Métodos de auscultação não destrutivos aplicados na avaliação da capacidade de carga de infraestruturas ferroviárias

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil Estruturas e Geotecnia

Avaliação de benefícios da integração do BIM nas opera-ções de Facilities Management

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção

Uso da dessalinização no abastecimento de água para o consumo humano em regiões com climas áridos ou semi-áridos

O presente trabalho tem como principal objetivo desenvolver um processo de conceção preliminar tendo em vista o abastecimento de água potável à Cidade Assomada, na ilha de Santiago, Cabo Verde, a partir de uma nova estação dessalinizadora a ser instalado no Concelho de Calheta de São Miguel, na Ilha de Santiago. Este projeto terá uma vida útil de 25 anos prevendo-se que no horizonte do projeto venha a servir um total de cerca de 16 000 habitantes para um caudal de dimensionamento de 3156 m3/dia. O caudal de água de abastecimento será disponibilizado numa estação dessalinizadora em estudo que irá utilizar a técnica da osmose inversa e apresenta uma relação de custo-benefício ótima com baixo custo de investimento e de energia, para além de apresentar de fácil operação e manutenção. No presente trabalho é apresentado o estado da arte relativamente à dessalinização da água do mar, e é apresentado em detalhe todo o processo a ser implementado na estação que irá servir a Cidade de Assomada. Em complemento à estação dessalinizadora é igualmente apresentado o estudo do respectivo sistema adutor até à Cidade de Assomada, tendo em consideração critérios de natureza técnica e económica. O dimensionamento técnico-económico teve por objetivo a escolha do diâmetro mais económico a que corresponde o menor valor do somatório dos respetivos encargos de instalação e de exploração associados. Assim, e em resumo, o sistema de abastecimento à Cidade de Assomada será pois integrado por uma captação de água do mar através de dois furos instalados junto à costa, uma estação de tratamento de água, do tipo dessalinizadora um sistemas adutor com dois patamares de bombagem um reservatório de distribuição terminal, seguindo posteriormente a água de abastecimento diretamente para a nova rede de distribuição de toda a Cidade.

Aplicação da metodologia TRIZ e da manutenção autónoma em atividades de manutenção industrial

A manutenção tem ganho cada vez maior importância entre as atividades das empresas industriais. O aumento constante das exigências do mercado motiva os responsáveis pela manutenção a procurarem novas metodologias e técnicas, que permitam melhorar a gestão da manutenção em todas as suas vertentes. A metodologia TRIZ (Teoria de Resolução Inventiva de Problemas) promove a inovação sistemática e a procura de novas soluções para os problemas existentes. Sendo a inovação um conceito da atualidade e bem presente nas empresas que queiram marcar as suas posições no mercado, o uso da metodologia TRIZ é uma boa forma de as empresas se diferenciarem, encontrando novas soluções inovadoras e mais criativas. Este aumento da criatividade poderá proporcionar vantagens em relação à concorrência. Uma das principais caraterísticas da manutenção autónoma é a inclusão de diferentes áreas funcionais das empresas nas atividades da manutenção. Uma das grandes vantagens da manutenção autónoma é a partilha das responsabilidades e conhecimentos entre os técnicos de manutenção e os operadores dos equipamentos. Os operados dos equipamentos ganham com isso a capacidade de realizar algumas operações elementares de manutenção, ajudando na deteção precoce de anomalias, podendo com isto reduzir as paragens e falhas de equipamentos, prolongar a vida útil dos mesmos, tendo por vezes influência direta na qualidade do produto final produzido e na imagem da empresa. O estudo desenvolvido no âmbito da presente dissertação centrou-se nas possibilidades e oportunidades da utilização conjunta da metodologia TRIZ e da manutenção autónoma, em busca de novas formas de solucionar problemas da manutenção. Sendo a combinação destas técnicas ainda pouco explorada, o presente estudo visa abrir novos caminhos em relação à utilização da metodologia TRIZ nos problemas da manutenção. No âmbito desta dissertação foram explorados vários conceitos e ferramentas da metodologia TRIZ para resolver três casos práticos de manutenção industrial.

Família de DSLs para integrated modular avionics

Na atualidade existe a necessidade de produzir novos aviões de forma rápida, eficiente e económica com o objetivo de abrir novas rotas de voo, expansão das já existentes e substituição de aviões em fim de vida útil. Neste contexto, e sem nunca deixar de cumprir os apertados requisitos do domínio que incluem a exigência de elevada qualidade, a indústria adotou a arquitetura IMA que permite executar várias aplicações aviónicas num único sistema de computação partilhado. Com esta arquitetura, o desenvolvimento do software para as aeronaves ganhou uma elevada relevância, sendo necessário gerar código automaticamente, reutilizar código já testado proveniente de outras aplicações anteriormente desenvolvidas e garantir o mais cedo possível que o software desenvolvido se encontra de acordo com os standards. Apesar da complexidade do domínio, desenvolveu-se uma ferramenta que permite produzir a estrutura do código de novas aplicações para a aviónica. Aferramenta lida com a variabilidade das diversas linhas de produto e reduz o tempo de desenvolvimento. Uma DSL poderia ser uma solução apropriada, pois permite cobrir diversos requisitos exigidos, no entanto, esta solução não é exequível porque seria necessário produzir uma linguagem para cada configuração de software aviónico diferente se pretendêssemos tirar partido da especificidade. Com esta dissertação, solucionou-se esta dificuldade com recurso à noção de família de DSLs. Trata-se de um conjunto de linguagens para um domínio específico, que apresentam um conjunto comum de conceitos chave, mas que adaptam alguns desses conceitos para cumprir a variabilidade dos requisitos. Utilizou-se a abordagem MDD para desenvolver um gerador automático de DSLs que é capaz de produzir a linguagem desejada de acordo com a configuração de software pretendida para a partição pertencente a um módulo aviónico. As linguagens geradas apresentam um nível de usabilidade adequada para o domínio, bem como têm a capacidade de validar as construções efetuadas usando a DSL e produzir os artefactos pretendidos.

Contribuição para o estudo da anexina V na apoptose celular em concentrados de eritrócitos

A hemoterapia moderna baseia-se na utilização correcta dos diversos componentes sanguíneos, associados a um maior controle de qualidade do sangue, o que a torna mais segura e, actualmente, muitos doentes sao beneficiados pois, a transfusão de componentes sanguineos, em situaçoes várias, está na linha da frente na manutenção da vida e em casos extremos, o último recurso que salva vidas. A qualidade e a segurança nas transfusões de sangue são grandes preocupações da área médica, autoridades de saúde e doente1. O sangue obtido pelos Centros de Sangue provem de dadores voluntários, dotados de uma enorme sensibilidade social, que periodicamente assumem uma postura benevola e altruista e consequentemente mantêm os bancos de sangue providos de um produto imprescindivel no tratamento de diversas patologias. O produto final disponível – concentrado de eritrócitos (CE´s), plasma e concentrado plaquetário – tem de assumir um carácter seguro e viável de modo a que os riscos para o doente sejam diminutos2. O controlo de qualidade aplicado a todo o sangue doado realiza provas de conformidade nas unidades com especificações previamente definidas, sendo a hémolise um dos parâmetros importantes na avaliação da qualidade dos concentrados de eritrócitos, pois, pode ocasionar implicações clinicas para o receptor. Para além disso a avaliação da concentração de hemoglobina (Hg) no sangue doado mostra-se um controlo imprescindivel que salvaguarda a qualidade e segurança do componente a transfundir3;4.Até se obter um CE há todo um processo moroso e de responsabilidade vital. Todo o sangue obtido passa por várias etapas fundamentais até à obtenção do componente pretendido (analise, produção e armazenamento). Os CE’s obtidos quando armazenados, num ambiente de refrigeração, têm uma vida útil de 42 dias. Após este período, o sangue deve ser inutilizado por se verificar alterações bioquímicas, biomecânicas, e imunológicas nos CE’s e por consequência a sua instabilidade vital no que ao tratamento de patologias, para as quais este componente está indicado, diz respeito5. Foi realizado um estudo experimental com o objetivo de avaliar a contribuição da Anexina V na apoptose celular nos concentrados de eritrócitos, constatando a degradação dos mesmos ao longo de todo o período de armazenamento e validar o paradigma que a ciência preconiza: “Os CE’s após os 42 dias armazenados, em condições específicas (2 a 6º centígrados), são inviaveis para transfundir”6;7. A avaliação dos níveis de apoptose por citometria de fluxo é geralmente realizada por métodos que utilizam Anexina V como marcador vital, que se associa aos resíduos de fosfatidilserina, externalizados no início do processo apoptótico. A Anexina V é uma proteína humana endógena dependente do ião Ca+2, amplamente distribuída intracelularmente em altas concentrações na placenta e em concentrações mais baixas nos eritrócitos, plaquetas e monócitos. Apresenta como principal característica a capacidade de se ligar à fosfatidilserina, um fosfolipído presente na camada interna da bicamada lipídica, que durante a apoptose celular é translocada para a camada externa da membrana celular. A determinação da Anexina V é normalmente utilizada para verificar se as células são viáveis, apoptóticas ou necróticas por meio de diferenças na integridade da membrana plasmática. Assim, ao conjugar a Anexina V ao FITC (Isotiocianato de fluoresceína) é possível identificar e quantificar as células apoptóticas por citometria de fluxo7. Numa amostra de 15 CE’s, a qual foi induzida a hemólise, verificou-se, por citometria de fluxo, que a viabilidade deste componente se desvanesce ao longo do tempo, confirmando assim que o tratamento, manuseamento e armazenamento do sangue compromete a vitalidade terapeutica deste insubstituivel produto vital.

Substituição do amido de milho por goma xantana na preparação de cremes de pasteleiro: impacto nas componentes de aroma e de textura

O creme de pasteleiro é uma das preparações clássicas mais utilizadas em pastelaria e a principal base para recheios de diversos produtos. Apesar de ser profusamente utilizado, este creme tem um conjunto de limitações que a serem ultrapassadas permitiriam obter produtos com melhores propriedades organolépticas e um maior tempo de vida útil em prateleira. Tem ainda o inconveniente de não poder ser submetido a processos de congelamento e descongelamento devido à ocorrência de sinérese. O objectivo do presente trabalho foi desenvolver um creme com características funcionais idênticas às do creme pasteleiro clássico, mas sem as limitações referidas, nomeadamente um creme com uma melhor textura e libertação de aromas, que não forme um filme à superfície ao arrefecer e que possa ser submetido a processos de congelamento/descongelamento. Através de análises de textura e reologia, avaliou-se o efeito da substituição do amido por goma xantana e goma xantana de rápida dispersão (RD). Tendo-se verificado que a goma xantana RD permitia obter resultados mais compatíveis com a funcionalidade pretendida. Para avaliação do efeito do texturizante usado na libertação de aromas, prepararam-se cremes de pasteleiro aromatizados com maracujá. Usando como técnica a microextração em fase sólida do headspace (HS-SPME) e a cromatografia gasosa-espectrometria de massa (GC-MS) levou-se a cabo uma comparação do perfil de libertação de compostos voláteis dos cremes com amido de milho e goma xantana RD. Finalmente, para avaliar a aceitação por parte do consumidor, foram realizados testes de análise sensorial. Os resultados obtidos permitem concluir que o produto desenvolvido tem características reológicas adequadas para poder ser usado em substituição do creme de pasteleiro clássico, apresentando ainda vantagens, nomeadamente: uma boa performance quando submetido a processos de congelamento/descongelamento, um maior tempo de prateleira, melhores características organolépticas, nomeadamente uma textura mais agradável e uma melhor libertação de aromas. Estes resultados levam-nos a sugerir que este novo produto pode ter um impacto significativo na confeção de pastelaria do ponto de vista da qualidade e gestão de trabalho.

Desempenho ambiental do transporte rodoviário ligeiro de passageiros em Portugal

O sector automóvel tem um papel importante na sociedade actual, sendo um dos motores do crescimento económico de vários países. Mas aliado ao seu desenvolvimento, estão problemas ambientais com grande relevância actual, como as emissões de poluentes atmosféricos pelo uso dos veículos. Contudo, não é apenas a fase de uso do automóvel que está ligada a impactos ambientais, sendo importante avaliar as restantes fases do ciclo de vida. Para o panorama nacional, os estudos neste sector não se encontram muito desenvolvidos. O objectivo da presente dissertação passa pela avaliação do desempenho ambiental do sector dos veículos ligeiros de passageiros em Portugal, estabelecendo uma comparação entre as várias tecnologias automóveis que o compõem, mediante o uso da metodologia de análise de ciclo de vida (ACV). O desempenho ambiental dos veículos foi traduzido segundo a metodologia de avaliação de impactes EcoBlok. Para o ano de 2013 um veículo médio português consumiu 11,8 m3 de água, utilizou 2,8 t eq. de recursos, ocupou 54 m2 eq. de solo, emitiu 3,4 t de CO2 eq e 150 kg de NOx eq para a atmosfera, emitiu 600 kg de N eq. para a água e o solo, e gerou 3,5 mg de dioxinas e furanos. Com a introdução de mais veículos eléctricos a baterias na frota perspectivam-se reduções ao nível do consumo de recursos, de emissões de gases com efeito de estufa e de poluição do ar. No entanto, para o consumo de água, uso do solo, emissões para o solo e água e formação de dioxinas e furanos prevêem-se aumentos. A fase de manufactura, que é diluída ao longo da vida útil do veículo, é responsável por mais de metade dos impactos ambientais gerados ao nível do uso do solo, da poluição da água e do solo e da formação de dioxinas e furanos. Por sua vez, a fase de uso do veículo é determinante nos impactes sobre a poluição do ar e emissões de gases com efeito de estufa, sendo responsável por mais de 80% dos resultados. As conclusões retiradas com a realização desta dissertação são úteis, na medida em que podem auxiliar o desenvolvimento de políticas de incentivos para a mudança de comportamentos da população face aos transportes. Por outro lado, permite perceber que as tecnologias menos poluentes têm ainda um longo caminho a percorrer para que se tornem, globalmente, a melhor alternativa de mobilidade face às tecnologias convencionais.

Estudo da ligação entre camadas betuminosas de pavimentos flexíveis

A ligação entre camadas constitui um dos aspetos fundamentais no comportamento de um pavimento rodoviário. O modo de funcionamento de um pavimento flexível está dependente das características dos materiais de cada camada, mas também das respetivas condições de fronteira, ou seja, das características das respetivas interfaces. Uma correta ligação entre camadas permite ao pavimento funcionar como um todo, esta ligação é normalmente alcançada com a aplicação de uma fina camada de emulsão betuminosa. Com a entrada em serviço de um pavimento, devido às tensões geradas pela passagem dos veículos, este começa a sofrer degradações à superfície, até que finda a sua vida útil procede-se à sua reabilitação. Na reabilitação de pavimentos é necessário um especial cuidado na interface do pavimento existente com novo pavimento aplicado, para que as fissuras existentes não se propaguem para as novas camadas reabilitadas. A presente dissertação de mestrado, estuda a ligação entre camadas de um pavimento cuja técnica de reforço de reabilitação é a introdução de uma grelha que limita a propagação de fendas. A ligação entre camadas é avaliada através de ensaios de corte pelo método de Leutner modificado e de tração pelo método Pull-off, para duas obras distintas, com constituições de pavimentos e com taxas de aplicação de regas de colagem diferentes, com dois tipos de grelhas de reforço e para amostras recolhidas em obra e fabricadas em laboratório. Os resultados são analisados e comparados entre si, de onde se conclui existir uma melhor ligação entre camadas para interfaces que não possuem grelhas de reforço em detrimento das que possuem, contudo a diminuição da resistência da ligação aquando desta introdução não é demasiado expressiva, o que valida esta técnica de reforço como não prejudicial à integridade da ligação entre camadas. Uma maior dosagem de rega de colagem contribui para uma maior ligação entre camadas, embora careça de um estudo mais aprofundado para definir intervalos de aplicação óptimos para uma dada constituição de pavimento. Este estudo valida para os pavimentos nacionais, os valores recomendados na norma Suíça e na norma Alemã, de resistência ao corte mínima para interfaces de ligação entre camadas de base de 12 kN e para interfaces de ligação entre camadas de desgaste de 15 kN. No entanto, considera-se que estes valores poderão ser mais exigentes, deixando os valores obtidos margem para recomendar valores mais elevados, requerendo portanto mais estudos para confirmar estes limites.

Desempenho de uma bomba d'água acionada por correnteza de rios

Uma bomba d'água acionada por correntezas de rios mediante um rotor Savonius sub-merso foi. testada. Depois de um ano de uso contínuo a bomba ainda estava em funcionamen to. Porém, certas modificações foram concebidas para diminuir os desgastes dos componen tes. Novos desenhos e uma nova lista de materiais são apresentados. Um gráfico da vazão diária da bomba em função da velocidade da correnteza, mostrou que com correntezas de 0,5 até 1,1 m.s-1 a vazão (y litros/dia) depende Linearmente da corrente ( x m.s-1), sabendo-se a altura (a metros) do bombeamento segundo a equação:y = 7692 x - 1250 - 500 a/3A bomba é considerada prática, econômica, com uma vida útil adequada. Contudo a evolução da tecnologia é limitada pelo fiato de que o rotor fica consideravelmente mais caro quando não se usa um camburão de Óleo para a sua costrução.

Durabilidade do betão auto-compactável reforçado com fibras de aço

A durabilidade é um dos aspetos mais importantes que o betão deve garantir, devido à sua fundamental incidência na vida útil das estruturas. Devido ao número crescente de estruturas degradadas prematuramente, a durabilidade das estruturas de betão tem sido uma preocupação constante no meio técnico da construção. As estruturas de betão reforçado com fibras de aço (BRFA) estão sujeitas à penetração de cloretos e à ação da carbonatação que causam a corrosão das fibras de aço, o que pode influenciar negativamente o desempenho estrutural e a durabilidade do betão. A investigação da durabilidade do betão auto-compactável reforçado com fibras de aço (BACRFA) é ainda escassa, nomeadamente, os aspetos relacionados com a resistência à corrosão das fibras, suscitando a dúvida se a corrosão das fibras pode, ou não, provocar o destacamento do betão envolvente. Neste contexto, foi realizado um trabalho experimental com provetes de BACRFA e provetes de betão auto-compactável (BAC) sem fibras com o objetivo de avaliar os efeitos da corrosão das fibras de aço na durabilidade do BACRFA. Os resultados obtidos para os diferentes betões em estudo são apresentados e analisados.

Durabilidade natural do estipe de pupunha (Bactris gasipaes Kunth, Arecaceae) II: insetos

Neste trabalho estão apresentados os resultados da durabilidade natural do estipe (madeira) de Bactris gasipaes Kunth (pupunha), quando submetido ao ataque de insetos xilófagos, em ensaios em ambiente florestal e urbano. Foram utilizados dez palmeiras, cinco com espinhos e cinco sem espinhos, de plantios da Fazenda Experimental da Universidade Federal do Amazonas, localizada no km 40 da rodovia Manaus-Boa Vista (BR 174). De cada uma das palmeiras foram cortados três discos de aproximadamente 30 cm de espessura, retirados da base, do meio e do topo. No ambiente florestal, os discos foram distribuídos aleatoriamente, em área próxima ao plantio, no espaçamento de 0,5m, permanecendo durante 18 meses, período no qual foram efetuadas seis inspeções trimestrais para avaliar o grau de deterioração e coleta de insetos. Para o ensaio em condição urbana, os discos foram secionados axialmente para a retirada da medula e distribuídos aleatoriamente, nas posições côncava e convexa, sobre uma estrutura de madeira, localizada no Campus do INPA em Manaus, e inspecionados bimestralmente por um ano. Os resultados do ensaio no ambiente florestal indicaram que a maioria dos discos foi deteriorada por térmitas e a vida útil da base foi em torno de 18 meses, a do meio e do topo em torno de 15. As principais espécies de cupins foram: Heterotermes tenuis (Hagen) (Rhinotermitidae) responsável pela deterioração da parte basal, mediana e o topo; Nasutitermes similis Emerson (Termitidae) que infestou a região da base e do meio; Anoplotermes sp.(Termitidae) e Nasutitermes tatarandae (Holmgren) (Termitidae) responsáveis pela infestação da parte mediana do estipe. No ambiente urbano, o principal responsável pela deterioração das amostras foi o besouro Dinoderus bifoveolatus Wollston (Bostrichidae), e em seguida, o térmita N. similis.

Estudos de propriedades antitermíticas de extratos brutos de madeira e casca de espécies florestais da Amazônia Central, Brasil

No ramo da preservação de madeira, a eficiência de compostos naturais há muito tem sido avaliada, visando encontrar substâncias que não só aumentem a vida útil de madeiras de baixa durabilidade, mas também causem menor dano ao meio ambiente. Nesse contexto, o potencial de extrativos do lenho e da casca das espécies madeireiras Pouteria guianensis,Buchenavia parviflora e Dinizia excelsa em repelir o ataque de cupins Nasutitermes sp. foi avaliado, utilizando-se como substrato a espécie Simarouba amara, de baixa durabilidade. Os extrativos foram obtidos em etanol 95%, diluídos em solução hidroalcoólica (1 e 0,1%), e impregnados em blocos de S. amara, segundo ASTM D1413-76. Os blocos foram montados em quadrado latino em uma plataforma e submetidos ao ataque dos cupins. O efeito das soluções foi classificado pela perda de peso dos blocos de S. amara. Os resultados mostraram que a maioria dos tratamentos conferiu ótima resistência à madeira de S. amara. O melhor tratamento foi aquele efetuado com extrativos da casca de P. guianensis, onde a perda foi somente de 10% do peso inicial dos blocos, enquanto que o menos efetivo foi aquele com extrativos da casca de D. excelsa, com perda de 70% de peso do bloco. Assim, pode-se concluir que os extrativos do lenho e da casca de P. guianensis e B. parviflora e do lenho de D. excelsa apresentam, a princípio, compostos com propriedades de repelência a Nasutitermes sp., e os extrativos da casca de D. excelsa não apresentam estes componentes.

Indicadores de durabilidade de concreto auto-adensável em ambiente quente e agressivo. Comparativo com concreto convencional

O concreto auto-adensável (CAA) necessita de ser mais estudado no que concerne à durabilidade em ambientes mais agressivos e de maior temperatura, comparativamente ao concreto convencional vibrado (CC). O presente trabalho objetiva apresentar os resultados de indicadores de durabilidade de CAA e CC de igual relação água/ligante e mesmos constituintes. A metodologia aplicou ensaios de resistência mecânica, resistividade elétrica, difusão de íons cloreto e carbonatação acelerada, dentre outros, bem como estudo de micro estrutura com ensaios de microscopia eletrônica de varredura e micro tomografia. Os ensaios se desenvolveram em laboratório de pesquisa e na obra da Arena Pernambuco. O CAA apresentou resistência à compressão 7,4% maior que o CC aos 28 dias; resistividade elétrica média 11,4% superior; difusão de íons cloreto com média de 63,3% do CC; frente de carbonatação com média de 45,8% do CC; porosidade com média de 55,6% do CC. Pelos resultados, ficou demonstrado que o CAA pode ser mais durável que o CC, contribuindo para elucidar os aspectos relacionados à sua durabilidade e consequente vida útil.

Conceção técnica e avaliação económica de um veículo solar para venda de produtos refrigerados

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica