Morphology and stability of aggregates of an Oxisol according to tillage system and gypsum application

Morphological characterization and aggregate stability is an important factor in evaluating management systems. The aim of this paper is to evaluate the stability and morphology of the aggregates of a dystrophic Oxisol managed with no-tillage and conventional tillage with and without the residual action of gypsum. The experimental design was randomized blocks arranged in split-split plot, where the treatments were two soil management systems (plots) with 0 and 2000 kg ha-1 of gypsum (subplots) and five depths (0-0.05, 0.05-0.10, 0.10-0.15, 0.15-0.20 and 0.20-0.30 m) as the subsubplots, with four replications. The aggregate morphology was determined through images and later evaluated by the Quantporo software. Stability was determined by the wet method. The results showed that the no-tillage system, with or without gypsum residual effect, provided the aggregates with the largest geometric diameters. The combination of no-tillage system and the gypsum residual effect provided rougher aggregates.

Maximum penetration of microgeneration photovoltaic panels in distribution network

In smart grids context, the distributed generation units based in renewable resources, play an important rule. The photovoltaic solar units are a technology in evolution and their prices decrease significantly in recent years due to the high penetration of this technology in the low voltage and medium voltage networks supported by governmental policies and incentives. This paper proposes a methodology to determine the maximum penetration of photovoltaic units in a distribution network. The paper presents a case study, with four different scenarios, that considers a 32-bus medium voltage distribution network and the inclusion storage units.

Evaluation of enzyme-linked immunosorbent and alternative assays for detection of HIV antibodies using panels of Brasilian sera

Sera from 472 Brazilian subjects, confirmed to be either positive or negative for HIV antibodies and comprising the total clinical spectrum of HIV infection, were utilized in the evaluation of six commercially available enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA), as well as of four alternative assays, namely indirect immunofluorescence (IIF), passive hemagglutination (PHA), dot blot and Karpas AIDS cell test. The sensitivities ranged from 100% (Abbott and Roche ELISA) to 84.2% (PHA) and the specificities ranged from 99.3% (IIF) to 80.2% (PHA). The sensitivity and specificity of the PHA and the sensitivity of the Karpas cell test were significantly lower than those of the other tests. Although the IFF and dot blot had good sensitivities and specificities, the six ELISA were more attractive than those tests when other parameters such as ease of reading and duration of assay were considered.

Multiobjective design of viscoelastic laminated composite sandwich panels

The optimal design of laminated sandwich panels with viscoelastic core is addressed in this paper, with the objective of simultaneously minimizing weight and material cost and maximizing modal damping. The design variables are the number of layers in the laminated sandwich panel, the layer constituent materials and orientation angles and the viscoelastic layer thickness. The problem is solved using the Direct MultiSearch (DMS) solver for multiobjective optimization problems which does not use any derivatives of the objective functions. A finite element model for sandwich plates with transversely compressible viscoelastic core and anisotropic laminated face layers is used. Trade-off Pareto optimal fronts are obtained and the results are analyzed and discussed.

Resistência ao fogo de alvenarias sem função estrutural

Um incêndio é algo difícil de prever, assim como a sua consequência nos elementos de construção. Dessa forma, ao longo das últimas décadas, os elementos de construção têm sido alvo de diversos estudos a fim de avaliar os seus comportamentos quando solicitados em situação de incêndio. O International Building Code (IBC) descreve um método de cálculo analítico para a determinação da resistência ao fogo dos elementos da construção de acordo com os procedimentos de teste estabelecidos na ASTM E119 (Standard Test Methods for Fire Tests of Building Construction and Materials). Nesta dissertação foi feita uma análise desse método, que se mostrou inadequado para estimar a resistência ao fogo das alvenarias, sem função estrutural, de blocos cerâmicos e blocos de betão, uma vez que despreza qualquer efeito do ar no interior das mesmas. No seguimento desta análise, é apresentado um desenvolvimento do método descrito tendo em conta o efeito do ar. Depois de uma análise aos vários tipos de blocos cerâmicos e de betão com diferentes dimensões e geometrias foi possível obter uma relação entre a espessura equivalente de ar existente num bloco e a sua respectiva resistência ao fogo, de modo a serem obtidos os valores descritos na normalização existente. O efeito do ar mostrou ter uma maior influência na resistência ao fogo nas alvenarias constituídas por blocos cerâmicos de furação vertical, já que a sua geometria caracterizada por um elevado número de pequenos alvéolos contribui para o aumento do isolamento térmico, e consequentemente da sua resistência ao fogo. Nas alvenarias rebocadas os valores da resistência ao fogo aumentam cerca de 50%, quando revestidos com argamassa de cimento, e 70% quando revestidos com gesso, logo, o emprego de revestimentos representam uma boa alternativa para aumentar a resistência ao fogo.

Projeto de sistema de gestão técnica centralizada integrando Smart Panels: edifício comercial como caso de estudo

Os Sistemas de Gestão Técnica Centralizada (SGTC) assumem-se como essenciais nos grandes edifícios, já que permitem monitorizar, controlar, comandar e gerir, de forma facilitada, integrada e otimizada, as várias instalações existentes no edifício. O estado da arte de um SGTC baseia-se numa arquitetura distribuída, com recurso a Quadros de Gestão Técnica (QGT) que incluem Automation Servers - equipamentos nativos nos protocolos de comunicação mais comummente utilizados neste âmbito, incorporadores de funcionalidades e programações pré-definidas, e que ficarão responsáveis por integrar na sua área de influência, um conjunto de pontos de SGTC, definidos em projeto. Numa nova filosofia de instalação, integração e comunicação facilitada entre dispositivos que nos quadros elétricos geram dados relevantes para o utilizador e desencadeiam ações úteis na gestão de uma instalação, surge o novo conceito no mercado de Smart Panels, da Schneider Electric. Este sistema baseia-se numa ampla e diversa gama de possibilidades de medição e monitorização energética e da própria aparelhagem, com um sistema de comunicação com o sistema de gestão e controlo da instalação integrado no próprio quadro, dispensando assim a necessidade de um sistema externo (QGT), de recolha, comunicação e processamento de informação. Após o estudo descritivo teórico dos vários tópicos, questões e considerações relacionadas com os SGTC, os Smart Panels e a sua integração, o projeto e estudo comparativo do SGTC sem e com a integração de Smart Panels num grande centro comercial, permitiu concluir que a integração de Smart Panels num SGTC pode conferir vantagens no que diz respeito à implificação do projeto, da instalação, do comissionamento, programação, e da própria exploração da instalação elétrica, traduzindo-se numa redução dos custos normalmente elevados inerentes à mão de obra associada a todos estes processos.

Quadros Elétricos Inteligentes-Smart Panels

Na sociedade atual, a preocupação com o ambiente, por um lado, e com o conforto e a segurança, por outro, faz com que a sustentabilidade energética se assuma como uma forma de intervenção adequada às exigências de qualidade de vida e à eficiência no âmbito da economia. Nesta conformidade, é incontornável a mais-valia do Smart Panel, um quadro elétrico inteligente criado com vista à consecução daqueles desideratos, o que motivou o tema do presente trabalho. Assim, pretende-se demonstrar as potencialidades do Smart Panel, um novo conceito de quadro elétrico que visa a otimização da sua funcionalidade na gestão dinâmica e pragmática das instalações elétricas, nomeadamente no que respeita ao controlo, monitorização e atuação sobre os dispositivos, quer in loco quer, sobretudo, à distância. Para a consecução deste objetivo, concorrem outros que o potenciam, designadamente a compreensão do funcionamento do quadro elétrico (QE) tradicional, a comparação deste com o Smart Panel e a demonstração das vantagens da utilização desta nova tecnologia. A grande finalidade do trabalho desenvolvido é, por um lado, colocar a formação académica ao serviço de um bom desempenho profissional futuro, por outro ir ao encontro da tendência tecnológica inerente às necessidades que o homem, hoje, tem de controlar. Deste modo, num primeiro momento, é feita uma abordagem geral ao quadro eléctrico tradicional a fim de ser compreendido o seu funcionamento, aplicações e potencialidades. Para tanto, a explanação inclui a apresentação de conceitos teóricos subjacentes à conceção, produção e montagem do QE. São explicitados os diversos componentes que o integram e funções que desempenham, bem como as interações que estabelecem entre si e os normativos a que devem obedecer, para conformidade. Houve a preocupação de incluir imagens coadjuvantes das explicações, descrições e procedimentos técnicos. No terceiro capítulo é abordada a tecnologia Smart Panel, introduzindo o conceito e objetivos que lhe subjazem. Explicita-se o modo de funcionamento deste sistema que agrupa proteção, supervisão, controlo, armazenamento e manutenção preventiva, e demonstra-se de que forma a capacidade de leitura de dados, de comunicação e de comando do quadro elétrico à distância se afigura uma revolução tecnológica facilitadora do cumprimento das necessidades de segurança, conforto e economia da vida moderna. Os capítulos quarto, quinto e sexto versam uma componente prática do trabalho. No capítulo quarto é explanado um suporte formativo e posterior demonstração do kit de ensaio, que servirá de apoio à apresentação da tecnologia Smart Panel aos clientes. Além deste suporte de formação, no quinto capítulo é elaborada uma lista de procedimentos de verificação a serem executados aos componentes de comunicação que integram o Smart Panel, para fornecimento ao quadrista. Por fim, no sexto capítulo incluem-se dois casos de estudo: o estudo A centra-se na aplicação da tecnologia Smart Panel ao projeto de um QE tradicional, que implica fazer o levantamento de toda a aparelhagem existente e, de seguida, proceder à transposição para a tecnologia Smart Panel por forma a cumprir os requisitos estabelecidos pelo cliente. O estudo de caso B consiste na elaboração de um projeto de um quadro eléctrico com a tecnologia Smart Panel em função de determinados requisitos e necessidades do cliente, por forma a garantir as funções desejadas.

Numerical simulation of blast effects on fibre grout RC panels

The main purpose of the present dissertation is the simulation of the response of fibre grout strengthened RC panels when subjected to blast effects using the Applied Element Method, in order to validate and verify its applicability. Therefore, four experimental models, three of which were strengthened with a cement-based grout, each reinforced by one type of steel reinforcement, were tested against blast effects. After the calibration of the experimental set-up, it was possible to obtain and compare the response to the blast effects of the model without strengthening (reference model), and a fibre grout strengthened RC panel (strengthened model). Afterwards, a numerical model of the reference model was created in the commercial software Extreme Loading for Structures, which is based on the Applied Element Method, and calibrated to the obtained experimental results, namely to the residual displacement obtained by the experimental monitoring system. With the calibration verified, it is possible to assume that the numerical model correctly predicts the response of fibre grout RC panels when subjected to blast effects. In order to verify this assumption, the strengthened model was modelled and subjected to the blast effects of the corresponding experimental set-up. The comparison between the residual and maximum displacements and the bottom surface’s cracking obtained in the experimental and the numerical tests yields a difference of 4 % for the maximum displacements of the reference model, and a difference of 4 and 10 % for the residual and maximum displacements of the strengthened model, respectively. Additionally, the cracking on the bottom surface of the models was similar in both methods. Therefore, one can conclude that the Applied ElementMethod can correctly predict and simulate the response of fibre grout strengthened RC panels when subjected to blast effects.

Development of sandwich panels of customized functionalities for the rehabilitation of the built patrimony

Considering that the future of the construction sector in most European countries will mainly lie in the renovation of the existing building stock, in the next coming years thousands of energy inefficient buildings will need renovation to force EU member states to reach the EU 2020 targets and implement the Energy Performance of Buildings Directive (EPBD). Seeing the actual crisis in the construction sector as an opportunity, this work aims to develop a concept for prefabricated customizable sandwich panels for the multifunctional renovation of buildings, focusing also on technological innovation. More than a conventional solution, this proposal aims to combine sustainable and recycled building materials, available technologies and systems with advanced design and manufacturing tools within an integrated and mass-customizable approach of advanced building renovation prefabricated solutions. The adoption of these new proposed solutions would improve the living standards of the inhabitants of our cities, reducing energy inefficiency and other existing construction/renovation problems, while enabling some advanced features like the incorporation of technical modules that could even monitor the building performance during its full lifetime and the living conditions of its occupants.

Thin panels of cement composites reinforced with recycled fibres for the shear strengthening of reinforced concrete elements

A new technique was developed for producing thin panels of a cement based material reinforced with relatively high content of steel fibres originated from the industry of tyre recycling. Flexural tests with notched and un-notched specimens were carried out to characterize the mechanical properties of this Fibre Reinforced Cement Composite (FRCC) and the results are presented and discussed. The values of the fracture mode I parameters of the developed FRCC were determined by performing inverse analysis with test results obtained in three point notched beam bending tests. To appraise the potentialities of these FRCC panels for the increase of the shear capacity of reinforced (RC) beams, numerical research was performed on the use of developed FRCC panel for shear reinforcement by applying the panels in the lateral faces of RC beams deficiently reinforced in shear.

Time-dependent flexural behaviour of cracked steel fibre reinforced self-compacting concrete panels

In the present work are described and discussed the results of an extensive experimental program that aims to study the long-term behaviour of cracked steel fibre reinforced self-compacting concrete, SFRSCC, applied in laminar structures. In a first stage, the influence of the initial crack opening level (wcr = 0.3 and 0.5 mm), applied stress level, fibre orientation/dispersion and distance from the casting point, on the flexural creep behaviour of SFRSCC was investigated. Moreover, in order to evaluate the effects of the creep phenomenon on the residual flexural strength, a series of monotonic tests were also executed. It was found that wcr = 0.5 mm series showed a higher creep coefficient comparing to the series with a lower initial crack opening. Furthermore, the creep performance of the SFRSCC was influenced by the orientation of the extracted prismatic specimens regarding the direction of the concrete flow within the cast panel.

Evaluation of the performance of recycled textile fibres in the mechanical behaviour of a gypsum and cork composite material

Given the need for using more sustainable constructive solutions, an innovative composite material based on a combination of distinct industrial by-products is proposed aiming to reduce waste and energy consumption in the production of construction materials. The raw materials are thermal activated flue-gas desulphurization (FGD) gypsum, which acts as a binder, granulated cork as the aggregate and recycled textile fibres from used tyres intended to reinforce the material. This paper presents the results of the design of the composite mortar mixes, the characterization of the key physical properties (density, porosity and ultrasonic pulse velocity) and the mechanical validation based on uniaxial compressive tests and fracture energy tests. In the experimental campaign, the influence of the percentage of the raw materials in terms of gypsum mass, on the mechanical properties of the composite material was assessed. It was observed that the percentage of granulated cork decreases the compressive strength of the composite material but contributes to the increase in the compressive fracture energy. Besides, the recycled textile fibres play an important role in the mode I fracture process and in the fracture energy of the composite material, resulting in a considerable increase in the mode I fracture energy.

Shear strengthening of reinforced concrete beams with SHCC-FRP panels

Tese de Doutoramento em Engenharia Civil

Development of sandwich panels of customized functionalities for the rehabilitation of the built patrimony

Dissertação de International Master in Sustainable Built Environment

Structural Interactions in Spatial Panels

Until recently, much effort has been devoted to the estimation of panel data regression models without adequate attention being paid to the drivers of diffusion and interaction across cross section and spatial units. We discuss some new methodologies in this emerging area and demonstrate their use in measurement and inferences on cross section and spatial interactions. Specifically, we highlight the important distinction between spatial dependence driven by unobserved common factors and those based on a spatial weights matrix. We argue that, purely factor driven models of spatial dependence may be somewhat inadequate because of their connection with the exchangeability assumption. Limitations and potential enhancements of the existing methods are discussed, and several directions for new research are highlighted.