Avaliação, tratamento e consolidação de madeira em edifícios antigos

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Aço em varão para betão armado: caracterização do material e enquadramento atual

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Wells turbine: fiberglass flanges

A introdução desta tese começa por realizar um enquadramento do projecto em mão, apresentando a central de energia das ondas em que se encontram os componentes em fibra de vidro a projectar. Esta central usa o princípio de variação de coluna de água, e encontra-se localizada na ilha do Pico, Açores. São de seguida apresentados os objectivos deste trabalho, que consistem na selecção de materiais de fabrico dos componentes, desenvolvimento de uma metodologia para projectar juntas aparafusadas em materiais compósitos, dimensionamento e comparação de duas juntas concorrentes em materiais compósitos: junta solicitada à tracção e junta solicitada ao corte, validação da análise e estudo das causas dos vários tipos de falha destas juntas. A parte I deste trabalho é o resultado da pesquisa bibliográfica efectuada para levar a cabo os objectivos definidos. Assim, começa por se fazer uma descrição dos materiais e processos de fabrico que mais se adequam ao presente projecto, nomeadamente fibra de vidro, resinas, tecidos, impregnação manual, RTM e infusão por vácuo. Daqui resultou que os materiais mais adequados para esta aplicação são fibra de vidro do tipo E e resina polyester devido ao seu baixo custo e larga utilização em aplicações estruturais marinhas. O processo de fabrico mais eficiente é a infusão por vácuo devido á sua vocação para pequenas séries de produção, a poupança que permite em termos de mão-de-obra, a complacência com normas de emissão de voláteis e as boas propriedades das partes produzidas. No capítulo II da parte I são discutidos os tópicos relacionados com juntas em materiais compósitos. Da pesquisa levada a cabo conclui-se que as grandes vantagens das juntas aparafusadas são a sua facilidade de montagem e desmontagem, facilidade de inspecção e capacidade de ligar quaisquer tipos de materiais. Quanto à furação de compósitos é importante referir a necessidade de utilizar ferramentas resistentes e parâmetros de maquinação que minimizem o dano infligido aos laminados. Isto é possível através da selecção de ferramentas com passos baixos que reduzam igualmente a dimensão do seu centro estático responsável pela força axial exercida sobre o laminado - principal factor causador de dano. Devem-se igualmente utilizar baixas velocidades de avanço e elevadas velocidades de rotação. É importante salientar a importância da realização de pré-furação, de utilização de um prato de suporte na superfície de saída do laminado e a existência de ferramentas especialmente concebidas para a furação de compósitos. Para detectar e quantificar o dano existente num furo destacam-se os métodos de inspecção ultrasónica e a radiografia. Quanto aos parâmetros que influenciaram o comportamento de juntas aparafusadas destacam-se os rácios largura/diâmetro, distância ao bordo/diâmetro, espessura/diâmetro, pré-tensão, fricção, sequência de empilhamento e respectivas proporções, dimensão das anilhas e folga entre o parafuso e o furo. A pesquisa efectuada visando metodologias de projecto fiáveis ditou a necessidade de utilizar métodos que permitiram determinar o parafuso mais carregado de uma junta, efectuar o cálculo de tensões no mesmo, e ainda métodos que permitam determinar a primeira falha que ocorre no laminado bem como a falha final no mesmo. O capítulo III da primeira parte descreve os métodos de análise de tensões necessários para as metodologias de projecto utilizadas. Aqui é apresentada a teoria clássica da laminação, um método para determinação do parafuso mais carregado, um método analítico baseado na teoria da elasticidade anisotrópica de um corpo e o método dos elementos finitos. O método para determinar o parafuso mais carregado - análise global - consiste num modelo bidimensional de elementos finitos em que 2 laminados coincidentes são modelados com elementos lineares de casca com 4 nós, sendo a extremidade de um laminado restringida em todos os graus de liberdade e a extremidade oposta do segundo laminado carregada com a carga pretendida. Os laminados são ligados através de elementos mola que simulam os parafusos, sendo a sua constante de rigidez previamente calculada para este fim. O método analítico modela o contacto assumindo uma distribuição de pressão cosinoidal ao longo de metade do furo, e é válido para laminados simétricos e quasi-isotrópicos. O método dos elementos finitos é o que mais factores permite ter em conta, sendo os modelos tridimensionais com um elemento por camada os que melhor modelam o estado de tensões experienciado por uma junta aparafusada em materiais compósitos. O tópico de análise de falha é abordado no capítulo 4 da primeira parte. Aqui são apresentados os resultados do world wide failure exercice que compara vários critérios de falha existentes até 2004, fazendo-se referência a desenvolvimentos recentes que têm ocorrido nesta área. O critério de Puck surge como aquele que permite previsões de falha mais exactas. O critério de falha de Hashin 3D foi o escolhido para o presente trabalho, devido à sua facilidade de implementação num modelo de elementos finitos, à sua capacidade para detectar modos de falha subcríticos e à sua utilização em trabalhos anteriores que apresentaram previsões de falha muito próximas dos dados experimentais. Também neste capítulo se apresentaram os vários tipos de falha de uma junta aparafusada em materiais compósitos, apresentando as causas de cada uma. Por fim, na última secção, apresenta-se o método de dano progressivo que se desenvolveu para prever a primeira falha final do laminado. Este é muito interessante tendo permitido previsões de falha muito próximas dos resultados experimentais em trabalhos anteriores. Este método é iterativo e encontra-se dividido em 3 passos: Análise de tensões, análise de falha utilizando o critério de Hashin 3D e degradação de propriedades, de acordo com o tipo de falha detectada. Para além dos passos referidos, existe ainda um quarto responsável pelo fim da análise que consiste na aferição da existência ou não de falha final e respectivo tipo de falha (por pressão de contacto, por tensão ou por esforços de corte). No capítulo V da primeira parte é apresentado o resultado de uma pesquisa das normas de teste necessárias para obter as propriedades dos materiais requeridas para a aplicação dos métodos descritos neste trabalho. A parte II deste trabalho consiste na aplicação dos métodos apresentados na parte I ao caso concreto em estudo. Os softwares Microsoft Excel, Matlab e ANSYS foram utilizados para este fim. A junta começa por ser dimensionada estimando a espessura necessária do componente e o número e características dos parafusos. De seguida foi feita uma análise global à flange em estudo determinando a força suportada pelo parafuso mais carregado. Após esta análise desenvolveu-se um modelo tridimensional de elementos finitos da zona em que se encontra o parafuso mais carregado, utilizando elementos sólidos lineares e isoparamétricos de 8 nós e uma malha gerada pelo método directo. Aplicou-se a este modelo o algoritmo de dano progressivo descrito na primeira parte. Começou por se incluir explicitamente o parafuso, anilhas, pré-tensão e a modelação dos vários contactos com fricção posteriormente simplificado o modelo restringindo radialmente os nós da porção carregada do furo, excluindo os factores mencionados inicialmente. Procurou-se validar o modelo utilizando o método de cálculo de tensões descrito na primeira parte, desenvolvendo um programa em Matlab para o efeito. Tal não foi possível tendo-se incluído a tentativa realizada em anexo. Para efeitos de dimensionamento, desenvolveu-se um modelo de elementos finitos de duas dimensões da junta em causa, utilizando elementos de casca lineares de quatro nós isoparamétricos com uma espessura unitária. Através da análise de tensões efectuada com este modelo, e utilizando um método combinado programado em linguagem paramétrica, foi possível dimensionar as duas juntas concorrentes pretendidas. Este método combinado consistiu no cálculo de tensões em pontos localizados sobre uma curva característica e utilização de um critério de falha quadrático para cálculo da espessura necessária para a junta. O dimensionamento ditou que a junta solicitada à tensão necessita de pelo menos 127% das camadas e do custo de uma junta solicitada ao corte equivalente.

Juntas mecânicas em material compósito

O âmbito da presente tese é o estudo de juntas mecânicas em material compósito realizado com fibra de vidro. Os materiais compósitos são a solução procurada pela generalidade dos sectores da indústria, devido essencialmente à sua grande capacidade estrutural e à sua resistência mecânica específica, ou seja, a resistência mecânica versus peso ser em geral maior que nas ligações metálicas. O estudo efectuado neste trabalho é referente à delaminação presente na furação de materiais compósitos, sendo esta um dos problemas de maior gravidade, existente quando se realiza a furação do material. Este problema influência a integridade estrutural do material bem como a sua fiabilidade a longo prazo. Foram usados dois métodos de furação, o primeiro conhecido por furação convencional e o segundo habitualmente designado método KTH ou por furação orbital. Foi feita uma comparação entre estes dois métodos e verificado qual deles apresenta menor delaminação em torno do furo e melhor qualidade de furo. Conclui-se que a furação orbital apresenta uma delaminação inferior relativamente à furação convencional, e que esta é preferível para a realização de furação em material compósito.

Otimização de placas compósitas laminadas utilizando redes neuronais e enxames de partículas

Trabalho Final de mestrado para obtenção do grau de Mestre em engenharia Mecância

Reabilitação cardíaca em Portugal: a intervenção que falta!

A Organização Mundial de Saúde definiu Reabilitação Cardíaca (RC), em 1964, como “… o conjunto de actividades necessárias para fornecer ao doente com cardiopatia uma condição física, mental e social tão elevadas quanto possível, que lhe permita retomar o seu lugar na vida da comunidade, pelos seus próprios meios e de uma forma tão normal quanto possível”. Os Programas de Reabilitação Cardíaca (PRC) foram lançados para promover uma recuperação física rápida após enfarte agudo do miocárdio (síndrome coronário agudo - SCA, na nomenclatura actual), orientada para reintegração social rápida e plena, nomeadamente para a retoma da actividade profissional, após SCA ou cirurgia cardíaca (coronária, valvular ou transplante). Para além dos doentes que sofreram SCA complicado ou após cirurgia cardíaca, a obtenção de uma boa capacidade física tem uma importância significativa nos trabalhadores cuja actividade exige esforço físico violento, como os agrícolas ou da construção civil, assim como nos doentes idosos e nas mulheres. Actualmente, para além da promoção da capacidade funcional, os PRC assumiram-se como programas de prevenção secundária, implementando também a adopção de um estilo de vida saudável, a observância da terapêutica farmacológica e a educação dos doentes e dos seus familiares, de forma a auxiliá-los a viver com a doença. Por este motivo, passaram a ter grande interesse e indicação, mesmo para doentes que não apresentam limitações físicas como os submetidos a angioplastia coronária e os que sofrem de angina de peito. Na última década acumulou-se evidência científica de benefício dos PRC em relação a novos grupos de doentes, como os que apresentam insuficiência cardíaca, sendo ou não portadores de pacemaker de ressincronização ou de cardioversor desfibrilhador. O estilo de vida e as medidas de prevenção secundária preconizados pelos PRC compreendem actividade física regular, nutrição saudável, controlo do stress e dos factores de risco clássicos, em particular o tabagismo e a obesidade que deverão ser objecto de programas especiais. O exercício físico adaptado, de intensidade moderada e ajustado ao gosto e à patologia dos participantes, é talvez o componente mais importante do programa pelas suas propriedades anti-ateroscleróticas, anti-trombóticas, anti-isquémicas, antiarrítmicas e benefícios psicológicos. Está indicado não só como antagonista dos efeitos nefastos do sedentarismo, mas também como promotor das outras mudanças de comportamento que se devem manter por tempo indeterminado. Duas meta-análises, publicadas no final dos anos 80 do século passado, que incluíram estudos com cerca de 9.000 doentes tratados segundo as recomendações da época, demonstraram sobrevivência 25% superior à dos doentes do grupo controlo. Apesar dos grandes avanços verificados nas últimas décadas no tratamento farmacológico da doença coronária e nas técnicas de revascularização, em particular na angioplastia, que poderiam ter reduzido a probabilidade dos programas de reabilitação demonstrarem benefícios, duas meta-análises recentes, publicadas em 2004 e 2005, voltaram a demonstrar redução da mortalidade superior ou igual a 25 % no grupo de RC relativamente ao grupo controlo. A redução de mortalidade e de hospitalizações condicionadas pela RC dos doentes com insuficiência cardíaca está demonstrada na meta-análise europeia ExTrAMATCH e no estudo americano HF-ACTION, recentemente publicado. Também há alguma evidência de que os PRC diminuem os custos para o Sistema de Saúde pela redução do número de eventos verificados no período de seguimento.

Exercício físico e claudicação intermitente: eficácia de um programa domiciliário

A arteriopatia periférica (AP) é uma doença com uma prevalência relativamente alta na população em geral. Entre 12% a 20% dos atingidos têm idade superior a 60 anos e apresentam sintomas clínicos, como claudicação intermitente (CI), dor, perda de força e incapacidade funcional. Vários autores referem os efeitos benéficos de um programa de exercício físico nas consequências funcionais da AP. O objectivo deste estudo foi o de verificar o efeito de um programa de exercício físico domiciliário supervisionado (PD) em indivíduos com CI por arteriopatia periférica do membro inferior (APMI) e determinar o número médio de passos diários nesta população. Participaram no estudo 14 indivíduos (idade média 72,4±6,7 anos) com CI. O PD consistiu na execução diária de três exercícios musculares para os membros inferiores (MI) e uma caminhada, durante 8 semanas. Através do teste de 6 minutos de marcha, avaliamos a distância de claudicação (DC) (até ao início da dor), distância máxima de marcha (DMM) (até à dor incapacitante) e a capacidade funcional (CF). Avaliamos ainda a intensidade de esforço percebida (IEP) com CR10 de Borg e o número máximo de repetições de elevação dos calcanhares (NREC). Os resultados mostram aumento da DC (178,8±75,5 vs 259,6±116,7; p=0,01), DMM (255,7±104,4 vs 326,5±137,9; p=0,008), CF (299,1±115,1 vs 389,6±102,1; p=0,000) e NREC (42,1±14,7 vs 59,9±21,6; p=0,002) e diminuição da IEP (3,1±1,1 vs 2,6±0,6). O número de passos percorridos e observados com um podómetro foi de 4990±1872 passos por dia. Conclusões – Um PD com supervisão semanal, tendo como base uma caminhada e exercícios musculares para os MI, mostrou ser eficaz na melhoria dos sintomas de CI destes pacientes.

Estudo comparativo de procedimentos experimentais e computacionais para cálculo da lipofilia molecular

Introdução – A lipofilia é uma das propriedades físico-químicas que mais influencia a capacidade de uma molécula se movimentar através de compartimentos biológicos. O coeficiente de partição octanol/água (log P) permite, assim, obter uma estimativa da absorção dos fármacos no organismo. A existência de métodos indirectos para um cálculo rápido do log P pode revelar-se de grande importância na análise de listas de compostos com potencial acção farmacológica, reduzindo-as àqueles que se prevêem ter um melhor comportamento biológico. Objectivos – O propósito deste estudo é dar a conhecer um método cromatográfico de RP-HPLC desenvolvido para a determinação indirecta da lipofilia molecular e avaliar a performance de vários programas de cálculo computacional desse mesmo parâmetro. Metodologias – Seleccionaram-se 25 compostos químicos, avaliou-se o log P de cada um deles por RP-HPLC e confrontaram-se os resultados obtidos com os de sete programas computacionais. Resultados – O método RP-HPLC testado demonstrou ser vantajoso em comparação com o convencional shake flask. O programa de cálculo indirecto que proporcionou resultados mais próximos dos experimentais foi o ALOGPS© 2.1. Conclusões – A escolha ideal para a determinação da lipofilia de compostos cujo log P estimado esteja entre 0 e 6 é, sobretudo no que diz respeito à rapidez e simplicidade do processo, o método experimental indirecto RP-HPLC. Quanto aos métodos computacionais concluiu-se que nenhum dos programas, incluindo o ALOGPS© 2.1, demonstrou ser eficaz na avaliação de isómeros pelo que, para estes compostos, será sempre necessário recorrer ao método shake flask ou RP-HPLC.

Distrofia muscular de Duchenne: a importância do exercício físico

A distrofia muscular de Duchenne é uma doença neuromuscular progressiva resultante da mutação do gene responsável pela síntese da distrofina situado no cromossoma X. A sua incidência é de 1 em cada 3500 nascimentos masculinos. Afecta os músculos esqueléticos e os músculos lisos (cinturas pélvica e escapular, músculos respiratórios, cardíaco, etc.), provocando fraqueza muscular, cardiomiopatia e insuficiência respiratória.

A percepção dos profissionais de saúde face ao exercício físico em transplantados renais

O exercício físico (EF) em transplantados renais (TR) é um tema que tem vindo a sofrer alterações ao longo dos tempos. Inicialmente prevalecia o princípio da minimização do risco, em que se procurava proteger o órgão transplantado de possíveis riscos decorrentes do EF. Presentemente valoriza-se a maximização dos diversos benefícios que o EF pode proporcionar a esta população especial. Contudo, estudos revelam, geralmente, baixas percentagens de transplantados a realizar EF. Estes estudos atribuem ainda grande parte da responsabilidade deste facto aos profissionais de saúde, pois nem todos incorporam a promoção do EF na sua prática.

Efeitos de um programa de exercício físico na aptidão física pós-transplante hepático por polineuropatia amiloidótica familiar: estudo de caso

Polineuropatia Amiloidotica Familiar (PAF) – Amiloidose sistémica heredo-degenerativa e autossómica dominante, cuja manifestação predominante é a polineuropatia mista sensitiva motora e autonómica. Mutação no cromossoma 18: substituição da Valina por Metionina TTR mutada e respectiva deposição sistémica. Objectivos do estudo: verificar o impacto de um programa de exercício combinado na composição corporal, na força muscular, na capacidade funcional, nos níveis de fadiga e nos níveis de actividade física.

Actividade física, exercício físico e saúde: o papel da fisioterapia

Actividade física – Qualquer movimento produzido pelos músculos esqueléticos e que requeira dispêndio energético. Exercício – Subcategoria da actividade física que é planeada, estruturada, repetitiva com o objectivo de melhorar ou manter uma ou mais componentes da condição física.

Exercício físico e hipertensão

O risco de doença cardiovascular duplica exponencialmente por cada aumento de 20 mmHg na PAS ou 10mmHg na PAD. Benefícios do exercício físico: melhora a depressão; melhora a autoconfiança e a auto-estima; melhora a ansiedade e o stress; melhora capacidades cognitivas; eventual auxílio na evicção de toxicomanias; baixa a pressão arterial; melhora o perfil lipídico: HDL, Triglicéridos e LDL; melhora a sensibilidade à insulina; diminui o stress; baixa o peso (sobretudo à custa da massa gorda); promove a manutenção ou aumento de massa muscular; acção modeladora do apetite; aumenta o metabolismo em repouso após a actividade •Aumenta a termogénese alimentar; aumenta o tónus muscular e o consumo calórico em repouso; aumenta a força; pode motivar para outros comportamentos saudáveis (ex: tabaco); menor incidência de infecções; menor incidência de neoplasias; previne a osteoporose aumentando a massa óssea ou atrasando a sua perda; atrasa certos processos do envelhecimento.

Influência da intensidade do exercício físico nos perfis de saúde da população geral

O exercício é uma “arma de dois gumes”. Quando inconvenientemente orientado pode repercutir-se negativamente na saúde do indivíduo.

Análise estática e dinâmica de painéis corrugados construídos em materiais compósitos

Os painéis corrugados têm cada vez maior aplicabilidade em engenharia. São frequentemente utilizados em estruturas sandwich, em telhados e têm muitas outras aplicações nas indústrias civil, mecânica, aeronáutica e naval. Esta crescente aplicação deve-se ao facto de as suas corrugações conferirem maior rigidez ao painel devido ao aumento do rácio resistência/peso, evitando-se assim o recurso a reforços estruturais. Este facto, associado às características dos materiais compósitos laminados, que comparativamente com os materiais “tradicionais”, evidenciam uma relação rigidez/peso, bem como um comportamento mecânico; no mesmo sentido, contribui para uma potencial utilização deste tipo de solução, em variadíssimas situações na área das engenharias. Este tipo de painéis é particularmente adequado em situações de carga em que se verificam esforços de compressão e torção. Com o presente trabalho, pretende-se efectuar um estudo de análise do comportamento mecânico, quer em termos de análise estática linear, quer de vibrações livres de um painel corrugado em material compósito, sendo analisadas várias variáveis, nomeadamente: o tipo de material, a geometria da corrugação, a sequência de empilhamento das camadas de fibra, entre outras. Para este efeito, e após o enquadramento do tipo de problema que se possui, é utilizado o software comercial de análise por elementos finitos, Ansys®.