Aplicação da teoria de dano na análise do comportamento viscoelástico de estruturas de concreto

A presente dissertação de mestrado tem por assunto a representação do comportamento mecânico do concreto sob cargas de curta e longa duração, incluindo efeitos não-lineares. Para tal fim trabalha-se com equações baseadas na teoria do dano contínuo. São propostas equações para o caso triaxial e, baseado nelas, é implementado um programa computacional. Com diversos exemplos verifica-se que: a) A solução numérica aproxima bem os resultados teóricos. b) O comportamento do modelo representa bem as características qualitativas do concreto. c) O modelo permite aproximar bem alguns resultados experimentais, mas ainda deve ser aperfeiçoado, particularmente no que refere-se à identificação de parâmetros.

O modelo de Gurson para dano dúctil : estratégia computacional e aplicações

Este trabalho trata do emprego do modelo de dano dúctil de Gurson e de alguns aspectos relativos a sua implementação computacional. Emprega-se como ponto de partida o programa Metafor, código de elementos finitos voltado para a simulação de problemas de conformação mecânica, contemplando portanto grandes deformações plásticas. Estudam-se alguns casos simples procurando identificar a influência de cada parâmetro do modelo de Gurson na resposta. É discutida a aplicação dos modelos de nucleação de vazios usualmente empregados em conjunto com a superfície de escoamento de Gurson em situações onde há reversão de solicitação. São propostas alterações nos modelos usuais de nucleação de forma a minorar resultados incoerentes verificados. Apresenta-se um algoritmo alternativo ao método de Newton-Raphson para a solução do sistema de equações associado à forma fraca das equações de equilíbrio, em situações onde a rigidez fica muito pequena. Tal algoritmo é implementado e testado. Um algoritmo de integração de tensões é apresentado e implementado, mostrando-se sua vantagem do ponto de vista de robustez, ou seja, obtenção da resposta correta a despeito do tamanho de incremento empregado. Também é discutido um procedimento para desconsiderar elementos que apresentem ruptura local Estudam-se problemas envolvendo geração de calor por deformação plástica em conjunto com a formulação do modelo de Gurson, mostrando que a consideração de acoplamento termo-mecânico com dano traz vantagens em algumas simulações. É discutida a implementação do modelo de Gurson sobre a versão tridimensional do Metafor, que contempla a formulação lagrangiana-euleriana arbitrária (LEA). Ao final, é feita uma simulação inicial do comportamento de espumas metálicas.

Estudo do comportamento mecânico de basaltos alternados do Rio Grande do Sul para emprego em pavimentos rodoviários

O trabalho compreende o estudo de basalto alterado, popularmente denominado basalto decomposto, visando a caracterização de seu comportamento mecânico para fins de emprego na estrutura de pavimentos. É investigada a aptidão de ensaios tradicionais em pavimentação para a avaliação de rochas basálticas alteradas. Para tal, foram selecionadas dez jazidas distribuídas sobre os derrames basálticos do Estado do Rio Grande do Sul. Tais jazidas são caracterizadas por seus índices físicos e descrições petrográficas com análise de lâminas delgadas. São utilizados os ensaios já tradicionais na engenharia de pavimentos, tais como ensaio de abrasão Los Angeles, e o ensaio de durabilidade ao sulfato de sódio, além de outros, de uso mais recente, como o ensaio de degradação do Estado de Washington e o de compressão puntiforme. Estes ensaios mostram-se parcialmente eficientes na seleção de rochas basálticas alteradas. A partir do ensaio de compressão puntiforme, é proposto um método para auxiliar na especificação de basaltos alterados para uso como base e sub-base em pavimentação. Este método mostrou-se concordante com os ensaios rotineiros. Baseado nos valores apresentados pelos basaltos estudados, estes aparentemente exibem qualidades que justificam seu uso em camadas de base e sub-base de pavimentos, sendo possível recomendar sua utilização, especialmente em rodovias coletoras com características de tráfego leve, reconhecendo-se que, ao nível atual de conhecimento, necessita-se de mais dados para avalizar o uso mais amplo.

Estudo do comportamento cinético e mecânico-dinâmico de resinas epóxi a base de óleo de soja epoxidado

Óleo de soja epoxidado foi curado com os anidridos: dodecenilsuccínico (DDS), maleico (MAL), ftálico (FTA), succínico e hexahidroftálico (CH). As reações foram iniciadas com aminas terciárias tais como trietilamina (TEA), N,N’-dimetilanilina (ARO) e 1,4- diazobiciclo[2,2,2]octano (DABCO). Calorimetria diferencial de varredura (DSC) foi aplicada com êxito no estudo da reação de cura e usada para a determinação dos parâmetros cinéticos e termodinâmicos. Foram estudados os efeitos eletrônicos, os fatores estéreos e a rigidez do segmento diéster formado devido na conversão de grupos anidridos. Foi observado que os anidridos maleico e ftálico reagem mais rápido do que os outros anidridos. A influência do iniciador e da razão molar (anidrido/grupo epóxido) foi igualmente considerada. As propriedades mecânicas e térmicas das resinas epóxi curadas usando TEA como iniciador foram investigadas por análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA) e termogravimétrica (TGA). Todas as amostras apresentaram características de materiais termofixos. Os materiais termofixos obtidos a partir de anidridos com estruturas rígidas (FTA, MAL e CH) mostraram alta temperatura de transição vítrea e densidade de reticulação. Quando um excesso de grupos epóxido foi usado (R= 0,5), a temperatura de transição vítrea do material diminuiu. As resinas epóxi exibiram estabilidade térmica até 300ºC. Um comportamento inesperado foi observado para aquelas resinas obtidas com o anidrido dodecenilsuccínico (DDS). A influência do grau de epoxidação do óleo de soja nas propriedades mecânicas e na temperatura de transição vítrea foi investigada. Quanto maior o conteúdo de grupos epóxido, maior é a Tg e a dureza do material. As resinas epóxi preparadas a partir de óleo de soja epoxidado mostram excelente resistência química em NaOH e ácido sulfúrico, mas resistência pobre quando em contato com solventes orgânicos (tolueno, acetona, gasolina e etanol).

Projeto mecânico do mecanismo de aplicação de carga do sistema de deslocamento longitudinal e vertical de um simulador de teste acelerado de pavimentos rodoviários

O presente trabalho trata do desenvolvimento do projeto mecânico do mecanismo de aplicação de carga do sistema de deslocamento longitudinal do Simulador de Tráfego UFRGS DAERlRS. Esta é uma máquina utilizada para executar teste acelerado em pavimentos rodoviários. O sistema mecânico que executa o deslocamento longitudinal é composto de um chassi tipo carro que se movimenta de forma alternada dentro de uma estrutura metálica ao longo de 12 metros. Neste sistema mecânico deverá estar acop1ado um par de pneus para fazer a aplicação da carga por rolamento sobre a pista que estará sendo testada pelo simulador de tráfego. A cada ciclo completo um atuador hidráulico fará o respectivo carregamento sobre o garfo que guia os pneus, num único sentido, ou seja, no retomo o atuador suspende este mesmo garfo garantindo que não haja contato com a pista. A magnitude da carga aplicada deverá ser mantida constante e devidamente monitorada no decorrer dos ensaios. Para isso, conta-se com a imp1ementação de elementos elásticos e células de carga no conjunto. Para o desenvolvimento deste estudo foi empregada uma metodologia para o processo de projeto que se desdobra em quatro fases principais: Projeto Informacional, Projeto Conceitual, Projeto Preliminar e Projeto Detalhado. Tem-se como resultado deste 1rabalho o projeto mecânico do mecanismo de aplicação de carga do Simulador de Tráfego UFRGS-DAERlRS que poderá ser facilmente fabricado e imp1ementado no equipamento existente. O projeto foi elaborado considerando os itens montagem, manutenção e operação, o que resultará em aumento da sua performance durante sua utilização.

Marcadores periféricos de dano ao sistema nervoso central : a proteína S100B e atividades ecto-nucleotidásicas

A S100B é uma proteína ligante de cálcio, de massa molecular de 21kDa, expressa principalmente por astrócitos. Esta proteína tem sido implicada em atividades funcionais tanto intra quanto extracelulares. Muitos estudos têm sugerido que intracelularmente ela está envolvida na modulação de proteínas do citoesqueleto e na regulação do ciclo celular. A proteína S100B pode ser secretada pelos astrócitos e desenvolver atividades extracelulares, que parecem depender de sua concentração. Em concentração nanomolar ela atua como fator trófico às células neurais, enquanto que em concentrações micromolar ela pode ser neurotóxica. A quantificação da proteína S100B no sangue e líquor se correlaciona com a extensão e intensidade do dano ao sistema nervoso central (SNC) o que permite sua utilização em estudos como marcador bioquímico de dano ou disfunção cerebral. Esta tese está dividida em três partes. A primeira parte propõe a utilização clínica da proteína S100B em patologias com envolvimento do SNC como a síndrome de Down, mielopatia associada ao vírus HTLV-I, lupus eritematoso sistêmico, epilepsia secundária a neurocisticercose e, além disso demonstramos a curva de ontogenia da S100B no sangue. Na segunda parte descrevemos uma atividade de nucleotidases presente em líquor de ratos, e finalmente, na terceira parte abordamos as perspectivas para futuros trabalhos. Os resultados obtidos pelo nosso grupo e por outros grupos internacionais relatam que a proteína S100B é um marcador inespecífico para evidenciar dano ou disfunção em doenças agudas e crônicas com envolvimento do SNC. Apesar de ser um marcador inespecífico, medidas dos níveis da proteína S100B tem grande sensibilidade para detectar uma resposta celular cerebral inespecífica. Além disso, demonstramos que estudos clínicos com esta proteína necessitam controles pareados por idade e sexo. A atividade nucleotidásica descrita no líquor de ratos hidrolisa preferencialmente o GDP e UDP comparado aos outros nucleotídeos. Nas perspectivas, os resultados mostrados são referentes a experimentos preliminares o que torna prematuro qualquer tipo de conclusão.

Influência do hipotireoidismo no dano oxidativo e nas defesas antioxidantes

O hipotireoidismo é uma doença que tem grande impacto sobre o metabolismo basal dos tecidos, reduzindo o consumo de O2 e geração de energia. Por essa razão, a sua relação com a produção de espécies ativas de oxigênio (EAO) é extremamente importante, uma vez que com a diminuição da utilização de O2, possivelmente, ocorra uma redução na geração das EAO. Portanto, trabalhamos com a hipótese de que havendo decréscimo na síntese de radicais livres, o dano oxidativo ficaria menos evidente nos diferentes tecidos de hipotireoideos. Foram utilizados ratos Wistar, pesando cerca de 170 g divididos em dois grupos distintos: hipotireoideos e eutireoideos. O hipotireoidismo foi induzido pelo procedimento cirúrgico denominado de tireoidectomia. Cabe salientar, que os animais eutireoideos foram submetidos somente à simulação da cirurgia (sham operated). Transcorridas quatro semanas da tireoidectomia, os ratos tiveram seu sangue coletado e seus órgãos (coração e fígado) removidos. Foram feitas análises bioquímicas do dano oxidativo através da medida da lipoperoxidação (TBA-RS e Quimiluminescência) e da oxidação das proteínas (dosagem das carbonilas). Medidas de defesas antioxidantes enzimáticas (atividade e concentração das enzimas catalase, superóxido dismutase, glutationa peroxidase e glutationa–S–transferase) e não enzimáticas (através da medida da capacidade antioxidante total -TRAP) também foram realizadas. Os resultados, da quantificação da lipoperoxidação, demonstraram a diminuição das cifras de TBA-RS e Quimiluminescência no sangue e tecido cardíaco dos ratos tireoidectomizados em relação ao grupo eutireoideo. No entanto, no tecido hepático não houve alteração deste parâmetro. A oxidação das proteínas também foi menor no plasma dos animais hipotireoideos. Por outro lado, o TRAP e a atividade das enzimas antioxidantes se apresentaram em declínio no grupo hipotireoideo em relação ao grupo eutireoideo, no miocárdio e nos eritrócitos. Todavia, no tecido hepático, somente a catalase demonstrou decréscimo da atividade catalítica nos hipotireoideos. As concentrações das enzimas antioxidantes superóxido dismutase e glutationa–S–transferase, medidas por Western Blott, foram menores no coração e sangue, e inalteradas no fígado. Esses resultados sugerem que o estado hipometabólico, causado pela deficiência dos hormônios da tireóide, pode levar à redução dos danos oxidativos aos lipídeos e às proteínas. Entretanto, não podemos afirmar que o estresse oxidativo dos animais hipotireoideos seja inferior aos eutireoideos, porque as defesas antioxidantes também estão reduzidas nestes animais.

Mensuração e análise da eficiência técnica de produção do setor metal-mecânico da indústria de Caxias do Sul

O Setor Metal-Mecânico da indústria de Caxias do Sul, a exemplo da indústria nacional, apresentou variações positivas de produtividade da mão-de-obra para todos os seus gêneros produtivos, no período 1995/2000. No entanto, as taxas de crescimento oscilaram significativamente entre os gêneros, indicando a existência de diferenças de desempenho entre eles. O desempenho das empresas depende da eficiência do emprego da tecnologia de produção e as diferenças podem estar associadas às mudanças organizacionais, decorrentes da reestruturação produtiva motivada pela abertura comercial, e levadas a cabo pela adoção de medidas que busquem a qualificação dos processos produtivos das empresas para aumentar a competitividade nos mercados interno e externo. Buscou-se, nesse estudo, mensurar a eficiência técnica do setor Metal- Mecânico de Caxias do Sul, analisando a evolução dos seus níveis, no período 1995/2000, e a capacidade das medidas de qualificação adotadas em aumentar a eficiência das empresas. Para tanto, utilizou-se a técnica da estimação da função de produção de fronteira, a partir da qual se estimaram os níveis de eficiência técnica dos gêneros produtivos do Setor. Além disso, avaliou-se a capacidade das medidas de qualificação em aumentar a probabilidade das empresas obterem eficiência, através da estimação de um modelo probit. Constatou-se que a eficiência técnica dos gêneros produtivos do Setor é alta e seus níveis se elevaram, significativamente, no período 1995/2000. Ao mesmo tempo, constatou-se que o treinamento de mão-de-obra, a busca de assessoria/consultoria externa, a exigência de certificação de qualidade para fornecedores e a importação de matérias-primas são medidas que aumentam a probabilidade das empresas do Setor se tornarem mais eficientes.

Aplicação de tecnologia de produção mais limpa no setor metal-mecânico : um estudo de caso

Buscando contribuir na discussão sobre a validade de uma visão ecológica sobre os sistemas produtivos, este trabalho estuda o caso de uma empresa, em Caxias do Sul, que está implementando tecnologia de Produção Mais Limpa. Depois de descrever o processo de implantação desta tecnologia e de avaliar os resultados econômicos e ambientais da medida, descreve suas dificuldades e perspectivas futuras. O trabalho propõe, também, uma nova metodologia de aplicação de tecnologia de Produção Mais Limpa, visando a uma maior simplicidade e praticidade, na intenção de socializar o conhecimento adquirido.

Inovações tecnológicas e qualificação dos trabalhadores de empresas do setor metal-mecânico do estado do Rio Grande do Sul : estudo de casos

O presente trabalho pretende demonstrar as transformações nas qualificações dos operadores de máquina com a introdução de novos equipamentos no processo produtivo em três empresas do setor metal-mecânico do estado do Rio Grande do Sul. Com o auxílio de uma metodologia de natureza qualitativa buscou-se, através de entrevistas semi-estruturadas, captar a percepção dos operadores de máquinas, supervisores e gerentes sobre as modificações ocorridas na qualificação dos operadores de máquina automatizada na produção. A partir da revisão da literatura buscou-se construir o roteiro das entrevistas, diferenciadas para cada cargo, buscando captar as percepções dos diferentes atores sobre tecnologia, trabalho e qualificação. Como resultado estabeleceu-se a qualificação necessária e desejada de um trabalhador que opera uma máquina automatizada.

Inteligência competitiva no monitoramento do ambiente concorrencial das pequenas e médias indústrias do pólo metal-mecânico da região de Caxias do Sul-RS

A crescente competitividade dos mercados é uma das principais fontes de preocupações das empresas atualmente. As forças concorrenciais podem representar ameaças, principalmente, para as empresas que não monitoram o seu ambiente concorrencial. As atividades que permitem o monitoramento do ambiente através da captura e da análise de informações concorrenciais correspondem ao que se denomina de Inteligência Competitiva (IC). O conjunto de atividades que são atribuídas a essa área permite às empresas uma melhor identificação da situação global dos mercados e oferece condições de posicionamento estratégico e pró-ativo face à concorrência. O objetivo deste trabalho foi verificar como as pequenas e médias empresas do pólo industrial metal-mecânico da região de Caxias do Sul (RS) estão desenvolvendo as atividades de busca de informações do ambiente concorrencial, além de identificar os principais métodos utilizados para essas atividades. Nesta dissertação, foram apresentados, a partir de uma consistente revisão bibliográfica sobre o assunto e do planejamento metodológico, os principais resultados do estudo exploratório realizado junto a uma amostra de trinta e quatro empresas do setor selecionado. Os resultados demonstram a situação das empresas estudadas em relação à busca, análise, sistematização e difusão das informações do ambiente, bem como, algumas características das empresas que monitoram o ambiente concorrencial.

Estudo do comportamento mecânico de solos lateríticos da formação barreiras

Os solos residuais tropicais são solos que tem sido objeto de pesquisa devido às suas peculiaridades em relação aos solos sedimentares. Estes solos sofrem alterações de suas características devido às condições geológicas nas quais são formados e em consequência apresentam uma composição mineralógica diferenciada. O presente trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento mecânico de três solos residuais tropicais pertencentes a jazidas do Estado da Paraíba, no nordeste do Brasil O comportamento mecânico foi avaliado em termos de resistência ao cisalhamento e compressibilidade na condição compactada (não saturada) e após foi realizada uma análise conjunta de tais propriedades com as características químicas e mineralógicas dos solos. O programa experimental constou de ensaios edométricos e ensaios de cisalhamento direto nas condições saturadas e não saturadas. Este trabalho apresenta ainda uma análise dos vazios existentes nas várias condições de compactação, através da técnica de porosimetria por intrusão de mercúrio e microscopia ótica. Os resultados mostraram que o comportamento mecânico não saturado recebe a influência da densidade e do teor de umidade inicial de compactação, bem como da composição química-mineralógica e do tipo de poro presente na estrutura. Foi verificada a influência da sucção nos parâmetros de resistência ao cisalhamento não saturados e nas características de compressibilidade.

Avaliação da implantação de um sistema de gestão ambiental (SGA) em empresa do setor metal-mecânico

Com objetivo de contribuir para a defesa do meio ambiente, este trabalho trata do estudo de caso de uma empresa metal-mecânica, situada em Caxias do Sul, que implementou um Sistema de Gestão Ambiental (SGA). Tal sistema visa a melhoria contínua do desempenho ambiental da empresa na prevenção da poluição, em cumprimento à legislação ambiental aplicável à atividade desenvolvida. O SGA é um processo cíclico, pois o sistema é revisto e avaliado periodicamente; desta maneira é possível identificar as oportunidades de melhoria. O trabalho que mostra os passos, os métodos e as estratégias adotadas pela empresa com fim de certificação na norma ISO 14000, evidencia também os benefícios conquistados através da redução do consumo de matérias-primas, energia e água, alcançados através da melhoria da eficiência dos processos.

Estudo do comportamento hidráulico e mecânico de materiais geotécnicos para barreiras horizontais impermeáveis

Este trabalho analisou o comportamento hidráulico e mecânico de novos materiais geotécnicos compósitos, tentando adequar suas características à utilização em barreiras horizontais impermeáveis, dando ênfase para liners de cobertura. A melhoria das propriedades das matrizes estudadas, que resultaram em novos materiais compósitos, foi avaliada através da adição de bentonita e fibras. O estudo consistiu em duas etapas: a avaliação do comportamento hidráulico e do comportamento mecânico dos compósitos. Na primeira etapa foram realizados ensaios de condutividade hidráulica em permeâmetro de parede flexível com carga constante, em amostras compactadas de solo residual de arenito Botucatu, cinza de fundo, areia e caulim, com adições de bentonita e fibras de polipropileno de 24mm. Dentre os materiais estudados, a cinza de fundo foi a única matriz que, mesmo com a adição de 18% de bentonita, não alcançou uma condutividade hidráulica inferior a 1x10-7m/s, exigida para liners de cobertura. Além disso, com o intuito de avaliar o efeito da inclusão da bentonita e da morfologia das partículas na condutividade hidráulica das misturas, principalmente para a cinza de fundo, foi feita uma análise fotomicrográfica do material em microscópio petrográfico Na segunda etapa do trabalho foi estudado o comportamento mecânico dos compósitos através de ensaios triaxiais de compressão isotrópica, ensaios triaxiais CID e CIU com trajetórias de tensão convencionais e especiais, bem como através de ensaios ring shear. Foi verificado que a adição de fibras aumenta os parâmetros de resistência ao cisalhamento (c, φ) e a resistência ao cisalhamento pós-pico dos compósitos, principalmente a baixas tensões efetivas médias iniciais e após grandes deformações. A análise conjunta dos resultados de condutividade hidráulica e do comportamento mecânico dos compósitos indica a existência de uma grande gama de materiais compósitos que podem ser utilizados como liners de cobertura: liners de areia com bentonita e areia com bentonita e fibras; liners de SRAB e SRAB com fibras e liners de caulim e caulim com fibras, sendo que o último pode ser utilizado também para resíduos perigosos ou em liners de fundo.

Políticas de benefícios sociais em empresas do setor metal-mecânico do Rio Grande do Sul

O novo contexto empresarial baseado na busca de qualidade e produtividade, torna necessário novas políticas e estratégias na gestão de recursos humanos. Percebe-se então, que as empresas adotam novos padrões de relações de trabalho, tais como, novas formas de compensação. Através deste trabalho, procurou-se investigar os planos de benefícios sociais oferecidos pelas empresas do setor metal-mecânico do Rio Grande do Sul, qual o propósito na oferta desses planos e como os trabalhadores, assim como o sindicato dos metalúrgicos, percebem essas políticas. Com base na investigação de natureza qualitativa, apresentam-se três estudos de caso realizados em três regiões do Estado, sendo: o primeiro no 1º pólo industrial ¾ Porto Alegre ¾ o segundo no 2º pólo industrial ¾ região da Serra ¾ e o terceiro em uma região agrícola ¾ região Noroeste. Os dados foram obtidos através de entrevistas com os gerentes de recursos humanos das empresas e um representante sindical e, com os trabalhadores, através da técnica de focus-group-research. A análise dos dados foi realizada através da técnica de análise de conteúdo. Os resultados mostram que o propósito das empresas consiste em atração e manutenção de trabalhadores produtivos através de investimentos em uma melhor qualidade de vida. Em contrapartida, os trabalhadores desenvolvem um comprometimento maior para com as organizações que se preocupam com a sua qualidade de vida e a de suas famílias. Na visão do representante sindical, esses planos são importantes para a competitividade das empresas e valorizados pelos trabalhadores, principalmente, diante da atual conjuntura social.