Controle de vibrações em estruturas usando amortecedores metálicos

Recentes terremotos e furacões mostraram quão vulneráveis são as estruturas às forças da natureza. Ainda em países desenvolvidos, existe alto risco a desastres naturais. Portanto, um dos principais desafios da Engenharia é a prevenção de desastres mediante o desenvolvimento de conceitos inovadores de projeto, para proteger eficientemente as estruturas, seus moradores e o conteúdo, dos efeitos destrutivos das forças ambientais. O tradicional procedimento de projeto de construções para prevenir falhas catastróficas é baseado na combinação de resistência e capacidade de deformação (ductilidade). Solicitações de baixos níveis provocadas por ventos ou sismos são freqüentemente idealizados com cargas laterais que devem ser resistidas só pela ação elástica da estrutura, enquanto que, em eventos moderados ou severos permite-se certos níveis de dano estrutural e não estrutural, mas não, colapso da mesma. Esta filosofia proporcionou a base da maioria dos códigos de construção (fundados em métodos estáticos equivalentes) desde princípios do século, com resultados satisfatórios. No entanto, a partir do estudo das características dinâmicas das estruturas surgem novos e diversos conceitos de proteção dos sistemas estruturais que tem sido desenvolvidos e ainda estão em expansão, entre os quais pode-se citar a dissipação de energia externa. Esta nova tecnologia consiste em incorporar na estrutura, elementos projetados especificamente para dissipar energia. Com isto, logra-se reduzir as deformações nos membros estruturais primários e portanto, diminui-se a demandada de ductilidade e o possível dano estrutural, garantindo uma maior segurança e vida útil da estrutura Graças a recentes esforços e ao particular interesse da comunidade científica internacional, estudos teóricos e experimentais têm sido desenvolvidos durante a última década com resultados surpreendentes. Hoje já existem sistemas de dissipação de energia aplicados com sucesso em países como Estados Unidos, Itália, Nova Zelândia, Japão e México. Recentemente este campo está-se estendendo na América do Sul. Dentro deste contexto, considerando o beneficio econômico e o melhor desempenho estrutural que implica a incorporação desta nova tecnologia, no presente trabalho abordou-se o estudo deste tipo de sistemas de proteção estrutural orientado ao uso de amortecedores metálicos. O trabalho dividiu-se em três partes principais: a) Projetar e construir um amortecedor metálico que usa as excelentes propriedades do chumbo para dissipar energia. b) Desenvolvimento de metodologias de análise e projeto de estruturas que incorporam amortecimento suplementar a fim de melhorar o seu desempenho estrutural. c) Avaliação da eficiência de sistemas externos de dissipação de energia em estruturas. A primeira parte consistiu em projetar e construir um amortecedor metálico para logo submetê-lo a numerosos testes com diferentes níveis de amplitude de deslocamento e freqüência a fim de avaliar suas propriedades mecânicas e desempenho. Os resultados são considerados altamente satisfatórios. Na segunda parte foram desenvolvidas ferramentas computacionais para pesquisa e docência na área da mecânica estrutural mediante as quais é possível simular o comportamento linear e não linear de estruturas que incorporam amortecimento suplementar Finalmente, apresenta-se um procedimento robusto para avaliar a eficiência dos sistemas dissipadores de energia baseado numa análise da confiabilidade estrutural. Através de vários exemplos com estruturas reais e teóricas se atingem os objetivos traçados no presente trabalho.

Enchentes, fenômenos cíclicos?

Este estudo foi realizado a partir da observação de uma sucessão de enchentes ocorridas entre os anos de 1936 a 1997, na cidade de Camaquã/RS. Diante da constatação da ocorrência destes fenômenos, fez-se necessário a realização de um estudo mais detalhado e de cunho científico das prováveis causas destas ocorrências. Aliado a isto, foi constatado que as providências adotadas pelas autoridades competentes, tanto da parte técnica quanto das ações políticas, não obtiveram resultados satisfatórios. Visando esclarecer a comunidade local à questão das enchentes do ponto de vista técnico, este estudo apresenta propostas de transformação futura dessa questão por meio de informação, do planejamento participativo, pela consolidação das organizações sociais e por uma nova mentalidade face à água. Partindo-se da experiência de casos similares, procurou-se caracterizar e avaliar os impactos causados pelas enchentes, tendo como objetivos: a elaboração de um mapa de riscos, a definição da cota máxima e mínima das inundações, propor ações mitigadoras frente aos desastres, fornecer subsídios para atualização do Plano Diretor Urbano e auxiliar a Defesa Civil na elaboração de um plano de ação para situações de calamidades públicas, assim como também demonstrar que a ocupação desordenada de áreas urbanas compõe parte das causas das inundações O processo de investigação foi desenvolvido de uma forma empírica, onde a metodologia foi sendo criada pela observação da ocorrência de cheias in loco, auxiliada por levantamentos fotográficos, entrevistas junto a comunidade e análise de documentação histórica que comprovasse tais fenômenos. O plano de pesquisa foi criado a partir da constatação da necessidade de haver um gerenciamento adequado para a questão das inundações dentro do perímetro urbano, através de respostas que fossem convincentes e tecnicamente corretas.Por meio da utilização de levantamentos planialtimétricos elaborou-se um mapa onde foram identificadas áreas de risco em diferentes bairros de Camaquã, fazendo-se também a simulação do avanço da lâmina d’água dentro do perímetro urbano. Os aspectos da hidrogeologia local, caracterizados pelas bacias de contribuição do Arroio Duro, tiveram importância decisiva no desenvolvimento deste estudo, assim como também a análise das questões ambientais, dos problemas de drenagem urbana e de infraestrutura. Apresenta-se um conjunto de propostas que visam minimizar os impactos causados pelas enchentes por meio de ações preventivas, definindo cotas mínimas de alagamentos e identificando áreas de risco dentro do perímetro urbano, assim como, também, alternativas de moradias em áreas alagadiças e um modelo de sinalização da altura da lâmina d’água. Evidenciou-se que as prováveis causas das enchentes não foram apenas influenciadas por vetores naturais, mas, também, pela interferência antrópica no ambiente natural.

Análise descritiva dos sistemas convectivos de escala meso-(alpha) através das imagens de satélite GOES-8

Na América do Sul há uma forte incidência de Sistemas Convectivos de Mesoescala (SCM), que na maioria das vezes, estão associados a desastres naturais. Estes causam impactos não só do ponto de vista meteorológico, mas também social e econômico. Neste trabalho analisa-se 49 Sistemas Convectivos de Meso-α, que atuam na América do Sul, durante os anos de 1999, 2000 e 2001. Com o auxílio de imagens do satélite GOES-8(canal IR, 10,4μm), identifica-se padrões comportamentais ao longo da vida dos SCM. Para a caracterização da evolução temporal e espacial, faz-se uma divisão da análise em duas partes: temporal e espacial. Na análise temporal, observam-se as variações rítmicas na intensificação da atividade convectiva. Na análise espacial, são observadas características como: tamanho e tempo de vida dos SCM e de seus respectivos núcleos distâncias entre os núcleos, trajetórias dos SCM entre outras características comportamentais dos núcleos convectivos que constituem o sistema. A análise dos dados mostra que mais da metade dos casos analisados sofrem dois tipos de variações na atividade convectiva, uma com período de 12 horas, e outra com menor periodicidade, 5,1 horas. Mostra-se que a evolução espacial dos SCM dá-se em média na direção das latitudes mais baixas, de forma discreta com o aparecimento de novos núcleos, na direção noroeste em relação ao núcleo antigo.