques compatíveis com a estrutura. Este artigo apresenta uma análise do impacto da sobrecarga em um radier estaqueado gerada pela construção de telhado verde em uma edificação de 4 pavimentos tipo mais térreo, situada em um condomínio residencial na Região Metropolitana do Recife. Considerou-se o dimensionamento estrutural da fundação para cinco cenários de telhado. A análise deu-se pela modelagem da estrutura completa no SAP 2000. Os resultados do Cenário 1 foram comparados com os demais cenários. Verificou-se que não houve acréscimo significativo nos deslocamentos da estrutura sobre o solo em nenhum dos cenários, pois, a maior contribuição de carregamento e recalque ocorreu entre os Cenários 5 e 1: aproximadamente, 10,30%, significando, respectivamente, 34,6 kN e 0,27 mm nas estacas e 0,077 kN e 0,29 mm para o radier. Contudo, por ser uma cobertura intensiva, o Cenário 5 exige maior custo para instalação e manutenção, por isso, o Cenário 3, do tipo extensivo, seria mais indicado para implantação no empreendimento, pois, é de fácil instalação, manuseio e manutenção, além de apresentar uma contribuição inferior em carregamento e recalque.
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Para ocorrer uma transmissão adequada das cargas ao terreno, dois requisitos devem ser atendidos: segurança quanto à ruptura do solo da fundação e recalques compatíveis com a estrutura. Este artigo apresenta uma análise do impacto da sobrecarga em um radier estaqueado gerada pela construção de telhado verde em uma edificação de 4 pavimentos tipo mais térreo, situada em um condomínio residencial na Região Metropolitana do Recife. Considerou-se o dimensionamento estrutural da fundação para cinco cenários de telhado. A análise deu-se pela modelagem da estrutura completa no SAP 2000. Os resultados do Cenário 1 foram comparados com os demais cenários. Verificou-se que não houve acréscimo significativo nos deslocamentos da estrutura sobre o solo em nenhum dos cenários, pois, a maior contribuição de carregamento e recalque ocorreu entre os Cenários 5 e 1: aproximadamente, 10,30%, significando, respectivamente, 34,6 kN e 0,27 mm nas estacas e 0,077 kN e 0,29 mm para o radier. Contudo, por ser uma cobertura intensiva, o Cenário 5 exige maior custo para instalação e manutenção, por isso, o Cenário 3, do tipo extensivo, seria mais indicado para implantação no empreendimento, pois, é de fácil instalação, manuseio e manutenção, além de apresentar uma contribuição inferior em carregamento e recalque.
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LUANA DANTAS DE MEDEIROS
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MELHORAMENTO DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE UM SOLO ESTABILIZADO COM CINZA DA LENHA DE ALGAROBA
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Orientador : MARIA ISABELA MARQUES DA CUNHA VIEIRA BELLO
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MEMBROS DA BANCA :
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CARINA SILVANI
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JAIR DE JESÚS ARRIETA BALDOVINO
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MARIA ISABELA MARQUES DA CUNHA VIEIRA BELLO
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Data: 26/04/2023
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Esta pesquisa analisa as características físico-químicas e o comportamento mecânico das misturas de um solo coletado na cidade de Agrestina - PE, estabilizado com a cinza de lenha de algaroba (CLA), com diferentes percentuais e tempos de cura. As misturas foram feitas em amostras de solo seco nas porcentagens de 4%, 6%, 8% e 10% de CLA em relação ao peso da amostra seca para avaliar a evolução da estabilização. A metodologia abrangeu a execução de ensaios de caracterização geotécnica e comportamento mecânico do solo e das misturas de solo-CLA, realizando também ensaios químicos, FRX e DRX com a intenção de verificar quais os componentes químicos presentes e os seus minerais. Nos ensaios mecânicos foi investigado o comportamento do solo e das misturas solo-CLA a resistência à compressão simples (RCS) e a tração por compressão diametral (RTCD) em diferentes tempos de cura (0,7,14 e 28 dias) e os parâmetros de cisalhamento direto (ângulo de atrito e coesão) nos tempos de cura de 0, 14 e 28 dias. Verificando que houve aumento na resistência em decorrência do aumento do teor de CLA e no tempo de cura, no ensaio de RCS o aumento foi de 228% do solo com 10% de CLA e 28 dias de cura, já no ensaio de RTCD o aumento foi de 314%, e também foi observado aumento nos parâmetros de resistência ao cisalhamento direto.
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Esta pesquisa analisa as características físico-químicas e o comportamento mecânico das misturas de um solo coletado na cidade de Agrestina - PE, estabilizado com a cinza de lenha de algaroba (CLA), com diferentes percentuais e tempos de cura. As misturas foram feitas em amostras de solo seco nas porcentagens de 4%, 6%, 8% e 10% de CLA em relação ao peso da amostra seca para avaliar a evolução da estabilização. A metodologia abrangeu a execução de ensaios de caracterização geotécnica e comportamento mecânico do solo e das misturas de solo-CLA, realizando também ensaios químicos, FRX e DRX com a intenção de verificar quais os componentes químicos presentes e os seus minerais. Nos ensaios mecânicos foi investigado o comportamento do solo e das misturas solo-CLA a resistência à compressão simples (RCS) e a tração por compressão diametral (RTCD) em diferentes tempos de cura (0,7,14 e 28 dias) e os parâmetros de cisalhamento direto (ângulo de atrito e coesão) nos tempos de cura de 0, 14 e 28 dias. Verificando que houve aumento na resistência em decorrência do aumento do teor de CLA e no tempo de cura, no ensaio de RCS o aumento foi de 228% do solo com 10% de CLA e 28 dias de cura, já no ensaio de RTCD o aumento foi de 314%, e também foi observado aumento nos parâmetros de resistência ao cisalhamento direto.
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EDMILSON ROQUE DA SILVA JÚNIOR
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OTIMIZAÇÃO DE VIGAS DE CONCRETO ARMADAS COM BARRAS DE POLÍMERO REFORÇADO COM FIBRAS DE VIDRO (GFRP) UTILIZANDO ALGORITMOS GENÉTICOS
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Orientador : GIULIANA FURTADO FRANCA BONO
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MEMBROS DA BANCA :
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GIULIANA FURTADO FRANCA BONO
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LETICIA FLECK FADEL MIGUEL
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MAURO DE VASCONCELLOS REAL
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Data: 16/06/2023
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O concreto armado é amplamente empregado na construção civil devido ao seu melhor custo-benefício, entretanto, construções localizadas em ambientes de alta agressividade podem apresentar problemas de durabilidade, como a corrosão das armaduras, tornando onerosa a utilização do material. Diante dessa situação, o emprego de barras de polímero reforçado com fibras (Fiber-Reinforced Polymer – FRP), substituindo o aço, apresenta-se como uma alternativa interessante para uma melhoria no desempenho das estruturas, uma vez que apresentam uma alta resistência à corrosão. As barras de FRP apresentam ainda um menor peso específico e maior resistência à tração que o aço, entretanto características como menor módulo de elasticidade e maior custo são gargalos para sua disseminação no tradicional mercado da construção civil. Logo, é importante que além da correta consideração das características do material no dimensionamento, busque-se sempre a configuração mais econômica, justificando a utilização do material. Nesse sentido, o presente estudo tem como objetivo otimizar vigas de concreto armadas com barras de GFRP e aço, a fim de analisar o custo final para diferentes situações de projeto. Para tanto, será implementado um programa no software MATLAB utilizado o método dos Algoritmos Genéticos para a otimização do custo das vigas de concreto armadas com barras de GFRP (CA-GFRP) e concreto armado convencional (CA-C). As restrições são definidas a partir da NBR 6118 (ABNT, 2014) e ACI 440.1R (2015), respeitando as prescrições para o dimensionamento no Estado-Limite Último e Estado-Limite de Serviço, como também limitações arquitetônicas. Ao final, pode-se analisar a influência de diferentes parâmetros no custo final das vigas, suas dimensões e comportamento em serviço, variando os valores de comprimento, carregamento total, relação carga variável/carga total, e resistência característica do concreto. Após o processo de otimização, os resultados mostraram que as vigas de concreto armadas com barras de GFRP apresentaram custos superiores aos das vigas de concreto convencional. O comprimento longitudinal das vigas e o carregamento total das vigas contribuiu para o aumento da diferença de custo das duas soluções e apresentou também grande influência nos valores de altura ótima e largura ótima. Na composição de custo das vigas, a fôrma foi o material que representou maior parcela no custo final de ambos tipos de vigas, entretanto, com o aumento do comprimento longitudinal das vigas, o custo das barras de GFRP passaram a representar uma parcela mais significativa. O controle dos deslocamentos verticais e fissuração nas vigas CA-GFRP apresentaram grande influência nos custos ótimos, uma vez que as restrições tenderam a apresentar valores iguais a zero. Por fim, o estudo da utilização de armadura de GFRP mostrou-se importante, expandido o conhecimento e confiabilidade sobre a aplicação do material fabricado nacionalmente.
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O concreto armado é amplamente empregado na construção civil devido ao seu maior custo-benefício, entretanto, construções localizadas em ambientes de alta agressividade podem apresentar problemas de durabilidade, como a corrosão das armaduras, tornando onerosa a utilização do material. Diante dessa situação, o emprego de barras de polímero reforçado com fibras (Fiber-Reinforced Polymer – FRP), substituindo o aço, apresenta-se como uma alternativa interessante para uma melhoria no desempenho das estruturas, uma vez que apresentam uma alta resistência à corrosão. As barras de FRP apresentam ainda um menor peso específico e maior resistência à tração que o aço, entretanto características como menor módulo de elasticidade e maior custo são gargalos para sua disseminação no tradicional mercado da construção civil. Logo, é importante que além da correta consideração das características do material no dimensionamento, busque-se sempre a configuração mais econômica, justificando a utilização do material. Nesse sentido, o presente estudo tem como objetivo otimizar vigas de concreto armadas com barras de FRP e aço, a fim de analisar o custo final para diferentes situações de projeto. Para tanto, será implementado um programa no software Matlab utilizado o método dos Algoritmos Genéticos para a otimização do custo das vigas de concreto armadas com barras de FRP (CA-FRP) e concreto armado convencional (CA-C). As restrições são definidas a partir da NBR 6118 (ABNT, 2014) e ACI 440.1R (2015), respeitando as prescrições para o dimensionamento no Estado-Limite Último e Estado-Limite de Serviço, como também limitações arquitetônicas. Será analisada a influência de diferentes parâmetros no custo final das vigas, variando os valores de comprimento, carregamento total, relação carga permanente/carga variável, resistência característica do concreto e o tipo de barra.
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AYANE APARECIDA DA SILVA RIBEIRO
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LEVANTAMENTO DE REGISTROS DE INUNDAÇÃO POR MEIO DE APLICATIVOS MÓVEIS EM SMARTPHONES E SUA UTILIZAÇÃO NO MAPEAMENTO DE ÁREAS INUNDÁVEIS
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Orientador : JOSE ALMIR CIRILO
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MEMBROS DA BANCA :
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ALFREDO RIBEIRO NETO
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ARTUR PAIVA COUTINHO
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JOSE ALMIR CIRILO
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Data: 28/07/2023
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O presente estudo buscou investigar a utilização de aplicativos móveis em smartphones, especificamente o aplicativo Hidromapp, como ferramenta técnica de suporte para a coleta de marcas de cheia, incluindo também a aplicação dos dados coletados no mapeamento de áreas de inundação. Para tal, no município de Jaqueira-Pernambuco, foram coletadas em campo informações sobre a inundação ocorrida em maio de 2017, utilizando smartphones e o aplicativo Hidromapp. As informações foram posteriormente utilizadas como dados de entrada para a modelagem e reconstituição da mancha de inundação, por meio do Modelo Digital do Terreno de alta resolução (Pernambuco Tridimensional – PE3D) e de técnicas de geoprocessamento, dentre as quais foram avaliados os seguintes interpoladores espaciais, determinísticos e exatos, Inverse Distance Weighting (IDW), Multilevel B-Spline e Triangulated Irregular Network (TIN). Para a investigação dos resultados, a mancha de inundação reconstituída foi comparada com parte do conjunto de dados coletados em campo, reservados à validação, a partir de métricas estatísticas (RMSE, MAE e Pbias). O aplicativo apresentou bom desempenho como ferramenta de apoio à coleta de dados de marcas de cheia em campo. O método aplicado permitiu uma estimativa adequada do evento reconstituído, em que a planície alagada apresentou grau de similaridade satisfatório aos dados comparados.
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O presente estudo buscou investigar a utilização de aplicativos móveis em smartphones, especificamente o aplicativo Hidromapp, como ferramenta técnica de suporte para a coleta de marcas de cheia, incluindo também a aplicação dos dados coletados no mapeamento de áreas de inundação. Para tal, no município de Jaqueira-Pernambuco, foram coletadas em campo informações sobre a inundação ocorrida em maio de 2017, utilizando smartphones e o aplicativo Hidromapp. As informações foram posteriormente utilizadas como dados de entrada para a modelagem e reconstituição da mancha de inundação, por meio do Modelo Digital do Terreno de alta resolução (Pernambuco Tridimensional – PE3D) e de técnicas de geoprocessamento, dentre as quais foram avaliados os seguintes interpoladores espaciais, determinísticos e exatos, Inverse Distance Weighting (IDW), Multilevel B-Spline e Triangulated Irregular Network (TIN). Para a investigação dos resultados, a mancha de inundação reconstituída foi comparada com parte do conjunto de dados coletados em campo, reservados à validação, a partir de métricas estatísticas (RMSE, MAE e Pbias). O aplicativo apresentou bom desempenho como ferramenta de apoio à coleta de dados de marcas de cheia em campo. O método aplicado permitiu uma estimativa adequada do evento reconstituído, em que a planície alagada apresentou grau de similaridade satisfatório aos dados comparados.
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BRUNA RAFAELA TAVARES TEJO
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ACOPLAMENTO DE MODELOS HIDROLÓGICOS E UTILIZAÇÃO DE MODELO DIGITAL DE ALTA RESOLUÇÃO PARA SUPORTE À OPERAÇÃO DE SISTEMAS HÍDRICOS
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Orientador : JOSE ALMIR CIRILO
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MEMBROS DA BANCA :
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ALFREDO RIBEIRO NETO
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GILSON LIMA DA SILVA
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JOSE ALMIR CIRILO
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Data: 31/07/2023
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A quantidade de água disponível em uma região é caracterizada por incertezas quanto a características de variabilidade temporal e espacial do regime de chuvas, rios intermitentes e altas taxas de evaporação. O gerenciamento dos recursos hídricos disponíveis necessita de ferramentas importantes para atender às demandas. Para isso, a utilização de técnicas de modelagem hidrológica, simulação e otimização tornam-se ferramentas importantes. Esta pesquisa busca apresentar aplicar o modelo hidrológico CAWM para simulação do aporte de vazões em reservatórios na região do Agreste do estado de Pernambuco, semiárido brasileiro, região essa que tem o pior balanço hídrico de todo país, para posteriormente aplicar o modelo de operação de reservatórios CAROS, de forma a calcular as regras de operação de reservatórios. Foram definidas regras para determinar a captação máxima de água em função do volume de armazenamento de cada reservatório, com o zoneamento da capacidade do reservatório dividido em três curvas, que indicam os limites superior, inferior e inferior extremo de armazenamento de água. Inicialmente foram feitas as atualização da capacidade de armazenamento dos reservatórios, visto que são fundamentais para a operação dos sistemas hídricos. A precisão de cálculo é menor nos reservatórios de pequeno porte, devido ao fato de que seus projetos geralmente têm menor rigor técnico e muitos são antigos. A avaliação dos resultados da modelagem com o CAWM se deu através de coeficientes estatísticos que relacionaram as vazões observadas e calculadas, como o coeficiente de determinação (R²), coeficiente de NASH-Sutcliffe (NSE), percentual de tendência (Pbias) e índices de erro (RMSE, MAE e RSR). Os resultados foram analisados com valores do coeficiente estatístico NSE variando entre 0,40 e 0,75. Observou-se que para as sub-bacias com valores de precipitação maiores e sem influência de reservatórios foram obtidos maiores índices de NSE, com destaque para Engenho Bento e Palmares, com 0,75 e 0,74, respectivamente. A operação dos reservatórios com o CAROS, a partir dos resultados da modelagem hidrológica para cálculo das vazões na entrada dos reservatórios apresentou resultados bastante diferentes quando comparados aos obtidos por meio da proporcionalidade das vazões pela área. Além disso, a operação dos reservatórios a partir de regras associadas ao volume acumulado a cada tempo trouxe incremento significativo na vazão regularizável.
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A quantidade de água disponível em uma região é caracterizada com várias incertezas quanto a características de variabilidade temporal e espacial do regime de chuvas, rios intermitentes e altas taxas de evaporação. O gerenciamento dos recursos hídricos disponíveis necessita de ferramentas importantes para atender às demandas, para isso, a utilização de técnicas de simulação e otimização tornam-se ferramentas importantes. As regras de operação de reservatórios foram definidas para determinar a captação máxima de água em função do volume de armazenamento de cada reservatório, com o zoneamento da capacidade do reservatório dividido em três curvas, que indicam os limites superior, inferior e inferior extremo de armazenamento de água. O modelo foi aplicado na região do Agreste do estado de Pernambuco, semiárido brasileiro, região essa que tem o pior balanço hídrico de todo país. Os resultados iniciais foram a atualização da capacidade de armazenamento dos reservatórios com capacidade maior que 10 milhões de m³, visto que os valores corretos de capacidade de reservatório são fundamentais para a operação dos sistemas hídricos. A precisão de cálculo é menor nos reservatórios de pequeno porte, devido ao fato de que seus projetos geralmente têm menor rigor técnico e muitos são antigos. Na continuação do trabalho serão avaliadas as vazões regularizáveis com base nos registros de vazão e com a simulação por modelo hidrológico, buscando-se maior segurança na identificação desses valores.
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TALES TADEU GUEDES DE SOUZA
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MODELO DE SIMULAÇÃO PARA OPERAÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DO PROGRAMA DE INTEGRAÇÃO DO RIO SÃO FRANCISCO
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Orientador : JOSE ALMIR CIRILO
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MEMBROS DA BANCA :
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ARTUR PAIVA COUTINHO
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JOSE ALMIR CIRILO
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ROCHELE SHEILA VASCONCELOS
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Data: 31/07/2023
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Assegurar a disponibilidade hídrica e a gestão sustentável da água e saneamento para todos e todas constitui o Objetivo 6, dentre os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU. A sobrevivência e a capacidade de desenvolvimento do semiárido nordestino está diretamente relacionada à sua capacidade de superar o obstáculo da escassez hídrica. Com mais de 25 milhões de habitantes vulneráveis à escassez hídrica. Portanto. a tecnologia de transferência de água entre bacias como mitigação da escassez. Para simular o impacto das contribuições promovidas pelo PISF para a região é exposto, no presente trabalho, uma aplicação do software sueco WEAP (Water Evaluation and Planning). Utilizando-se de um conjunto selecionado de reservatórios receptores da transposição, bem como dados hidrológicos série histórica de vazões, evaporação, precipitação e demandas conhecidas, para compor um modelo de operação simulado para um período de 20 anos. Nesse sentido, três cenários de operação foram modelados: referência, sem PISF, e os cenários A e B orientados pela outorga da ANA emitida através Resolução 411; cenário A, adução máxima permitida de 127 m³/s, conforme o volume útil de Sobradinho atinge 94% de acumulação; cenário B: adução disponível a qualquer tempo de 26,4 m³/s. Os resultados indicam que para o sistema ocorre um aumento no volume armazenado total de até 12% para ambos os cenários; enquanto a redução da demanda não atendida total foi de até 60% no cenário A e até 58% no cenário B, para o mesmo período.
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Estima-se que mais de vinte e dois milhões de pessoas vivam no semiárido brasileiro vulneráveis à escassez hídrica, devido às características predominantes de baixa pluviosidade, poucas opções de mananciais locais, altas taxas de evaporação, que estão diretamente relacionadas às altas temperaturas da região. Nesse contexto, surge o PISF – Programa de Integração do rio São Francisco, para atender à crescente demanda por água em seus diferentes usos, como abastecimento humano e agricultura, configurando a transferência de água entre bacias hidrográficas. O objetivo da pesquisa é o desenvolvimento de um modelo de otimização e simulação para gerenciamento da operação de reservatórios estratégicos dentro do projeto de integração de múltiplas fontes hídricas do Programa de Integração do rio São Francisco. O software adotado para simulação de cenários e desenvolvimento da pesquisa é o WEAP - Water Evaluation And Planning (Sistema de Avaliação e Planejamento Hídrico), modelo de fluxo e otimização, o qual foi desenvolvido pelo Instituto do Meio Ambiente de Estocolmo, Suécia. Na metodologia é fundamental a definição dos dados de entrada do modelo, constituídos pela oferta hídrica de Sobradinho, estudos de demanda, infraestrutura das obras que compõem a transposição do Rio São Francisco e as restrições de transporte. No que se refere à aplicação do WEAP, é proposto utilizar-se os dados levantados em um intervalo no qual se tenha informações suficientes para comparar a demanda hídrica real com a simulação do modelo para aquele mesmo período considerando os mesmos dados, de forma que o modelo se mostre confiável. Daí serão propostos cenários futuros. Os reservatórios terão sua capacidade de regularização de vazão avaliada com e sem o aporte de águas do rio São Francisco, visando atender as demandas prioritárias de abastecimento, em primeiro lugar, e reforço a atividades produtivas, respeitando as restrições de transporte e a disponibilidade hídrica de Sobradinho. Da mesma forma, é esperado que o modelo elaborado seja capaz de otimizar a satisfação da demanda, observando a infraestrutura instalada e, assim, contribuir para otimizar o uso das águas da transposição.
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ANA PAULA ALVES FEITOSA DE AMORIM
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USO DE EFLUENTE DOMÉSTICO TRATADO NO CULTIVO DE PIMENTA DE CHEIRO (CAPSICUM CHINENSE)
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Orientador : ELIZABETH AMARAL PASTICH GONCALVES
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MEMBROS DA BANCA :
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ELIZABETH AMARAL PASTICH GONCALVES
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MARIO TAKAYUKI KATO
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SHYRLANE TORRES SOARES VERAS
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Data: 14/08/2023
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A produção de alimentos demanda uma quantidade considerável de água doce e, frequentemente, depende excessivamente de fertilizantes minerais. No entanto, o uso desenfreado desses fertilizantes pode causar sérios danos ambientais. Nesse contexto, uma abordagem promissora para alcançar a sustentabilidade agrícola é a aplicação de esgoto doméstico tratado na fertirrigação, atendendo tanto às demandas hídricas quanto nutricionais das culturas. Este estudo concentrou-se no reúso de efluentes domésticos tratados em diferentes níveis de irrigação para o cultivo da Pimenta de Cheiro, visando a fornecer fundamentos técnicos e científicos para essa prática em regiões semiáridas. Realizado no Campus Agreste da Universidade Federal de Pernambuco, Caruaru; o experimento empregou um delineamento aleatório com 8 tratamentos e 3 repetições. As plantas foram submetidas à irrigação com água e água de reúso, variando os níveis de aplicação (50% e 100% das necessidades hídricas da cultura). Os resultados revelaram a influência dos níveis de irrigação no crescimento e produtividade da cultura, indicando possíveis atrasos causados pelo estresse hídrico. Os tratamentos mais bem-sucedidos foram aqueles que receberam irrigação adequada e água de reúso, apontando para uma opção sustentável no cultivo das pimentas. Ademais, não houve contaminação dos frutos por coliformes fecais. A adoção do cultivo da Pimenta de Cheiro com água de reúso apresenta vantagens, suprindo nutrientes essenciais às plantas e mitigando os impactos ambientais associados aos fertilizantes químicos.
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A escassez da água tem-se intensificado em algumas regiões do mundo devido aos períodos prolongados de secas e ao desabastecimento público de água. O cultivo de alimentos requer um volume considerável de água doce e ainda é muito dependente do uso de fertilizantes minerais, os quais podem comprometer o meio ambiente em virtude do acúmulo de substâncias químicas ao solo provocado pelo uso excessivo desses fertilizantes. Diante deste contexto, uma alternativa atraente para uma produção agrícola sustentável é o uso do esgoto tratado na fertirrigação de culturas agrícolas, que podem suprir as demandas de água e nutrientes das plantas. O tomate (Lycopersicum esculentum Mill.) é uma das principais hortaliças produzidas e consumidas no Brasil. Ademais, o tomateiro é bastante exigente quanto a umidade do solo e elevadas variações de lâminas de água de irrigação podem provocar distúrbios fisiológicos, como o surgimento de rachaduras nos frutos. Com isso, este trabalho busca estudar o reúso de efluentes domésticos tratados, a diferentes lâminas de irrigação, no cultivo do tomate, a fim de proporcionar subsídios técnicos e científicos à prática desse tipo de reúso no cultivo de hortaliças na região do semiárido. O experimento será desenvolvido em Caruaru – PE, no Campus Agreste da Universidade Federal de Pernambuco (CAA/UFPE), em estufa. O experimento será montado em delineamento inteiramente casualizado, com 8 tratamentos e 4 repetições. As plantas serão irrigadas com água e esgoto tratado, a diferentes lâminas de irrigação (50% e 100% da lâmina total requerida para atender às necessidades hídricas da cultura). As plantas serão germinadas para realização do transplantio em solo pobre em nutrientes, em vasilhas de aproximadamente 5L de volume, as regas serão manuais e diárias. As análises preliminares do esgoto tratado apresentaram boas características para aplicação em reúso agrícola, no entanto a quantidade de nutrientes não é suficiente para o exigido pela cultura, sendo necessária a complementação com fertilizantes. O solo escolhido foi caracterizado com Franco Arenoso com baixa quantidade de nutrientes. A primeira etapa de plantio, a germinação do tomate cereja se desenvolveu no prazo mínimo dado pelo fabricante. Ao final do experimento, espera-se que o esgoto tratado possa beneficiar o cultivo de tomateiros, aumentando sua produtividade e melhorando a qualidade dos frutos, sem comprometer sua fitossanidade, e que possa trazer benefícios técnicos e econômicos aos agricultores da região.
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PÂMELLA GOMES DA SILVA FARIAS
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Avaliação de desempenho dos serviços de abastecimento de água brasileiros por meio de uma metodologia multicritério e multidimensional
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Orientador : SAULO DE TARSO MARQUES BEZERRA
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MEMBROS DA BANCA :
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SAULO DE TARSO MARQUES BEZERRA
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SIMONE MACHADO SANTOS
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NATALLYA DE ALMEIDA LEVINO
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Data: 18/08/2023
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O uso dos indicadores de desempenho é imprescindível para avaliar o desempenho dos sistemas de abastecimento de água. Estes permitem a quantificação das metas e objetivos da prestação de serviços e se apresentam como a melhor alternativa para o acompanhamento da eficiência destes sistemas. Eles correspondem a uma medida quantitativa do nível de serviço da prestadora capaz de simplificar uma avaliação que seria mais complexa e subjetiva. Logo, agregar indicadores individuais por meio de análise multicritério de apoio à decisão pode ser uma solução para a construção de índices globais sintéticos. Desta forma, objetiva-se com este estudo, desenvolver uma metodologia multicritério e multidimensional baseada no método Grey-TOPSIS para avaliar a qualidade dos serviços de sistemas de abastecimento de água. O Grey-TOPSIS é um método de tomada de decisão multicritério, onde, o TOPSIS auxilia na resolução de problemas de tomada de decisão e o Grey auxilia nos dados imprecisos, tornando o modelo mais conciso e real. Os resultados foram obtidos através de rankings de desempenho, separados em três dimensões. O estudo ainda possibilitou a análise de robustez para duas etapas distintas, sendo uma análise para mudanças de peso e outra para a exclusão de critérios. Sendo assim, através dos resultados e da validação deles, foi possível identificar a contribuição positiva que essa metodologia consegue agregar para a gestão e gerenciamento dos sistemas de abastecimento de água.
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O uso de sistemas de indicadores de desempenho é imprescindível para avaliar o desempenho dos sistemas de abastecimento de água. Estes permitem a quantificação das metas e objetivos da prestação de serviços e se apresentam como a melhor alternativa para o acompanhamento da eficiência destes sistemas, com aplicações diretas para gestores, agências reguladoras, investidores, usuários, sociedade e próprios prestadores. Os indicadores de desempenho correspondem a uma medida quantitativa do nível de serviço da prestadora capaz de simplificar uma avaliação que seria mais complexa e subjetiva. Estes são adotados na indústria da água para capturar informações sociais, ambientais, econômico-financeiros e operacionais. O desenvolvimento de indicadores para caracterizar os serviços de saneamento básico e auxiliar na gestão dos mesmos vem ganhando grande aceitabilidade na comunidade técnica-científica. Entretanto, os técnicos e gestores ainda têm dificuldade de interpretar o desempenho global dos sistemas pelo fato de os indicadores possuírem características e avaliações diferentes. A principal limitação para a avaliação global é a falta de uma visão mais abrangente na análise simultânea de um conjunto de indicadores. A maioria das pesquisas direcionadas à avaliação dos sistemas de abastecimento de água tem foco em aspectos operacionais e de projeto, em particular das redes de distribuição de água e dos sistemas de bombeamentos, levando a índices baseados principalmente em critérios técnicos como confiabilidade, resiliência e vulnerabilidade. De forma a superar este desafio, agregar indicadores individuais por meio de análise multicritério de apoio à decisão pode ser uma solução para a construção de índices globais sintéticos. A literatura apresenta poucos trabalhos que se concentraram no desenvolvimento de um indicador global que forneça uma perspectiva holística. Nesse contexto, objetiva-se, com este projeto de pesquisa, o desenvolvimento de um índice global baseado em indicadores operacionais, econômico-financeiros e de qualidade que permita avaliar a qualidade dos serviços de sistemas de abastecimento de água.
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HELLEN XAVIER TAVARES VASCONCELOS
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INTEGRAÇÃO DE MODELAGEM HIDROLÓGICA E DE OPERAÇÃO DE RESERVATÓRIOS PARA DETERMINAÇÃO DA VAZÃO REGULARIZÁVEL EM BARRAGENS DE PERNAMBUCO
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Orientador : JOSE ALMIR CIRILO
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MEMBROS DA BANCA :
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JOSE ALMIR CIRILO
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SAULO DE TARSO MARQUES BEZERRA
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ROCHELE SHEILA VASCONCELOS
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Data: 30/08/2023
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Diante dos impactos causados pelas secas no semiárido brasileiro, torna-se essencial o fortalecimento da infraestrutura hídrica aliado a uma gestão eficaz. Os reservatórios artificiais desempenham um papel fundamental na garantia da segurança hídrica das bacias hidrográficas, e sua dinâmica pode ser representada por meio de modelos de simulação. Neste contexto, a modelagem hidrológica se destaca como uma importante ferramenta para a compreensão e representação do funcionamento das bacias hidrográficas. O presente estudo busca a integração da modelagem hidrológica com um modelo de operação otimizada de reservatórios, com o objetivo de promover o uso responsável e eficiente dos recursos hídricos. Para alcançar esse propósito, foram aplicados os modelos CAWM (Campus Agreste Watershed Model) e CAROS (Campus Agreste Reservoir Operation Model) nas bacias dos rios Capibaribe, Pajeú, Brígida e Moxotó. A avaliação dos indicadores de desempenho NSE, 〖NSE〗_sqrtQ, 〖NSE〗_logQ e Pbias classificaram os ajustes como satisfatórios na maioria dos casos, destacando uma notável melhoria nos cenários desprovidos da influência de barragens e com vazões ajustadas pelas Redes Neurais Artificiais. A utilização das vazões sintéticas geradas no CAWM possibilitou a determinação das vazões regularizadas Q90%, Q95% e Q100% pelo modelo CAROS para reservatórios de relevância no estado de Pernambuco.
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Diante dos impactos causados pelas secas no semiárido nordestino brasileiro, decorrentes da vulnerabilidade ambiental, há a necessidade de ampliação e fortalecimento da infraestrutura hídrica com adequada gestão, visando garantir a segurança hídrica nas bacias hidrográficas. Nesse contexto, surge a modelagem hidrológica, instrumento capaz de prever e quantificar os fenômenos físicos que ocorrem na natureza, tornando-se essencial para preencher lacunas de informações necessárias no planejamento e gestão de recursos hídricos. Posto isso, o presente trabalho busca integrar a modelagem hidrológica com um modelo de operação otimizada de reservatórios, com o objetivo de otimizar o aproveitamento racional dos mananciais, gerando subsídios para avaliação da real capacidade de regularização de vazões nos principais reservatórios do semiárido pernambucano. São aplicados os modelos CAROS (Campus Agreste Reservoir Operation Model) e CAWM (Campus Agreste Watershed Model). Com vista a aprimorar o CAWM, realizaram-se calibrações de diversos postos fluviométricos existentes nas bacias dos rios Capibaribe, Pajeú, Brígida e Moxotó. Perante a presença de falhas nos dados de vazão, utilizou-se o método das Redes Neurais Artificiais (RNA) para preenchimento e expansão das séries temporais da bacia do rio Capibaribe. De modo geral, os resultados das calibrações foram satisfatórios, apresentando indicadores de desempenho coerentes do modelo para grande parte dos casos. Foi possível observar o efeito da influência das grandes barragens nos dados fluviométricos e a melhoria significativa que os dados consistidos trouxeram para as séries sintéticas de vazão.
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THAÍS ALESSANDRA DE MENEZES BARBOSA
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ESTUDO DAS CONDIÇÕES REACIONAIS NA PRODUÇÃO DE GEOPOLÍMERO DE METABENTONITA
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Orientador : ERIKA PINTO MARINHO
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MEMBROS DA BANCA :
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ANA CECILIA VIEIRA DA NOBREGA
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ELDER ALPES DE VASCONCELOS
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ERIKA PINTO MARINHO
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Data: 30/08/2023
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Grande parte da literatura está voltada para a produção de geopolímeros usando fly ash e metacaulim. No entanto, é importante a busca por novos materiais para produção de geopolimeros para situações nas quais se observa baixa disponibilidade de tais precursores. Diante do exposto, este projeto propõe investigar a viabilidade do uso de bentonita como precursor geopolimérico, pois além de ser um aluminossilicato disponível em regiões onde há baixa disponibilidade de metacaulim e fly ash, pode contribuir para produzir geopolímeros mais porosos adequados a aplicações especiais, como isolamento térmico, adsorção de contaminantes, transporte de gases, entre outras. Nesta pesquisa, foi avaliado o efeito do tratamento térmico da bentonita e reatividade da metabentonita para produção de geopolímeros, o efeito da razão sílica/alumina e da concentração do hidróxido de sódio na produção de geopolímeros de metabentonita, e os efeitos das condições de cura nas propriedades mecânicas dos geopolímeros com metabentonita. A caracterização da matéria-prima e dos geopolímeros foi realizada por DRX, FRX, FTIR e MEV, bem como ensaio de reatividade Chapelle modificado. Foi verificado que o tratamento térmico a 850°C melhorou a condição da bentonita como precursor geopolimérico, o tipo de síntese de 1 parte, a razão sílica/alumina=4,5 e a cura aquecida em 80°C por 72 horas gerou o geopolímero com maior força resistente dentre as variações de condições de síntese estudadas.
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Os geopolímeros emergiram como um dos materiais não metálicos inorgânicos mais promissores nos últimos anos, devido às suas vantagens, como baixa taxa de emissão de CO2 na sua produção, protocolo de síntese fácil, disponibilidade local das matérias-primas, boa resistência térmica, estrutura porosa leve, endurecimento rápido em baixa temperatura. Grande parte da literatura está voltada para a produção de geopolímeros usando fly ash e metacaulim. No entanto, é importante a busca por novos materiais para produção de geopolimeros para situações nas quais se observa baixa disponibilidade de tais precursores. Diante do exposto, este projeto propõe investigar a viabilidade do uso de bentonita como precursor geopolimérico, pois além de ser um aluminossilicato disponível em regiões onde há baixa disponibilidade de metacaulim e fly ash, pode contribuir para produzir geopolímeros mais porosos adequados a aplicações especiais, como isolamento térmico, adsorção de contaminantes, transporte de gases, entre outras. Nesta pesquisa, serão avaliados os efeitos da razão molar SiO2/Al2O3, da concentração de álcali e da temperatura de cura nas propriedades mecânicas (resistência à compressão), reológicas (estudo de viscosidade, limite de escoamento e tempo de pega) e estrutura de poros (por tomografia) dos geopolímeros produzidos. A caracterização da matéria-prima e dos geopolímeros será realizada por DRX, FRX, FTIR e MEV. Espera-se compreender como a razão sílica/alumina, concentração de álcali e temperatura de cura afetam as propriedades mecânicas e reológicas de geopolímeros produzidos com bentonita, bem como a formação de estrutura de poros regular, sem a necessidade de incorporação de agentes formadores de espuma.
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MARIANA DE LUCENA CORRÊIA CAMPOS
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APERFEIÇOAMENTO E APLICAÇÃO DE MODELO HIDROLÓGICO CHUVA-VAZÃO PARA SIMULAÇÃO SUB-DIÁRIA DE EVENTOS DE CHEIAS.
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Orientador : JOSE ALMIR CIRILO
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MEMBROS DA BANCA :
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JOSE ALMIR CIRILO
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SAULO DE TARSO MARQUES BEZERRA
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JAIME JOAQUIM DA SILVA PEREIRA CABRAL
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Data: 30/08/2023
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Enchentes são geralmente desencadeadas pela ocorrência de um evento extremo de precipitação, sendo influenciadas pelo relevo, cobertura vegetal e características de drenagem. Os eventos de cheias caracterizadas por um intervalo menor que 1 dia, ou seja, inundações repentinas, são observadas em bacias hidrográficas montanhosas e áreas urbanas com pouca permeabilidade, que quando combinado com um extremo de chuva, acarreta danos drásticos e com pouco tempo de alerta. Lidar com esse tipo de desastre requer medidas eficientes, e dados de entrada sub-diários. Desta forma, a modelagem hidrológica surge como uma ferramenta não estrutural importante para subsidiar os estudos desses eventos. Assim, essa pesquisa objetiva desenvolver a adequação do modelo hidrológico CAWM – Campus Agreste Watershed Model para a sua utilização em simulações sub-diárias, a fim de compreender os comportamentos das cheias e inundações em bacias hidrográficas propensas a esses fenômenos. A metodologia propõe a comparação do CAWM sub-diário com o modelo GR4H – Modèle du Génie Rural à 4 paramètres Horaires para quatro bacias hidrográficas localizadas no estado de Pernambuco, Alagoas e Minas Gerais. Os dados de entrada incluem características físicas da bacia, informações hidrológicas, dados do solo e informações sobre a rede de drenagem. Os resultados mostraram que as adaptações realizadas, apresentam resultados satisfatórios e promissores. De modo geral, os eventos calibrados mostram métricas satisfatória e melhor desempenho do CAWM sub-diário na comparação com o GR4H. Contudo, a pouca disponibilidade e falha dos dados telemétricos foram dificuldades encontradas para desenvolver o estudo, o que justifica a análise de um número limitado de eventos. Para a validação dos eventos, os ajustes não foram satisfatórios em alguns casos, como no Capibaribe para ambos os modelos. Em geral, os resultados e adaptações para a versão CAWM sub-diária são positivas. No entanto, é importante ressaltar que o modelo continua passando por aprimoramentos constantes para melhor auxiliar os estudos e as tomadas de decisão relacionadas a eventos de cheias e inundações.
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Enchentes são geralmente desencadeadas pela ocorrência de um evento extremo de precipitação, e influenciadas pelo relevo, cobertura vegetal e drenagem. Os eventos de cheias caracterizadas por um intervalo menor que 1 dia, ou seja, inundações repentinas, são observadas em bacias hidrográficas montanhosas e áreas urbanas com pouca permeabilidade, que quando combinado com um extremo de chuva, acarreta em danos drásticos e com pouco tempo de alerta. Lidar com esse tipo de desastre requer medidas eficientes, e dados de entrada sub-diários. Desta forma, a modelagem hidrológica surge como uma ferramenta não estrutural importante para a previsão desses eventos. Assim, essa pesquisa objetiva desenvolver a adequação do modelo hidrológico CAWM – Campus Agreste Watershed Model para a sua utilização em simulações sub-diárias para que possam ser conhecidos os comportamentos dos eventos de enxurradas nas bacias hidrográficas favoráveis à sua ocorrência. A metodologia propõe a comparação do CAWM sub-diário com o modelo GR4H – Modèle du Génie Rural à 4 paramètres Horaires para 3 bacias hidrográficas localizadas no estado de Pernambuco e Alagoas através de dados de entrada como as caraterísticas físicas da bacia, dados hidrológicos, dados de solo e redes de drenagem. Os resultados preliminares mostram que as adaptações até aqui realizadas, apresentam resultados satisfatórios e promissores, entretanto, a fase de aprimoramento do modelo ainda está em fase de refinamento. Os eventos calibrados mostram métricas satisfatória e melhor desempenho do CAWM sub-diário na comparação com o GR4H. A pouca disponibilidade e falha dos dados telemétricos são dificuldades encontradas para desenvolver o estudo, e justificativa para os poucos eventos analisados. Espera-se nas etapas posteriores, identificar e simular outros eventos de Flash Floods e analisar a necessidade ou não, de novas adaptações no modelo atual do CAWM sub-diário.
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RAUL CESAR DE ANDRADE SOARES
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ESTUDO NUMÉRICO DA VENTILAÇÃO NATURAL E CONFORTO TÉRMICO EM ARRANJOS DE EDIFICAÇÕES
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Orientador : GUSTAVO BONO
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MEMBROS DA BANCA :
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GUSTAVO BONO
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MARIANA FERNANDES DOS SANTOS VILLELA
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LIERCIO ANDRE ISOLDI
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Data: 30/08/2023
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O Brasil é um país de clima predominantemente quente, portanto, métodos de obtenção de ventilação natural devem ser considerados como meio de se obter conforto térmico de ambientes. O presente trabalho, tem como proposta investigar a ventilação natural e o conforto térmico de arranjos de edificações, fazendo uso da Mecânica dos Fluidos Computacional. Para isso será utilizado o software OpenFOAM. Serão analisados tanto os fluxos quanto as variáveis de temperatura, em uma única simulação acoplada, onde os campos de velocidade, pressão e temperatura são resolvidos. Foram analisados quatro solver’s, sendo dois nativos do próprio OpenFOAM, e dois adaptados para resolver as equações de energia sem a consideração de efeitos de convecção natural. Para validação dos códigos foram analisados problemas tridimensionais utilizando-se o modelo de turbulência k- ε padrão. Posteriormente, foi realizada a análise de arranjos de edificações, em modelos bidimensionais e tridimensionais. Inicialmente analisou-se um arranjo bidimensional de três geometrias variando o distanciamento entre elas como também a inclinação do solo, finalmente um modelo tridimensional de um projeto típico de residência do programa Minha casa, minha vida, inserida em um arranjo de edificações simulando um conjunto habitacional, variando-se a posição da residência. No caso dos arranjos bidimensionais, de forma geral, observou-se que as casas a sota-vento tiveram menores vazões e maiores temperaturas, em alguns casos 88% menos vazão de ar em relação a primeira, e temperaturas médias internas consideravelmente maiores, tendo o caso de maior diferença +9,4k em relação a casa a barlavento. Porém observou-se que aumentar o distanciamento e inclinação do solo diminuiu consideravelmente essas diferenças, tendo o caso mais afastado e mais inclinado, uma diferença máxima de 18% na vazão, e uma diferença de temperatura máxima de 4,8K. Na análise do modelo padrão Minha casa, Minha vida, foi possível observar que alguns cômodos obtiveram desconforto térmico para o frio, causado pelas velocidades de vento, principalmente na casa a barlavento. As casas a sota-vento tiveram menos cômodos como desconforto para o frio, ficando a maioria dos ambientes dentro das faixas de conforto térmico.
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O Brasil é um país de clima predominantemente quente, métodos de obtenção de ventilação natural devem ser considerados como meio de se obter conforto térmico de ambientes. A proposta é investigar a ventilação natural e o conforto térmico de edificações, fazendo uso da Mecânica dos Fluidos Computacional. Para isso será utilizado o software OpenFoam, sendo o mesmo um programa livre e de código aberto. Serão analisados tanto os fluxos quanto as variáveis de temperatura, em uma única simulação acoplada, onde os campos de velocidade, pressão e temperatura são resolvidos. O solver BuoyantBoussinesqPimpleFoam, foi utilizado para tal análise em regimes: turbulentos, incompressíveis e transientes. Para validação do código foi analisado um problema bidimensional de um cilindro quadrado com temperatura, e um exemplo da cavidade aquecida, utilizando o modelo de turbulência LES.
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DÊNIA SANTOS DE OLIVEIRA
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ANÁLISE DO IMPACTO DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO NA MODELAGEM HIDROLÓGICA EM REGIÕES SEMIÁRIDAS E ÚMIDAS
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Orientador : JOSE ALMIR CIRILO
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MEMBROS DA BANCA :
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JOSE ALMIR CIRILO
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ARTUR PAIVA COUTINHO
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ALFREDO RIBEIRO NETO
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Data: 30/08/2023
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Este estudo se concentra na análise do impacto da evapotranspiração em regiões semiáridas e úmidas usando o modelo hidrológico Campus Agreste Watershed Model (CAWM). Foram utilizados dois conjuntos de dados para estimar a evapotranspiração: dados das Normais Climatológicas do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) e dados do Global Reference Evapotranspiration (Global ET0), baseado na equação de Penman-Monteith, uma metodologia internacionalmente reconhecida. O CAWM é um modelo hidrológico conceitual com versões específicas para regiões semiáridas (Versão IV) e úmidas (Versão V), desenvolvido na Universidade Federal de Pernambuco. Essas versões visam simplificar a aplicação do modelo, reduzindo a necessidade de dados de calibração e facilitando a regionalização entre bacias hidrográficas. A pesquisa incluiu a calibração e validação dos parâmetros do CAWM em 13 sub-bacias. Os resultados revelaram diferenças notáveis na evapotranspiração entre as regiões semiáridas e úmidas. Em muitas sub-bacias semiáridas, a evapotranspiração potencial estimada pelo INMET superou consistentemente os valores globais. Já nas sub-bacias das regiões úmidas, houve divergências nos valores de evapotranspiração entre os dois conjuntos de dados. Foi observado que a evapotranspiração varia significativamente entre essas regiões. A precisão dos dados de evapotranspiração afetou as simulações de vazões, especialmente nas regiões úmidas. A estimativa precisa da evapotranspiração é fundamental tanto em regiões semiáridas quanto em áreas úmidas. Nas regiões semiáridas, é crucial para a gestão dos recursos hídricos e a adaptação às mudanças climáticas, enquanto nas regiões úmidas, desempenha um papel essencial na previsão de eventos extremos, na gestão sustentável da água e na conservação de ecossistemas aquáticos. Em ambos os casos, a compreensão adequada da evapotranspiração é essencial para decisões informadas sobre recursos hídricos e biodiversidade. Portanto, o desenvolvimento contínuo de técnicas precisas de estimativa da evapotranspiração é imperativo.
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Os reflexos das mudanças climáticas são visíveis em várias partes do planeta, o exemplo do que vem acontecendo com os recursos hídricos. Alterações na dinâmica global da temperatura média do ar e das precipitações pluviométricas afetam a quantidade e, consequentemente, na qualidade desse recurso vital para sobrevivência humana. A evapotranspiração desempenha um papel vital no equilíbrio hídrico. A água da interceptação das plantas, a água de superfície e a água do solo são consumidas pela evapotranspiração. De acordo com as estatísticas, em áreas úmidas a evapotranspiração é responsável por cerca de 50% da precipitação anual, enquanto em regiões áridas por cerca de 90%. A modelagem hidrológica requer conhecimento aprofundado sobre o ciclo hidrológico, e consequentemente, sobre todos os processos físicos que ocorrem durante uma chuva, ou seja, a própria chuva ou precipitação, a interceptação, a evapotranspiração, a infiltração e o escoamento superficial. Todos esses processos são representados através de métodos matemáticos. O CAWM – Campus Agreste Watershed Model é um modelo hidrológico conceitual e concentrado desenvolvido na Universidade Federal de Pernambuco, busca simplificar sua utilização através de poucos parâmetros calibráveis, reduzindo assim, a quantidade de dados necessários para a calibração e simulação, além de objetivar o processo de regionalização de dados entre bacias hidrográficas distintas. Neste contexto, o presente estudo aplica o modelo chuva-vazão conceitual, o CAWM (Campus Agreste Watershed Model), para avaliar o efeito da evapotranspiração em regiões semiáridas e úmidas, utilizando dados de normais climatológicas do Instituto Nacional de meteorologia- INMET e dados globais relacionados aos processos de evapotranspiração, com base na implementação da equação de evapotranspiração de referência de Penman-Monteith (FAO 56). As áreas que estão sendo analisadas nesse estudo compreendem rios intermitentes (Capibaribe, Ipojuca, Ipanema, Una, Pajeú, Canindé, Poti e Longá) e rios perenes (Tocantins, Araguaia, Parnaíba e Gurguéia), sendo em parte delas abordadas sub-bacias com dados que apresentem viabilidade para a pesquisa em questão.
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JESSICA MARIA DOS SANTOS LIMA
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TELHADO ECOLÓGICO EM CLIMA SEMIÁRIDO: INVESTIGAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA
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Orientador : ERIKA PINTO MARINHO
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MEMBROS DA BANCA :
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ANDERSON LUIZ RIBEIRO DE PAIVA
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ERIKA PINTO MARINHO
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LEIDJANE MARIA MACIEL DE OLIVEIRA
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Data: 05/09/2023
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O uso de materiais recicláveis para construção de telhados verdes ecológicos pode ser uma forma de ampliar seu uso, uma vez que pode substituir camadas mais caras do projeto por materiais de baixo custo e facilidade de execução. Além do custo do projeto, é importante observar que a irregularidade nas chuvas e a escassez hídrica em regiões semiáridas também são barreiras para sua adoção pela população de baixa renda. Entretanto, é possível tornar o sistema autossustentável usando cobertura vegetal resistente a longos períodos de estiagem e aproveitar a água escoada para sua irrigação. Para isso, torna-se necessário conhecer os parâmetros de físico-químicos da água percolada. Neste trabalho, foi realizado um estudo sobre a influência da cobertura vegetal típica do semiárido pernambucano na qualidade da água escoada em telhados verdes ecológicos construídos com garrafas PET. Por meio de chuvas simuladas utilizando água destilada com a intensidade média história máxima dos últimos 50 anos, do município de Caruaru/PE. O solo utilizado no substrato dos arranjos passou por analises de densidade seca, umidade atual, perca ao fogo, o pH antes e depois das simulações esse depois realizado de forma individual em cada arranjo. Foram analisados três tipos de vegetações diferentes (Echeveria Peacockii; sansevieria trifasciata e a brasiliopuntia brasiliensis), visando caracterizar a qualidade da água escoada de acordo com os parâmetros: cor, sólidos dissolvidos totais; turbidez; pH; condutividade elétrica; nitrogênio-nitrato; nitrogênio-amoniacal; fósforo-fosfato; cálcio; cloreto; carbonato; bicarbonato; ferro, alcalinidade, dureza total, e sulfato. Destes parâmetros os ficaram acima do estabelecido pelo CONAMA e Embrapa foi cor verdadeira, fósforo e alcalinidade, que podem ser reduzidos com a utilização de filtros. Os dados obtidos foram tratados estatisticamente usando ANOVA a fim de avaliar se os arranjos possuem semelhanças.
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Telhados verdes são uma alternativa para auxiliar a drenagem de águas pluviais, e evitar eventos de inundações nos centros urbanos, onde se observa altas taxas de impermeabilização do solo. Além disso, têm ótima estética e ajudam a melhorar o conforto térmico e a qualidade do ar das cidades. No entanto, essa tecnologia tem custo elevado para sua instalação e manutenção. O uso de materiais recicláveis para construção de telhados verdes ecológicos pode ser uma forma de ampliar seu uso, uma vez que pode substituir camadas mais caras do projeto por materiais de baixo custo e facilidade de execução. Além do custo do projeto, é importante observar que a irregularidade nas chuvas e a escassez hídrica em regiões semiáridas também são barreiras para sua adoção pela população de baixa renda. Entretanto, é possível tornar o sistema autossustentável usando cobertura vegetal resistente a longos períodos de estiagem e aproveitar a água escoada para sua irrigação. Para isso, torna-se necessário conhecer os parâmetros de físico-químicos da água percolada. Na comunidade científica, há poucas informações sobre a adequação da água escoada em telhados verdes para sua autoirrigação, uma vez que a água que percola o telhado sofre influência de vários fatores entre eles da cobertura vegetal. Neste trabalho, será realizado um estudo sobre a influência da cobertura vegetal típica do semiárido pernambucano na qualidade da água escoada em telhados verdes ecológicos construídos com garrafas PET. Serão analisadas três tipos com vegetações diferentes (Echeveria Peacockii; sansevieria trifasciata e a brasiliopuntia brasiliensis), visando caracterizar a qualidade da água escoada de acordo com os parâmetros: cor, sólidos dissolvidos totais; turbidez; pH; condutividade elétrica; nitrogênio-nitrato; nitrogênio-amoniacal; fósforo-fosfato; cálcio; magnésio; sódio; potássio; cloreto; carbonato; bicarbonato; boro; sulfato e razão de adsorção de sódio. Serão realizadas chuvas artificiais simulando a média história máxima dos últimos anos. calculada conforme dados da Agência Pernambucana de Águas e Climas (APAC) do município de Caruaru/PE. Os dados obtidos serão tratados estatisticamente usando ANOVA a fim de avaliar se as espécies vegetais estudadas têm influência na qualidade da água. Espera-se compreender como a água é afetada pela passagem nos telhados ecológicos deste estudo e se é viável o seu aproveitamento para autosustentação do telhado pelo reuso direto, ou se será necessário realizar algum processo de tratamento.
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GILVANDRO BARBOSA TITO
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LOCALIZAÇÃO E DETECÇÃO DE VAZAMENTOS EM UM SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA: ESTUDO DE CASO NA REGIÃO METROPOLITANA DO RECIFE-PE
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Orientador : SAULO DE TARSO MARQUES BEZERRA
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MEMBROS DA BANCA :
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ELIZABETH AMARAL PASTICH GONCALVES
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LAIS REGIS SALVINO
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SAULO DE TARSO MARQUES BEZERRA
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Data: 26/10/2023
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A perda de água nas redes urbanas de distribuição de água é um dos grandes problemas para as entidades gestoras do saneamento. No Brasil, a quantidade de água perdida na distribuição ainda é alarmante, acima de 40% (SNIS, 2021), quando comparada com as dos países desenvolvidos. Uma porcentagem significativa dessa água perdida é devido aos vazamentos nos sistemas de distribuição de água, acelerando a deterioração da infraestrutura e trazendo prejuízo financeiro para as companhias. O objetivo deste trabalho foi realizar um diagnóstico preciso das perdas utilizando as metodologias do balanço hídrico (BH) e da vazão mínima noturna (VMN), e localizar e detectar vazamentos em uma rede de distribuição através da modelagem hidráulica. Neste estudo de caso, foi utilizado o distrito de medição e controle 39 do sistema de abastecimento de água da Região Metropolitana do Recife/PE. Os dados de vazão e pressão utilizados foram cedidos pela Companhia de Saneamento de Pernambuco (COMPESA). Após aplicar os métodos do BH e da VMN, as perdas reais calculadas para ambos os métodos foram compatíveis, mas com valores superiores à média nacional. Já a modelagem hidráulica, mostrou-se uma ferramenta eficaz na tomada de decisão, apontando os trechos com prováveis pontos de vazamentos na rede, assim reduzindo a área de atuação dos técnicos que atuam no controle ativo de vazamentos. Desta forma, melhorando a gestão operacional da companhia, amenizando as pressões sociais, política e ambientais.
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As perdas de água nas redes urbanas de distribuição de água, é um dos grandes problemas para as entidades gestoras do saneamento. No Brasil, a quantidade de água perdida na distribuição ainda é alarmante, acima de 40% (SNIS, 2022), comparada com as dos países desenvolvidos. Uma porcentagem significativa dessa água perdida é devido a vazamentos nos sistemas de distribuição de água, acelerando a deterioração da infraestrutura e trazendo prejuízo financeiro para as companhias. Um dos métodos para controlar e reduzir perdas reais, é o uso de modelos hidráulicos para detectar e localizar vazamentos em redes de distribuição de água. O objetivo deste estudo é apresentar estratégias para o diagnóstico, controle e redução de perdas reais, principalmente, por vazamentos, em um distrito de medição e controle do sistema de abastecimento de água da Região Metropolitana do Recife/PE, utilizando a modelagem hidráulica como ferramenta de tomada de decisão. Espera-se identificar os trechos com prováveis pontos de vazamentos na rede, assim reduzindo as áreas de atuação dos técnicos que atuam no controle ativo de vazamentos, principalmente, não visíveis. Desta forma, melhorando a gestão operacional da companhia, amenizando as pressões sociais, política e ambientais.
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ALICE COSTA DE ALMEIDA
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ESTUDO NUMÉRICO DA VENTILAÇÃO NATURAL EM ARRANJO DE EDIFICAÇÕES DISTRIBUIDAS EM SÉRIE
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Orientador : GUSTAVO BONO
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MEMBROS DA BANCA :
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GUSTAVO BONO
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MARIANA FERNANDES DOS SANTOS VILLELA
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RENATO VAZ LINN
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Data: 30/10/2023
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Nos últimos anos, a urbanização e o crescimento desordenado têm causado mudanças significativas no clima das cidades, resultando em ilhas de calor e desconforto térmico. Em regiões de clima quente, como o Nordeste brasileiro, a ventilação natural tem sido uma das formas mais eficientes de proporcionar conforto térmico. Com o objetivo de avaliar o efeito da vizinhança sobre a ventilação natural, estudam-se modelos genéricos de edificações com aberturas inseridas em diferentes configurações de vizinhança. Analisa-se, por meio do software OpenFOAM, como o distanciamento, distribuição e modelo simulado (2D ou 3D) influenciam a ventilação natural cruzada. Neste contexto, simulam-se diferentes configurações de um modelo de edificação com aberturas em faces opostas, variando a ordem e disposição da vizinhança com as mesmas dimensões e sem aberturas. Foi realizado um estudo paramétrico considerando nas simulações 2D e 3D os principais parâmetros do escoamento em diferentes arranjos dispostos em série, intercaladas com espaçamentos variando em L, 2L e 3L, sendo L igual à largura da edificação. Para o tratamento da turbulência, foi utilizado a metodologia RANS com o modelo de fechamento k-ω SST. Os resultados obtidos por meio das simulações mostraram que a configuração da vizinhança exerce uma influência significativa no escoamento de ar nas aberturas, sendo que o aumento da distância entre as edificações favorece a ventilação natural. O estudo paramétrico revelou que os modelos simulados em 2D tendem a superestimar parâmetros, como velocidade e energia cinética, quando comparados aos modelos em 3D. Parâmetros como vazão e largura do jato seguem uma proporção semelhante em relação ao espaçamento entre edificações dos modelos 2D e 3D, indicando uma certa relação entre eles. No entanto, é crucial reconhecer as limitações da modelagem 2D, que apresenta uma simplificação significativa, embora ofereça vantagens em termos de tempo de processamento e custo computacional.
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Nos últimos anos, a urbanização em paralelo com a construção não planejada provocou mudanças climáticas significativas, resultando em ondas de calor que geram desconforto térmico. Um dos meios passivos mais eficientes para obtenção do conforto trata-se da ventilação natural como forma de condicionamento, principalmente em regiões de clima quente como o nordeste brasileiro. Com o objetivo de prever a ventilação natural em modelos genéricos de edificação, através de ferramentas numéricas baseadas na Dinâmica dos Fluídos Computacionais, empregou-se o software livre e de código aberto OpenFOAM, que utiliza do Método dos Volumes Finitos para solução das equações que regem o modelo; a fim de resolver problemas em que modelos experimentais ou analíticos sejam incapazes de solucionar de forma rápida e confiável. Nesse contexto, serão simuladas diferentes configurações de um modelo de edificação genérica variando a vizinhança, com o intuito de poder estimar o desempenho da ventilação natural, através do modelo de turbulência RANS SST k-ω .
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MARIA DAS GRAÇAS MONTEIRO ALMEIDA DE MELO
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TÉCNICAS DE REDUÇÃO DA EVAPORAÇÃO EM RESERVATÓRIOS DE ÁGUA: APLICAÇÃO DE COBERTURAS FÍSICAS
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Orientador : ANDERSON LUIZ RIBEIRO DE PAIVA
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MEMBROS DA BANCA :
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ANDERSON LUIZ RIBEIRO DE PAIVA
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ANTONIO CELSO DANTAS ANTONINO
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JAIME JOAQUIM DA SILVA PEREIRA CABRAL
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Data: 31/10/2023
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A escassez hídrica é uma difícil realidade enfrentada pela população nas regiões áridas e semiáridas e agravada pelos efeitos das mudanças climáticas. A quantidade e qualidade da água em armazenamento é de suma importância para a existência humana, animal, bem como, para o desenvolvimento econômico da região. Sendo o semiárido brasileiro marcado pelas altas taxas de evaporação, objetivou-se avaliar os efeitos do uso de coberturas em reservatórios de água para reduzir a evaporação. Empregou-se, assim, na primeira fase de experimentação, as seguintes coberturas: Telas de polietileno na cor branca (TB), verde (TV), preta com abertura pequena (TPP) e preta com abertura grande (TPG); Garrafas de Polietileno Tereftalato (PET) com transparência em verde (250 mL) e incolor (200 mL); e embalagens do tipo TetraPak. Foi constatado os melhores percentuais de redução para as coberturas de Tetrapak (48,92%), PET incolor (27,44%) e TPG (25,35%), na fase 1. Assim, essas foram as coberturas selecionadas para a Fase 2 de experimentação, da qual se difere da primeira por utilizar reservatórios de proporção mais robusta (500l). A única cobertura que se mostrou eficaz nessa fase, que foi marcada por período chuvoso, foi a constituída por Pet incolor, com redução da evaporação em 50,50%. Quanto a qualidade da água, na fase 1 verificou-se visualmente que o uso das coberturas do tipo telas de polietileno e tetrapak proporcionou melhores aspectos em relação a coloração, lodo e presença de elementos poluidores quando comparados ao reservatório de referência. No entanto, a presença de plástico foi observada ao utilizar a cobertura de TetraPak. Já para as análises de laboratório efetuadas na fase 2, não foram identificadas mudanças significativas na qualidade da água.
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A escassez hídrica é uma difícil realidade enfrentada pela população nas regiões áridas e semiáridas e agravada pelos efeitos das mudanças climáticas. A quantidade e qualidade da água em armazenamento é de suma importância para a existência humana, animal, bem como, para o desenvolvimento econômico da região. Sendo o semiárido brasileiro marcado pelas altas taxas de evaporação, objetivou-se avaliar os efeitos do uso de coberturas em reservatórios de água para mitigar a evaporação. Empregou-se, assim, na primeira fase de experimentação, as seguintes coberturas: Telas de polietileno na cor branca (TB), verde (TV), preta com abertura pequena (TPP) e preta com abertura grande (TPG); Garrafas de Polietileno Tereftalato (PET) com transparência em verde (250 mL) e incolor (200 mL); e embalagens do tipo TetraPak. Das medições da primeira fase foi constatado a melhor eficiência para as coberturas de Tetrapak (x%), TPG (x%), e PET incolor (x%). Dessa forma, essas foram as coberturas selecionadas para a fase 2 de experimentação, da qual se difere da outra por utilizar reservatórios de proporção mais robusta (500l). Quanto a qualidade da água, na fase 1, verificou-se visualmente que o uso das coberturas do tipo telas de polietileno e tetrapak proporcionou melhores aspectos em relação a coloração, lodo e presença de elementos poluidores quando comparados ao reservatório de referência. No entanto, a presença de plástico foi observada ao utilizar a cobertura de TetraPak, em virtude da rápida degradação desse material.
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HENRIQUE TAVARES LIMA
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AVALIAÇÃO NUMÉRICA E EXPERIMENTAL DE PARÂMETROS DINÂMICOS EM ESTRUTURAS DE PISO
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Orientador : DOUGLAS MATEUS DE LIMA
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MEMBROS DA BANCA :
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DOUGLAS MATEUS DE LIMA
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GUSTAVO BONO
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MOACIR KRIPKA
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RUI MANUEL DE MENEZES E CARNEIRO DE BARROS
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Data: 28/11/2023
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Este trabalho aborda o impacto do desenvolvimento tecnológico e de materiais leves na construção, destacando a suscetibilidade das estruturas a vibrações de carregamentos dinâmicos. Dois estudos de caso foram conduzidos em Pernambuco, Brasil: um edifício comercial em Gravatá com lajes de concreto pré-fabricadas, submetidas a uma máquina rotativa, e uma residência em Sairé construída com contêineres marítimos sujeita a carregamentos dinâmicos humanos. O estudo emprega abordagens experimentais e numéricas. A avaliação dinâmica utilizou smartphones com sensores MEMS e o aplicativo myFrequency, revelando resultados satisfatórios e custo inferior aos modelos comerciais. Além disso, a modelagem numérica com o software SCIA Engineer V21.1 complementou as análises. Em ambos os casos, a metodologia adotada proporcionou uma compreensão prática, rápida e confiável do comportamento dinâmico das estruturas leves, contribuindo para a eficiência na avaliação e projeto dessas construções.
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O desenvolvimento tecnológico e implementação de materiais leves para confecção de edificações resultou em estruturas mais suscetíveis aos efeitos de vibração exercidos por carregamentos dinâmicos, portanto, torna-se mais relevantes a obtenção de parâmetros dinâmicos de forma prática, rápida e confiável. Então, este trabalho apresenta-se como dois estudos de casos, sendo realizadas análises do comportamento dinâmico de lajes estruturais confeccionadas com sistema Steel Deck, estrutura de piso de contêineres marítimos e lajes pré-fabricadas. O estudo foi realizado em edificações que se encontram nas cidades de Gravatá e Sairé, no estado de Pernambuco, Brasil. Portanto, esse trabalho buscou avaliar as características dinâmicas através da abordagem experimental, com a realização do impacto de calcanhares, obtenção dos dados de acelerações, com o auxílio de um smartfone equipado com um sistema micro-eletromecânico (MEMS) e com o aplicativo MyFrequency. A realização da modelagem numérica se deu com a utilização do software SCIA Engineer V21.1, e por fim, se propõe a realização do cálculo analítico desses elementos de laje por meio da teoria de placas ortotrópicas. O primeiro objeto de estudo se caracteriza como uma edificação em concreto armado, com piso estruturado com laje pré-fabricada com finalidade de uso comercial, fazendo uso de máquina rotativa. Duas lajes do edifício apresentaram resultados experimentais de 15,64% e 14,63% para razão de amortecimento e 19, 25 𝐻𝑧 e 14, 90 𝐻𝑧 de média da frequência experimental, respectivamente, na análise numérica, também apresentaram valores de frequência de 17, 98 𝐻𝑧 e 14, 00 𝐻𝑧, respectivamente, com aplicação de uma carga harmônica de 8, 33 𝐻𝑧 (500 𝑟𝑝𝑚). O segundo objeto de estudo se trata de uma residência edificada com a reutilização de contêineres marítimos, com lajes estruturadas por estrutura de piso do contêiner e lajes mistas Steel Deck. A edificação possui parte da estrutura de piso em balanço, com dimensões de 4, 00 𝑚 de comprimento e 8, 24 𝑚 de largura. Apresentando médias, nessa região, de 7, 0 𝐻𝑧 e 7, 14%, para frequência e amortecimento, obtidos experimentalmente, e média de valor de 6, 46 𝐻𝑧 de acordo com a abordagem numérica. Espera-se com os resultados obtidos comparar as três metodologias aplicadas, buscando validar a utilização dos chips (MEMS) na avaliação dinâmica dessas estruturas, pois esse sistema apresenta um custo inferior quando comparado aos modelos comerciais.
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JOÃO ARTHUR VIANA DE SOUSA
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OTIMIZAÇÃO TOPOLÓGICA DE SISTEMAS DE CONTRAVENTAMENTO EM EDIFÍCIOS ALTOS CONSIDERANDO OS EFEITOS AERODINÂMICOS DA VIZINHANÇA ATRAVÉS DE CFD
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Orientador : GUSTAVO BONO
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MEMBROS DA BANCA :
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GUSTAVO BONO
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FELIPE SCHAEDLER DE ALMEIDA
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LIERCIO ANDRE ISOLDI
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Data: 15/12/2023
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As últimas décadas têm sido testemunhas da acelerada verticalização dos centros urbanos como resposta ao aumento da demanda por espaço comercial e habitacional. Edificações cada vez mais altas e esbeltas têm se erguido e, devido à sua sensibilidade às cargas laterais, os estudos relacionados à quantificação dos esforços causados pelo vento têm se tornado cada vez mais importantes. Ao passo que o desenvolvimento da sociedade requer o uso de cada vez mais recursos naturais, a crescente consciência ambiental torna imperativa a necessidade de que o uso desses recursos seja cada vez mais racional. Nesse contexto, o presente trabalho empregou o método de Otimização Topológica Solid Isotropic Material with Penalization (SIMP) para gerar sistemas de contraventamento tridimensionais otimizados com relação à rigidez. Para tanto, o código top3dmgcg sofreu alterações que lhe permitiram impor técnicas de controle de leiaute, como simetria e repetição de padrões, às estruturas otimizadas, aumentando sua exequibilidade. Para determinação das cargas do vento foi empregado o software de distribuição livre e código aberto OpenFOAM. O escoamento do vento foi simulado empregando-se a metodologia baseada nas equações médias de Reynolds (RANS) e o modelo de fechamento de turbulência Shear Stress Transport κ-ω (SST). De modo a representar a realidade dos centros urbanos, o estudo considerou uma edificação principal cercada por edificações vizinhas de diferentes alturas com o vento incidindo em diferentes direções. No estudo, analisa-se como os efeitos aerodinâmicos devido à variação de altura e incidência do vento, bem como os parâmetros do SIMP, influenciam a solução ótima. Os resultados demonstraram que, apesar dos parâmetros geométricos da vizinhança influenciarem fortemente as cargas impostas à edificação principal, os fatores de maior influência sobre a otimização topológica são as técnicas de controle de leiaute.
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A concepção de uma edificação alta ou esbelta tem como uma das preocupações fundamentais o estabelecimento de um sistema estrutural capaz de resistir aos carregamentos horizontais oriundos do vento. À medida que cresce a necessidade de se construir edifícios altos de maneira cada vez mais econômica e segura, cresce também a necessidade de avaliar os efeitos do vento de maneira mais rápida e precisa. Nesse sentido, o presente trabalho busca implementar, em ambiente de programação MATLAB, um código de Otimização Topológica (OT) tridimensional, através do método SIMP (Solid Isotropic Material with Penalization), para concepção de sistemas de contraventamento otimizados em relação a rigidez. Para aumentar a exequibilidade das soluções ótimas, são implementadas ao código de OT técnicas de controle de leiaute, como simetria e repetição de padrões. Para determinação das cargas laterais faz-se uso da Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD), através do programa de distribuição livre e código aberto OpenFOAM empregando-se o modelo de turbulência k-ω SST, que é baseado nas equações médias de Reynolds. Os casos simulados são de edificações situadas em ambientes urbanos, isto é, cercadas de edificações vizinhas com diferentes alturas, o que permite avaliar como os parâmetros geométricos da vizinhança são capazes de alterar o resultado da otimização topológica.
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IALYSSON DA SILVA MEDEIROS
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INFLUÊNCIA DA INTERAÇÃO SOLO-ESTRUTURA NO COMPORTAMENTO DO CONJUNTO TORRE-FUNDAÇÃO DE AEROGERADORES DE EIXO HORIZONTAL
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Orientador : MARIA ISABELA MARQUES DA CUNHA VIEIRA BELLO
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MEMBROS DA BANCA :
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LEILA BRUNET DE SA BESERRA
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MARIA ISABELA MARQUES DA CUNHA VIEIRA BELLO
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RUI MANUEL DE MENEZES E CARNEIRO DE BARROS
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Data: 18/12/2023
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O aumento exponencial na construção de sistemas de geração de energia por aerogeradores tem impulsionado a necessidade de torres mais altas em busca de ventos mais fortes, resultando em desafios para o desenvolvimento de soluções estruturais. A presente dissertação tem como objetivo analisar a influência da Interação Solo-Estrutura (ISE) no comportamento do conjunto torre-fundação de aerogeradores de eixo horizontal. Foi adotado um modelo de torre tubular de aço do tipo S355J2 de 120 m de altura, projetada para sustentar um aerogerador no padrão SWT-3.2-113. São utilizados os dados da caracterização geotécnica do solo a partir dos resultados de 12 (doze) furos de sondagem à percussão (Standard Penetration Test - SPT) e de 4 (quatro) ensaios de prova de carga estática (PCE). O software ANSYS, baseando-se no Método dos Elementos Finitos (MEF) foi empregado para analisar a influência da ISE no comportamento do conjunto torre-fundação. Diferentes modelos estruturais, com variações nos apoios da base e efeitos geométricos de 1ª e 2ª ordem, são considerados. A análise destaca a sensibilidade às condições de apoio, sendo que o modelo com apoios elásticos apresenta o maior deslocamento de 1,899 m, evidenciando a influência significativa da ISE e dos efeitos de 2ª ordem. A distribuição da tensão de von Mises no flange basal da torre revela aumento significativo, atingindo 73,4 MPa com a ISE e efeitos de 2ª ordem, um aumento de 30,11% em relação ao modelo sem essas considerações. A variação da tensão ao longo da altura da torre destacou um aumento considerável nas tensões. Considerando os efeitos de 2ª ordem, a tensão aumenta em cerca de 8,34% em comparação com os modelos de base fixa e indeslocável, e 7,11% em relação ao modelo que considera apenas os efeitos de 1ª ordem. No entanto, a estrutura demonstra uma margem de segurança de 13,32% em relação à capacidade de carga do material, assegurando que a torre suporte as condições de carregamento. Análises na fundação indicam um aumento significativo nas tensões, ultrapassando a tensão admissível do concreto em 24,3%, destacando a necessidade de otimizações na modelagem da fundação a fim de verificar de forma mais precisa essas tensões. Os resultados mostram a importância da consideração da ISE e da não-linearidade geométrica para uma representação mais precisa da resposta global da estrutura. Para o projeto e aprimoramento de estruturas eólicas deve-se considerar os fatores críticos como deslocamentos, tensões sob as interações entre a estrutura e o solo.
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Considerando a perspectiva ambiental atual, o crescimento da geração de energia dirige-se para o uso de fontes renováveis, que vem ganhando força nos últimos anos, como é o caso da energia eólica, oriunda da ação do vento. Observa-se um crescimento exponencial da construção desses sistemas para obtenção de energia, no qual, atualmente o Brasil ocupa a 3ª posição em potência instalada no ranking dos países produtores de energia elétrica a partir de aerogeradores. O crescimento na instalação de torres aerogeradores é ocasionado devido aos problemas de estiagem que afetam diretamente as usinas hidroelétricas que operam abaixo do esperado nesse período. No intuito de aumentar a potência gerada, é necessário a utilização de torres cada vez mais altas na busca de ventos mais fortes, e, por consequência, haverá um aumento da estrutura de suporte, ou seja, a fundação. O aumento das dimensões da fundação acerreta novos desafios no desenvolvimento de soluções para os projetos desses elementos, que envolve a busca por um desempenho compatível com a estrutura. Desta forma, o presente projeto de dissertação tem como objetivo principal a análise e dimensionamento estrutural de uma fundação rasa para uma torre tubular de aço, com 120 m de altura, para um aerogerador de eixo horizontal, levando em consideração a influência da interação solo-estrutura. Realizou-se, inicialmente, uma vasta revisão bibliográfica sobre o tema de estudo. Em seguida, foi realizado a caracterização geotécnica do solo a partir dos resultados de 12 (doze) furos de sondagem à percussão e de 4 (quatro) ensaios de prova de carga estática (PCE) realizados no Parque Eólico Casanova III, localizado no município de Casanova, Bahia. Foi utilizado o aerogerador modelo da National Research Laboratory (NREL) com potência nominal de 5 MW. Posteriormente, foi realizado um pré-dimensionamento estrutural adequado para o caso em estudo, de acordo com a capacidade de carga, características e especificações acerca do tombamento e deslizamento. Ademais, após estabelecidas as condições de contorno e desenvolvido um modelo de massa condensada da estrutura completa do aerogerador, serão desenvolvidos os modelos da estrutura criados no software ANSYS para análise estrutural mediante o método dos elementos finitos (MEF) e considerando uma análise progressiva. As restrições de projeto são relacionadas ao comportamento estrutural, levando em consideração a rigidez, resistência e estabilidade. Os modelos estudados na análise progressiva deverão apresentar resultados distintos entre as considerações, tendo variações consideráveis devido a influência da interação solo-estrutura (ISE) no modelo que considera a torre modelada como um elemento de casca com base de concreto armado e modelagem do solo como um semi-espaço infinito. A ISE deve proporcionar uma redistribuição das cargas na fundação e maior uniformização dos recalques. Os resultados obtidos permitirão mostrar a importância da consideração da ISE na análise e dimensionamento estrutural das fundações das torres de aerogerador. Por fim, espera-se que através dos resultados deste trabalho, seja definida uma metodologia construtiva para o sistema estrutural em análise, levando em consideração todo o projeto executivo da fundação.
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PEDRO BRAGA DA SILVA
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OTIMIZAÇÃO DE LAJES DE CONCRETO ARMADO TIPO BUBBLEDECK UTILIZANDO ALGORITMOS GENÉTICOS
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Orientador : GIULIANA FURTADO FRANCA BONO
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MEMBROS DA BANCA :
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CHARLEI MARCELO PALIGA
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GIULIANA FURTADO FRANCA BONO
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GUSTAVO BONO
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Data: 29/12/2023
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As lajes BubbleDeck surgiram no final do século XX como alternativa aos modelos até então existentes. Este sistema é caracterizado pela inserção de esferas plásticas no interior das lajes, proporcionando a redução do peso próprio em aproximadamente 35%. Devido seu recente ingresso no mercado da construção civil e a inexistência de normas técnicas para tratar o assunto, surge uma série de questionamentos acerca do método construtivo e das considerações para dimensionamento estrutural. Recomendações técnicas do fabricante sugerem que seu dimensionamento seja equiparado a uma laje maciça, isto é, a seção transversal retangular é utilizada no cálculo do equilíbrio dos esforços, e para simular a presença dos elementos de enchimento esférico, alguns coeficientes são atribuídos às equações. Sendo assim, o presente estudo tem como objetivo formular um modelo de otimização para a laje BubbleDeck, considerando uma rotina de cálculo desenvolvida a partir da análise da seção transversal da estrutura. Desta forma, inicialmente um projeto de laje foi proposto e este submetido a uma série de dimensionamentos, considerando os principais modelos estruturais existentes. Os resultados obtidos foram comparados com a proposta de dimensionamento desenvolvida para a laje BubbleDeck. Por fim, no software MATLAB foi utilizado o método dos Algoritmos Genéticos visando minimizar o volume de concreto utilizado para confecção da laje. Posteriormente, o método do Planejamento Estratégico (DOE) foi empregado para verificar a influência das variáveis no processo de otimização. Ainda foi analisada a influência de diversos parâmetros sobre o resultado ótimo, a partir da variação dos valores de comprimento e resistência característica à compressão do concreto.
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As lajes BubbleDeck surgiram no final do século XX como alternativa aos modelos até então existentes. Este sistema é caracterizado pela inserção de esferas plásticas no interior das lajes, proporcionando a redução do peso próprio em aproximadamente 35% (BUBBLEDECK-BR, 2022). Devido seu recente ingresso no mercado da construção civil e a inexistência de normas técnicas para tratar o assunto, surge uma série de questionamento acerca do método construtivo e das considerações para dimensionamento estrutural. Recomendações técnicas do fabricante sugere que seu dimensionamento seja equiparado a uma laje maciça, isto é, a seção transversal retangular é utilizada no cálculo do equilíbrio dos esforços, e para simular a presença dos elementos de enchimento esférico, alguns coeficientes são atribuídos as equações. Sendo assim, o presente estudo tem como objetivo formular um modelo de otimização para a laje BubbleDeck, considerando uma rotina de cálculo desenvolvida a partir da análise da autêntica seção transversal da estrutura. Desta forma, inicialmente um projeto de laje será proposto e este será submetido a uma série de dimensionamentos, considerando os principais modelos estruturais existentes. Os resultados obtidos serão comparados com a proposta de dimensionamento desenvolvida para a laje BubbleDeck. Por fim, no software MATLAB será utilizado o método dos Algoritmos Genéticos visando minimizar o volume de concreto utilizado para confecção da laje. Posteriormente, o método do Planejamento Estratégico (DOE) será empregado para verificar a influência das variáveis no processo de otimização. Será analisado ainda a influência de diversos parâmetros sobre o resultado ótimo, a partir da variação dos valores de comprimento, carregamentos e resistência característica a compressão do concreto.
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