Modelagem física de correntes de densidade não conservativas em canal tridimensional de geometria simplificada

Este trabalho apresenta simulações físicas de correntes de densidade não conservativas em canal bidimensional e tridimensional. Primeiramente, foram desenvolvidas a seleção e caracterização de materiais granulares, bem como a classificação de tamanhos de grãos adequados capazes de simular tais correntes. Foram desenvolvidas também, metodologias de ensaios, abordando os detalhes como a preparação de materiais, equipamentos e instalações. Como resultados foram selecionados cinco materiais para as simulações, a areia (0,125mm a 0,063mm); os calcários B e C (0,125mm a 0,063mm) e os carvões 205 e carvão 207 (0,354mm a 0,063mm). Através de ensaios por fluxo contínuo de material, caracterizado por uma injeção de mistura durante um período de tempo, foram estudados as características geométricas, dinâmicas e os padrões de deposição destas correntes. Nestes ensaios foram variados o material granular e seu tamanho de grão utilizado na mistura e a concentração da mistura. Observou-se que: a velocidade da corrente aumenta à medida que a massa específica/concentração da mistura aumenta; que à medida que o tamanho do grão diminui, para um mesmo material com a mesma massa específica na mistura, a velocidade aumenta; a altura da cabeça da corrente aumenta à medida que a massa específica/concentração da mistura diminui; a distribuição dos volumes de depósitos apresentou uma tendência geral, com acúmulo de material, da ordem de 90%, nas regiões mais proximais do canal (0-75cm) e acúmulo de material, da ordem de 5%, canal nas regiões mais distais do canal (150-250cm). A distribuição dos grãos indica que o tamanho dos grãos vai diminuindo com a distância, estando as frações maiores (correspondentes a areia fina) presentes nas zonas mais proximais do canal (até 50cm) e com os grãos mais finos chegando até as regiões mais distais do canal (250cm). Foi avaliada, também, a influência da vazão inicial e do volume total de material sobre o desenvolvimento e depósitos das correntes de densidade não conservativas. As características medidas foram a evolução e as velocidades da corrente, além da espessura, granulometria e formas de fundo dos depósitos gerados. Como resultados foi verificado que a velocidade de avanço, espessuras, formas de fundo e distribuição granulométricas do material estão intimamente mais ligada à vazão de entrada do que ao volume total. Nota-se que, a vazão condiciona a tendência geral da evolução da corrente (padrão de variação da velocidade e da deposição) e as formas de fundo, enquanto que o volume de material injetado é responsável apenas pela magnitude dessas variações.

Avaliação do uso de guias sonoras como medida de redução de acidentes nas rodovias do Rio Grande do Sul

Nos últimos anos, os profissionais que atuam na área da engenharia rodoviária têm se dedicado à busca de tratamentos e soluções de engenharia que conduzam a melhores condições de segurança na malha viária. Entre as soluções de engenharia capazes de contribuir de forma efetiva para a segurança viária, estão as Guias Sonoras. As Guias Sonoras são ranhuras ou saliências que marcam o pavimento das rodovias alertando motoristas desatentos. Este trabalho teve por objetivo sistematizar os conhecimentos existentes sobre o uso de Guias Sonoras no país e no mundo, afim de divulgar um dispositivo de baixo custo e de simples aplicação e manutenção. O estudo aborda questões referentes ao custo do dispositivo, aos seus aspectos construtivos e à sua durabilidade, bem como o seu potencial na redução de acidentes. Foi realizada um ampla pesquisa bibliográfica e um estudo de caso. No estudo de caso realizado, buscou-se (a) verificar a existência de locais com características geométricas que resultam em uma maior propensão à ocorrência de acidentes do tipo saída de pista, principal evento evitável pelo uso das Guias Sonoras,e (b) comparar os custos de implantação do dispositivo com os custos dos acidentes evitáveis pelas Guias Sonoras. O estudo de caso mostrou que acidentes do tipo saída de pista representam aproximadamente 30% do total de acidentes de uma rodovia típica. Esse percentual é compatível com o verificado na revisão bibliográfica. A análise dos segmentos nos quais este tipo de acidente ocorria de forma mais freqüente revelou uma tendência à sua ocorrência em aclives/declives e/ou curvas. De acordo com o comparativo feito entre custos dos acidentes e custos de implantação de Guias Sonoras, o custo de um acidente apenas com feridos equivale à execução de 3,8 quilômetros de Guias Sonoras nos acostamentos da rodovia. Já, o custo de um acidente com vítima fatal equivale à execução de 31 quilômetros de Guias Sonoras. Adicionalmente, constatou-se que o investimento necessário para a implantação do dispositivo nos acostamentos do trecho analisado seria menor do que os custos de acidentes de saída de pista ocorridos no trecho no período de 3 anos.

Utilização do método de Monte Carlo na resolução de problemas de transferência de calor por radiação em cavidades que contém meio participante

Um estudo foi realizado com a finalidade principal de investigar de que maneira a teoria de transferência de calor por radiação em meios participantes pode ser melhor aplicada na resolução de problemas de troca de energia no interior de cavidades que se assemelhem a fornalhas industriais. Verificou-se que as superfícies internas da maioria das fornalhas podem ser consideradas cinzentas e difusoras, o que facilita a aplicação de modelos de soma ponderada de gases cinzas. Sendo assim, as maiores dificuldades aparecem quando a geometria da cavidade é complexa. Com o método de Monte Carlo, é possível resolver problemas com características geométricas bastante complexas, bem como considerar efeitos espectrais e direcionais, quando necessário. Este método foi, então, aplicado, em conjunto com o método da zona, na elaboração de três códigos computacionais, que são capazes de determinar áreas de troca totais em cavidades onde as paredes e o gás são cinzas. Um deles pode ser aplicado a cavidades paralelepipédicas; outro, a cilíndricas. Tanto no primeiro, quanto no segundo, as dimensões podem assumir qualquer valor. Com o terceiro código computacional, é possível obter-se áreas de troca totais entre zonas de cavidades que têm geometria genérica formada a partir de combinações de cubos. Resultados obtidos através dos três códigos computacionais foram comparados com outros disponíveis na literatura.