02 - Mestrado - Engenharia Civil
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Item Análise de métodos de transferência de calor através do solo em simulações computacionais de edificaçõesSanches, Guilherme Vilela; Giglio, Thalita Gorban Ferreira [Orientador]; Ghis, Enedir; Atem, Camila GregórioResumo: 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 simulaçãoItem Gestão do processo de logística e montagem de edificações industrializadas modularesFrancisco, Shandy Alexandra Morassi; Ortenzi Junior, Altibano [Orientador]; Ferreira, José Ângelo; Hirota, Ercília HitomiResumo: No Desenvolvimento Integrado de Produto - IPD, o processo considera cada fase como ciclos de vida Desses, um importante ciclo é o da logística e outro o de montagem Nesse contexto, este trabalho propôs diretrizes para logística e montagem de edificações industrializadas modulares Foram estabelecidos os métodos e processos mais adequados, incluindo uso de ferramentas que melhor se adaptassem aos processos de concepção, criação e produção de um sistema focado na qualidade e na sustentabilidade, mas que provesse a máxima flexibilidade a seus usuários finais Desta forma, optou-se por utilizar os processos baseados no IPD, assim como os métodos de análise e de criação que atendessem aos requisitos iniciais do projeto Dentre esses, destacam-se o processo de Engenharia Concorrente – CE, o Projeto Direcionado à eXcelência – DfX e o Ciclo de Vida de Produto – PLC A razão para a escolha desses métodos e processos foi o fato de que através das ferramentas descritas, é possível desenvolver continuamente e iterativamente todos os subsistemas simultaneamente, permitindo mudanças e reavaliações em tempo real com feedback de todo o processo e de todos os membros do time de desenvolvimento Isso reduz a perda de informações e possibilita atingir níveis de qualidade do produto que outros processos não permitem O desenvolvimento da pesquisa ocorreu de forma interativa com o projeto global do grupo GETin – UEL denominado FlexHouse, e a partir dos dados de entrada fornecidos pelo grupo, coleta de dados, referência bibliográficas e consultas às normas e legislação Em seguida, foram realizados os estudos iterativos de cenários possíveis de logística e montagem – LoM, considerando as diretrizes do desenvolvimento, do ciclo de vida do produto, normativas e legais A definição do cenário de LoM resultou na elaboração do Plano de LoM, ou PLoM, do qual constam o detalhamento das atividades e tarefas de LoM e juntamente com a Modelo Dinâmico de Descarregamento e Montagem – MDDM geraram as Instruções Específicas de Trabalho – IET´s Estas discretizam os procedimentos necessários para a execução de atividades e tarefas, considerando ferramental e equipamentos necessários, mão de obra e sequenciamento da montagem A partir do PLoM da FlexHouse, foi possível extrair as diretrizes que compõem o protocolo de planejamento de LoM de edificações industrializadas modulares, objetivo da presente pesquisaItem Processo combinado biológico/Fenton aplicado ao tratamento de lixiviado de aterro sanitárioAzevedo, Camila Souza; Lopes, Deize Dias [Orientador]; Almeida, Lúcio César de; Fazolo, AjadirResumo: As características do lixiviado de aterro sanitário variam com o estágio de degradação dos resíduos aterrados O lixiviado, em geral, apresenta elevada concentração de matéria orgânica em duas formas: facilmente biodegradável e recalcitrante, cuja segunda parcela predomina com o passar do tempo A matéria orgânica biodegradável e os compostos nitrogenados podem ser removidos por processos biológicos Já os compostos recalcitrantes podem ser removidos por processos físico-químicos como os Processos Oxidativos Avançados (POAs), que se baseiam na formação do radical hidroxila (?OH), espécie altamente reativa e pouco seletiva Dentre os POAs o reagente de Fenton se destaca por apresentar baixo custo e não gerar subprodutos tóxicos Assim, os objetivos do presente estudo foram: avaliar a remoção de nitrogênio e matéria orgânica em sistema combinado de tratamento composto por processo biológico seguido por processo físico-químico com reagente de Fenton, bem como avaliar a geração de lodo e suas características O lixiviado foi pré-tratado em um Reator em Bateladas Sequenciais (RBS) aeróbio para remoção de matéria orgânica biodegradável e de nitrogênio amoniacal Posteriormente, o efluente do RBS foi submetido ao tratamento com reagente de Fenton Este processo foi realizado em escala de bancada, utilizando equipamento jar-teste, e foi dividido em duas fases operacionais Na Fase I foi realizado um estudo exploratório inicial para avaliar a remoção de DQO e geração de lodo A partir destes resultados e da revisão de literatura, foram definidos os principais fatores a serem avaliados Os fatores considerados no planejamento experimental foram: [H2O2], [H2O2]/[Fe2+], tempo de reação e pH inicial, cujas variáveis resposta foram: Eficiência de remoção de DQO, Sólidos Totais, Remoção de Matéria Orgânica por Lodo gerado (ReMOL) O processo biológico apresentou eficiência de remoção de NKT de 75,2 ± 8,9% e de DQO total de apenas 15,6 ± 28,%, justificando a necessidade de pós-tratamento para a remoção de matéria orgânica O reagente de Fenton apresentou eficiência de remoção de DQO próxima a 9% em diversas condições operacionais, sendo a concentração de H2O2 o fator mais significativo devido à produção de radicais ?OH O índice ReMOL apresentou valores elevados (2 a 28 gL-1) para pH = 4,5, entretanto, valores intermediários (entre 12 e 18 gL-1) foram observados na faixa de pH entre 5 e 6 Os resultados apontam para a possibilidade de realização do processo Fenton com valores de pH maior que 5, com eficiências de remoção de DQO superiores a 6% e ReMOL intermediária (18 a 12 gL-1), utilizando concentrações de H2O2 maiores que 3mMItem Sistema piloto de filtração em membranas para remoção de diuron e diclofenaco em águas para abastecimentoKawata, Rafaela Mayumi; Kuroda, Emília Kiyomi [Orientador]; Theodoro, Joseane Débora Peruço; Costanzi, Ricardo NagamineResumo: A contaminação das águas superficiais com agrotóxicos e fármacos tem sido uma preocupação crescente devido ao uso indiscriminado desses produtos em função do aumento da produtividade agrícola e da automedicação No Brasil, a maioria das estações de tratamento de água utiliza o tratamento por ciclo completo, composto pelas etapas de coagulação, floculação, sedimentação e filtração, que são pouco eficientes na remoção desses contaminantes, o que requer a adoção de tecnologias complementares de tratamento A filtração em membranas consiste em um processo de separação físico-química de partículas, sendo uma técnica promissora na remoção de contaminantes orgânicos presentes em águas Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho da filtração em membranas para remoção dos contaminantes diuron - DIU e diclofenaco – DCF, como alternativa ao ciclo completo, à filtração em meio granular e como pós-tratamento em instalação piloto O método de análise quali-quantitativo de DIU e DCF foi implementado e validado conforme Anvisa (23) e Inmetro (211) em UPLC-MS/MS, apresentando linearidade (correlação de 99,99% para DIU e 99,73% para DCF), sensibilidade (LQ de 5,5 µg L-1 para DIU e 23,6 µg L- 1 para DCF), precisão (menor que 28,63%), exatidão (13,3% de recuperação para DIU e 111,1% de recuperação para DCF), efeito matriz e especificidade/seletividade satisfatórios para este trabalho Para os experimentos de filtração em membranas foram adotadas pressões de alimentação de ,3, 5, e 7,5 bar para microfiltração - MF, nanofiltração - NF e osmose inversa- OI, respectivamente, com duração de 5 horas para cada experimento O tratamento por ciclo completo, em escala de bancada, apresentou eficiência de remoção de 24% para DIU e de 19% para DCF, com concentrações residuais médias de 731,5 e 46,77 µg L-1, respectivamente, comprovando sua limitada remoção de ambos os compostos A técnica de filtração em membranas de MF seguida por OI foi a mais eficiente na remoção de DIU e DCF, tanto como alternativa ao ciclo completo como à filtração em meio granular Quando comparada à alternativa de ciclo completo, foram obtidas após a OI, porcentagens de remoção de DIU e DCF de 95,3 e 99,8%, com concentrações residuais na amostra composta de 45,14 µg L-1 e ,9 µg L-1, respectivamente Já quando comparada à filtração em meio granular, as remoções de DIU e DCF foram de 96,5 e 99,4% com concentrações residuais na amostra composta de 27,31 e ,24 µg L-1, respectivamente A OI foi a única alternativa técnica de pós-tratamento capaz de remover eficientemente os contaminantes DIU e DCF, apresentando porcentagens de remoção de 94,8 e 99,8% e concentrações residuais de 31,47 e ,7 µg L-1, respectivamenteItem Biodigestão anaeróbia de resíduos alimentares visando a produção de metanoHelenas, Jessica Klarosk; Fernandes, Fernando [Orientador]; Bineli, Aulus Roberto Romão; Mockaitis, GustavoResumo: A quantidade de resíduos orgânicos tem crescido de maneira contínua, desta forma, torna-se imprescindível seu gerenciamento para a manutenção da qualidade ambiental Entre os resíduos orgânicos, destacam-se os resíduos alimentares, uma vez que são gerados em grande quantidade Uma alternativa viável para o tratamento destes resíduos é a digestão anaeróbia, visto que representa um sistema operacional simples e possibilita a produção de energia a partir do biogás Neste contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho da biodigestão anaeróbia de resíduos alimentares de restaurante universitário, considerando a análise quali-quantitativa do biogás e do efluente gerados Para verificar a biodegradabilidade dos resíduos alimentares e avaliar a produção específica de metano, foram realizados Ensaios do Potencial Bioquímico de Metano - BMP, em escala de bancada, variando-se a proporção de inóculo:substrato - I:S e o teor de sólidos totais voláteis da mistura Realizou-se também a avaliação do desempenho da biodigestão dos resíduos alimentares em reator anaeróbio em escala piloto de 5 L, adaptado com mecanismos de agitação e controle de temperatura, com alimentação semi-contínua, tendo como foco a análise quali-quantitativa do biogás e do efluente gerados Para o Ensaio BMP, a condição 1:1 STVmistB demonstrou melhor eficiência de remoção para STV (67,5%) e DQO (63%) No entanto, a condição 1:1 STVmistA apresentou a maior taxa de geração de biogás (231,44 NmL d-1) e maior percentual de metano (71,3%) Os resultados da operação do reator anaeróbio em escala piloto indicam eficiência média de remoção de STV de 2,8%, uma vez que o sistema apresentou desequilíbrio A maior produção diária de biogás foi de 217 L d-1 no início do período experimental e o biogás gerado apresentou concentrações médias de 45,9% para metano, 41,6% para dióxido de carbono e 63 ppm para gás sulfídricoItem Estabilidade de talude de solo arenoso laterítico não saturado na condição indeformada e compactadaOliveira, Alana Dias de; Teixeira, Raquel Souza [Orientador]; Gutierrez, Nelcí Helena Maia; Fernandes, Mariana AlherResumo: Extensos estudos sobre o comportamento resistivo dos solos não saturados têm sido realizados ao longo das últimas décadas Entretanto, é conhecida a imprevisibilidade e incerteza que se tem acerca do comportamento destes solos na presença de água e os efeitos da saturação parcial, principalmente em solos mais porosos e granulares Este estudo, portanto, tem o objetivo de avaliar a estabilidade de taludes de solo na condição indeformada e compactada de areia argilosa laterítica não saturada localizada no município de Tuneiras do Oeste/PR, sob geometrias e sucções estimadas diferentes Para isso, foram determinadas, em ambas as condições: indeformada e compactada, as curvas de distribuição de poros por intrusão de mercúrio, curvas características solo-água, utilizando as técnicas do papel-filtro e câmara de pressão de Richards, e parâmetros de resistência ao cisalhamento direto a fim de aplicar às modelagens computacionais desenvolvidas no software da GeoSlope® – Slope/W Os ensaios experimentais de porosimetria indicaram a presença de duas famílias principais de poros, os intra-agregados e os interagregados Na determinação da curva característica solo-água foram encontradas tendências bimodais por meio do modelo numérico de Gitirana e Fredlund Além disso obtiveram-se os valores de Valor de Entrada de Ar na ordem de 1,5 e 4 kPa para o solo indeformado e compactado respectivamente Por meio da curva característica foi possível estimar os valores de sucção ao qual foram ensaiados os corpos de prova no ensaio de cisalhamento direto, de a 1 kPa para o solo indeformado e de a 2 kPa para o solo compactado Nos ensaios de cisalhamento direto foi verificada a influência da variação do teor de umidade, portanto da sucção, ao plotar os resultados na Equação de previsão de Vilar Verificou-se a não linearidade e o aumento na resistência ao cisalhamento das amostras não saturadas em comparação às saturadas, e de amostras compactadas em relação às indeformadas O solo compactado apresentou melhor desempenho em relação ao indeformado à variação da sucção estimada Além disso, nas análises de estabilidade, por Morgenstern e Price e Bishop Simplificado, verificou-se a sensibilidade do Fator de Segurança (FS) à variação das geometrias e da sucção estimada Foram construídos ábacos para a determinação das geometrias e sucção críticas Com isso, foi possível verificar a maior variação do FS quando alteradas as alturas e menor variação quando alteradas as inclinações Os valores de FS obtidos foram diretamente proporcionais ao aumento da sucção, c’ e ?b As análises desse estudo devem auxiliar na avaliação do comportamento de estabilidade dos taludes propostos, sujeitos a variação do teor de umidade que por consequência altera a sucção de campo Por fim, este estudo contribui para uma melhor compreensão do comportamento não saturado dos taludes estudados do solo de areia argilosa laterítica não saturada, na condição indeformada e compactadaItem Proposta de um método para identificação das parcelas críticas do trabalho para a padronização na construção civilCruz, Rodrigo José Paiva; Saffaro, Fernanda Aranha [Orientador]; Formoso, Carlos Torres; Lantelme, Elvira Maria VieiraResumo: A padronização é um princípio instrumental da gestão com vistas à redução da variabilidade no processo produtivo Contudo, padrões detalhados, ou seja, excessivas especificações para orientar a execução do trabalho levam à baixa adesão por parte dos operadores na construção civil Isto ocorre em função das particularidades do sistema de produção deste setor e da dificuldade de prever todas as situações possíveis em um ambiente com alta incerteza Na literatura, foram encontradas diferentes abordagens para a definição de padrões que vão desde padrões detalhados, tais como o trabalho padronizado adotado pela Toyota, até instruções flexíveis do trabalho recomendadas pelo Sistema Sócio Técnico Outros autores defendem certa flexibilidade na definição de regras a serem seguidas, porém com a necessidade de especificação de parcelas críticas do trabalho Esta pesquisa se enquadra nessa última vertente, tendo como objetivo a proposição de um método para identificação das parcelas críticas do trabalho Para tanto, com base na abordagem Design Science Research, foram realizados um estudo inicial exploratório em uma empresa de montagem e instalação de móveis planejados e dois estudos empíricos, sendo o primeiro deles na atividade de assentamento de pisos e azulejos e o segundo na montagem de formas de pilar, ambos em uma construtora na cidade de Londrina/PR O estudo exploratório propiciou uma caracterização inicial das Parcelas Críticas do Trabalho, assim como um protocolo para coleta de dados empregado no estudo empírico EE1 A partir do estudo empírico, foram obtidos avanços, tanto na caracterização das Parcelas Críticas como no protocolo A partir do EE2, detectou-se outros fatores que contribuem para a identificação de tais parcelas, assim como constatou-se a viabilidade do uso do mesmo protocolo em diferentes fases da obra Desta forma, com base nas evidências levantadas, elaborou-se um método para identificação das parcelas críticas do trabalho a serem inseridas no padrão de trabalho da construção civil Posteriormente, o método proposto foi testado e avaliado diante de aspectos, tais como, facilidade de uso e utilidade, oportunidade em que foram propostas melhorias ao método proposto Por fim, com base nos resultados obtidos, foram destacadas as contribuições teóricas e práticas desta pesquisaItem Avaliação ambiental de sistemas de vedação interna de blocos cerâmicos e de concreto mediante ACVBier, Eduardo Rodrigo; Lopes, Deize Dias [Orientador]; Ortenzi Junior, Altibano; Passuello, Ana Carolina BadalottiResumo: No presente trabalho foi desenvolvida uma análise comparativa sob a perspectiva ambiental do ciclo de vida de dois tipos de solução para paredes internas: os sistemas de blocos cerâmicos e de blocos de concreto A metodologia usada na análise é a avaliação do ciclo de vida (ACV) O ciclo de vida dos insumos componentes de ambas alternativas de vedação é considerado integralmente: desde a extração da matéria-prima até o gerenciamento dos resíduos provenientes da execução e da demolição das alvenarias A unidade funcional adotada para compatibilizar os fluxos elementares de material e energia é 1, m2 de alvenaria Os dados relativos aos materiais e aos resíduos foram obtidos de inventários, originalmente secundários provenientes da base de dados EcoInvent, contudo ajustados à realidade brasileira conforme a cadeia nacional de produção No que se refere à distribuição dos produtos e à destinação dos resíduos de construção e demolição, foram inventariadas distâncias e tonelagens para o transporte rodoviário e urbano por caminhão de carga, segundo o contexto espacial da cidade de Londrina, adotado como referência de localização geográfica neste estudo O programa GaBi, versão do banco de dados Education 216, foi o software utilizado na modelagem dos ciclos de vida de ambos sistemas de vedação estudados, e respectivos materiais constituintes, bem como na avaliação dos impactos do ciclo de vida (AICV) O método de avaliação CML 21 foi utilizado na caracterização e quantificação dos impactos ambientais Os resultados alcançados demonstraram não haver diferença considerável entre os sistemas de vedação interna avaliados em termos de potenciais de impacto totais registrados Dentre os materiais estudados, o potencial de impacto mais acentuado está associado ao ciclo de vida da argamassa de cimento, empregada no assentamento dos blocos e no revestimento das paredes, sobretudo em virtude do elevado percentual de perdas de material durante a construçãoItem Investigação micro e macroestrutural de argamassas submetidas a elevadas temperaturasAlves, Guilherme Perosso; Toralles, Berenice Martins [Orientador]; Figueiredo, Antônio Domingues de; Prudêncio Junior, Luiz RobertoResumo: Quando uma argamassa é submetida a elevadas temperaturas, as fases cristalinas que formam a sua microestrutura deformam-se e, por consequência, em escala macroestrutural, muitas de suas características físicas e propriedades mecânicas podem ser alteradas O restante das propriedades pós-exposição é chamado de propriedade residual e o entendimento dos seus efeitos sobre as características e propriedades inicialmente requeridas das argamassas permite um melhor diagnóstico sobre o sinistro e a estimativa sobre os danos causados Neste sentido, o presente trabalho se propôs a investigar as alterações ocorridas nas escalas micro e macroestrutural de argamassas em regime transiente de temperatura Foram moldados corpos de prova cilíndricos com dimensões (5x1) mm e (2x4) mm com traço fixado de 1:3 que foram submetidos às temperaturas de (15, 3, 6 e 9) ºC e resfriados em regime escalonado e brusco Além disso, finos de basalto foram incorporados às argamassas para a verificação da sua capacidade de manutenibilidade das propriedades residuais Para a avaliação microestrutural, as amostras foram ensaiadas em MEV, µ-CT e TG/DTG a fim de detectar a presença e morfologia dos cristais, a alteração da porosidade inicial e a identificação dos picos de perda de massa, respectivamente Além disso, as propriedades mecânicas residuais em termos de resistência à compressão e módulo de elasticidade dinâmico foram avaliadas Os resultados evidenciaram como os produtos de hidratação se decompõem, podendo em certos casos, serem reidratados, resultando em alterações de porosidade e, consequentemente, de resistência à compressão Verificou-se que o efeito das temperaturas é mais evidente a partir dos 6 ºC Para todas as amostras, os piores resultados foram registrados nas argamassas submetidas a 9 ºC e resfriadas bruscamenteItem Influência da incorporação de nanopartículas de sílica em compósitos cimentíciosNogueira, Geovana Souza Ferreira; Toralles, Berenice Martins [Orientador]; La Porta, Felipe de Almeida; Vanderlei, Romel DiasResumo: Pesquisas na área de tecnologia em compósitos cimentícios têm buscado materiais que melhorem suas propriedades e características Para tanto, a incorporação de nanopartículas de sílica (NS) em compósitos cimentícios vem sendo estudada como uma alternativa promissora No entanto, a literatura científica ainda é restrita Neste contexto, o objetivo deste trabalho é analisar a influência de NS no comportamento macro e microestrutural de compósitos cimentícios, a partir da verificação da resistência à compressão, das características microestruturais e da exposição em ambientes agressivos, com a utilização de duas NS diferentes A campanha experimental foi dividida em 3 Estudos, sendo o primeiro para caracterizar as NS, o segundo para definir a melhor forma de incorporação (em pó ou dispersa em água) e o último para avaliar o comportamento macro e microestrutural Os compósitos cimentícios foram analisados mediante o ensaio de resistência à compressão aos 3, 7 e 28 dias de idade, absorção de água, porosimetria por intrusão de mercúrio (PIM), microtomografia computadorizada de raios-X(µ-CT), análise no microscópio eletrônico de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX) e ataque ácido Foram incorporados os teores de ,5% e 1,% de NS Com os resultados obtidos no segundo estudo verificou-se que a forma de incorporação em pó obteve melhores resultados Após a realização do terceiro estudo, verificou-se que a incorporação de NS promoveu a redução da absorção de água e da porosidade, melhorou a densificação da microestrutura, diminuiu a quantidade de hidróxido de cálcio presente nas amostras e minimizou a deterioração pelo ataque ácido No entanto, não foram observadas melhorias significativas na resistência à compressão Por fim, constatou-se que os melhores resultados foram obtidos para o teor de ,5% de ambas as NS e que essa incorporação influenciou principalmente nas características microestruturaisItem Carga de ruptura de estacas de pequeno porte executadas em solo típico de Londrina-PRChristoni, Amanda Regina Foggiato; Teixeira, Raquel Souza [Orientador]; Tsuha, Cristina de Hollanda C.; Belincanta, Antônio; Costa Branco, Carlos José MarquesResumo: Este trabalho avalia a carga de ruptura de estacas do tipo escavadas com trado manual, trado mecânico e apiloadas, executadas no Campo Experimental de Engenharia Geotécnica (CEEG) da Universidade Estadual de Londrina As 32 estacas possuem 2 e 25 cm de diâmetro e 3, 6 e 12 m de comprimento As cargas de ruptura foram estimadas pelos métodos semi-empíricos de Aoki- Velloso (1975), Décourt-Quaresma (1978), Ranzini (1988) modificado por Peixoto (21) e Alonso (1996) As estacas foram submetidas a ensaios de prova de carga estática com carregamento misto nas escavadas com trado manual e apiloadas e carregamento rápido nas estacas trado mecânico Para verificar o efeito do pré-umedecimento no solo de Londrina-PR, algumas estacas foram ensaiadas na umidade natural e reensaiadas com pré-umedecimento do solo; outras foram solicitadas na ordem inversa Com as 61 curvas carga-recalque foram determinadas as cargas de ruptura das estacas pelos critérios de Van der Veen (1953) modificado por Aoki (1976), Chin-Kondner (197) e NBR 6122/21 Os valores estimados pelos métodos semi-empíricos foram conservadores em relação aos determinados pelos critérios de ruptura física e convencional Os métodos de Ranzini modificado por Peixoto e Aoki-Velloso se aproximaram dos valores da prova de carga Estacas com diâmetros e comprimentos maiores, apresentaram os valores de carga de ruptura mais elevados As estacas apiloadas apresentaram maior resistência que as escavadas de mesmas dimensões Por fim, o aumento da saturação através da pré-umedecimento do solo na prova de carga, confirmou o caráter colapsível do solo do CEEG pela redução na carga de rupturaItem Avaliação comparativa teórico-experimental de mini-paredes de alvenaria estrutural com blocos de concretoNakao, Fernando; Ortenzi Junior, Altibano [Orientador]; Mendes, Thiago M.; Toralles, Berenice MartinsResumo: A alvenaria estrutural não armada é composta basicamente de blocos de concretos ou cerâmicos e argamassa e alguma armadura localizada, e para entender o seu comportamento mecânico (deformação e resistência) é importante estudar os componentes conjuntamente Devido à interação mecânica entre esses, é necessário entender os efeitos que um causa no outro Normalmente, estuda-se o comportamento da alvenaria estrutural através de prismas ou mini paredes ou ainda, em paredes Tais ensaios são onerosos e complexos Uma alternativa que pode reduzir tais custos é a utilização de modelagem computacional, baseada na análise por elementos finitos (FEA), para simular a alteração das características de cada material e observar os resultados obtidos Posteriormente, tais resultados são convalidados com menor quantidade de ensaios Assim, verificam-se vários cenários virtualmente, para então produzir o modelo experimental com as características desejadas de projeto Este trabalho criou via modelagem parasólida computacional, todos os componentes de uma alvenaria de blocos de concreto estrutural (BCE) Em seguida comparou os resultados de três mini-paredes, de blocos, da argamassa e de testemunhos prismáticos retirados de blocos, visando convalidar os resultados experimentais desses, com as anãilises por elementos finitos computacional Após a caracterização dos componentes mencionados, realizou-se a FEA Os resultados obtidos via FEA mostraram-se convergentes com os resultados experimentais, inclusive em relação à forma de ruptura, exceto para a mini-parede, cuja capacidade do equipamento não permitiu que se atingisse a ruptura Contudo, ainda assim, para efeito de tensão e deformação os resultados apresentaram valores coerentes em relação à teoria Assim, considera-se que a modelagem parasólida e a FEA, apresentam-se como ferramentas promissoras para reduzir a quantidade de ensaiso destrutivos no futuro, visando maior economia e maior sustentabilidade desses procedimentosItem Associação de reatores anaeróbio e aeróbio no tratamento de efluente agroindustrial submetido a diferentes cargas orgânicas volumétricasSaretto, Rubiéli; Lopes, Deize Dias [Orientador]; Barana, Ana Cláudia; Theodoro, Joseane Débora PeruçoResumo: Nesta pesquisa, foram avaliados os efeitos do aumento gradativo da carga orgânica volumétrica no desempenho de um sistema composto por reator anaeróbio de leito fixo estruturado combinado com reator aeróbio de leito móvel, aplicado ao tratamento de efluente de indústria de farinha para ração, que utiliza subprodutos de indústrias de processamento de carne O reator anaeróbio de leito fixo estruturado (volume útil de 9,4 litros) foi preenchido com espumas de poliuretano, e o reator aeróbio de leito móvel (volume útil de 3,4 litros), preenchido com biomedias de polietileno O sistema foi operado na Fase de adaptação com Tempo de Detenção Hidráulica (TDH) de 3,7 dias e nas Fases I, II e III com TDH de 1,5 dia Foram aplicadas ao reator anaeróbio cargas orgânicas volumétricas médias de ,58; 1,93; 2,13 e 2,61 kg DQO/m3d, respectivamente, para a Adaptação e as Fases I, II e III O reator aeróbio recebia o efluente do reator anaeróbio, que era alimentado com o efluente da indústria de ração animal O sistema combinado apresentou concentrações de alcalinidade suficientes para manter o pH acima de 7,25 no reator anaeróbio e acima de 6,57 no reator aeróbio, evitando acúmulo de ácidos graxos voláteis totais nos mesmos Foi alcançado bom desempenho no sistema global quanto as remoções de DQO total e filtrada, sendo a melhor resposta apresentada durante a Fase I do tratamento, com eficiências de 96 e 92%, respectivamente A remoção de nitrogênio total, também apresentou melhor resposta na Fase I, com eficiência de 31,% O aumento gradativo das cargas orgânicas volumétricas aplicadas, possivelmente, acarretou aumento nas concentrações de DQO dos efluentes anaeróbio e aeróbio, bem como redução na taxa de nitrificaçãoItem Método de modelagem BIM, com o emprego do REVIT®, para a extração de quantitativos para orçamentos com abordagem operacionalFenato, Thalmus Magnoni; Saffaro, Fernanda Aranha [Orientador]; Heineck, Luiz Fernando Mahlmann; Scheer, Sérgio; Barison, Maria Bernardete [Coorientadora]Resumo: A gestão de custos é uma das bases mantenedoras da saúde financeira das empresas Quando o orçamento é capaz de retratar como os custos ocorrem durante a execução da obra, é viabilizado o controle eficaz da produção O orçamento operacional pode ser uma ferramenta eficiente na gestão de custos, pois apresenta os custos de forma segregada e de acordo com o desenvolvimento das operações, ao longo da produção do edifício Entretanto, esta característica pode tornar sua estrutura extensa e complexa, principalmente quando apresentado em formato de planilha O uso da Modelagem da Informação da Construção (BIM) permite que informações de custos sejam inseridas no modelo, facilitando a extração automática dos quantitativos e o entendimento das considerações de orçamento por meio de visualização 3D O objetivo desta pesquisa é propor um método para modelagem em BIM de orçamento operacional que permita explicitar as considerações de cálculo e automatizar a extração de quantitativos, com o uso do software REVIT® Como abordagem de pesquisa, optou-se pela Pesquisa Construtiva (Constructive Research), sendo a estratégia da pesquisa o estudo de caso Após uma pesquisa bibliográfica, este trabalho seguiu com a fase exploratória e com três estudos de caso A partir dos resultados dos estudos de caso 1 e 2, foram extraídas diretrizes para elaboração da proposta inicial do método de modelagem A validação do método de modelagem foi realizada no estudo de caso 3 Na fase de validação, foi verificado que no REVIT® há falta de classes de objetos capazes de representar as operações Os objetos não possuem relacionamento entre si, de acordo com o comportamento real das operações, acarretando que alterações de projeto demandem ajustes manuais Mediante esta lacuna, a modelagem a partir de objetos 3D torna-se complexa pela necessidade de inúmeras adaptações Contudo, foi observado que o uso do recurso de modelagem por parâmetros, embora não disponibilize a visualização 3D, é uma alternativa simples para a modelagem deste tipo de orçamento no REVIT® O método proposto foi considerado útil e fácil de ser aplicado Deficiências foram detalhadas com relação à orientação para a escolha do tipo de modelagem, o que demandou adaptações complementares no método proposto Desse modo, foram elaboradas diretrizes para auxiliar na escolha dos tipos de modelagem das operaçõesItem Qualidade da água e uso/cobertura do solo da bacia hidrográfica do rio Tibagi - PRAssunção, Emily Giany; Kuroda, Emília Kiyomi [Orientador]; Pereira, Adriana Castreghini de Freitas; Hashimoto, Elisabete Hiromi; Pinheiro, Hemerson DonizeteResumo: O desenvolvimento de atividades antrópicas está intimamente relacionado ao uso e cobertura da bacia hidrográfica e impacta diretamente nos aspectos quali-quantitativos da água podendo atribuir características que inviabilizem seu uso para determinados fins O presente trabalho teve como objetivo avaliar a qualidade da água e as alterações no uso e cobertura do solo da bacia hidrográfica do rio Tibagi para os anos de 26, 211 e 216 Para avaliação da qualidade da água foi realizada a caracterização química, física, microbiológica e ecotoxicológica de amostras coletadas no Reservatório da UHE Mauá e à jusante próximo a cidade de Londrina, para o cálculo dos índices de qualidade da água: Índice de Qualidade das Águas - IQA, Índice de Substâncias Tóxicas e Organolépticas - ISTO, Índice de Qualidade das Águas Brutas para Fins de Abastecimento Público - IAP, Índice do Estado Trófico - IET, Índice de Variáveis Mínimas para a Preservação da Vida Aquática - IPMCA, Índice de Qualidade das Águas para Proteção da Vida Aquática e da Comunidade Aquáticas - IVA e Índice de Qualidade da Água de Reservatórios - IQAR Os ensaios ecotoxicológicos foram realizados utilizando os organismos-teste Ceriodaphnia dubia, Daphnia magna e Artemia salina O diagnóstico temporal da qualidade da água foi realizado com os dados de caracterização fornecidos pelo Instituto das Águas do Paraná e Agência Nacional das Águas, por meio do cálculo do IQA Para a classificação do uso e cobertura do solo foi utilizado o programa ArcGIS e imagens do satélite LANDSAT 5 e 8, distinguindo-se as classes temáticas: área urbana, água, vegetação densa, solo exposto e vegetação rasteira Em geral, a classificação da qualidade da água pelo IQA variou entre boa e ótima; pelo ISTO, apresentaram-se adequadas para o consumo humano ou para o tratamento convencional ou avançado; pelo IAP resultou entre regular e ótima; pelo IET, entre mesotrófico e ultraoligotrófico; pelo IPMCA foi considerada boa; pelo IVA variou entre boa e ótima e pelo IQAR, entre moderadamente e criticamente degradado a poluído, e não apresentaram toxicidade aos organismos estudados Verificou-se nos mapas de uso e cobertura elaborados o aumento consistente da classe urbana e a redução da classe vegetação rasteira entre os anos analisados Os resultados dos índices de qualidade da água evidenciaram a importância da utilização de índices específicos para cada uso previsto da água e os mapas de uso e cobertura forneceram subsídios importantes para auxiliar a gestão da bacia hidrográfica do rio TibagiItem Gestão intermunicipal de resíduos sólidos urbanos em municípios de pequeno porte - estudo de caso do consórcio CIRESOguido, Vinícius; Fernandes, Fernando [Orientador]; Ferreira, João Alberto; Bosco, Tatiane Cristina DalResumo: Com o constante aumento da geração de resíduos sólidos urbanos (RSU), pequenos municípios encontram dificuldades para um gerenciamento eficiente Sendo assim, este trabalho visa propor um modelo de gestão intermunicipal dos RSU e avaliar sua viabilidade técnica, tendo o Consórcio Intermunicipal de Resíduos Sólidos (CIRES) como estudo de caso Foram diagnosticados em 9 municípios (Cafeara, Centenário do Sul, Florestópolis, Guaraci, Jaguapitã, Lupionópolis, Miraselva, Porecatu e Prado Ferreira) do estado do Paraná o gerenciamento dos RSU pelas prefeituras, através de entrevistas e visitas a campo Os resíduos estudados foram: domiciliares; volumosos (constituídos basicamente de madeiras, sofás velhos e móveis usados); podas e capinas; da construção civil e de logística reversa obrigatória Estruturou-se um modelo de gestão integrada de resíduos sólidos com 2 centrais de gerenciamento: CEGRE (Central de Gerenciamento de Recicláveis) e CTR (Central de Tratamento de Resíduos) Para a CEGRE estimou custos de implantação e operação, tomando a cidade de Jaguapitã como base para o dimensionamento Nos municípios estudados, todos apresentaram locais de destinação final de resíduo domiciliar em condições inadequadas, conforme o IQR da Cetesb de 214 e, identificados locais de “bota-fora” para os resíduos volumosos, RCC, podas e capinas e alguns resíduos da logística reversa Diante disso foi proposto que em cada município haverá uma CEGRE que será responsável pelo gerenciamento dos resíduos recicláveis da coleta seletiva, resíduos da logística reversa (pneus, pilhas e baterias, lâmpadas e resíduos eletroeletrônicos), volumosos e RCC´s O custo estimado de implantação da CEGRE em Jaguapitã foi de R$16,, e o custo de operação de R$58,/mês Já os resíduos orgânicos e úmidos serão destinados para a CTR no município de Prado Ferreira-Paraná, já em faze de implantação pelo consócio CIRESItem Desempenho de Bacillus sp. na biocimentação de materiais cimentíciosSchwantes, Nicole; Toralles, Berenice Martins [Orientador]; Nakazato, Gerson; Repette, Wellington Longuini; Vanderlei, Romel DiasResumo: A durabilidade dos materiais cimentícios está intimamente ligada à porosidade, pois a partir de poros interligados a água consegue adentrar nestes materiais e acelera sua degradação Com o intuito de diminuir a porosidade nos materiais cimentícios, as bactérias do gênero Bacillus estão sendo utilizadas como agentes biocimentantes de autocicatrização a partir da precipitação de cristais de carbonato de cálcio (CaCO3) Estes cristais funcionam como preenchimento de poros dos materiais cimentícios, evitando sua deterioração precoce e protegendo-os não apenas dos desgastes sofridos pela água, mas também por outras substâncias prejudiciais O presente trabalho tem por objetivo avaliar a biocimentação em materiais cimentícios, mediante duas formas de adição de esporos bacterianos, nas propriedades mecânicas e microestrutuais O estudo foi dividido em duas campanhas experimentais: na primeira foram estudadas duas espécies bacterianas, B cereus e B subtilis AP91, com intuito de determinar qual apresentaria a maior precipitação deste cristal A partir deste resultado, iniciou-se a segunda campanha, na qual a bactéria B subtilis AP91 foi adicionada na concentração de 15 esporos/mL a uma argamassa básica de traço 1:3, com relação a/c de ,63, de duas formas diferentes, na água de amassamento no momento da mistura e submersa em solução contendo os esporos bacterianos As argamassas foram avaliadas quanto às propriedades mecânicas e características microestruturais Com os resultados obtidos verificou-se que a bactéria B subtilis AP91 apresentou uma maior precipitação de CaCO3, além de que os cristais formados por essa bactéria mostraram-se mais densos e com um maior pico de cálcio no EDS Sua aplicação nas argamassas foi satisfatória, principalmente quando a bactéria foi adicionada na água de amassamento, pois aos 28 dias promoveu o aumento na resistência à compressão de 31,3% e a diminuição no índice de vazios e na absorção de água, de 6,3% e 3,5%, respectivamente Além disso, na porosimetria por intrusão de mercúrio essa forma de adição apresentou diminuições maiores da porosidade, onde verificou-se que a bactéria é capaz de fechar poros menores do que 2 µm Sendo assim, concluiu-se que o uso de esporos da bactéria B subtilis AP91 na água de amassamento de argamassas promoveu a biocimentaçãoItem Cotratamento de lixiviado pré-tratado de aterro sanitário e esgoto doméstico em reatores anaeróbios de manta de lodo e pós-tratamento por coagulação - floculação - sedimentaçãoGalvão, Renan Borelli; Kuroda, Emília Kiyomi [Orientador]; Aisse, Miguel Mansur; Costanzi, Ricardo NagamineResumo: Lixiviado de aterro sanitário é uma água residuária de composição complexa, difícil biodegradação e alto poder poluente, e que necessita de um tratamento adequado antes de sua disposição na natureza O cotratamento de lixiviado e esgoto doméstico tem se mostrado uma solução interessante, desde que o transporte do lixiviado à Estação de Tratamento de Esgoto - ETE seja viável e que a mesma tenha capacidade de absorver a sobrecarga É necessário, porém, analisar criteriosamente as porcentagens máximas de lixiviado a serem adicionadas, pois elevadas taxas podem comprometer o bom funcionamento do sistema Este trabalho buscou avaliar os impactos da adição de lixiviado de aterro sanitário pré-tratado por stripping de amônia no tratamento de esgoto sanitário em reatores anaeróbios de manta de lodo (UASB) com pós-tratamento por coagulação-floculação-sedimentação O trabalho foi dividido em três fases experimentais, sendo a Fase I correspondente aos ensaios de tratamento anaeróbio em reatores em escala piloto reduzida, para comparação e definição do tipo de esgoto, natural da ETE ou sintético, a ser utilizado nos ensaios subsequentes; a Fase II aos ensaios de cotratamento anaeróbio em escala piloto, em reatores com volume de 14,14 L, vazão de 1,77 L h-1 e TDH de 8 h, para avaliação de desempenho e seleção da proporção mais adequada da mistura esgoto/lixiviado; e a Fase III aos ensaios de pós-tratamento físico-químico por coagulação-floculação-sedimentação - CFS, em escala de bancada (jarteste), utilizando sulfato de alumínio como coagulante, para determinação da condição mais adequada de coagulação química para o efluente selecionado na Fase II O cotratamento de lixiviado pré-tratado e esgoto em reatores de manta de lodo foi eficiente na remoção de DQO e DBO, apresentando remoções entre 69,2 e 82,6% e entre 87,3 e 9,7%, com valores residuais de 82 a 168 mg L-1 e de 23 a 28 mg L-1, respectivamente A adição máxima de lixiviado pré-tratado investigada de 1% não prejudicou o desempenho do reator, sendo esta selecionada como porcentagem de maior eficiência para o cotratamento O cotratamento não foi eficiente na remoção de nutrientes (fósforo e nitrogênio), sólidos dissolvidos e cor verdadeira, com remoções máximas de 11,8; 13,8; 18,2 e 8,6%, respectivamente Por fim, o pós-tratamento por CFS mostrou-se eficiente na remoção de cor verdadeira, com eficiência de 9,4% e valor residual de 31 mg L-1, e fósforo, com eficiência de 87,% e residual de ,75 mg L-1Item Proposta de procedimento de moldagem de corpos de prova em laboratório para concretos permeáveisRisson, Kathleen Dall Bello de Souza; Toralles, Berenice Martins [Orientador]; Masuero, Angela Borges; Possan, Edna; Moura, André Campos de [Coorientador]Resumo: No Brasil, o pavimento permeável de concreto vem atraindo atenção de diversos pesquisadores, pois seu alto teor de vazios permite a infiltração da água pluvial e redução do escoamento superficial Visando contribuir para o conhecimento sobre o pavimento permeável de concreto, este estudo tem como objetivo propor um procedimento de moldagem de corpos de prova em laboratório para concretos permeáveis aplicados em pavimentos de tráfego para pedestre, conforme requisitos da NBR 16416: 215 Para isso, o trabalho foi dividido em duas etapas Na Etapa Exploratória estudaram-se dois métodos de compactação: Proctor de 2,5 kg e mesa de consistência, totalizando seis procedimentos de compactação Na Etapa Final, após definição do Proctor de 2,5 kg como método de compactação, avaliou-se a influência do número de golpes nas propriedades hidráulicas e mecânicas do concreto permeável Sendo o concreto produzido em massa no traço 1:3,26 (cimento: agregado graúdo), relação a/c igual a ,31 e quatro granulometrias de agregado graúdo de rocha basáltica: brita de 19 mm descontínua, brita de 19 mm uniforme, brita de 12,5 mm descontínua e brita de 12,5 mm uniforme, foram avaliados a massa específica no estado fresco, a porcentagem de vazios, o coeficiente de permeabilidade, a resistência à compressão e a resistência à tração na flexão Diante dos resultados obtidos, propõe-se como procedimento de compactação de corpos de prova cilíndricos de dimensões 1 x 2 mm e prismáticos de dimensões 1 mm x 1 mm x 4 mm em laboratório: o enchimento dos moldes com controle da massa do concreto e uso de chapa metálica Verificou-se que existe uma correlação linear entre a energia de compactação e o número de golpes Considerando os materiais, o traço e o procedimento de compactação utilizados neste estudo foi possível produzir concretos permeáveis de acordo com os requisitos da ABNT NBR 16416: 215 para uso em pavimentos de tráfego de pedestre, com coeficientes de permeabilidade superior a 1 mm/s e resistência à tração na flexão aos 28 dias superior a 1 MPa Por fim, na maioria das misturas avaliadas, verificou-se que a distribuição granulométrica, não exerceu influência significativa no coeficiente de permeabilidade do concreto, e que o uso da brita de 12,5 mm e de granulometria descontínua, produziu concretos com massas específicas e resistências à compressão e tração na flexão mais elevadas, e porcentagem de vazios menores, quando comparados aos concretos com agregado uniforme e brita de 19 mm O número de golpes aplicados durante o procedimento de compactação exerceu influência na massa específica, porcentagem de vazios, coeficiente de permeabilidade e resistência à compressão dos concretos permeáveis, de modo que, com o aumento do número de golpes, maiores foram as massas específicas e resistência à compressão e menor a porcentagem de vazios e coeficiente de permeabilidade dos mesmosItem Análise da reatividade pozolânica da cinza do bagaço da cana-de-açúcarCosta, Marcella Ribeiro da; Morales, Gilson [Orientador]; Câmara, Everlei; Mendes, Thiago Melanda; Ângulo, Sérgio CirelliResumo: O Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo A indústria sucroalcooleira é energeticamente auto sustentável quando produz energia por meio da queima do bagaço da cana-de-açúcar Essa queima gera uma cinza rica em sílica, que pode apresentar atividade pozolânica e/ou efeito fíler como componente de materiais cimentícios Esse comportamento pode melhorar o desempenho dos aglomerantes usados na construção civil Além disso, a presença desse material na produção de materiais cimentícios pode contribuir para a redução do impacto ambiental, reduzindo o descarte incorreto de resíduos A possibilidade da ocorrência de atividade pozolânica na cinza do bagaço da cana-de-açúcar permite a substituição parcial do cimento Portland, objeto desse estudo A verificação da viabilidade técnica da aplicação desse resíduo na construção civil garante uma destinação adequada e atende à política da sustentabilidade As cinzas utilizadas foram coletadas diretamente da lagoa de decantação, passando por um processamento primário, de secagem em estufa à 15°C, seguido de peneiramento para remoção de impurezas e moagem O método visou à obtenção de um material de finura compatível com o cimento Portland e que atendesse aos quesitos da norma de materiais pozolânicos O tempo de moagem satisfatório foi de 3 h e 3 min, sendo que, posteriormente, esse material foi submetido a requeima em mufla, em temperaturas de 65°C e 7°C para a eliminação da matéria orgânica e mudança de fase de parte da sílica inerte para a sílica amorfa Em seguida, o material passou por análise de reatividade pozolânica pelo método Chapelle Modificado e ensaios de índice de atividade pozolânica com a cal e com o cimento A cinza recalcinada a 65°C apresentou atividade pozolânica de 455 mg Ca(OH)2/g amostra, e resistência à compressão aos 28 dias de ordem de 29 MPa, sendo caracterizada como material pozolânico Constatou-se que a cinza in natura é inadequada para a substituição do cimento Portland, em função do teor de matéria orgânica e impurezas presentes Concluindo, a amostra recalcinada à 65°C e moída por um período de 3 h e 3 min em relação as outras cinzas, foi a única que apresentou características físicas e químicas aceitáveis para incorporação ao cimento Portland, além de apresentar potencial atividade pozolânica