Identificação de dano estrutural com base em análise modal

O presente trabalho procura mostrar as potencialidades das técnicas de monitorização estrutural, de detecção, localização e caracterização de dano através de alterações dos parâmetros modais. As características dinâmicas de vibração de uma estrutura são alteradas pela presença de dano, o que, representando uma perda física, conduz à consequente perda de rigidez. Este fenómeno é responsável por modificações nas frequências naturais, deslocamentos modais e respectivas derivadas. Este trabalho apresenta a curvatura das configurações modais como possível parâmetro de controlo na identificação de dano estrutural. Neste documento encontram-se vários estudos de sensibilidade realizados em três modelos distintos (viga bi-apoiada, viga em consola e pórtico encastrado) em que se pretende avaliar a fiabilidade do método das curvaturas. Foram também desenvolvidos estudos respeitantes às alterações das frequências naturais e às alterações de dois indicadores estatísticos, o MAC e o COMAC. Com base nos resultados do método das curvaturas foi desenvolvida uma Java Applet, que constitui uma ferramenta de cálculo que permite explorar as potencialidades do método das curvaturas modais na identificação de danos em várias estruturas. Esta aplicação foi desenvolvida no compilador NetBeans IDE.

Modelação de paredes em alvenaria estrutural de tijolo

As construções em alvenaria representam grande parte da cultura do passado, e constituem a maioria dos edifícios existentes em Portugal. Para além disso, a elevada probabilidade da ocorrência de um grande sismo em Portugal, e as consequências resultantes, conduz à necessidade de um estudo mais detalhado e aprofundado acerca do comportamento deste tipo de estruturas. As metodologias modernas de avaliação de estruturas requerem análises estruturais cada vez mais detalhadas, o que torna necessário o estudo de modelos numéricos com recurso a programas de cálculo, capazes de prever aproximadamente o comportamento deste tipo de estruturas. O desenvolvimento verificado nesses programas de cálculo, assim como a grande lacuna existente no estudo de estruturas em alvenaria, resultante da dificuldade associada à caracterização mecânica deste tipo de material, e da complexidade da sua resposta estrutural quando sujeitas à acção sísmica, têm conduzido a um crescente interesse pelo estudo de estruturas em alvenaria. O forte comportamento inelástico de painéis de alvenaria torna inadequado o uso de análises estáticas lineares, e por esta razão, têm sido propostas várias estratégias que permitem lidar com o comportamento não linear deste tipo de estruturas. A análise pushover permite avaliar o desempenho da estrutura quando sujeita à acção sísmica que, normalmente, consiste na comparação entre o deslocamento exigido pelo sismo com a capacidade de deformação da estrutura, sendo esta última obtida a partir da curva de capacidade da estrutura. As diferentes ferramentas numéricas existentes, baseadas normalmente no uso de macro-elementos, alguns dos quais abordados neste trabalho, não são novidade no estudo de estruturas de alvenaria, mas as potencialidades actuais ainda não estão completamente estudadas, em particular no que diz respeito às aplicações não lineares e à problemática envolvida na escolha dos parâmetros mecânicos que caracterizam o material em estudo. Deste modo, neste trabalho estuda-se o macro-modelo, implementado no software 3DMacro, através da modelação de uma parede em alvenaria, com recurso ao programa referido, com o objectivo de obter a curva de capacidade da parede. Os resultados obtidos foram comparados com os resultados experimentais, assim como com outros estudos presentes na literatura, de modo a mostrar a adequabilidade do macro-modelo em estudo e contribuir para o conhecimento e impulsionamento do uso destas ferramentas neste contexto.

Análise da evolução da conectividade estrutural em doentes de Parkinson

A presente dissertação foi desenvolvida em cola-boração com o Instituto de Biofísica e Engenharia Biomédica (IBEB/FCUL) e com o Hospital Santa Maria

A organização molecular do Celulossoma: caracterização estrutural da proteína CipA e estudo da diversidade das interações coesina-doquerina

A celulose, principal componente da parede celular vegetal e o composto orgânico mais abundante da biosfera, possui inúmeras aplicações biotecnológicas. O microrganismo anaeróbio Clostridium thermocellum (C.thermocellum) tem sido alvo de grande interesse pela sua capacidade em degradar eficientemente a celulose e outros componentes da parede celular vegetal, por meio de um complexo multi-enzimático altamente eficiente, denominado de celulossoma. A montagem deste complexo ocorre através de uma proteína multi-modular denominada CipA. Esta proteína estrutural possui módulos não catalíticos (coesinas tipo I) que se ligam a módulos complementares (doquerinas tipo I) presentes nas enzimas celulolíticas modulares. A CipA possui ainda um módulo doquerina de tipo II que permite a ancoragem deste complexo multi-enzimático à parede celular da bactéria. Na presente dissertação foram utilizadas as metodologias de Cristalografia de Raios-X, para caracterizar a interação coesina-doquerina a nível atómico e molecular, e de Microarrays, com o intuito de estudar as possíveis especifidades e afinidades dessas interações. Com base na primeira técnica foram elucidadas as estruturas do módulo coesina C4 da CipA em complexo com a doquerina da enzima modular Xyn10B e do módulo coesina C9 isolado. As estruturas foram comparadas com o complexo do módulo coesina C2-doquerina Xyn10B já publicado. Esta análise encontra-se descrita no capítulo 3. Por último, a técnica de Microarrays, associada à eletroforese em gel de poliacrilamida em condições nativas, permitiu a caracterização das diferenças de afinidade e especificidade entre os vários pares coesina-doquerina dos celulossomas de C. thermocellum e de Rumminococcus flavefaciens (R. flavefaciens). As especificidades e afinidades dos módulos doquerina, dos celulossomas mencionados anteriormente estão descritas no capítulo 4.

Dimensionamento mecânico de um equipamento de aproveitamento de energia das ondas pelo sistema YOYOGEN

Nos últimos anos tem havido um grande investimento nas energias renováveis tendo como principal objetivo a redução das emissões de dióxido de carbono. Em vários ramos das renováveis a tecnologia já atingiu um estado de maturidade, como no caso da energia hídrica, eólica e solar. No entanto o mesmo não se passa com a energia das ondas onde ainda não se encontrou uma solução viável, que juntamente com o ele-vado potencial para a produção de energia elétrica abre o caminho para o estudo de abordagens alternativas a esta fonte de energia. O principal objetivo deste trabalho foi o dimensionamento do sistema mecânico do equipamento de aproveitamento de energia das ondas YOYOGEN, composto por um veio e vários geradores e engrenagens planetárias. Foi utilizado o software SolidWorks® para modelar em 3D todos os componen-tes do sistema mecânico. Nos cálculos para dimensionamento das engrenagens foram utilizadas as normas Britânicas e para os cálculos dos outros componentes as fórmulas da resistência dos materiais. Os resultados obtidos mostram que embora do ponto de vista dinâmico o sistema funcione, os requisitos de projeto para que o sistema funcione submerso durante 20 anos sem manutenção resultaram numa solução com engrenagens de dimensões e peso consideráveis. Estes resultados poderão por em causa a viabilidade do projeto visto que o sistema mecânico tem de se mover dentro de água com uma largura de aproxi-madamente 4 metros e uma massa a rondar as 3 toneladas.

Contributos para o dimensionamento de um armazém: caso de estudo na Nutriceal Foods

Atualmente, as exigências de um mercado cada vez mais consumista obrigam as empresas a melhorar o seu desempenho global de modo a conseguirem corresponder a todas as expetativas e necessidades impostas pelos clientes. É da responsabilidade das empresas, de modo a tornarem-se mais competitivas, aumentar a eficiência e eficácia da cadeia de abastecimento em que estão inseridas. A logística representa custos elevados para as empresas, nomeadamente na sua atividade de armazenagem, o que implica um maior controlo por parte dos gestores de modo a torná-la mais eficiente, representando, assim, vantagens competitivas face à concorrência. Esta dissertação visa o cálculo dos custos necessários para a abertura de um armazém externo aos terrenos da fábrica para a empresa Nutriceal Foods e o desenvolvimento de propostas de melhoria relativamente ao processo de gestão aplicado no atual armazém sub-contratado a uma empresa externa. Em primeiro lugar, foram analisados os custos da Nutriceal Foods associados à sub-contratação do armazém externo, nomeadamente os custos com a movimentação das mercadorias, transporte e armazenagem. Em seguida foram desenvolvidas duas propostas de melhoria que visam a abertura de um armazém externo, tendo sido dimensionada a área de armazenagem pretendida face à previsão do volume de paletes a armazenar em 2015, e definido um layout para cada uma das propostas alternativas. A proposta 1 reduz os custos em relação ao armazém sub-contratado em 37,5%, enquanto que a proposta 2 reduz os custos em 39,4%. De entre as propostas analisadas foi selecionada a proposta 1, por corresponder aos parâmetros pré-definidos pela empresa de minimização dos custos globais do armazém, visando o seu aluguer. Por fim, são sugeridas propostas de trabalho futuro, visando a melhoria da gestão do armazém selecionado.

Modelação para apoio ao projeto de armazéns verticais rotativos

Hoje em dia, os engenheiros projetistas têm um papel fundamental na indústria ligada a qualquer tipo de produto. São eles os responsáveis pela conceção estrutural, pela previsão das cargas que atuam na estrutura, pelas soluções construtivas, pelo cálculo dos esforços e deformações que possam vir a existir, pelo dimensionamento das peças constituintes e finalmente, pelos pequenos detalhes necessários para se conseguir executar completamente. Resumidamente, são eles que estão por detrás de todo o processo produtivo. Devido a todas estas tarefas a que o engenheiro tem que desempenhar, este trabalho torna-se bastante desgastante a nível psicológico, no entanto, têm sido desenvolvidos instrumentos de apoio que tornam o seu trabalho mais fácil. A presente dissertação focou-se num tipo de máquinas em específico, os armazéns verticais rotativos, e tem como objetivo auxiliar, de algum modo, os projetistas que se deparem com a tarefa de ter que projetar uma máquina deste tipo. Funcionando como mais um instrumento de auxílio às tarefas de projeto destes engenheiros, esta tese pretende mostrar as condicionantes a ter em conta quando se quer projetar uma máquina deste tipo, bem como, a partir das especificações das dimensões e quantidades a armazenar, fornecer os parâmetros de projeto principais para o dimensionamento funcional e geométrico do elevador vertical rotativo a projetar, poupando assim, muito trabalho e tempo ao engenheiro que tiver a seu cargo o projeto deste tipo de máquina. Nesta dissertação não são apresentados cálculos com valores numéricos, sendo apresentadas as relações existentes entre os vários parâmetros de projeto, o que faz com que esta máquina possa ter várias configurações consoante as especificações de cada caso. Através das expressões deduzidas nesta dissertação, vai ser possível observar que estamos perante um projeto acoplado, o que faz com que tenhamos que adotar certas condições, de maneira a conseguir torná-lo num projeto desacoplado, o que faz também com que a máquina em si se torne mais limitada em certos aspetos.