Proposta de metodologia de abordagem ao projeto de uma habitação sustentável - a qualidade do espaço interior

Face às prementes questões da falta de condições de habitabilidade na habitação, das transformações climáticas e da descaracterização do território que enfrentamos no século XXI, torna-se fundamental o contributo que a arquitetura e o design podem ter na resposta a estes desafios. Uma habitação sustentável, um conceito multidimensional que é baseado no resultado do seu desempenho aos níveis ambiental, social e económico, pode ser uma das resposta-chave para os problemas atuais. Este conceito está relacionado com: um ambiente interior saudável e confortável; a preservação da identidade cultural; a otimização do potencial do terreno e das condições climáticas; o baixo consumo de energia; a diminuição das emissões de CO2; e a redução dos custos do ciclo de vida. A presente dissertação reúne um conjunto de informações sobre práticas de planeamento e construção, que partem do utilizador e de uma análise geográfica, que inclui a caracterização da localização, do clima, do terreno, da incidência solar e da predominância de ventos, e terminam no estudo de materiais de construção (que podem provir de matérias-primas locais) e de infraestruturas. Este conjunto de premissas traduz-se numa metodologia de projeto, que pretende ser suficientemente flexível e simultaneamente prática, de modo a poder ser utilizada em diferentes circunstâncias nas quais o objetivo seja o desenvolvimento de uma habitação sustentável

Projeto e Construção de um Veleiro Autónomo, utilizando materiais compósitos, Impressão a 3D e Aprendizagem Máquina

Este trabalho consistiu no projeto e construção de um veleiro autónomo de pequena escala. No início do trabalho, é feito um estudo acerca dos diferentes tipos de veículos autónomos, dando mais enfase aos veleiros. Em seguida, é iniciado o projeto do casco do veleiro, aplicando conceitos básicos de Arquitetura Naval. A forma do casco é desenhada com recurso ao programa DELFT Ship Free, onde são realizados estudos hidrodinâmicos do mesmo. Posteriormente é retratado a construção do casco projetado, com recurso a materiais compósitos e impressão 3D de componentes do veleiro. São ainda descritos os sensores, controladores, atuadores e programação desenvolvida para o veleiro. É também realizado um estudo sumário da estimativa de consumos e autonomia do sistema. No final, encontram-se os resultados obtidos das provas de mar efetuadas ao veleiro.

Análise económica e financeira da reabilitação na construção

O setor da construção tem evoluído ao longo dos anos, quer em termos de processos construtivos, quer em termos de materiais aplicados, tendo sempre em conta a relação custo/prazo/qualidade. Atualmente existe uma grande quantidade de edifícios cujo tempo de vida útil está a chegar ao fim e cujas estruturas e materiais se vêm a degradar progressivamente. É então necessário proceder à sua demolição e posterior construção de uma edificação nova ou então recorrer a processos de reabilitação, que visam conservar o património arquitetónico e procurar corresponder às solicitações e exigências regulamentares requeridas. Isto leva a outro ponto, que é a análise do investimento e a verificação da rentabilidade do projeto. A presente dissertação, inserida no Mestrado em Conservação e Reabilitação do Edificado, tem como objetivos fazer uma análise económica e financeira a vários edifícios intervencionados, verificando a viabilidade do projeto e determinando o período de retorno do investimento. O caso de estudo é um conjunto de quatro edifícios de custos controlados que foram reabilitados pelo exterior com o objetivo de melhorar o comportamento térmico, bem como as condições interiores das habitações, a nível de instalações e acústica. Por sua vez, os objetivos da presente dissertação incidem especificamente no isolamento térmico dos edifícios, na substituição das caixilharias e das janelas, das caixas de estore e dos estores. Foram realizadas medições de temperatura e humidade relativa antes, durante e após a reabilitação, através de um aparelho medidor Hygropalm, da Rotronic. Foram também registados os consumos energéticos (eletricidade, água e gás) antes e após a reabilitação. Posteriormente procedeu-se à análise e comparação de resultados em termos de custos para os moradores, bem como a análise de investimento para o dono dos edifícios. Foram também registadas as rendas que os moradores poderão pagar, estando divididas em três tipos: renda mínima, renda média e renda máxima e depois procedeu-se a uma análise financeira para cada uma delas. Considerando o investimento feito na reabilitação e analisando quatro cenários diferentes e sua receita respectiva (lucros expectáveis), sendo a receita correspondente à poupança energética e a cada tipo de renda, verificou-se que o investimento tinha retorno passados muitos anos.

Utilização do defletómetro de impacto ligeiro, do GeoGauge e do densímetro elétrico para o controlo in situ da qualidade de materiais em obras de pavimentação rodoviária

A presente dissertação procura contribuir para avaliar a utilidade de três equipamentos ligeiros na caracterização in situ de materiais de pavimentação de infraestruturas de transporte. Aquele tipo de avaliação visa o controlo de qualidade dos materiais durante o processo construtivo, embora possa contribuir também para estimar o comportamento previsível dos materiais utilizados. O estudo centrou-se principalmente na utilização do Defletómetro de Impacto Ligeiro (DIL), do GeoGauge (GG) e do Densímetro Elétrico (DE). No entanto, realizaramse complementarmente ensaios com o Cone de Penetração Dinâmica (CPD), com o Gamadensímetro (GD) e com o Indicador de Qualidade de Pavimentos (IQP). O GG e o DIL foram concebidos com o objetivo de medirem o módulo de deformabilidade de camadas constituídas por solo ou por materiais granulares. O DE destina-se a avaliar a qualidade da compactação de camadas de solo. Numa fase inicial do trabalho, fez-se uma recolha bibliográfica sobre as características, os princípios de funcionamento e o modo operatório de cada um dos equipamentos, de modo a apoiar o estudo de caso que se realizou mais tarde no âmbito do trabalho. O estudo bibliográfico centrou-se ainda na procura dos parâmetros que é possível medir com cada um dos equipamentos estudados, bem como na procura de relações entre aqueles parâmetros. Para a realização da campanha de ensaios previamente estabelecida, o estudo incluiu a construção de um modelo físico de pavimento. O pavimento construído, com dimensões em planta da ordem de 2 1,5 m2, é constituído por duas estruturas diferentes, assentes sobre a mesma fundação, com uma espessura total de 29 cm: uma formada por uma camada granular e uma camada betuminosa; a outra constituída por uma camada de solo estabilizado com cimento e uma camada betuminosa. Os materiais constituintes do modelo foram caracterizados em laboratório e/ou in situ com recurso a ensaios convencionais. Nalguns casos recorreu-se às fichas de produto para recolher as propriedades necessárias. Na fundação estudou-se a utilização do DIL, do GG e do DE. Adicionalmente, avaliou-se o solo, com o CPD e com o GD. Nas camadas granular e de solo estabilizado estudou-se a utilização do DIL, do GG e do GD. Na camada betuminosa efetuaram-se ensaios com o DIL e com o IQP. Em cada um dos materiais colocados foi estudada a utilização dos equipamentos individualmente, de modo a obter os parâmetros caracterizadores dos materiais: o CBR (com o CPD), o módulo de deformabilidade (com o DIL, o GG e o CPD), a baridade seca e o teor em água (com o GD e o DE), a baridade (com o IQP). Quando se revelou útil, compararam-se resultados obtidos com os diferentes equipamentos para cada um dos materiais. Em termos gerais, pode afirmar-se que a utilização dos equipamentos testados pode contribuir de forma útil para avaliar os materiais in situ. Contudo, foram detetadas fragilidades no processo de caracterização, particularmente no que diz respeito à análise de sistemas multicamada com o DIL. O processo de calibração necessário à obtenção de resultados fiáveis com o DE revelou-se pouco prático. Além disso, o GG permitiu obter resultados com baixa variabilidade, embora geralmente bastante diferentes dos obtidos com o DIL. Os equipamentos complementares estudados neste trabalho mostraram ser úteis na avaliação dos materiais. Em suma, para que o controlo de qualidade seja efetivo, é necessário estabelecer, através de estudos mais alargados, quais os materiais em os equipamentos estudados podem ser utilizados com propriedade, e quais os critérios de aceitação/rejeição dos materiais que devem ser considerados em cada caso.

Tirantes de betão armado com varões de fibra de vidro

O aparecimento da fibra de vidro deve-se à pesquisa de novos materiais. No século XIX, as fibras de vidro foram pela primeira vez tecidas. Só mais tarde, durante o século XX, com o desenvolvimento de resinas foi possível produzir a fibra de vidro como material compósito. Ainda durante a 2ª Guerra Mundial foi construído um avião de combate em fibra de vidro. Desde então sofreu um grande desenvolvimento, tendo sido aplicada nas mais diversas indústrias. Recentemente, a fibra de vidro tem sido também aplicada em estruturas na construção civil. Nos últimos anos tem havido uma crescente investigação acerca das estruturas de betão armado com armaduras de fibra de vidro (GFRP). A análise de parâmetros como a fendilhação, a deformação e a contribuição do betão entre fendas, é fundamental para a compreensão do comportamento desse material compósito. A aderência entre os varões e o betão é condicionada pela resistência do betão e pela superfície das armaduras, podendo estas propriedades influenciarem a evolução dos parâmetros atrás referidos. Contudo, a investigação neste domínio ainda está pouco desenvolvida e carece de mais estudo, para que seja possível a sua aplicação em estruturas de uma forma mais criteriosa e abrangente. Pretendeu-se conjugar as vantagens do betão estrutural de agregados leves (BEAL), bom desempenho de resistência e a reduzida densidade, com as dos varões de GFRP, sendo necessário estudar o seu comportamento em conjunto para uma boa compreensão dos fenómenos inerentes a esta combinação de materiais. Neste trabalho analisam-se vários parâmetros fundamentais ao comportamento de elementos de BEAL reforçado com varões de GFRP, nomeadamente: a aderência da interface betão-armadura, a fendilhação, tension stiffening effect e a deformação. Para esta análise, considerou-se a variação da resistência mecânica do BEAL, do tipo de armadura de reforço (aço e GFRP) e o diâmetro dos varões. Foi desenvolvido um programa experimental que contempla um total de doze tirantes de betão armado, seis com varões de GFRP e seis com varões de aço, de forma a poder efectuar-se uma comparação directa. Foram também incluídos no programa experimental trinta e seis provetes de ensaios pull out, dezoito com armaduras de fibra de vidro e dezoito com armaduras de aço, igualmente com o objectivo de comparação dos resultados. Na análise dos resultados foi possível verificar as diferenças entre o uso de armaduras de GFRP e de aço nos parâmetros em estudo, assim como a influência da resistência dos BEAL e dos diâmetros das armaduras. Verificou-se que a largura de fendas, bem como as deformações nos tirantes com armaduras de GFRP foram superiores às observadas com armaduras de aço. No que diz respeito à aderência foram observadas menores tensões nas armaduras de GFRP.