Programa computacional com interface gráfica para identificação estocástica de parâmetros modais de estruturas civis: aplicação em pontes e torres de linha de transmissão

O interesse no comportamento dinâmico de estruturas metálicas vem crescendo nas últimas décadas no Brasil, em decorrência de acidentes com colapso total de algumas estruturas devido às vibrações ambientes em diversas regiões do país. Na região amazônica, por exemplo, onde esse tipo de estrutura deve vencer obstáculos como florestas e rios de grande largura, casos de colapso total de estruturas metálicas também são relatados. O foco principal dessa dissertação é o estudo do comportamento modal de estruturas metálicas submetidas às vibrações ambientes cuja magnitude das forças de excitação é desconhecida. Dois estudos de caso são apresentados: no primeiro deles, o comportamento modal de uma torre de linha de transmissão de energia elétrica é investigado; e no segundo caso, tanto o comportamento modal como os níveis de desconforto de uma ponte são estudados. Os estudos realizados neste último caso visam avaliar os níveis de desconforto da ponte quando submetida às excitações ambientes como rajadas de vento e o tráfego de veículo de acordo a norma brasileira NBR 8800 (1986). Em ambos os estudos de caso foram realizadas análises experimentais e computacionais. Na etapa experimental, ambas as estruturas foram monitoradas com emprego de um conjunto de acelerômetros de baixa freqüência e também de um sistema de aquisição apropriados para ensaios de vibração de estruturas civis. Como é muito difícil medir a magnitude das forças de excitação ambientes, foram utilizados os métodos de identificação estocásticos SSI-DATA e SSI-COV para extração de parâmetros modais de estruturas civis a partir somente dos dados de resposta coletados nos ensaios de vibração. Entre as atividades desenvolvidas nessa etapa, destaca-se a criação de um programa computacional com recursos do Graphical User Interface (GUI) da plataforma Matlab®, destinado à identificação modal de estruturas civis com o emprego dos referidos métodos estocásticos. Esse programa é constituído de três módulos: o primeiro é destinado ao processamento e tratamento dos sinais coletados nos ensaios de vibração; o segundo é utilizado para adicionar as informações do posicionamento dos acelerômetros utilizados nos arquivos dos sinais de resposta; e o terceiro e último módulo é destinado à identificação a partir dos arquivos de dados de resposta processados nos dois primeiros módulos. Na etapa das análises teóricas, foram criados modelos numéricos utilizando o método dos elementos finitos para simular o comportamento dinâmico das estruturas analisadas. Comparando os resultados obtidos em ambas as etapas de análise, verifica-se que resultados experimentais e teóricos apresentaram parâmetros bastante próximos entre si nos primeiros modos de vibração. Os resultados experimentais mostraram que ambos os métodos estocásticos foram muito eficientes na identificação das estruturas ensaiadas.

Avaliação da operação e estimativa das perdas de água e de energia elétrica no 3º setor de abastecimento de água da região metropolitana de Belém

Avaliação da operação e a determinação das perdas de água e energia do 3° Setor de abastecimento de água da Região Metropolitana de Belém. Essa pesquisa foi desenvolvida no período de janeiro a dezembro de 2006, tendo 3 etapas. Na primeira etapa foram determinados teoricamente os parâmetros operacionais, para possibilitar a comparação com os resultados obtidos da segunda etapa, na qual foram desenvolvidas atividades de monitoramento nas unidades de reservação e de elevação de água. Na terceira etapa foram estimadas as perdas de água e energia elétrica no 3° Setor. Os resultados possibilitaram observar que a falta de instrumentação para monitoramento e controle dos parâmetros operacionais, e a capacidade insuficiente do reservatório elevado, resultam em operações sem rotina planejada, o que acaba incorrendo em perdas de água e energia elétrica. O volume de água perdido foi estimado em 423.847 m³/mês, o que representa 42,58 % do volume total distribuído (989.580 m³/mês). O valor que a COSANPA deixa de arrecadar mensalmente com essa perda é de R$ 508.616,00. A perda de energia referente ao volume de água perdido no 3° setor foi estimada em 105.962 kWh/mês, o que representa um custo médio de R$ 21.192,4 ao mês ou R$ 254.308,8 ao ano.

Infra-estrutura de esgoto sanitário no município de Belém: cobrança por serviços de esgotamento sanitário nas bacias hidrográficas do Reduto e do Una

A remuneração dos serviços de esgotamento sanitário no Brasil é feita geralmente através de tarifas calculadas proporcionalmente ao consumo de água, e empregada para a realização de serviços de operação e manutenção da coleta e tratamento dos esgotos sanitários, e também como fonte de recursos para provisão dessa importante infra-estrutura. O percentual varia de concessionária e corresponde ao volume de esgoto gerado após o consumo de água. Com esse critério de cobrança as concessionárias de saneamento têm demonstrado de forma indireta, o grau de utilização diferenciada que cada usuário faz do sistema de esgoto, porém também tem levantado questionamentos se o valor cobrado na tarifa de esgoto, com base num percentual do consumo de água, corresponde realmente à contribuição efetiva de esgoto às redes coletoras. Por outro lado, não se tem conhecimento de quais fatores interferem na cobrança por serviços de esgotamento sanitário e de como os diferentes percentuais adotados representam efetivamente a contribuição de esgoto à rede coletora, o que levou ao questionamento sobre sua legitimidade, já que nem toda água consumida retorna ao meio ambiente na forma de esgoto. O estudo realizado nesta dissertação tem como objetivo identificar quais os fatores e de que forma podem interferir na cobrança pela utilização de serviços de esgotamento sanitário. Foram adotados indicadores urbanísticos, técnicos e ambientais relacionados ao sistema de cobrança pelos serviços de esgotamento sanitário nas bacias do Reduto e do Una em Belém. Para analisar tais fatores, foram utilizados dados obtidos sobre a estrutura tarifária da concessionária estadual de saneamento, referentes ao serviço de esgoto, associados a índices urbanísticos adotados pelo planejamento urbano em Belém. Os resultados sustentaram a influência dos fatores identificados neste estudo na forma de cobrança por serviços de esgotamento, relacionados à contribuição de esgoto, a existência de sistema de tratamento e a cobrança pelo uso da água, não sustentando totalmente enquanto relacionados ao uso e ocupação do solo.

Fundamentos para o planejamento e gestão metropolitanos por ilhas e bacias hidrográficas: uma alternativa para região metropolitana de Belém

Esta dissertação faz uma reflexão sobre a ausência de um efetivo sistema de planejamento e gestão da Região Metropolitana de Belém (RMB), fundamental para equacionar seus problemas plurimunicipais. Trata-se de um trabalho que além de fazer tal reflexão, sugere fundamentos que contribuam para a construção de uma proposta de planejamento e gestão da RMB, com base na adaptação de determinados instrumentos instituídos pela Política Nacional de Recursos Hídricos, Lei nº. 9.433/97. Esta adaptação foi possível a partir da compreensão e identificação da estrutura hidrográfica do território da RMB que, associadas aos instrumentos de gestão adotados pela referida Lei, resultou em instrumentos institucionais e técnicos que primam pelo uso das bacias hidrográficas metropolitanas como unidades estratégicas de planejamento e gestão e pelo uso de princípios de participação democrática no equacionamento dos problemas de interesse dos municípios dessa região.

A utilização da Manihot esculent crantz (mandioca) na indústria de chapas de compensados de madeira e seu impacto econômico e social na construção civil

Esta pesquisa tem como objetivo determinar as vantagens socioeconômicas para produção de chapas de compensados de madeira na construção civil substituindo a farinha de trigo por farinha de raspa de mandioca na formulação da cola de compensado de madeira. Abordou-se acerca da estrutura anatômica da madeira e suas propriedades, os tratamentos e processos industriais, a estrutura e o processo de produção de compensado além da substituição do insumo na formulação da cola de uréia-formoaldeído desenvolvendo-se então uma avaliação econômica de benefício-custo do compensado de madeira utilizado em fundação e estrutura em uma obra de edificação através da análise de preços dos insumos da cola de mandioca em substituição a cola de trigo. A análise mostra que em nível de composição de insumo principal de produção houve uma redução de 7,3% no custo da cola. Para a construção civil a chapa de compensado de madeira com adesivo de mandioca utilizada em fundação e estrutura não representa um percentual significativo de redução de custos, sendo o percentual do custo do compensado de madeira em uma obra padrão é de apenas 0,84% para economia. Em nível social o governo criou o Programa Nacional para o Fortalecimento da Agricultura Familiar para apoiar o desenvolvimento das indústrias de base da economia como a indústria da construção civil.

Sistematização do fluxo de informações no processo de projeto de edificações em empresas construtoras e incorporadoras

O trabalho trata do fluxo de informações no processo de desenvolvimento de projetos, de edificações comerciais e multifamiliares verticais, gerados a partir das rotinas de comunicação entre empresa construtora, arquiteto, projetistas de estrutura, de instalações elétricas e hidrosanitárias e os procedimentos por eles aplicados, para se alcançar a qualidade desejada dos projetos. São investigados a problemática das metodologias tradicionais de projeto e a aplicabilidade de conceitos de engenharia simultânea, sugerindo a realização em paralelo das varias etapas do processo, desenvolvimento integrado de projetos do produto e da produção, estabelecimento de equipes ultidisciplinares e uma maior orientação para a satisfação do cliente final. É apresentado um método de análise capaz de identificar a maturidade das empresas construtoras para a implantação da engenharia simultânea e a explicitação do fluxo de informações, fornecendo uma visão global do processo de projeto. São realizados três estudos de caso consultando três empresas construtoras e incorporadoras e seus respectivos projetistas: arquiteto, engenheiro estrutural, elétrico e hidrosanitário, os quais corroboram as hipóteses estabelecidas na pesquisa. Como conclusão recomenda-se o desenvolvimento de modelos de processo de projeto baseados nos princípios de engenharia simultânea e métodos que possam vir a oferecer uma visão global do processo, dando suporte aos intervenientes na troca sistematizada e racionalizada das informações, objetivando a introdução de ferramentas que possam contribuir para uma modelagem do processo de projeto harmonizada com os princípios de qualidade.

Projeto de macrodrenagem da Bacia do Una e índice de qualidade de vida de seus moradores

Este trabalho se propõe investigar as condições de qualidade de vida da população residente na região afetada pelo Projeto de Macrodrenagem da Bacia do Una (PMU). Este projeto compreende nove bairros de Belém-PA. Foi desenvolvido para sanear e recuperar as áreas alagadas ou alagáveis da cidade, gerando melhores condições de vida para seus moradores. A pesquisa tem a intenção de avaliar os efeitos deste projeto sobre as condições de vida da população moradora do local. A metodologia adotada incorpora a visão da população sobre a intervenção e, também, promove uma análise comparativa entre as diversas áreas atingidas pelo projeto. A pesquisa identifica aspectos da vida desses moradores referentes às condições de habitação, infra-estrutura, serviços públicos e acessibilidade. O projeto ainda não está totalmente consolidado, porém, já se vislumbra pontos positivos e negativos da intervenção. O PMU não conseguiu, ao longo de sua execução, satisfazer as expectativas da população envolvida, apesar da abundância de recursos financeiros, suporte de profissionais, gerenciamento e planejamento por órgãos de diversas esferas de governo, além do apoio das entidades envolvidas. Diversas razões comprometeram, sobremaneira, seu objetivo, que ser ia a melhoria da qualidade de vida urbana de 60% da população de Belém. Adotou-se a abordagem de avaliação da qualidade de vida, através da construção de um índice capaz de identificar e mensurar os níveis de carência ou de satisfação das necessidades sociais da região, questionando-se quanto ao atendimento das expectativas da população. Este índice foi obtido por indicadores coletados através de entrevistas domiciliares semi-estruturadas em três subáreas do projeto que apresentavam assentamentos informais e no Paraíso dos Pássaros, área construída para abrigar os habitantes remanejados pelo projeto de macrodrenagem, contendo cerca de 2000 famílias. Esta investigação é importante para que se conheçam os reais efeitos das ações e intervenções públicas, como é o caso do PMU, sobre os moradores das áreas atingidas. Espera-se que o índice proposto subsidie decisões técnicas e políticas em matéria de planejamento e gestão urbana para a área de estudo e à definição de prioridades espaciais e setoriais para a intervenção urbana, possibilitando uma distribuição mais eficiente e justa dos recursos públicos, e favorecendo a melhoria sustentada da qualidade de vida urbana. Este trabalho procura contribuir para o estabelecimento de critérios para a tomada de decisão, definição de prioridades de ações e investimentos urbanos e, em especial, à formulação de políticas públicas de combate à exclusão social.

Análise experimental sobre velocidade de captura em sistemas de transporte pneumático

A velocidade de transporte é um dos mais importantes parâmetros no transporte pneumático de sólidos. O êxito no transporte de materiais particulados depende da predição ou da determinação da velocidade mínima de transporte. Uma velocidade acima daquela necessária ao transporte estável das partículas sólidas conduz a um grande consumo de energia devido ao aumento na perda de pressão do sistema, degradação dos sólidos e abrasão dos sólidos e da tubulação. Já uma velocidade abaixo desse valor limite certamente resultará na deposição das partículas sólidas para o fundo da tubulação e conseqüentemente o entupimento desta. Neste trabalho, uma técnica para medir a velocidade mínima de captura de partículas sólidas em uma tubulação na direção horizontal em um sistema de Transporte Pneumático é desenvolvida. Ela baseia-se em observações visuais do comportamento das partículas ao ocorrer a captura, em medidas da velocidade de operação do gás e da massa das partículas capturadas. É realizada ainda a análise qualitativa de alguns parâmetros que influenciam na velocidade de captura das partículas, permitindo uma maior compreensão dos fenômenos envolvidos.

Construção de um modelo de dispersão de poluentes na Baía do Guajará

Os ambientes marinho e costeiro do Brasil vêm sofrendo nos últimos anos um considerável processo de degradação ambiental, gerado pela crescente pressão sobre os recursos naturais marinhos e continentais e pela capacidade limitada desses ecossistemas absorverem os impactos resultantes. No caso específico da Baía do Guajará, situada no Estuário Guajará, na região delimitada pela Baía do Marajó e pelos rios Pará e Guamá, estes riscos estão associados principalmente à poluição oriunda da cidade de Belém e às operações de transporte de derivados de petróleo. No caso da Baía do Guajará, sabe-se que ocorre o despejo de esgoto periodicamente, de acordo com a maré. Desta forma, pouco tem sido feito para amenizar os efeitos do problema. Os modelos numéricos, por considerarem a complexidade dos fenômenos físicos que governam o funcionamento dos ambientes costeiros, vêm sendo utilizados como ferramentas em simulação hidrodinâmica, com reconhecida importância no gerenciamento costeiro. Sua aplicação pode dar suporte a estudos diversos, como no entendimento dos processos dispersivos de poluentes, implantação de sistemas de monitoramento de qualidade de água, planejamento de ações em casos de derrame de óleo, e avaliar as conseqüências de alterações na geometria de canais e baías e estuários. Este trabalho tem como objetivo esclarecer essas questões e descreve as etapas necessárias para a construção de um modelo numérico de dispersão na Baía do Guajará usando as ferramentas de Sistemas de Informação Geográfica e o Método de Elementos Finitos.

Projeto e construção de câmaras reverberantes em escala reduzida para o estudo das características de perda de transmissão de divisórias confeccionadas a partir de materiais regionais

Projetar e construir câmaras reverberantes, em modelo reduzido, para a determinação da perda de transmissão de materiais usados para o controle de ruído nas áreas industriais e da construção civil foi o foco principal deste trabalho. Por outro lado, buscou-se estabelecer uma metodologia de análise e interpretação dos parâmetros acústicos a partir da teoria dos modelos em escala reduzida, de tal modo que se possa inferir a perda de transmissão dos materiais estudados. A necessidade desta construção ocorre devido aos estudos dos desempenhos acústicos dos materiais serem realizados em câmaras reverberantes (em escala real), disponíveis apenas em algumas regiões do Brasil, dificultando e encarecendo os testes de desempenho dos materiais para pesquisadores de outras regiões. Assim, de modo a se ter um custo baixo, foi realizada a construção das câmaras reverberantes, em escala reduzida de 1:6, sendo o objetivo principal o estudo da perda de transmissão de divisórias desenvolvidas com material regional, estabelecendo comparação entre os seus desempenhos, e ao mesmo tempo permitir a sua utilização em aulas práticas de acústica. Apesar das câmaras terem sido construídas em escala reduzida, o fator de escala (1:6) não foi considerado e as medições foram realizadas nas freqüências reais das bandas de oitava delimitadas entre 125 Hz e 8 kHz. As divisórias foram ensaiadas para a determinação dos parâmetros acústicos, tendo por base as normas ISO 140 e 354. Finalmente, a partir dos resultados encontrados, foi possível comprovar a eficiência dos materiais utilizados para a obtenção de divisórias que podem ser usadas para o isolamento de ruído em ambientes construídos e/ou enclausuramentos industriais. Além dos ensaios experimentais, foram realizados cálculos analíticos segundo as equações da Análise Estatística Energética (SEA) para efeito de comprovação e validação dos resultados.