Análise termoelástica experimental e computacional por elementos finitos da parede externa em concreto armado de um forno de cozimento de anodo

Nesta dissertação foi desenvolvido um estudo sobre o comportamento de uma estrutura em concreto armado submetida a elevadas variações térmicas. A estrutura analisada consiste na parede externa de um forno de cozimento de anodo utilizado na produção de Alumínio, e está submetida a variações térmicas de cerca de 125C devido à própria operação do forno. As motivações principais para o estudo foram a ocorrência de grandes deformações e o surgimento de fissuras na estrutura, o que poderia provocar a inutilização do forno. O objetivo do trabalho foi a investigação das causas destas patologias, assim como o estabelecimento de propostas para reforço da estrutura. Para isso, foram realizados estudos experimentais e computacionais do comportamento da estrutura. Inicialmente, a estrutura foi monitorada utilizando-se transdutores de deslocamento e sensores de temperatura (termopares), conectados a um sistema de aquisição de dados para obtenção e armazenamento automática das amostras ao longo do tempo. Em seguida, foram desenvolvidos modelos computacionais em Elementos Finitos com auxilio do programa computacional Algor, para determinação da distribuição de temperatura e as correspondentes tensões e deformações de origem térmica na estrutura. Nestes estudos, foram realizadas análises estacionárias e transientes de condução de calor, seguidas de análises de tensões de origem térmica. Como conclusão do estudo, tem-se que a metodologia proposta para a solução do problema foi bastante satisfatória, solucionando o problema de forma precisa, porém econômica.

Análise experimental de lajes lisas nervuradas de concreto armado com armadura de cisalhamento

Lajes lisas nervuradas bidirecionais são elementos estruturais de concreto armado apoiados diretamente sobre pilares, sujeitas a solicitações importantes nas duas direções, possibilitam maior velocidade na execução da obra e economia considerável de formas e concreto e, conseqüentemente, mão-de-obra. Este trabalho visa contribuir para o estudo do comportamento deste tipo de laje, quanto a resistência ao cisalhamento nas nervuras e à punção na região maciça das lajes, através de ensaios de 8 lajes lisas nervuradas bidirecionais de concreto armado. Foram realizadas análises comparativas entre os resultados obtidos experimentalmente e os fornecidos por normas técnicas nacionais e internacionais. As lajes eram quadradas de lado igual a 1.800 mm de comprimento e altura total de 140 mm. A seção transversal das lajes foi formada por nervuras de 50 mm de largura na base menor e 100 mm na base maior e os vazios entre as nervuras foram preenchidos com blocos de EPS (poliestireno expandido). As principais variáveis consideradas foram o tipo de armadura de cisalhamento nas nervuras (treliça, estribo vertical fechado e estribo aberto inclinado a 45) e a utilização de estribo aberto inclinado a 45 como armadura de punção na região maciça. Foram apresentados e analisados os resultados observados para os deslocamentos verticais, deformação nas armaduras de cisalhamento e de flexão, e a propagação das fissuras. Os valores observados para cargas últimas foram comparados com os resultados estimados. Observou-se que as armaduras de cisalhamento nas nervuras não ocasionaram ganhos significativos na resistência última e que a armadura de punção elevou significativamente a resistência das lajes.

Estudo do comportamento dos aços ferramentas soldados em fadiga

Sabendo-se que a fadiga é uma redução gradual da capacidade de carga do componente pela ruptura lenta e gradual do material. E que este defeito decorre do avanço infinitesimal de microtrincas, que se formam no interior do material, imperceptível a olho nu, como também é notório que a presença dos elementos de liga nos aços, propicia alterações nas propriedades metalurgias e mecânicas no material, aplicado à obra. Por outro lado, ao ser submetido a processamentos dos mais diversos, os mesmos, deformam nas zonas elásticas, plásticas e ao fim rompem-se. Ressaltando-se o objetivo deste estudo, destina se abordar as uniões soldadas, nos estágios em que ficam sujeitas a altas temperaturas e resfriam sem controle, até a temperatura ambiente. Ao fim, são solicitados por carregamentos cíclicos constantes ou alternados. Nesta particularidade, espera-se detectar mudanças estruturais profundas na Zona Termicamente Afetada – ZTA, em razão do superaquecimento sofrido, tanto na proximidade do ponto central da poça de fusão como na região localizada na vizinhança. Como não dispomos de parâmetros suficientes e necessários ao controle destas alterações, propomos analisar a ZTA da junta soldada, com a finalidade de avaliar o comportamento metalúrgico e suas implicações causadas pelas interações gás-metal. Analisar os efeitos resultantes do triangulo formado pelo material base aço AISI/SAE 4340, SAE 1020 chanfrados em V e o eletrodo revestido E-6013. A análise da estrutura será realizada pelas técnicas de ensaio metalográfico usando o método da microscopia óptica – MO o qual é de ampla difusão nas comunicações técnicas e cientificas, através das quais, distinguirão as transformações multifásicas. Transformações estas, distintas pelas transformações das austenitas diretas em martensitas sem passar pelas ferritas e perlitas. Com estas identidades, o metalógrafo pode caracterizar e predizer as reações futuras das estruturas mediante a análise das solicitações, a que possam estar submetidas. Para analisar o comportamento em fadiga dos materiais em questão, adota-se como parâmetro auxiliar, o ensaio do pêndulo de Charpy. Portanto, pelos resultados obtidos, conclui-se que as estruturas são comprometidas por tensões internas em conseqüência fragilizam, mas o procedimento de soldagem pode ser adotado, seguido de recozimento para alivio de tensões, se não fizer trincas.

Araçatuba formation: palustrine deposits from the initial sedimentation phase of the Bauru Basin

A Bacia Bauru (Cretáceo Superior), acumulou uma seqüência sedimentar continental essencialmente arenosa. Numa fase inicial desértica, o seu substrato basáltico foi soterrado por extensa e monótona cobertura de areias eólicas com intercalações subordinadas de depósitos de loesse. O relevo original do substrato favoreceu a formação de uma drenagem regional endorrêica, sob clima semi-árido, propiciando assim condições de formação do Paleopantanal Araçatuba. Os depósitos paludiais (Formação Araçatuba) constituem estratos tabulares de siltitos e arenitos de cor cinza claro esverdeado típica, eventualmente cimentados por carbonato de cálcio. Moldes e pseudomorfos de cristais de gipsita e dolomita foram identificados na unidade. Aparentemente, estão associados com gretas de ressecação, marcas de raízes e intervalos com laminação tipo climbing ripple, que indicam ambiente de águas salinas rasas e relativamente calmas, submetidas a fases de exposição subaérea e ressecação. Nos limites da área de ocorrência da Formação Araçatuba, as unidades arenosas podem exibir feições sigmóides e estratificação contorcida, comuns em depósitos deltaicos marginais. A Formação Araçatuba é contornada e posteriormente encoberta por depósitos eólicos da Formação Vale do Rio do Peixe.

Resistência ao cisalhamento de vigas “T” de concreto armado: verificação das longarinas da ponte sobre o rio Sororó

O comportamento estrutural de uma viga T permite avaliar diferentes contribuições de resistência ao cisalhamento entre partes distintas de uma mesma seção transversal, permitindo estabelecer diretrizes para a disposição de armadura nessas regiões. Para quantificar as participações de mesas colaborantes e almas desse tipo de seção na resistência característica ao cisalhamento, foram investigadas experimentalmente 10 vigas de concreto armado constituídas de seções T, visando avaliar as recomendações da norma NBR, ACI e EC2 no que se refere ao desempenho de vigas T ao cisalhamento. Uma das vigas foi confeccionada para testemunho e as demais foram idealizadas com variação nas dimensões da mesa, para aumentar assim a área de concreto colaborante da seção. A armadura de flexão foi mantida constante em todos os casos e a armadura de cisalhamento foi suprimida, para que todas as vigas tivessem rupturas por cisalhamento antecipadas em relação à ruína por flexão. O concreto utilizado teve resistência à compressão de 47 MPa. Percebe-se claramente a influência da mesa colaborante na resistência última ao cisalhamento dos elementos estruturais ensaiados. O aumento da carga última foi significativo nas vigas com abas, passando do dobro da carga da viga de referência, e mais ainda, nas vigas com altura (hf) de 80 mm, nas quais a contribuição da mesa foi capaz de modificar o modo de ruptura das peças cujas armaduras de flexão entraram em processo de escoamento e o incremento de rigidez dado aos elementos em virtude do aumento da área de concreto (abas) da seção transversal foi em torno de 25%. A partir destes e outros resultados foi possível amplificar a resistência ao cisalhamento das longarinas da ponte sobre o rio Sororó da ferrovia Carajás em 1,93 vezes a resistência teórica para viga retangular no caso.

Argamassas para dessalinização de alvenaria mista de edifício histórico de Belém

Nos monumentos históricos de Belém as alvenarias estruturais, juntamente com os alicerces e pilares, são responsáveis pelo sustento da edificação (VASCONCELLOS, 1979). Estas alvenarias são constituídas de pedras e tijolos maciços assentados com argamassa de cal e podem apresentar diversas patologias dentre as quais se destacam a eflorescência salina e a ação da umidade. Estes dois agentes ocasionam destacamento de camadas, pulverização de argamassa, surgimento de fendas e aparência esbranquiçada nas alvenarias (HENRIQUES, 1994; CHAROLA, 2000). A pesquisa tem como principal objetivo a identificação, caracterização e amenização da eflorescência salina, por meio do estudo de caso da alvenaria do transepto direito da Igreja de Santo Alexandre, situada no centro histórico de Belém-PA. Para isto foram utilizadas técnicas laboratoriais com o intuito de entender as condicionantes favoráveis ao processo de eflorescência salina, os danos provocados aos materiais, os tipos de sais mais atuantes e quais materiais são eficientes para dessalinização. Primeiramente foi realizado o mapeamento da alvenaria e o mapeamento de danos para verificar a situação atual e as áreas mais degradadas. Posteriormente foi realizada a caracterização física, química e mineralógica: 1) caracterização física por meio de análise granulométrica por difração a laser, análise de traço e análise do teor de umidade da alvenaria, 2) caracterização química por meio de teste qualitativo e quantitativo de sais e 3) caracterização mineralógica por Difração de Raios-X. A Difração de Raios-X também foi utilizada para avaliar a eficácia de quatro tipos de argamassas de dessalinização que continham argilas (Bentonita e Caulim) e areia em diferentes relações. Ao final do trabalho verificou-se que as técnicas sugeridas para caracterização e mapeamento da alvenaria se mostraram eficientes e auxiliaram no diagnóstico correto da problemática existente. Além disso, chegou-se a conclusão de quais argamassas são mais recomendadas para dessalinização de alvenarias degradadas por eflorescência salina.

Avaliação de polimorfismos de genes metabolizadores de xenobióticos em pacientes com fissura labiopalatina atendidos no Estado do Pará

Fissura lábio palatina ou orofaciais é um dos mais frequentes defeitos congênitos existentes e vários estudos relacionam essa malformação a causas multifatoriais. Entre as diversas causas ambientais estão os hábitos etílicos e tabagistas maternos, assim como o uso de agrotóxico. A resposta do embrião humano a agentes teratogênicos é bem conhecida. Porém, sabe-se que organismos diferentes metabolizam de maneira distinta um mesmo componente químico, isto se deve a características genéticas intrínsecas relacionadas a diferentes funcionamentos enzimáticos. Tais diferenças podem ser investigadas a partir da análise de polimorfismos em genes relacionados ao metabolismo destes xenobióticos, que podem assim estar relacionados à etiogênese de fissuras lábio palatinas. O Objetivo do nosso estudo foi analisar polimorfismos em sete genes, PON1 (rs662), PON1 (rs854560), MTHFD1, CYP2E1, EPHX1, ABCB1, AHR, onde uma análise correlativa com fatores ambientais, como exposição a agrotóxicos foi realizada, a fim de avaliar se existe ou não influência das diferentes variantes polimórficas e tais interações ambientais na etiogênese das fissuras lábio palatinas. O número total de amostras analisadas foi de 166 indivíduos, sendo 83 pacientes acometidos por fissura, com idade média de 7 anos (DP 5 anos) e 83 mães dos mesmos. Em nossas amostras, o gênero masculino foi 64% do total de acometidos.; uma ficha para a coleta de dados epidemiológicos foi desenvolvida para o estudo; o material biológico coletado para análise foi sangue. A análise estatística foi realizada com os softwares bioEstat 5.3, SPSS 12.0 e PLINK 1.07. Nosso resultado consiste de quatro análises diferentes, para cada polimorfismo. Inicialmente, observamos as diferenças entre as frequências genotípicas encontradas nos acometidos e nas mães destes e aquelas das populações de indivíduos hígidos. Isto visando encontrar diferenças entre estes genótipos que possam justificar a gênese das FLP, frente à exposição das mães, e intrauterinamente, dos filhos ao agrotóxico. Num segundo momento, verificamos se houveram diferenças entre os genótipos maternos e dos acometidos, que pudessem representar diferenças significativas entre estes dois grupos de indivíduos (pois as mães, independentemente da exposição ao agrotóxico, poderiam ter FLP, caso o genótipo fosse de elevada importância) e que possam ter relação com a FLP. Em uma terceira análise, observamos se os genótipos encontrados nos indivíduos que apresentam FLP, estão relacionados à exposição relatada aos agrotóxicos, como fator etiológico destas más formações. Em ultima análise, visamos, por análise de regressão, verificar se a característica genotípica desses alvos de estudo, possa ter influenciado no fenótipo do tipo de fissura, seja somente labial, seja palatal ou labiopalatal. A distribuição dos tipos de fissuras entre os acometidos foi de 12% para fissuras somente labiais, 19% para fissuras somente palatais e 69% das fissuras em nosso grupo amostral atingiam o lábio e o palato.

Paleoambiente da formação mosquito e a implantação do sistema desértico úmido da formação corda, jurássico superior, Centro-Oeste da Bacia do Parnaíba

O Mesozóico foi marcado por mudanças geológicas significativas, decorrentes de soerguimentos resultante da orogenia Gonduanide, que possibilitou a implantação de sistemas desérticos concomitantemente com expressivos eventos magmáticos. Na Bacia do Parnaíba, Nordeste do Brasil, estes eventos estão registrados nas unidades siliciclásticas do Triássico, os arenitos da Formação Sambaíba, representadas pelos derrames basálticos e arenitos fluviais e eólicos subordinados da Formação Mosquito e pelos arenitos flúvio-eólicos da Formação Corda. O estudo de fácies e estratigráfico realizado em afloramentos e testemunhos de sondagem na região entre Formosa da Serra Negra e Montes Altos, Estado do Maranhão, possibilitou reconstituir o paleoambiente do topo da Formação Mosquito e da Formação Corda, e inferir condições paleoclimáticas para a porção centro-oeste da Bacia do Parnaíba durante o Jurássico. Foram identificadas vinte fácies sedimentares agrupadas em cinco associações de fácies (AF) representativas de uma planície vulcânica com depósitos fluviais esporádicos e arenitos eólicos subordinados (AF1-Formação Mosquito), sucedida pela instalação de um sistema desértico úmido (AF2-AF5; Formação Corda). A planície vulcânica (AF1) constitui derrames basálticos intercalados com arenitos finos a grossos (arenitos intertrap) compostos por grãos arredondados a subangulosos de quartzo, feldspatos e fragmentos de vidro vulcânico. Os arenitos apresentam estratificações plano-paralela e cruzada de baixo ângulo, preenchendo geometria de canal ou em corpos tabulares. Depósitos de canal fluvial entrelaçado (AF2) consistem em conglomerados polimíticos, com grânulos e seixos subarredondados a angulosos de basalto, e arenitos grossos com estratificação cruzada acanalada e acamamento maciço. Os lençóis arenosos (AF3) foram divididos em dois elementos arquiteturais (EA), o primeiro (EA1) consistem em arenitos finos a muitos com geometria tabular e estruturas de deformação, o segundo (EA2) é composto por arenito fino a grosso com estratificação cruzada acanalada e laminação cruzada cavalgante, gutter cast de pequeno porte. O campo de dunas (AF4) foi subdividido em dois conjuntos de fácies (C), o primeiro (CI) é caracterizado por arenitos com estratificações cruzadas tabular e tangencial de pequeno a médio porte, estratificação planoparalela e laminação cruzada cavalgante transladante subcrítica. O segundo (CII) consiste de arenitos finos a médios, moderadamente selecionados, laminação ondulada e estruturas de adesão e gretas de contração com rip-up clast, curled mud flakes, forma ciclos de raseamento centimétricos, com topo marcado por horizontes mosqueados, ricos em óxido/hidróxido de ferro, bioturbações e gretas de contração, interpretados como depósitos de interdunas úmidas. Os lobos de suspensão (AF5) consistem em arenitos finos intercalados com pelitos e arenito/pelito com estratificação cruzada complexa. A abundância de esmectita na AF4 aponta para condições de clima semiárido. No Jurássico, a região centro-oeste da Bacia do Parnaíba, foi submetida a movimentos distensivos com recorrência de derrames básicos advindos de fissuras na crosta. Durante os intervalos de aquiescência sedimentos de rios efêmeros preenchiam depressões ou espraiavam-se na planície vulcânica. O final da atividade magmática foi sucedido pela implantação do desérto Corda com campo de dunas e canais fluviais efêmeros (wadi) que retrabalharam parte da planície vulcânica e esporadicamente invadiam os lençóis arenosos. Comparado aos ergs do Permo-Triássico (Formação Sambaíba), o deserto Jurássico da Formação Corda foi mais úmido e menos extenso precedendo os sistemas fluviais e costeiros de clima mais ameno do Cretáceo da Bacia do Parnaíba.

Paleoambiente e diagênese da formação Itaituba, carbonífero da bacia do Amazonas, com base em testemunho de sondagem, região de Uruará, Pará

A Formação Itaituba de idade carbonífera representa a sedimentação carbonática de depósitos transgressivos do Grupo Tapajós da Bacia do Amazonas. A sucessão Itaituba é interpretada como depósitos de planície de maré mista, constituídos de calcários fossilíferos, dolomitos finos, arenitos finos a grossos e subordinadamente siltitos avermelhados, evaporitos e folhelhos negros. A análise de fácies e microfácies do testemunho de sondagem da região de Uruará, Estado do Pará, permitiu individualizar dezenove fácies agrupadas em cinco associações: planície de maré (AF1), canal de maré (AF2), laguna (AF3), barra bioclástica (AF4) e plataforma externa (AF5). AF1 é composta por arenito fino com rip-up clasts e gretas de contração, marga com grãos de quartzo e feldspato, dolomudstone laminado com grãos terrígenos e dolomito fino silicificado, com intercalação de argilito com grãos de quartzo disseminados, dolomitizado e localmente com sílica microcristalina. AF2 consiste em arenito médio a grosso com estratificação cruzada acanalada, recoberta por filmes pelíticos nos foresets, arenito muito fino a fino com acamamento wavy, siltito laminado com falhas sinsedimentares e acamamento convoluto. AF3 é constituída de siltito vermelho maciço, mudstone com fósseis, floatstone com braquiópodes e pirita disseminada e mudstone maciço com frequentes grãos de quartzo. AF4 e AF5 exibem abundantes bioclastos representados por espinhos e fragmentos de equinodermas, conchas, fragmentos e espinhos de braquiópodes, ostracodes, foraminíferos, algas vermelhas e conchas de bivalves. AF4 é formada por grainstone oolítico fossilífero e grainstone com terrígenos principalmente grãos de quartzo monocristalino e AF5 se compõe de wackestone fossilífero, wackestone com terrígenos e mudstone maciço com grãos de quartzo monocristalino. Subarcósios (AF1), arcósios (AF2) e arcósios líticos (AF2) são os tipos de arenitos da sucessão Itaituba e apresentam como principais constituintes grãos de quartzo monocristalino e policristalino, K-feldspato, plagioclásio, pirita, muscovita detrítica, fragmento de rocha pelítica, metamórfica e chert e raros bioclastos. O cimento é de calcita espática não ferrosa, óxido/hidróxido de ferro e sobrecrescimento de sílica. A porosidade é intergranular, móldica e às vezes alongada, sem permeabilidade perfazendo até 11% da rocha. Os processos diagenéticos dos arenitos são compactação física, sobrecrescimento de sílica, cimentação de calcita, formação de matriz diagenética, compactação química, substituição de grãos, autigênese de pirita, formação de óxido/hidróxido de ferro e alteração do plagioclásio. Os processos diagenéticos dos carbonatos são: micritização, neomorfismo, colomitização, fraturamento, compactação química, cimentação de calcita, dissolução secundária e autigênese de minerais. A sucessão da Formação Itaituba representa um sistema de laguna/planície de maré ligada a uma plataforma marinha carbonática. Planícies de maré desenvolveram-se nas margens das lagunas e eram periodicamente supridas por influxos de terrígenos finos (silte) que inibiam a precipitação carbonática. Barras bioclásticas eram cortadas por canais de maré (inlet) que conectavam a laguna com a plataforma rasa rica em organismos bentônicos.

Depósitos flúvio-costeiros da Formação Raizama, Ediacarano-Cambriano da faixa Paraguai Norte, região de Nobres, Mato Grosso, Brasil

Depósitos siliciclásticos da Formação Raizama de idade ediacarana-cambriana são expostos descontinuamente ao longo da margem sul do Cráton Amazônico e Faixa Paraguai Norte, centro-oeste do Brasil. Estes depósitos são interpretados por sucessões costeiras progradacionais, sobrepondo em conformidade os depósitos carbonáticos do Grupo Araras. A análise faciológica e estratigráfica da seção aflorante na região de Nobres, Estado do Mato Grosso, permitiu a individualização de dezessete fácies sedimentares agrupadas em cinco associações de fácies (AF): AF1) shoreface inferior consiste de arenitos com laminação plano-paralela e truncada por onda (microhummocky), intercalados por pelitos laminados, e com níveis bioturbados por tubos verticais perfurantes; AF2) shoreface superior, formada por arenitos com estratificação plano-paralela e cruzada swaley; AF3) submaré, composta por arenitos com estratificações cruzadas tangenciais e acanaladas com recobrimentos de siltito/arenito muito fino interpretados como depósitos de canal e barras; AF4) planície de maré é caracterizada por arenitos com estratificação cruzada tangencial e sigmoidal, laminação plano-paralela a cruzada de baixo ângulo, gretas de contração, intercalados por siltititos/arenito muito finos com acamamento flaser, organizados em ciclos de raseamento ascendente; e AF5) fluvial entrelaçado distal é constituída por arenitos com estratificação cruzada acanalada com lags lateralmente descontínuos, estratificações plano-paralelas e cruzadas de baixo-ângulo, parcialmente retrabalhadas por onda. A sedimentação da Formação Raizama indica que o fornecimento de sedimentos siliciclásticos estariam relacionado a soerguimentos no Cráton à noroeste da área estudada, sucedendo os depósitos carbonáticos do Grupo Araras. Traços fósseis tubulares descritos na AF1 indicam, pela primeira vez, a presença de traços fósseis perfurantes sugerindo uma idade deposicional para Formação Raizama mais próxima ao limite Ediacarano-Cambriano.

Investigação do processo de corrosão causado pela polpa de bauxita em mineroduto de aço carbono

O tempo de vida útil de um mineroduto depende de diversos fatores, dentre os quais aqueles relacionados ao processo de corrosão provocado pelo escoamento da polpa de minério. Nesse contexto, a corrosão do aço carbono API 5L-X70 foi investigada em meio de água do processo e polpa de bauxita (5% m/v) utilizando técnicas eletroquímicas. Os resultados do potencial de circuito aberto (E_OC), polarização e impedância eletroquímica (EIE) mostraram que a presença do minério de bauxita provocou mudanças no comportamento eletroquímico do meio quando comparados aos obtidos em água do processo na ausência do minério. Um aumento na taxa de corrosão do aço carbono foi observado pela presença da bauxita. A análise de superfície nos corpos de prova utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou a formação de rachaduras nos óxidos presentes na superfície do metal, sendo esse fenômeno o responsável pelo aumento da corrosão do aço na presença da bauxita. A metodologia utilizada neste trabalho mostrou-se útil para a investigação de processos corrosivos em minerodutos e aplicável a outras situações onde polpas de minérios são escoadas em tubulações de aço.