02 - Mestrado - Engenharia Civil

URI Permanente para esta coleção

http://repositorio.uel.br/handle/123456789/207

Navegar

Agora exibindo 1 - 20 de 164

Utilização de modelos de deep learning para o reconhecimento automático de defeitos e seus níveis de severidade em pavimentos asfálticos urbanos
(2026-02-25) Souza, Átila Marconcine de; Fontenele, Heliana Barbosa; Gouveia, Lilian Tais de; Ferreira, Manoel Dênis Costa
As vias urbanas desempenham um papel fundamental na sociedade. Para garantir o conforto e a segurança dos usuários dessas vias, é necessário a realização de procedimentos de avaliação, que em grande parte são lentos e cansativos. Visando automatizar esses procedimentos, o presente trabalho tem como objetivo investigar se modelos de deep learning são capazes de efetuar o reconhecimento de defeitos e seus níveis de severidade em pavimentos asfálticos urbanos. Para isso, foram coletadas, em campo, imagens dos defeitos trincas por fadiga, buracos e remendos. Essas imagens foram utilizadas em dois bancos de dados, um considerando apenas os defeitos e outro considerando os defeitos e os níveis de severidade. Os dois bancos de dados foram treinados em dois ambientes (local e online), através de diferentes versões das arquiteturas de detecção de objetos You Only Look Once e Detection Transformer. Para testar os melhores modelos treinados foram empregadas cem imagens, coletadas em campo, que não foram utilizadas durante o treinamento. Já para validação prática, o melhor modelo foi utilizado para detectar defeitos em um ortomosaico. Além disso, um aplicativo para desktop foi desenvolvido, integrando os modelos treinados em uma interface gráfica simples e intuitiva. Na etapa de treinamento, o modelo RF-DETR apresentou as melhores métricas de avaliação. Já na etapa de teste, o YOLOv12s demonstrou desempenho adequado para aplicação prática. Na etapa de validação prática, a utilização conjunta do YOLOv12s com o framework Slicing Aided Hyper Inference apresentou potencial. De forma geral, os modelos empregados apresentaram facilidade no reconhecimento da severidade baixa das trincas por fadiga e dos remendos. Para o defeito buraco, constatou-se que apenas a detecção de objetos não fornece resultados satisfatórios para distinção entre os níveis de severidade
Ventilação natural em ambiente de HIS: calibração de modelo de fluidodinâmica computacional (CFD) com base em dados experimentais
(2026-05-15) Brambilla, Gabriel Hideo Tsurukava; Atem, Camila Gregório; Giglio, Thalita Gorban Ferreira; Lukiantchuki, Marieli Azoia
Resumo: A ventilação natural representa uma importante estratégia passiva com eficácia comprovada na literatura, sendo relevante na busca pelo conforto térmico dos usuários, melhoria de qualidade de ar e destacando-se por seu baixo custo e fácil aplicação. A análise desse fenômeno por meio de simulações de fluidodinâmica computacional (CFD) possui grande potencial, especialmente pela sua praticidade e flexibilidade em testar múltiplos cenários. Para que as simulações sejam utilizadas como instrumento de projeto desta estratégia natural, faz-se necessário a calibração de modelos que possam espelhar a realidade. Observa-se, no entanto que na literatura há poucos trabalhos que realizam medições da ventilação em ambientes não controlados reais e confrontam estes dados com simulações CFD. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo a calibração de um modelo de simulação computacional de ventilação natural, a partir de dados experimentais obtidos por meio ensaio com gás traçador, visando avaliar a capacidade do modelo em reproduzir o comportamento do escoamento do ar do cômodo principal de uma habitação de interesse social (HIS). A simulação foi realizada através do software versão estudantil 2025 Ansys Fluent em protótipo de HIS localizado na Universidade Estadual de Londrina. O método inclui a calibração do modelo por meio da taxa de renovação de ar (ACH) obtida em ensaio experimental com gás traçador CO2 em escala real e condições de campo, além da análise da sensibilidade do modelo frente à velocidade e ao ângulo de incidência do vento, bem como a avaliação qualitativa do fluxo do escoamento interno. Os valores de ACH simulados apresentaram a mesma ordem de grandeza dos resultados experimentais, com melhor concordância nas simulações com velocidades do vento de 0,2 m/s e 0,3 m/s, atingindo diferenças percentuais de 0,7%, 1,8% e 5,2%. Por outro lado, observou-se elevada variação nos casos com menores velocidades do vento (0,03 m/s e 0,06 m/s) com diferenças percentuais de até 67,7% e 80,3% em casos extremos, indicando limitações na calibração nessas condições. Dessa forma, a calibração foi alcançada de forma parcial, com potencial de aprimoramento mediante refinamento das condições de contorno e redução de incertezas associadas ao ensaio experimental e modelo numérico
Comparativo de parâmetros de resistência do solo obtidos por diferentes métodos de retroanálise: estudo fundamentado em um talude real
(2026-05-08) Carneiro, Alex Morin; Teixeira, Raquel Souza; Oliveira, Alana Dias de; Junior, Gilson de Farias Neves Gitirana
Resumo: A retroanálise de taludes é uma ferramenta fundamental para compreensão dos causadores e condições que acarretam os movimentos de massa, permitindo também o desenvolvimento de planos de contingência de eventos futuros. No entanto, metodologias para esse tipo de análise ainda estão sendo propostas, buscando suprir a variabilidade existente nas condições em que taludes se apresentam. Além disso, diferentes abordagens aplicadas a um mesmo maciço de solo ainda demonstram divergências em seus resultados, dificultando a análise. Dessa maneira, este estudo foca em avaliar os parâmetros de resistência de um talude real obtidos por retroanálise na condição não saturada (baseada na distribuição de sucção do talude no momento da ruptura), comparando semelhanças e divergências para uma análise pós-ruptura ocasionada por um período de intensa precipitação. A primeira metodologia foi proposta por Oliveira (2024), a qual busca uma abordagem de ampla aplicabilidade por meio de programação. Neste estudo, sua aplicação permitiu uma análise bidimensional do talude considerando o solo não saturado e com um plano de ruptura não circular. Na sequência, aplicou-se a metodologia de Gomes (2003), que está consolidada na literatura e já foi aplicada em condições de contorno semelhantes, tudo por meio do software PLAXIS LE V21. Somado a isso, foram utilizados resultados de ensaios em laboratório dos parâmetros de resistência do solo para pautar os comparativos. Ao final das análises, ao determinar uma distribuição de poropressão com base nos registros pluviométricos da data de ruptura, obteve-se um ângulo de atrito efetivo (f’) de 16° e coesão efetiva (c’) de 1kPa para o método de Oliveira (2024) e f’= 18° e c’= 0,1kPa para o método de Gomes (2003), demonstrando uma semelhança entre valores que, por sua vez, demandaram uma verificação da superfície de ruptura para quantificar a proximidade destes com o evento de ruptura analisado. Em laboratório, os parâmetros de resistência da camada resultaram em f’= 23° e c’= 3,2kPa, obtidos por meio do ensaio de cisalhamento direto. Observou-se que o método de Oliveira (2024) apresentou resultados com menor proximidade dos valores de laboratório, com destaque para o ângulo de atrito, já que esta propriedade demonstra menos variações devido à oscilação da poropressão no talude quando se considera essa não saturação do solo. Relativo à superfície de ruptura gerada, embora nenhum dos métodos tenha alcançado a superfície real, no método de Gomes (2003) houve uma maior similaridade com a superfície observada em campo, tornando-o mais representativo para este evento em específico. Embora haja essa maior representatividade de Gomes, pela ampla aplicabilidade que Oliveira (2024) propõe, um maior volume de estudos se faz necessário para obtenção de conclusões concretas sobre o desempenho desta recente metodologia de retroanálise, visto que também há incertezas e certa complexidade nesta análise não saturada do solo partindo de variações de sucção definidas por uma análise de percolação no talude
Avaliação do desempenho pós-ocupação de sistemas de aquecimento solar de água em habitações multifamiliares de interesse social: estudo de caso no Residencial Vista Bela, Londrina - PR
(2026-07-08) Silva, Leonardo Edmur da; Giglio, Thalita Gorban Ferreira; Atem, Camila Gregório; Abreu, Samuel Luna de
O desempenho energético de sistemas de aquecimento solar de água (SASA) pode divergir das previsões de projeto, especialmente em habitações de interesse social, nas quais a operação do apoio por chuveiro elétrico e a heterogeneidade de ocupação influenciam os resultados ao longo do tempo. Nesse contexto, esta pesquisa avaliou o desempenho pós-ocupação dos SASA instalados em 2011 nos condomínios multifamiliares do Residencial Vista Bela, em Londrina–PR, destinados à Faixa 1 do Programa Minha Casa, Minha Vida. Adotou-se uma abordagem quantitativa indireta, fundamentada em princípios de Medição e Verificação (M&V), comparando grupos com e sem SASA. A avaliação ex ante foi realizada pelo método indireto do PROPEE, com fração solar calculada para o empreendimento. A avaliação ex post foi desenvolvida em escala global, com dados de consumo faturado fornecidos pela concessionária, e em escala de unidade habitacional, com faturas coletadas em uma amostra de 120 unidades. A economia ex ante foi estimada em 678,95 kWh/ano por unidade, estabelecendo um potencial técnico a ser confrontado com o desempenho observado. Na avaliação ex post global, obteve-se economia de energia de 179,48 kWh/UH·ano, equivalente a 10,64%, enquanto a análise por unidade habitacional resultou em 416,44 kWh/UH·ano, correspondente a 20,49%. As economias ex post indicaram que o SASA ainda proporciona benefício energético mensurável, porém abaixo de seu potencial estimado. Os resultados sugerem que ocupação, composição do consumo elétrico e possíveis fatores técnicos, operacionais e comportamentais influenciam o desempenho pós-ocupação observado. Conclui-se que o SASA instalado no Vista Bela mantém benefício mensurável de economia de energia, mesmo após uma década, contudo sua preservação ao longo do tempo depende não apenas da instalação do sistema, mas também de condições adequadas de uso, acompanhamento e manutenção.
Digestão anaeróbia de água residuária de fecularia de mandioca com uso de aditivos em condições de sobrecarga orgânica
(2026-06-26) Budian, Eduardo Alexandre; Rodrigues, Caio Victor Lourenço; Ferreira, Odair Pastor; Andreani, Cristiane Lurdes
A literatura científica recente tem demonstrado que o processo de digestão anaeróbia pode ser melhorado com uso de materiais aditivos, com a finalidade de estabilizar o meio, imobilizar a biomassa, adsorver compostos, reduzir a fase de latência e aumentar a produção de metano. Assim, este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da magnetita, do biocarvão de bagaço de mandioca e do biocarvão magnético sobre a produção de metano durante a digestão anaeróbia de água residuária de fecularia de mandioca. Testes preliminares foram realizados de modo a determinar qual aditivo (magnetita, biocarvão e biocarvão magnético) melhora a biodigestão, em que adotou se a dosagem de 5,5 g/L para cada aditivo e a relação alimento/microrganismo (F/M) do ensaio foi fixada em 0,50. O melhor resultado foi obtido com a suplementação de biocarvão, que gerou 216,4 NmLCH4/gDQO (contra 197,7NmL/gDQO do grupo controle) e com aumento de 11% na eficiência de remoção de matéria orgânica em relação ao controle, removendo 92% da DQO filtrada. Após a definição do melhor material aditivo, foi realizado um delineamento experimental com planejamento fatorial, onde os fatores foram a relação F/M (0,50; 0,75 e 1,00) e a dosagem de biocarvão (1,0; 5,5 e 10 g/L). Os resultados obtidos para esta segunda etapa evidenciaram que a relação F/M é o fator de maior influência, exercendo elevada significância na produção de metano e na estabilidade operacional do sistema. A dosagem do biocarvão apresentou efeito estatisticamente significativo apenas na redução da fase de latência, contribuindo para a estabilização de reatores, sem influência significativa para produção de metano. Assim, a melhora no desempenho da digestão anaeróbia pode ser controlada através de parâmetros de partida do reator, como a razão F/M, além da suplementação com materiais aditivos como o biocarvão.
Análise da estruturação de informações orçamentárias em ambiente colaborativo BIM para empreendimentos públicos
(2026-03-13) Hachiya, Felipe Masanobu; Fazinga, Wanessa Roberta; Petrucci, Aron Lopes; Lucena, Arthur Felipe Echs
A construção civil está sendo impactada pela implementação do Building Information Modeling (BIM), metodologia que, alinhada à Nova Lei de Licitações (Lei nº 14.133/2021), promete maior transparência e controle de custos em obras públicas. No entanto, observa-se que a falta de padronização nos processos e fluxos de trabalho, especialmente em municípios de pequeno porte, gera lacunas que comprometem a confiabilidade orçamentária. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo estruturar um modelo padronizado de fluxo de trabalho colaborativo em BIM para escritórios de projetos de engenharia e arquitetura, com foco específico na precisão da orçamentação de obras públicas municipais. A pesquisa caracteriza-se como aplicada e qualiquantitativa. Para a validação do modelo, adotou-se como método o estudo de caso no escritório de extensão Projetek-UEL, utilizando observação participante e avaliação de maturidade tecnológica durante o desenvolvimento do projeto do Terminal Urbano de Tamarana-PR. Ao realizar o diagnóstico dos processos, buscou-se entender a relação entre a ausência de documentos estruturantes, como o BIM Mandate e o Plano de Execução BIM (BEP), e a dinâmica de geração de informações, identificando gargalos processuais e propondo diretrizes para a mitigação de falhas no ciclo orçamentário
Adição de ácido oxálico e EDTA como agentes quelantes no processo Fenton sob pH 7,0 aplicado ao pós-tratamento de lixiviado de aterro sanitário
(2024-04-26) André Filho, Jonas Marques; Rodrigues, Caio Victor Lourenço; Lopes, Deize Dias; Dall’Antonia, Luiz Henrique
O lixiviado produzido em aterro sanitário é composto por elevadas concentrações de matéria orgânica recalcitrante e de nitrogênio amoniacal. O nutriente é oxidado por bactérias aeróbias e os compostos refratários, predominantemente na forma de substâncias húmicas (SH’s), podem ser oxidados por processos físico-químicos, como os Processos Oxidativos Avançados (POAs). O processo Fenton é um POA que promove a oxidação química da matéria orgânica por meio da geração de radicais hidroxil (·OH), resultado da reação entre os íons ferrosos (Fe2+) e o peróxido de hidrogênio (H2O2) em um meio ácido. Nesta pesquisa foi avaliado o desempenho da adição de agentes quelantes (Lig) no processo Fenton sob pH 7,0 aplicado ao pós-tratamento de lixiviado de aterro sanitário em função da remoção de matéria orgânica recalcitrante. O efluente foi coletado na Central de Tratamento de Resíduos (CTR) de Londrina/PR e foi tratado por um sistema experimental constituído por um processo biológico seguido pelo processo Fenton. Os ensaios foram realizados em escala de bancada e divididos em duas etapas. A Etapa 01 teve caráter exploratório com intuito de auxiliar o desenvolvimento do planejamento fatorial fracionário da Etapa 02. Nesta última etapa, foram analisadas as seguintes variáveis independentes: H2O2 (mM), Fe2+ (mM) e AO (g). Durante a Etapa 01 (Pesquisa Exploratória) testou-se a utilização de ácido oxálico (AO) e EDTA como ligantes químicos em pH 5,0 e 7,0, com as seguintes concentrações de reagentes: H2O2= 580 Mm e Fe2+= 20 mM. As reações de oxidação química não foram favorecidas em pH 5,0. Com o pH reacional neutro obteve-se 18,7% de remoção máxima de DQO por oxidação com uso de EDTA (21,9% de remoção global máxima) e 22,6% de remoção máxima de DQO por oxidação com a adição de AO (50,5% de remoção global máxima), esse último provou-se como o agente quelante mais eficiente. Para a Etapa 02, utilizou-se apenas o AO, que apresentou remoção máxima de matéria orgânica recalcitrante igual a 74,2%, sendo 35,4% durante a etapa de oxidação para as seguintes dosagens de reagentes: H2O2= 290 mM, Fe2+= 25 mM e AO= 2,0 g. Os resultados comprovam que os complexos Fe2+/Fe3+ -AO mantiveram os íons de ferro solúveis em pH reacional 7,0, ao passo que garantiram a produção dos radicais ·OH, favorecendo um ganho de eficiência e operacional ao sistema de tratamento proposto. Assim, o pré-tratamento biológico possibilitou a oxidação biológica do nitrogênio amoniacal e o pós-tratamento físico-químico composto por oxidação química e coagulação/floculação e sedimentação, como parte do processo Fenton modificado com adição de agentes quelantes, promoveu a degradação dos compostos aromáticos. Modelos preditivos para a determinação da dosagem de reagentes não são adequados devido a variabilidade do lixiviado
Codigestão anaeróbia de resíduo de frutas e vegetais com adição de frutose, caseína e ácido palmítico: aplicação em bancada e em reatores pilotos
(2024-04-22) Mikami, Adriano Seidi Demarchi; Fernandes, Fernando; Costa, Mônica Sarolli Silva de Mendonça; Edwiges, Thiago
A legislação ambiental no Brasil determina que a parcela orgânica dos resíduos deve receber destinação ambientalmente adequada, através de processos de reciclagem biológica como a digestão anaeróbia – DA. A DA tem como metabólito o gás metano, que pode atuar na diversificação da matriz energética devido seu alto poder calorífico. No cenário nacional o resíduo de frutas e vegetais - RFV é disposto quase integralmente em aterro, contrariando as diretrizes do poder público. Cerca de 40% da produção é perdida entre a colheita e o consumidor final, o que resultou em aproximadas 11 milhões de toneladas de RFV sendo aterradas em 2021. Por ser altamente biodegradável o RFV é apto à DA, entretanto seu teor de açúcares tende a desestabilizar a reação. Intervenções são necessárias para melhorar a eficiência operacional e otimizar a produção de metano, sendo uma delas a codigestão anaeróbia - coDA. Um co-substrato pode oferecer açúcares, pois 40% dos carboidratos do RFV são estruturais; pode oferecer proteínas, visto baixa alcalinidade e desequilíbrio da relação C/N do RFV; pode também oferecer lipídios, tendendo a aumentar o metano no biogás. As biomoléculas podem simular co-substratos, e a frutose, caseína e ácido palmítico foram adotados para este fim. Em escala de bancada observou-se que a adição de 2,5g.L-1 de frutose, 10g.L-1 de caseína e 5g.L-1 de ácido palmítico em codigestão com 20g.L-1 de RFV, em função dos sólidos totais voláteis – STVs, resultaram no aumento da produção de metano em 24,05, 29,57 e 53,97% respectivamente sem comprometer a estabilidade do processo. Essas concentrações foram testadas em reatores CSTR, e observou-se que em COV 0,5 gSTV L-1d-1 a produção específica de metano - PEM foi de 324, 307, 300 e 341L.kgSTV-1 para os reatores monodigestão de RFV (REATOR TEST), coDA de frutose+RFV (REATOR FRU), coDA de caseína+RFV (REATOR CAS), e coDA de ácido palmítico+RFV (REATOR A.P.), respectivamente, sem perda de estabilidade. No segundo TDH de COV 1,0 gSTV L-1d-1os resultados foram de 518, 578 e 613kgSTV-1 para os reatores TEST, FRU e CAS, com processos estáveis e conversões satisfatórias. O reator A.P. colapsou na segunda semana de operação, indicando que a COV 0,5 é o limite suportado no delineamento desta pesquisa. Conclui-se que a DA de RFV em COV 0,5 e 1,0 pode receber acréscimo de carboidratos sem risco de acidificação em excesso; deve receber proteínas, que balanceia a relação C/N e fornece alcalinidade, e pode receber ácido palmítico, apenas em COV 0,5, diluindo as gorduras e aumentando o teor de metano no biogás
Fotogrametria à Curta Distância com uso de Smartphone para Avaliação da Condição de Pavimentos Flexíveis Urbanos.
(2025-02-21) Gimenes, Larissa de Abreu; Fontenele, Heliana Barbosa; Neri, Thiago Botion; Oliveira, Shirley Minnell Ferreira de
A manutenção da infraestrutura viária é fundamental para garantir segurança, mobilidade e eficiência na alocação de recursos públicos. No Brasil, a gestão dos pavimentos urbanos enfrenta desafios, resultando em superfícies deterioradas e altos custos de reabilitação. Métodos tradicionais de avaliação, como inspeções manuais, são frequentemente subjetivos e demorados. Diante desse cenário, este estudo tem como objetivo avaliar a aplicabilidade de um método fotogramétrico para a avaliação da condição da superfície de pavimentos flexíveis urbanos, utilizando smartphone na coleta de dados. Para isso, foram definidas e testadas metodologias de aquisição e processamento de imagens, utilizando um smartphone acoplado a um protótipo de captura para a geração de modelos tridimensionais e ortomosaicos no software iTwin Capture Modeler. Os dados extraídos desses modelos foram comparados com levantamentos tradicionais, permitindo a validação da técnica proposta e a análise da eficácia de diferentes formas de captura, como fotografias e vídeos. A metodologia foi aplicada em trechos selecionados do campus da Universidade Estadual de Londrina. A avaliação da condição das vias foi realizada de forma subjetiva e objetiva, comparando os resultados obtidos por inspeção visual in loco com aqueles derivados da análise dos produtos fotogramétricos. Os resultados indicaram alta precisão na reconstrução das superfícies e na identificação de defeitos, permitindo a extração de métricas detalhadas sobre sua extensão e severidade. A análise comparativa revelou uma forte correlação entre os dados obtidos pelos modelos fotogramétricos e aqueles levantados manualmente, evidenciando a confiabilidade da técnica. Além disso, os modelos 3D e ortomosaicos gerados demonstraram o potencial do método para substituir ou complementar as inspeções convencionais, proporcionando medições detalhadas, reprodutíveis e de menor custo, destacando-se como uma solução promissora para o gerenciamento de pavimentos urbanos. Desse modo, a abordagem fotogramétrica baseada em smartphones é uma solução inovadora, acessível e eficiente para a avaliação de pavimentos urbanos, oferecendo uma alternativa prática à metodologia convencional, resultando em um gerenciamento mais eficaz da infraestrutura urbana.
Benchmarking energético para edificações hoteleiras da cidade de Londrina-PR
(2022-08-24) Guerra, Mariana Rolim; Giglio, Thalita Gorban Ferreira; Atem, Camila Gregório; Fossati, Michele
As edificações hoteleiras possuem a ocupação dos apartamentos como sua principal variável de consumo, a qual se apresenta de forma aleatória, implicando em demandas flutuantes de energia e dificultando a busca por um modelo preciso de consumo energético. Esta pesquisa propôs modelos de benchmarking energético locais para edifícios hoteleiros, tendo como estudo de caso cinco edificações hoteleiras da cidade de Londrina-PR. Para isso, foi realizada a coleta de informações para caracterização das edificações da amostra por meio de questionários, entrevistas com os gestores, visitas no local e análise de projetos. Foram elaborados indicadores de intensidade de consumo de energia em operação com base em área construída (EUI), quantidade de diárias (EUID), área média dos apartamentos (EUIAM) e número de apartamentos (EUIAPTO) para identificar aquele que mais se aproxima do desempenho real dos hotéis da amostra. Foi utilizada regressão linear múltipla como ferramenta matemática para obtenção de equações de benchmark, as quais foram elaboradas tendo como variáveis respostas o consumo energético anual e os indicadores EUI, EUIAM e EUIAPTO. Esses modelos apresentaram, respectivamente, os valores de coeficiente de determinação de 0,97; 0,91; 0,92 e 0,81, valores que embasaram a escolha das melhores equações. A escala do benchmarking local adotada dividiu a amostra em três níveis de desempenho energético operacional sendo eficiente, típico e ineficiente. Das cinco edificações hoteleiras, duas foram classificadas como ineficiente em todos os modelos de benchmarking analisados, indicando potencial de melhoria por meio de medidas de eficiência energética. Outras duas como típicas em todos os modelos. E a última alternou sua classificação entre ineficiente e típica. Por fim, os resultados obtidos em um dos modelos de benchmarking gerados foram comparados com os obtidos pelo método nacional exposto pela Plataforma de Desempenho Energético Operacional – DEO e as diferenças entre eles expuseram a necessidade de realização do benchmarking local para essa amostra com o objetivo de se obter resultados mais precisos de desempenho
Remoção de diuron, diclofenaco e microcistina-LR por biofiltração aplicada ao pré-tratamento de águas
(2021-04-24) Nicolau, Rafael Henrique Garcez; Kuroda, Emília Kiyomi; Theodoro, Joseane Débora Peruço; Yamashita, Cássia Reika Takabayashi
O aumento das cargas poluidoras e contaminação do meio ambiente tem levado aos corpos hídricos, muitas vezes utilizados para abastecimento público, uma série de compostos persistentes ao tratamento com técnicas convencionais, fazendo-se necessária a investigação de técnicas complementares que sejam eficientes na remoção de contaminantes emergentes. A biofiltração se mostra uma técnica promissora, pois utiliza a associação da ação microbiológica na biodegradação de contaminantes com a filtração em meio granular, sem a introdução de agentes químicos ao processo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da biofiltração, em escala de bancada, na remoção de Diuron – DIU, Diclofenaco – DCF e Microcistina-LR – MC-LR, como pré-tratamento de águas para abastecimento. O método quantitativo para análise dos compostos de interesse foi implementado e validado por cromatografia líquida de ultra eficiência com detector por arranjo de diodos – UPLC-PDA, obtendo-se linearidade, precisão, exatidão, especificidade/seletividade e efeito matriz adequados para o método. Para o experimento de biodegradação, as bactérias selecionadas apresentaram eficiência de degradação dos contaminantes variando de 0,0 a 12,8% para DIU; 4,4 a 48,7% para DCF e 0,0 a 12,2% para MC-LR, sendo a bactéria Pseudomonas putida – 1A selecionada para ser empregada nos experimentos de biofiltração. Foram avaliados nos experimentos de biofiltração a ativação específica com a bactéria 1A para os meios filtrantes areia de filtro rápido – AFR; areia de filtro lento – AFL e carvão ativado granular – CAG (Experimento C1); e ativação específica com a bactéria 1A associada à ativação natural, para o meio filtrante AFL (Experimento C2). Dentre os materiais granulares e as ativações avaliados, houve indicativos de que que a ativação associada melhorou ligeiramente o desempenho no meio granulares de AFL, e o filtro com CAG (Experimento C1) apresentou maior desempenho em relação à remoção dos contaminantes, com valores medianos de remoção de 99,7% para DIU, 79,3% para DCF e 99,5% para MC-LR, o que comprova a vantagem da associação da atividade microbiológica e dos processos adsortivos inerentes ao CAG, na remoção de contaminantes. Para todas as condições estudadas, pode-se verificar que o contaminante MC-LR foi o mais facilmente removido, com remoções superiores a 99% em todos os experimentos, e o contaminante DCF apresentou-se, dentre todos, o mais persistente. Na investigação da formação de biofilme na superfície dos materiais granulares AFR e AFL, pode-se concluir que a espectroscopia de infravermelho FTIR/ATR mostrou ser uma técnica de aplicação potencial para este fim, por possibilitar a indicação da presença de microrganismos nos meios granulares de forma rápida e simples
Digestão anaeróbia de resíduos orgânicos em reator de escala real e aplicação do lodo efluente na compostagem de resíduos vegetais
(2021-03-25) Bortoloti, Maurício Aparecido; Fernandes, Fernando; Ferreira, Bernardo Ornelas; Bosco, Tatiane Cristina Dal
A maior parcela dos resíduos sólidos urbanos (RSU) geradas no Brasil é representada pela fração orgânica (51%). Tal percentual apresenta características de biodegradabilidade que permitem a sua recuperação por tratamentos biológicos, aeróbio e anaeróbio, de forma individual ou integrada. O objetivo do presente estudo foi avaliar as condições de instalação de uma planta de biogás para digestão anaeróbia de resíduos orgânicos, julgar a qualidade do processo e avaliar a aplicação do lodo efluente na compostagem com resíduos vegetais. A unidade em implantação necessitou de adequações quanto à estrutura física e métodos operacionais. O sistema anaeróbio foi operado em um reator de mistura completa (CSTR - 58 m3) com alimentação semi-contínua, três vezes por semana; com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 40 dias; temperatura mesofílica (36°C); agitação intermitente; carga orgânica volumétrica (COV) variável; monitoramento de parâmetros físico-químicos e avaliação quali-quantitativa do biogás. A COV média global utilizada foi de 0,5 kgSTV.m-3.d-1. Três substratos, resíduos alimentares do restaurante universitário (RU), resíduos alimentares do restaurante do hospital universitário (HU) e dejetos suínos (DS), foram utilizados de acordo com a disponibilidade. A produção média global de biogás foi de 9,98 m3, sendo as maiores gerações verificadas nos períodos alimentados com RU. O biogás teve percentual médio de CH4 variando entre 54,65%, na partida do sistema, e 66,60% no TDH 4. A taxa de conversão global de STV foi de 67,42% e da DQO de 63,74%. Já no processo de compostagem, em leiras de volume aproximado de 1,5 m3, uniu-se os resíduos vegetais em proporção 2,5:1 (kg:kg) para resíduo de poda (RP) e resíduo de grama (RG), constituindo o tratamento 1 (T1). Os tratamentos 2 (T2) e 3 (T3) que receberam adição de lodo anaeróbio sedimentado (LAS), confeccionados nas proporções em massa (kg:kg:kg) de 1,8:0,7:1 e 0,9:0,6:1 (RP:RG:LAS), respectivamente. O experimento foi conduzido por 90 dias (outono/inverno). As temperaturas dos tratamentos se elevaram pouco (<51°C), devido às dimensões reduzidas das leiras, as baixas temperaturas verificadas no período (5°C) e a granulometria inadequada dos substratos vegetais. A maior temperatura foi verificada no T2 (50°C). A estabilização dos compostos foi verificada aos 75 dias para T2 e T3, e aos 90 dias para o T1. Ao fim dos 90 dias, a caracterização final apontou os tratamentos com relação C/N inferiores a 12 e percentuais de STF de superiores a 20%. A análise agronômica verificou incremento de N ao composto no T3. Estatisticamente os tratamentos não apresentaram diferenças significativas na análise fatorial da variação dos tratamentos com relação ao tempo de processamento, para taxa de germinação das sementes (TGS) e índice de germinação (IG). Conclui-se, portanto, que após as adequações, a planta de DA forneceu condições favoráveis ao processo; o qual verificou-se pequenos distúrbios referentes as variações de substrato, COV e recirculação do lodo clarificado, porém sem comprometer o sistema. Por fim, a utilização de LAS na compostagem auxiliou na melhoria dos parâmetros do processo e na qualidade do composto final
Comportamento mecânico de solos tropicais reforçados com fibra de Polietileno Tereftalato (PET)
(2024-05-17) Crippa, Mateus Teixeira; Teixeira, Raquel Souza; Gutierrez, Nelci Helena Maia; Casagrande, Michéle Dal Toé; Ferreira, José Wilson dos Santos
Com a crescente preocupação ambiental em relação à geração excessiva de residuos plásticos, que excede 300 milhões de toneladas anualmente no mundo, materiais alternativos vêm sendo estudados como elementos de reforço de solo, como as fibras de polietileno tereftalato (PET) reciclado. Assim, esta pesquisa tem por objetivo avaliar o efeito da inserção das fibras PET no comportamento mecânico de dois solos tropicais arenosos por meio de ensaios triaxiais. Além da caracterização química (pH, CTC, MO, etc.) e geotécnica, foram realizados ensaios de superfície específica por adsorção de gás N2, extração de elementos amorfos, fluorescência de raios-X e difração de raios-X em ambos os solos. A partir de corpos de prova compactados, utilizando a Energia Normal de Proctor, considerando o solo sem e com reforço de 0,3% de fibras PET de 1,4 dtex e 32mm de comprimento, dispostas de maneira aleatória, foram realizados ensaios triaxiais consolidados não drenados para tensões confinantes de 50, 100 e 200kPa, além da avaliação da microestrutura por meio de ensaios de porosimetria por intrusão de mercúrio (PIM) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram efeito positivo da inserção das fibras PET em ambos os solos, melhorando a estrutura interna dos compósitos e promovendo ganhos expressivos em seus parâmetros de resistência, principalmente de intercepto coesivo. Devido aos diferentes graus de evolução pedogenética dos solos, as interações entre fibra-matriz produziram diferentes tendências. O solo de Mandaguaçu apresentou comportamento elasto-plástico de endurecimento com e sem a inserção das fibras. Já o solo de Santa Maria apresentou inicialmente comportamento dúctil, respondendo como material elasto-plástico com a inclusão das fibras. A porosimetria mostrou que a inserção das fibras PET no solo de Mandaguaçu reduziu a quantidade de macroporos do compósito, enquanto que no solo de Santa Maria houve processo contrário, evidenciando a influência da pedogênese do solo na interação fibra-solo e, consequentemente, na microestrutura do compósito. Além disso, observou-se na PIM que apenas os macroporos participam da resposta mecânica. Além do efeito de ancoragem, acredita-se que os ganhos de resistência estejam associados ás interações das fibras PET com as cargas elétricas provenientes da matriz dos solos tropicais ácidos, resultando em ligações elétricas e atração entre os materiais, conforme confirmado nas imagens de MEV. Tais descobertas realçam a importância de se investigar as características físicas, químicas e mineralógicas dos solos tropicais e suas interações com materiais alternativos, a fim de compreender o comportamento mecânicos dos compósitos. Espera-se que este trabalho contribua com o desenvolvimento do reforço de solos com fibras PET, cuja aplicação em obras geotécnica, como reforço de aterros, taludes e camadas de base de pavimentos, pode agregar maior valor ao resíduo, impulsionando práticas sustentáveis na engenharia geotécnica.
Medida da taxa de ventilação natural em salas de aula: aplicação de métodos de gás traçador com CO2
(2023-11-23) Decker, Pedro Henrique Bruder; Atem, Camila Gregório; Giglio, Thalita Gorban Ferreira; Lukiantchuki, Marieli Azoia
A ventilação de ambientes internos é relevante para o conforto térmico dos ocupantes, eficiência energética das edificações e tem papel fundamental na qualidade do ar interno (QAI). Um dos parâmetros mais importantes para a QAI é a taxa de renovação de ar, cuja determinação é complexa, em especial para recintos com ventilação natural e grandes áreas de abertura. Apesar dessas características serem comuns nos ambientes escolares brasileiros, este trabalho identificou carência de estudos que mediram a taxa de ventilação em salas de aula no país. A fim de preencher essa lacuna, mediu-se a taxa de renovação de ar de quatro salas de aula. Adotaram-se dois procedimentos para a execução dos ensaios. A partir do método do decaimento da concentração, conforme norma ISO 12569 (2017), com CO2 injetado a partir de cilindro, mediu-se a taxa em cenários de ventilação cruzada, unilateral e de infiltração, com total de 72 experimentos; e durante 21 aulas, aproveitando do CO2 gerado pela respiração dos ocupantes. Se identificou boa correlação entre os resultados obtidos pelos dois métodos. A taxa média registrada por configuração de abertura nos ensaios com cilindro variou entre 0,8 h-1 para INF; 2,3 h-1 para VU2; 8,5 h-1 para VU1, 8,5 h-1 para VC2 e 24,6 h-1 para VC1. A taxa média de ventilação das aulas em que a ventilação era cruzada foi de 12,3 h-1, e quando unilateral, 4,3 h-1. Nota-se que não houve correspondência entre as configurações idealizadas e as configurações adotadas durante as aulas, pois os ocupantes não abriram as esquadrias basculantes em nenhum momento. A comparação das taxas medidas com a previsão de modelos analíticos simplificados existentes na literatura identificou baixa precisão das estimativas. Avaliou-se as taxas medidas como satisfatórias, mesmo em cenários com ventilação unilateral, desde que com áreas de abertura devidamente dimensionadas e operadas pelos ocupantes.
Índices de detecção de mudanças climáticas na precipitação do Paraná-BR
(2023-02-27) Silva, André Rodrigues da; Pinheiro, Hemerson Donizete; Nitsche, Pablo Ricardo; Silva, Marcelo Augusto de Aguiar e
A caracterização dos eventos extremos de precipitação é fundamental para a gestão dos recursos hídricos, dimensionamento das obras hidráulicas, para o sistema de abastecimento público, agricultura, controle da ocorrência de incêndios e também da incidência de problemas de saúde na população. Para proteger a economia e a população dos eventos extremos climáticos, é necessário conhecer onde eles estão ocorrendo, qual a sua frequência e magnitude, para assim traçar cenários futuros e estabelecer planos de ação e de estratégias para mitigar os efeitos das mudanças climáticas. O objetivo deste trabalho é verificar se nas estações pluviométricas localizadas no estado do Paraná, estão ocorrendo mudanças no regime das precipitações a partir da análise de tendência nos 11 índices de detecção de mudanças pluviométricas, definidos pela Organização Meteorológica Mundial (OMM). Tais índices utilizam dados pluviométricos de séries de precipitação diária e no presente trabalho são utilizadas as informações disponibilizadas pela Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico (ANA), o período avaliado é de 1975 a 2019. Foram utilizadas 391 estações consideradas homogêneas e a partir delas foram obtidas, para cada estação, os 11 índices propostos pela OMM. Dos 11 índices analisados anualmente, mensalmente e sazonalmente, nos períodos de 1975 a 2019, de 1975 a 1999 e de 1995 a 2019 as tendências não significativas de aumento (NS(+)), predominaram no estado do Paraná, entretanto as tendências significativas de aumento (S(+)) no período de 1975 a 2019 sugerem que a precipitação está aumentado e se concentrando em poucos dias com chuvas mais intensas. Nesse período os índices SDII, CDD, RX1DAY e RX5DAY apresentaram tendência significativa de aumento com 30,0% (80 estações), 15,4% (49 estações), 14,1% (47 estações) e 12,2% (40 estações) respectivamente.
Durabilidade de materiais cimentícios com incorporação de nanossílica, metacaulim e sílica ativa frente ao ataque por sulfato de sódio
(2023-03-24) Lazari, Carlos Humberto; Toralles, Berenice Martins; Jussiani, Eduardo Inocente; Leite, Francisco Cláudio Morato; Hoppe Filho, Juarez
O concreto é reconhecido por ser o material mais utilizado no ramo de construções civis, entretanto, deve-se priorizar também que a vida útil desse material deva ser relativamente extensa, atendendo critérios de segurança e de funcionalidade. Dentre os agentes agressivos que atacam o concreto, temos a ação de ácidos, cloretos e sulfatos. Indústrias de fertilizantes, sistemas de tubulação de esgoto, estações de tratamento de esgoto, se encontram sob permanente exposição agressiva a sulfatos, que proporciona a formação de agentes agressivos secundários, como ácido sulfúrico biogênico. Os íons sulfatos presentes nos resíduos de esgoto, dentre outras fontes, reagem com produtos de hidratação disponíveis na matriz cimentícia do concreto, gerando produtos expansivos, como etringita secundária e gipsita, que passam a deteriorar o material através de tensões internas, promovendo a fissuração do mesmo. Visando a mitigação de tais fenômenos, uma das possibilidades mencionadas por variados autores é a utilização de adições minerais, sobretudo pozolanas, que atuam de maneira a preencher os vazios capilares de maneira física, e também proporcionam a geração de compostos hidratados secundários, que atuam de maneira a preencher os poros intersticiais, por reações químicas. Dessa forma, o foco do trabalho gira em torno da análise de materiais cimentícios com diferentes adições minerais e diferentes teores de incorporação por substituição, de forma unitária e associada. Dentre os materiais estudados, tem-se a referência/unitário (cimento), binário (cimento + metacaulim [8%], cimento + sílica ativa [8%], cimento + nanossílica [0,5%]), ternário (cimento + metacaulim [8%] + sílica ativa [8%]) e quaternário (cimento + metacaulim [8%] + sílica ativa [8%] + nanossílica [0,5%]). Amostras foram elaboradas e divididas em dois grupos de cura, o primeiro com água saturada com cal e o segundo com sulfato de sódio. Foram realizados ensaios na macro e microestrutura após período de exposição em ambas. De forma sucinta, os resultados obtidos possibilitaram conhecer de forma mais específica o comportamento das argamassas em questão. Na resistência à compressão as únicas amostras que apresentaram decréscimo na resistência foram as binárias com metacaulim e sílica ativa e a argamassa ternária. Quanto à variação de massa, as argamassas ternária e quaternária foram as que apresentaram menor variação de massa, indicando menor suscetibilidade à ação de íons sulfatos. Nas análises por DRX, temos que a argamassa quaternária foi a única que apresentou teores próximos de etringita e hidróxido de sódio para as amostras curadas em solução de sulfato e água saturada com cal, possibilitando a atribuição de tal comportamento à reduzida quantidade de compostos para reação com íons sulfatos.
Avaliação das propriedades mecânicas de material cimentício produzido por impressão 3d com foco na aderência entre as camadas
(2023-02-27) Filgueiras, Monique de Brito; Toralles, Berenice Martins; Leite, Francisco Morato; Vanderlei, Romel Dias
A utilização da impressão 3D aplicada à construção civil é uma das inovações mais promissoras na indústria construtiva trazendo otimização da produção, eficiência e sustentabilidade, sendo alvo de pesquisas por todo o mundo. Um dos maiores desafios para a difusão desta tecnologia é que o material cimentício seja extrudável e construtivo. Além disso, durante o processo de extrusão, o composto perde umidade superficial na interface fazendo com que a aderência entre as camadas impressas seja prejudicada, o que também afeta o comportamento mecânico da estrutura. Porém, o estudo deste desempenho se limita pela falta de uma metodologia de avaliação das propriedades mecânicas do produto da impressão. Assim, esta pesquisa teve como objetivo avaliar o comportamento de materiais cimentícios impressos em impressora 3D de bancada quanto as propriedades mecânicas, estudando a influência da incorporação de metacaulim (MC) nas porcentagens de 0, 10% e 30% em substituição da massa de cimento e o uso do aditivo químico hidroxipropilmetilcelulose (HPMC). Para isso o programa experimental se dividiu em três campanhas, sendo a primeira de desenvolvimento dos materiais cimentícios extrudáveis por meio da determinação da consistência normal da pasta e do início e fim de pega que condicionou a seleção das argamassas promissoras para o processo de extrusão. A segunda, correspondeu a avaliação da incorporação dos materiais suplementares utilizados, por meio de ensaios para a caracterização da argamassa e avaliação da umidade superficial com o uso da termografia. Por fim a terceira, versou sobre os ensaios de compressão axial e tração na flexão e elaboração de um procedimento de ensaio de tração direta para determinar a resistência de aderência entre as camadas. Os resultados mostraram que misturas com (MC) e (HPMC) são promissoras para a impressão 3D e que a resistência à compressão foi aumentada com o aumento do teor de metacaulim, sendo de 64,7% maior para o material impresso em duas camadas com 30% de substituição de (MC) em relação a amostra sem essa adição. Quanto a resistência à tração na flexão, as amostras moldadas apresentaram valor cerca de três vezes maior do que as amostras impressas em duas camadas e entre este grupo, a amostra com 30% de substituição (30MC) foi a com maior resistência, na ordem de 40% em relação a amostra com 10% de substituição (10MC), com a menor resistência. Os resultados de aderência entre camadas seguiram a metodologia de ensaio estabelecida nesta pesquisa e tiveram a mesma tendência da tração na flexão, com resistência da amostra 30MC 61,37% maior do que a amostra 10MC que foi menor em 24,83% em relação a amostra sem (MC), sendo a 30MC de 2,34 MPa. Além disso, o material 10MC também apresentou maior umidade superficial. Por fim, conclui-se que a amostra 30MC é imprimível e a mais resistente mecanicamente, além de ter adquirido a microestrutura mais otimizada com menor percentual de porosidade como verificado por meio da microtomografia computadorizada de raio-X.
Avaliação do tempo de manutenção de aditivos químicos para produção de concreto autoadensável: uma transferência de tecnologia do laboratório à obra
(2023-02-27) Fermino, Renan Bozelli; Toralles, Berenice Martins; Klein, Nayara Soares; Fazinga, Wanessa Roberta
O concreto autoadensável é um material com capacidade de fluir com facilidade dentro das formas, passando pelas armaduras e preenchendo os espaços sob o efeito de seu peso próprio, sem a necessidade de vibração ou compactação mecânica. É obtido pela ação de aditivos superplastificantes, que proporcionam maior facilidade de bombeamento, excelente homogeneidade, resistência e durabilidade. Pela viabilidade do seu uso, estudos sobre o tema se tornam importantes, relatos sobre metodologias de dosagem são escassas e estudo e produção do material diretamente in loco são ainda mais raros. Com isso, o trabalho tem por objetivo avaliar a manutenção da trabalhabilidade de aditivos químicos e as características de um concreto autoadensável, com transferência de tecnologia do laboratório à obra . Além disso, avaliam-se parâmetros que interferem em sua dosagem e no seu processo de produção. Desse modo, dada a dosagem dos concretos que tem como fundamento a relação matriz cimentícia/vazios do esqueleto granular, é estudado o tempo de manutenção dos aditivos até os sessenta minutos da produção da argamassa e concreto com o intuito de avaliar a sua manutenção quanto às características do concreto autoadensável. Como o superplastificante à base de policarboxilato tende a perder suas propriedades com o tempo, um aditivo com base de lignossulfonato é estudado inicialmente na mistura dos materiais cimentícios com o intuito de conferir trabalhabilidade e só depois a inserção do policarboxilato com o objetivo de entregar um concreto com propriedades satisfatórias de autoadensabilidade em obra. Com relação aos resultados, afirma-se que das argamassas produzidas, todas alcançaram valores dentro dos limites de autoadensabilidade. Infere-se ainda sobre a etapa de argamassa que a àquela que possui 80% de excesso de pasta em relação ao volume de vazios do agregado miúdo, com adição de 0,15% (para um aditivo com base de policarboxilato) e 1,10% (para um com policarboxilato + nanopartículas de sílica) em relação à massa de cimento possuem os melhores resultados para serem levadas a frente no estudo de concreto, pois obtiveram autoadensabilidade dentro dos 60 minutos analisados e tem o menor excesso de pasta estudado, resultando em um menor consumo de cimento por metro cúbico e menor gasto com aditivos. Em se tratando da manutenção dos aditivos, dois traços de concreto foram produzidos em laboratório, possuindo propriedades bastante satisfatórias quanto à autoadensabilidade, atingindo resistências de até 57,10 MPa aos 14 dias. Ao ser feita a transferência de tecnologia, um traço foi levado para estudo in loco, onde foi produzido 2,5m³ de concreto, caracterizado como autoadensável em até 2 horas analisadas, com resistência média de 47,01 MPa em 7 dias. Desta forma, o estudo de manutenção dos aditivos foi atingida com êxito e a transferência de tecnologia concluída com sucesso, uma vez que o comportamento laboratorial e em obra dos aditivos foi bastante semelhante, possibilitando sua trabalhabilidade e propriedades autoadensáveis em até 120 minutos em obra.
Análise da distribuição temporal e espacial dos extremos de temperatura do ar no Estado do Paraná com base nos índices do ETCCDI
(2023-01-26) Medeiros, Iago Rios; Pinheiro, Hemerson Donizete; Lopes, Deize Dias; Nitsche, Pablo Ricardo
As alterações climáticas vem sendo pauta nos últimos anos tanto para trabalhos científicos quanto para as grandes mídias, em comum ambos retratam as modificações que vêm ocorrendo no planeta. Nessa temática o presente trabalho tem por objetivo analisar a distribuição espacial e temporal dos eventos extremos de temperatura do ar, com base nos índices de detecção de mudanças climáticas determinados pela Organização Mundial de Meteorologia (OMM), para valores de temperatura do ar. A área de estudo compreende o Estado do Paraná e, além da distribuição, é também avaliado a ocorrência de tendências para os índices. Para tanto, utilizou-se de dados diários de temperatura mínima e máxima do ar coletados pelos bancos de dados do Sistema de Monitoramento Agrometeorológico (Agritempo) e do Instituto de Desenvolvimento Rural do Paraná (IDR-Paraná). Para efetivar os objetivos, as séries de temperatura foram submetidas a um controle de qualidade, processo de preenchimento de falhas e verificação da homogeneidade. A verificação da homogeneidade foi avaliada pela combinação dos resultados entre os testes de Buishand (1982), de Pettit (1979), Razão de Von Neumann (1949) e o do Homogeneidade Padrão (SNHT) (1986). Para análise das tendências optou-se pelo Teste de Mann-Kendall, por ser um método não-paramétrico. A estimativa das tendências foi determinada pelo teste de Sen’s (1968). A análise das tendências não indicou uma uniformidade no estado, com tendências significativas positivas e negativas ao longo de todo o território. Entretanto ao se desconsiderar significância, os resultados de tendências positivas foram de 56,83% e apenas 5,88% apresentaram uma estabilidade, para os índices analisados, indicando um possível aumento na temperatura estadual.
Análise de métodos de transferência de calor através do solo em simulações computacionais de edificações
Sanches, Guilherme Vilela; Giglio, Thalita Gorban Ferreira [Orientador]; Ghis, Enedir; Atem, Camila Gregório
Resumo: A análise do desempenho termoenergético de edificações por meio de simulação computacional envolve diferentes variáveis que representam as características do edifício e de seu entorno, bem como as condições climáticas às quais ele está submetido Uma das variáveis de grande influência no desempenho termoenergético de edificações é a temperatura da interface entre o piso e o solo O programa EnergyPlus disponibiliza diferentes métodos para calcular a temperatura do solo abaixo da edificação, que atua como condição de contorno para a resolução dos balanços térmicos das superfícies As particularidades de cada um deles podem influenciar significativamente os resultados da simulação Uma mesma edificação pode alcançar diferentes níveis de eficiência energética ou diferentes indicadores de conforto quando simulada com cada um dos métodos Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo analisar a temperatura da superfície externa do piso obtida pelos métodos disponíveis no programa EnergyPlus e compará-la às temperaturas medidas em um protótipo habitacional de interesse social Para isso, a temperatura de interface entre o piso dos ambientes de permanência prolonganda e o solo foi monitorada durante o período de um ano, assim como as temperaturas do ar interno e externo Com base nas temperaturas monitoradas, um modelo computacional do protótipo habitacional foi calibrado, e a raiz do erro quadrático médio (RMSD) obtida para um dos ambientes foi igual a ,75°C O modelo computacional calibrado foi validado para cada mês de análise, com a maior RMSD obtida igual a 1,9°C, para o mês de maio Posteriormente, o modelo foi simulado com a utilização de diferentes métodos de transferência de calor através do solo: programa Slab; objeto GroundDomain:Slab, com os modelos de temperatura de solo não perturbado KusudaAchenbach, FinitteDifference e Xing; e o objeto Foundation:Kiva Os resultados das temperaturas da interface entre piso e solo e das temperaturas operativas dos ambientes simulados foram comparados com as temperaturas monitoradas O objeto GroundDomain:Slab com o modelo de temperatura de solo não perturbado FinitteDifference apresentou o comportamento mais próximo ao medido na edificação, com RMSD anual igual a ,59°C na análise da temperatura de interface entre piso e solo, e de ,88ºC na análise da temperatura operativa Desta forma, considera-se oportuno o emprego do objeto GroundDomain:Slab utilizando-se do modelo FinitteDifference em análises de desempenho termoenergético de edificações por simulação computacional Salienta-se ainda a importância da consideração das propriedades termofísicas do solo, devido à sua grande influência nos resultados da simulação

Navegar

Submissões Recentes