Reforço de pilares por confinamento com mantas de fibras de carbono: avaliação de modelos de comportamento

A presente dissertação incide sobre o estudo dos efeitos do confinamento com materiais compósitos de polímeros reforçados com fibras de carbono (CFRP) em pilares de estruturas de betão armado. A motivação para este estudo surge da necessidade de aprofundar conhecimentos acerca do comportamento dos pilares de betão reforçados por confinamento com CFRP, uma vez que a sua aplicação apresenta uma crescente importância, por exemplo, para aumento da resistência e da ductilidade de estruturas de betão armado. Fez-se, inicialmente, uma breve revisão das técnicas de reforço convencionais utilizadas em pilares de betão armado, com ênfase no reforço exterior com polímeros reforçados com fibras. A elevada resistência à tração, à corrosão e à fadiga, o baixo peso volúmico, a versatilidade e a diversidade dos sistemas comercializados com CFRP tornam este material muito competitivo para este tipo de aplicação. Na sequência desse estudo, realizou-se uma revisão bibliográfica acerca dos modelos de comportamento que permitem prever o desempenho de pilares de betão confinados com CFRP, sujeitos a esforços de compressão. Como forma de análise desses modelos, desenvolveu-se uma ferramenta numérica em ambiente Mathworks - Matlab R2015a, que permitiu a obtenção e posterior comparação dos diagramas de tensão-extensão descritos pelos modelos desenvolvidos por Manfredi e Realfonzo (2001), Ferreira (2007) e Wei e Wu (2011). Por fim, comparam-se os resultados experimentais de Paula (2003) e de Rocca (2007) com os dos modelos constitutivos referidos anteriormente, analisando-se também a influência de vários fatores na eficácia do confinamento, tais como o boleamento, o número de camadas de CFRP e a geometria da secção transversal. Foram ainda comparados e discutidos resultados relativos ao confinamento parcial de pilares. Os resultados obtidos indicam que os modelos analíticos representam relativamente bem o andamento das curvas do betão confinado para secções circulares, quadradas e retangulares, verificando-se as principais discrepâncias nestas duas últimas tipologias de secção transversal, dada a dificuldade associada à quantificação de parâmetros associados ao seu comportamento (por exemplo, boleamento de arestas). No entanto, verificou-se igualmente que com um adequado boleamento de arestas (e consequente aumento da relação entre o raio de canto e a largura da secção de betão), bem como com um aumento do número de camadas de material compósito, é possível aumentar a tensão resistente e a extensão axial na rotura do betão à compressão.

Compressão fractal de imagens

Neste trabalho será apresentado um método recente de compressão de imagens baseado na teoria dos Sistemas de Funções Iteradas (SFI), designado por Compressão Fractal. Descrever-se-á um modelo contínuo para a compressão fractal sobre o espaço métrico completo Lp, onde será definido um operador de transformação fractal contractivo associado a um SFI local com aplicações. Antes disso, será introduzida a teoria dos SFIs no espaço de Hausdorff ou espaço fractal, a teoria dos SFIs Locais - uma generalização dos SFIs - e dos SFIs no espaço Lp. Fornecida a fundamentação teórica para o método será apresentado detalhadamente o algoritmo de compressão fractal. Serão também descritas algumas estratégias de particionamento necessárias para encontrar o SFI com aplicações, assim como, algumas estratégias para tentar colmatar o maior entrave da compressão fractal: a complexidade de codificação. Esta dissertação assumirá essencialmente um carácter mais teórico e descritivo do método de compressão fractal, e de algumas técnicas, já implementadas, para melhorar a sua eficácia.

Microstructural-based approach to the interpretation of clays and transitional soils behaviour

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016.

Influência da vermiculita expandida na resistência à compressão e reologia de pastas cimentantes de poços de petróleo

Several problems related to the loss of hydraulic seal in oilwells, causing gas migration and/or contamination of the production zone by water, have been reported. The loss of the hydraulic seal is a consequence of cracks which can be occasioned either by the invasion of gas during the wait on cement or by the expansion of the casing causing the fracture of the cement sheath. In case of the pressure of the formation is higher than the pressure in the annulus, gas can migrate into the slurry and form microannulus, which are channels where gas migrates after the cement is set. Cracks can be also occasioned by the fracture of the cement sheath when it does not withstand the thermal and dynamic loads. In reservoirs where the oil is heavy, steam water injection operation is required in order to get the oil flowing. This operation increases the temperature of the casing, and then it expands and causes the fracture of the cement sheath in the annulus. When the failures on the cement are detected, remedial cementing is required, which raise costs caused by the interventions. Once the use of cement in the construction civil sector is older than its use in the petroleum sector, it is common to bring technologies and solutions from the civil construction and apply them on the petroleum area. In this context, vermiculite, a mineral-clay widely encountered in Brazil, has been used, on its exfoliated form, in the civil construction, especially on the manufacture of lights and fireproof concretes with excellent thermal and acoustical properties. It has already been reported in scientific journals, studies of the addition of exfoliated vermiculite in Portland cements revealing good properties related to oilwell cementing operations. Thus, this study aimed to study the rheological behavior, thickening time, stability and compressive strength of the slurries made of Portland cement and exfoliated vermiculite in 5 different compositions, at room temperature and heated. The results showed that the compressive strength decreased with the addition of exfoliated vermiculite, however the values are still allowed for oiwell cementing operations. The thickening time of the slurry with no exfoliated vermiculite was 120 min and the thickening time of the slurry with 12 % of exfoliated vermiculite was 98 min. The stability and the rheological behavior of the slurries revealed that the exfoliated vermiculite absorbed water and therefore increased the viscosity of the slurries, even though increasing the factor cement-water. The stability experiment carried out at 133 ºF showed that, there was neither sedimentation nor reduction of the volume of the cement for the slurry with 12 % of exfoliated vermiculite. Thus, the addition of exfoliated vermiculite accelerates the set time of the cement and gives it a small shrinkage during the wait on cement, which are important to prevent gas migration

Estudo de revestimentos inorgânicos com inibidor de corrosão aplicado na superfície do concreto

The corrosive phenomenon on reinforced concrete structures is one of the most founded pathologies on the coastal area. With the objective to prevent the process development, or even, retard its beginning, it was studied the application of inorganic covering over concrete surfaces, after its cure, as well as, evaluate the efficiency of the covering applied on the concrete in reducing its porosity of concrete preventing the entrance of aggressive agents to preserve the integrity of the existing armor inside it, comparing the result obtained with the body-of-proof reference, that didn´t receive covering protection. On the concrete production it was used Portland Cement CP II 32, coarse aggregate, fine aggregate and water from the local distributive. Two types of covering were used, one resin based of silicon and solvent and other white cement based, selected sands and acrylic resin. The concrete mixture adopted was 1:1,5:2,5 (cement, fine aggregate, coarse aggregate) and 0.50 water/cement ratio. With the concrete on fresh state was made the experiment test to determinate the workability. On the hardened state was made the concrete resistance experiment, absorption of water and electrochemical experiments, through polarization curves. Also was held optical microscopy and Scanning Electron Microscopy experiments to analyze the layer of the covering applied to the concrete surface and the interface between the concrete and the layer. The obtained results shows that the covering applied to the concrete surface didn´t affect the resistance towards compression. On the absorption of water occurred a diminution of the percentage absorbed, improving the concrete development by making it more impermeable towards the entrance of aggressive agents. The electrochemical experiment results confirmed the water absorption results; the body-of-proof covered presented larger protection towards the development of corrosives process and retarded the evolution of the corrosive phenomenon

Otimização e análise mecânica de pastas geopoliméricas para uso em poços sujeitos à injeção cíclica de vapor

Oil wells subjected to cyclic steam injection present important challenges for the development of well cementing systems, mainly due to tensile stresses caused by thermal gradients during its useful life. Cement sheath failures in wells using conventional high compressive strength systems lead to the use of cement systems that are more flexible and/or ductile, with emphasis on Portland cement systems with latex addition. Recent research efforts have presented geopolymeric systems as alternatives. These cementing systems are based on alkaline activation of amorphous aluminosilicates such as metakaolin or fly ash and display advantageous properties such as high compressive strength, fast setting and thermal stability. Basic geopolymeric formulations can be found in the literature, which meet basic oil industry specifications such as rheology, compressive strength and thickening time. In this work, new geopolymeric formulations were developed, based on metakaolin, potassium silicate, potassium hydroxide, silica fume and mineral fiber, using the state of the art in chemical composition, mixture modeling and additivation to optimize the most relevant properties for oil well cementing. Starting from molar ratios considered ideal in the literature (SiO2/Al2O3 = 3.8 e K2O/Al2O3 = 1.0), a study of dry mixtures was performed,based on the compressive packing model, resulting in an optimal volume of 6% for the added solid material. This material (silica fume and mineral fiber) works both as an additional silica source (in the case of silica fume) and as mechanical reinforcement, especially in the case of mineral fiber, which incremented the tensile strength. The first triaxial mechanical study of this class of materials was performed. For comparison, a mechanical study of conventional latex-based cementing systems was also carried out. Regardless of differences in the failure mode (brittle for geopolymers, ductile for latex-based systems), the superior uniaxial compressive strength (37 MPa for the geopolymeric slurry P5 versus 18 MPa for the conventional slurry P2), similar triaxial behavior (friction angle 21° for P5 and P2) and lower stifness (in the elastic region 5.1 GPa for P5 versus 6.8 GPa for P2) of the geopolymeric systems allowed them to withstand a similar amount of mechanical energy (155 kJ/m3 for P5 versus 208 kJ/m3 for P2), noting that geopolymers work in the elastic regime, without the microcracking present in the case of latex-based systems. Therefore, the geopolymers studied on this work must be designed for application in the elastic region to avoid brittle failure. Finally, the tensile strength of geopolymers is originally poor (1.3 MPa for the geopolymeric slurry P3) due to its brittle structure. However, after additivation with mineral fiber, the tensile strength became equivalent to that of latex-based systems (2.3 MPa for P5 and 2.1 MPa for P2). The technical viability of conventional and proposed formulations was evaluated for the whole well life, including stresses due to cyclic steam injection. This analysis was performed using finite element-based simulation software. It was verified that conventional slurries are viable up to 204ºF (400ºC) and geopolymeric slurries are viable above 500ºF (260ºC)

Curvas convencionales

Las Curvas convencionales, llamadas así porque su trazo se conoce con el solo nombre de la función, se clasifican en dos grandes grupos: Algebraicas y Trascendentes: al primero pertenece la familia de las funciones polinómicas, con la principal que es la cuadrática, también hacen parte de este grupo las funciones por tramos, con la función valor absoluto como la más representativa; la función algebraica propiamente dicha, las funciones irracionales representadas por la familia de las cónicas (circunferencia, parábola horizontal, elipse e hipérbola) y las funciones racionales que agrupan a las que tienen representación gráfica asintótica. Al grupo de las trascendentes pertenecen todas las funciones no algebraicas, es decís, la familia de las funciones trigonométricas y de las trigonométricas inversas, la primera se caracteriza porque sus gráficas son periódicas, lo que significa que su trazo se repite en cada subconjunto del dominio: otra familia de este grupo es la de las exponenciales y logarítmicas que son inversas entre sí; otra es la de las funciones hiperbólicas e hiperbólicas inversas, donde las primeras son una representación de las funciones exponenciales. La colección Lecciones de matemáticas, iniciativa del Departamento de Ciencias Básicas de la Universidad de Medellín y del grupo de investigación SUMMA, incluye en cada número la exposición detallada de un tema matemático, tratado con mayor profundidad que en un curso regular. Las temáticas incluyen: álgebra, trigonometría, cálculo, estadística y probabilidades, álgebra lineal, métodos lineales y numéricos, historia de las matemáticas, geometría, matemáticas puras y aplicadas, ecuaciones diferenciales y empleo de software para la enseñanza de las matemáticas. Todas las carátulas de la colección vienen ilustradas, a manera de identificación, con diseños de la geometría fractal cuya fuente u origen se encuentra referenciada en las páginas interiores de los textos.

Contribuciones sobre métodos óptimos y subóptimos de aproximaciones poligonales de curvas 2-D

Esta tesis versa sobre el an álisis de la forma de objetos 2D. En visión articial existen numerosos aspectos de los que se pueden extraer información. Uno de los más usados es la forma o el contorno de esos objetos. Esta característica visual de los objetos nos permite, mediante el procesamiento adecuado, extraer información de los objetos, analizar escenas, etc. No obstante el contorno o silueta de los objetos contiene información redundante. Este exceso de datos que no aporta nuevo conocimiento debe ser eliminado, con el objeto de agilizar el procesamiento posterior o de minimizar el tamaño de la representación de ese contorno, para su almacenamiento o transmisión. Esta reducción de datos debe realizarse sin que se produzca una pérdida de información importante para representación del contorno original. Se puede obtener una versión reducida de un contorno eliminando puntos intermedios y uniendo los puntos restantes mediante segmentos. Esta representación reducida de un contorno se conoce como aproximación poligonal. Estas aproximaciones poligonales de contornos representan, por tanto, una versión comprimida de la información original. El principal uso de las mismas es la reducción del volumen de información necesario para representar el contorno de un objeto. No obstante, en los últimos años estas aproximaciones han sido usadas para el reconocimiento de objetos. Para ello los algoritmos de aproximaci ón poligonal se han usado directamente para la extracci ón de los vectores de caracter ísticas empleados en la fase de aprendizaje. Las contribuciones realizadas por tanto en esta tesis se han centrado en diversos aspectos de las aproximaciones poligonales. En la primera contribución se han mejorado varios algoritmos de aproximaciones poligonales, mediante el uso de una fase de preprocesado que acelera estos algoritmos permitiendo incluso mejorar la calidad de las soluciones en un menor tiempo. En la segunda contribución se ha propuesto un nuevo algoritmo de aproximaciones poligonales que obtiene soluciones optimas en un menor espacio de tiempo que el resto de métodos que aparecen en la literatura. En la tercera contribución se ha propuesto un algoritmo de aproximaciones que es capaz de obtener la solución óptima en pocas iteraciones en la mayor parte de los casos. Por último, se ha propuesto una versi ón mejorada del algoritmo óptimo para obtener aproximaciones poligonales que soluciona otro problema de optimización alternativo.

Curvas clásicas. Enfoque geométrico, cartesiano y matemático

La colección de textos Lecciones de Matemáticas, iniciativa del Departamento de Ciencias Básicas de la Universidad de Medellín y su grupo de investigación SUMMA, incluye en cada número la exposición detallada de un tema matemático en particular, tratado con el rigor que muchas veces no es posible lograr en un curso regular de la disciplina. Las temáticas incluyen diferentes áreas del saber matemático como: álgebra, trigonometría, cálculo, estadística y probabilidades, álgebra lineal, métodos lineales y numéricos, historia de las matemáticas, geometría, matemáticas puras y aplicadas, ecuaciones diferenciales y empleo de softwares matemáticos. Todas las carátulas de la colección vienen ilustradas, a manera de identificación, con diseño de la geometría fractal, cuya fuente y origen se encuentra referenciada en las páginas interiores de los textos. Este número tiene por objeto mostrar, con claridad y en forma simple, temas de geometría que probablemente no han sido bien estudiados en los cursos normales de matemáticas como geometría, cálculo y ecuaciones diferenciales, entre otros, y que hacen referencia a las secciones cónicas y las curvas clásicas en general.

Programa SAS® para ajuste de curvas de retenção.

Neste trabalho apresentamos um programa SAS para ajuste de curvas de retenção,informação essencial para simulações da dinâmica da água no solo e seus impacto no rendimento agrícola de culturas. Os parâmetros são estimados utilizando métodos de quadrados mínimos não lineares, via processos iterativos implementados no procedimento NLIN (Proc NLIN) do software estatístico SAS/STAT® do SAS System. Uma das vantagens do uso desse programa, é a possibilidade de quantificar incertezas associadas às estimativas dos parâmetros da curva de retenção e aos valores preditos da umidade volumétrica para cada nível específico de tensão da água no solo. Podem ser ajustadas curvas para um grande número de estratos (ex. classes de solo, profundidades) com geração de arquivos em diversos formatos (ex. planilha Excel), contendo as informações sobre qualidade de ajuste dos modelos, estimativas de parâmetros e suas incertezas para cada estrato.

Estudo de inibidores de corrosão em concreto armado, visando a melhoria na sua durabilidade

This thesis has as objective presents a methodology to evaluate the behavior of the corrosion inhibitors sodium nitrite, sodium dichromate and sodium molybdate, as well as your mixture, the corrosion process for the built-in steel in the reinforced concrete, through different techniques electrochemical, as well as the mechanical properties of that concrete non conventional. The addition of the inhibitors was studied in the concrete in the proportions from 0.5 to 3.5 % regarding the cement mass, isolated or in the mixture, with concrete mixture proportions of 1.0:1.5:2.5 (cement, fine aggregate and coarse aggregate), superplasticizers 2.0 % and 0.40 water/cement ratio. In the modified concrete resistance rehearsals they were accomplished to the compression, consistence and the absorption of water, while to analyze the built-in steel in the concrete the rehearsals of polarization curves they were made. They were also execute, rehearsals of corrosion potential and polarization resistance with intention of diagnose the beginning of the corrosion of the armors inserted in body-of-proof submitted to an accelerated exhibition in immersion cycle and drying to the air. It was concluded, that among the studied inhibitors sodium nitrite , in the proportion of 2.0 % in relation to the mass of the cement, presented the best capacity of protection of the steel through all the studied techniques and that the methodology and the monitoring techniques used in this work, they were shown appropriate to evaluate the behavior and the efficiency of the inhibitors

Valoración nutricional mediante curvas de crecimiento de la OMS y las clasificaciones de Gómez / Waterlow. Estudio de prevalencia. Cuenca-2015

Objetivo: Determinar la prevalencia de malnutrición mediante las curvas de crecimiento (OMS) y de desnutrición según la clasificación Gómez/Waterlow; establecer ventajas y desventajas del empleo de ambos sistemas de clasificación. Métodos: Estudio de prevalencia realizado en el Subcentro de Salud Sinincay, con una población de 737 niños/as registrados en la matriz de vigilancia alimentaria y nutricional (SIVAN) durante Enero-Junio 2015, que identificó la malnutrición infantil mediante el uso de criterios OMS y de desnutrición según Gómez/ Waterlow. Resultados: De 47.6% niñas y 52.4% niños, divididos en lactantes (35.8%) y preescolares (64.2%), se determinó la prevalencia de malnutrición según las tablas de OMS (bajo peso 4.6%, bajo peso severo 0.4%, talla baja 20.8%, talla baja severa 2.8%, sobrepeso 0.5% y obesidad 0.3%) y de desnutrición según la clasificación de Gómez/Waterlow (desnutrición aguda 0.1%, desnutrición crónica agudizada 0.1% y enanismo nutricional 30.3%). No hubo variaciones estadísticamente significativas (p>0.05) entre sexo/grupo etario y ambos sistemas de clasificación, pero si existió variación estadística (p<0.05) entre la relación de la OMS y la clasificación Gómez/Waterlow. Conclusiones: El método de Gómez/Waterlow permitió detectar mayor número de casos de desnutrición mientras que las curvas OMS, detectaron sobrepeso y obesidad