Modelação de elementos estruturais reforçados com compósitos de FRP recorrendo ao método dos elementos discretos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil de Estruturas

Relatório de estágio e Trabalho de investigação: Evolução da aprendizagem do conceito de função quadrática, nas suas várias representações por alunos de 10.º ano de escolaridade

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Ensino da Matemática no 3.º Ciclo do Ensino Básico e no Secundário

Construção e caracterização de um transformador de 562,5 VA com núcleo de ferro amorfo

Nos sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia, os transformadores de potência são um dos componentes mais comuns e importantes. Deste modo, o desempenho dos transformadores é fundamental para a eficiência global dos sistemas. Para optimizar a eficiência dos transformadores, a escolha do material ferromagnético a usar para a construção do núcleo, é um factor muito importante. Por exemplo, o uso de um material ferromagnético amorfo no núcleo de um transformador, em vez de aço silício, reduz as perdas magnéticas totais do dispositivo. Outra possível solução para aumentar a eficiência dos sistemas de distribuição de energia, é a instalação de transformadores supercondutores de alta temperatura (SAT), normalmente arrefecidos em azoto líquido a 77 K. Deste modo, um transformador de 562,5 VA com núcleo de ferro amorfo foi projectado e construído e as suas propriedades magnéticas mais importantes foram medidas à temperatura ambiente, e à temperatura criogénica para deste modo contribuir para uma melhoria da eficiência dos transformadores supercondutores. De seguida, foram comparadas com as propriedades magnéticas de um transformador com núcleo de aço silício de grão orientado. As perdas magnéticas totais do material amorfo à temperatura ambiente e criogénica, os parâmetros do esquema equivalente de Steinmetz e a impedância de curto-circuito são apresentadas e discutidas. Foi também caracterizado o comportamento do transformador em carga determinando, por exemplo, o rendimento e a regulação da tensão em função da carga do transformador. Aspectos de construção do transformador são também abordados.

Nested-PCR do gene que codifica o antígeno b aplicada ao diagnóstico da tuberculose pulmonar

A reação em cadeia da polimerase usada para amplificação de uma seqüência interna de um fragmento previamente amplificado (nested-PCR) foi investigada como uma alternativa complementar a pesquisa de bacilos álcool ácido resistentes e a cultura do Mycobacterium tuberculosis em meio de Lowenstein-Jensen. Foram investigadas 144 amostras de escarro de pacientes suspeitos de tuberculose encaminhados ao Laboratório de Tuberculose do Instituto Evandro Chagas em Belém, no período de junho de 2002 a dezembro de 2003. Das 144 amostras, 121 foram caracterizadas como tuberculose, 119 foram positivas na cultura, 95 na baciloscopia e 128 na nested-PCR. A sensibilidade da nested-PCR foi 96% (116/121), enquanto a especificidade foi 48% (11/23). A nested-PCR poderá ser uma ferramenta complementar para o diagnóstico da tuberculose, pois apresenta sensibilidade equivalente à cultura, no entanto, necessita de maiores avaliações visando minimizar o número de resultados falso-positivos.

Contribuição para o estudo da modelação da digestão anaeróbia de resíduos sólidos, estudo da influência da geometria do reactor na cinética do processo

O presente trabalho tem como objectivo contribuir para o estudo do desenvolvimento de um modelo matemático aplicado à digestão anaeróbia de resíduos sólidos, que incorpore os condicionamentos da geometria dos reactores e a sua influência na cinética do processo biológico. Nesse sentido, o trabalho propõe-se avaliar o comportamento cinético de três reactores, com o mesmo volume mas com diferentes relações tridimensionais, utilizando o mesmo substrato, e idênticos parâmetros ambientais e operacionais de funcionamento. Pretendeu-se estudar em que medida a relação do comprimento, largura e altura de um reactor pode interferir nas taxas de remoção de substrato, condicionando a respectiva difusão na biomassa e crescimento dos microrganismos. Considera-se que este aspecto é do maior interesse para o desenvolvimento de um modelo cinético, podendo minimizar desvios inerentes à própria modelação de processos biológicos complexos. A geometria do reactor, que se correlaciona com uma determinada relação tridimensional, pode constituir um parâmetro importante, que se designou por Kcig (Constante de Inibição Geométrica), dada a influência que poderá exercer na cinética do processo biológico. A sua avaliação, parametrização e consequente modelação, deverá facilitar a escolha da relação comprimento/largura/altura mais adequada, de forma a optimizar o funcionamento operacional do reactor. O plano experimental desenvolveu-se em duas fases, utilizando-se dois substratos com graus distintos de dificuldade de utilização pelos microrganismos, nomeadamente: Fase 1 (glucose), Fase 2 (FORSU e relva). Concluiu-se que a cinética do processo é influenciada pela relação entre as áreas de separação de biogás/biomassa (As) e de contacto biomassa/reactor (Ac), que interferem na geometria do reactor. Assim, através dos resultados das fases 1 e 2 pode observar-se que a variação da taxa de remoção de substrato se aproxima de uma função de saturação, pelo que se propõe uma adaptação do modelo de Monod, através de um formalismo que incorpora uma grandeza adimensional, Kcig, para reflectir o efeito da geometria do reactor. Verificou-se que a equação adoptada para Kcig se mostrou adequada, o que permitiu, através do modelo de Monod ajustado, estimar os valores de rx máx e Ks que se admite estarem mais próximos dos verdadeiros, embora se considere que apenas se pretende corrigi-los em função do efeito da geometria do reactor. Por outro lado, o estudo permitiu identificar um valor de Kcig para o reactor de 2,5 L, a partir do qual poderá não ser interessante a relação entre a taxa de remoção de substrato e a área de construção do reactor.

Modelação SIG na avaliação do risco de incêndio na reserva nacional do Niassa

Como qualquer outro desastre natural, os incêndios tem vindo a influenciar os ecossistemas, provocando constantes mudanças. Nem todos os ecossistemas estão adaptados para o aumento em termos de frequência e tamanho dos incêndios florestais. A incidência de incêndios em termos de tamanho, frequência e intensidade tem aumentado significativamente na Reserva Nacional do Niassa. Os esforços para a prevenção por forma a reduzir a frequência e intensidade do fogo ainda são insuficientes. Além disso, a produção de mapas de risco de incêndio ainda é bastante reduzida em Moçambique. A capacidade de prever a ocorrência de ignição do fogo constitui um instrumento importante para os gestores, ajudando a definir as prioridades entre as áreas de risco equivalente, e para melhorar a eficácia da prevenção de incêndios bem na alocação de recursos de combate a incêndios. O objectivo geral deste estudo era o de modelar o risco de incêndio florestal para a Reserva Nacional do Niassa. Nesse sentido, foram consideradas variáveis biofísicas e antropogénicas. Os principais factores que influenciam a ocorrência de incêndios florestais na reserva são: uso e cobertura, a densidade de elefantes, a distância as vias de acesso, o declive e a precipitação. Os componentes em risco foram identificados e os danos potenciais estimados. Como resultado final foram apresentados dois mapas: um mapa de perigosidade de incêndio florestal e outro de risco. A metodologia utilizada permitiu avaliar onde é mais provável que ocorra um incêndio e o maior potencial para a perda.

Análise não linear do comportamento dinâmico de passadiços pedonais pré-fabricados

Os terramotos têm sido considerados uma das forças mais destrutivas e violentas da natureza, causando grandes tragédias e perdas económicas significativas. O objetivo principal do presente estudo é avaliar o comportamento global e local de três pontes pedonais, pré-fabricadas, durante a ação sísmica regulamentar. Através destas análises, pretende-se avaliar o risco de colapso das estruturas por “descalçamento” do tabuleiro e, caso necessário, propor soluções para evitar este fenómeno e melhorar o desempenho sísmico dos passadiços. No domínio de pontes, o “descalçamento dos apoios” é um tipo de rotura que pode ocorrer em estruturas com tramos simplesmente apoiados, onde os problemas surgem geralmente na interface de ligação tabuleiro-pilar, podendo conduzir ao derrubamento do primeiro. Este tipo de ligação é geralmente constituído por um conjunto de varões de aço – ferrolhos, chumbados verticalmente ao capitel do pilar e que atravessam placas de neoprene, ficando instalados no negativo das vigas. A selagem dos varões é normalmente realizada com argamassa de alta resistência. Os problemas que surgem neste tipo de ligação estão associados, a maior parte das vezes, à falta de manutenção e ao insuficiente comprimento de entrega do tabuleiro na zona dos aparelhos de apoio. A simulação do comportamento da estrutura durante as várias fases construtivas e aplicação de cargas, até ao colapso total, implica a utilização de uma ferramenta adequada. A modelação numérica foi efetuada com recurso ao programa de cálculo não-linear de estruturas Extreme Loading for Structures, baseado no Método dos Elementos Aplicados. O método considera os efeitos da não-linearidade física e geométrica, permitindo analisar o comportamento das estruturas durante a fase elástica e inelástica, passando pela cedência das armaduras, abertura e propagação de fendas até à separação dos elementos. Com base neste trabalho, foi possível verificar alterações significativas na resposta sísmica da estrutura, nomeadamente devido à eventual degradação dos ferrolhos.

Competição entre larvas de Aedes aegypti e Aedes albopictus em laboratório

Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da competição larval intra e interespecífica entre Aedes aegypti e Aedes albopictus, sobre sobrevivência de larvas, tempo de desenvolvimento e comprimento de asa. O experimento foi realizado em três densidades com 5 proporções das espécies. A sobrevivência de Aedes aegypti apresentou-se superior a de Aedes albopictus em densidade intermediária e inferior em densidade alta. Somente Aedes albopictus teve seu tempo de desenvolvimento afetado. Diferenças encontradas nas comparações das combinações das espécies demonstraram que o comprimento médio de asas de Aedes aegypti, no geral, foi maior que Aedes albopictus. Nas duas espécies, a competição afetou mais o comprimento de asa e a sobrevivência que o tempo de desenvolvimento. Aedes aegypti parece apresentar maior capacidade competitiva em relação a Aedes albopictus em densidade intermediária.

Conceção, simulação e validação experimental de sondas de correntes induzidas para ensaios não destrutivos de geometrias tubulares

Os Ensaios Não destrutivos de (END) por Correntes Induzidas (CI) são uma das principais técnicas utilizadas na inspeção de tubagens, nomeadamente em caldeiras e permutadores de calor. Apesar de ser uma técnica comum e com muitos anos de experiência acumulada, existem algumas condições onde persistem dificuldades, como é o caso da deteção de micro defeitos com orientação tangencial. Por outro lado, assiste-se atualmente a uma exigência cada vez maior do ponto de vista da fiabilidade dos sistemas e sondas de CI. Um exemplo particular dessa exigência é a inspeção de um perfil com geometria tubular em aço inox 316LN (JK2LB), o qual constitui as bobinas poloidais do International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER). O objetivo central deste trabalho foi desenvolver e validar experimentalmente diferentes tipos de sondas de CI para a deteção de micro defeitos no interior de componentes de geometria tubular, com vista a reduzir o limiar de detetabilidade dos defeitos com orientação tangencial, e assim aumentar a fiabilidade de inspeção. Foram concebidas, produzidas e validadas experimentalmente quatro novas sondas de CI e foram replicadas três configurações já existentes. Foram realizadas simulações numéricas das diferentes sondas, sob diferentes condições de inspeção e criaram-se os meios laboratoriais adequados para a realização dos END. Os resultados experimentais mostraram que as novas sondas desenvolvidas permitem detetar com clareza defeitos tangenciais com 2 mm de comprimento e 0.5 mm de profundidade, o que está claramente abaixo do limiar de detetabilidade das sondas convencionais constituídas por bobinas toroidais. As simulações numéricas permitiram descrever e caracterizar com sucesso alguns fenómenos elétricos e magnéticos envolvidos no funcionamento das sondas. Em termos genéricos, foi estabelecido um importante conhecimento processual dos END por CI de geometrias tubulares.

Estimação da permeabilidade em reservatórios fraturados - Comparação entre o método do tensor e o método de upscaling

A simulação dinâmica de reservatórios de petróleo requer a alocação de permeabilidades equivalentes para todos os blocos. A determinação da permeabilidade equivalente em reservatórios fraturados é uma questão complexa e crítica no fluxograma de modelação, porque é totalmente dependente da geometria 3D sistema de fraturas, e respetivas aberturas, que muitas vezes são mal conhecidos. Para avaliar a permeabilidade equivalente de blocos fraturados, o método do tensor ou de Oda é um dos mais utilizados. É expedito e eficiente mesmo para a sistemas com vários milhões de fraturas. Todavia, na literatura são apontadas algumas críticas, por exemplo, sobrestima a permeabilidade em blocos pouco fraturados e subestima-a em blocos muito fraturados. Este trabalho tem como objetivos, revisitar a problemática da caracterização da permeabilidade equivalente em blocos de reservatórios fraturados. Recorreu-se a um pacote de programas informáticos FROM3D-K (fractures object model – permeability evaluation) desenvolvidos e/ ou adaptados no contexto deste trabalho e que permitem as funcionalidades: (1) simulação estocástica 3D de fraturas; (2) determinação da permeabilidade equivalente pelo método do tensor; (3) determinação da permeabilidade equivalente pelo método de upscaling de microblocos. Estas funções permitem que a mesma rede de fraturas seja avaliada pelos dois métodos. Para a demonstração de resultados mostram-se dois exemplos, o primeiro onde são simuladas fraturas condicionadas a estatísticas sintéticas de orientação, intensidade e abertura e o segundo onde se utilizam dados FMI de poço de um reservatório fraturado.

Aspectos radiológicos da tuberculose primária da mama: relato de caso e revisão de literatura

A tuberculose mamária é uma enfermidade equivalente a menos que 0,1% das lesões deste órgão. Apresentamos a seguir um caso de nosso serviço discutindo os achados radiológicos da mamografia, ultrassonografia e ressonância magnética, incluindo curvas cinéticas. A tuberculose mamária é uma condição ímpar, sendo importante o relato pelos diagnósticos diferenciais com carcinoma mamário e o abscesso piogênico.

Automatização e melhoria de uma plataforma móvel para o suporte de um cubo retrorrefletor

Com a evolução da teoria e das práticas metrológicas das últimas décadas, levantam-se novas exigências e desafios relacionados com a atividade metrológica, nomeadamente no que diz respeito não só à exatidão e precisão, como também à repetibilidade, reprodutibilidade das medições e produtividade dos ensaios. Esta necessidade também foi sentida no Laboratório de Comprimento, LCO, do Departamento de Metrologia, DMET, do Instituto Português da Qualidade, IPQ, relativamente à calibração de instrumentos de medição. Assim, surgiu entre outros, o projeto que visa o melhoramento do processo de calibração de sistemas laser interferométricos em distância. A presente dissertação e o estágio curricular no LCO foram desenvolvidos no âmbito deste projeto em colaboração entre o IPQ e a FCT-UNL. O trabalho presente nesta dissertação centrou-se na necessidade de aumentar a produtividade do processo e a capacidade de resposta do laboratório, reduzindo o tempo necessário para a realização de cada calibração. Este objetivo foi alcançado através da automatização do processo, de modo a eliminar os desperdícios de tempo entre o deslocamento manual de uma plataforma e a aquisição dos valores associados à calibração. No decurso do desenvolvimento deste trabalho, surgiram outras necessidades que precisavam, também, de resposta adequada. Assim, na presente dissertação também foi concebido, desenvolvido e implementado um dispositivo que auxilia a calibração, de modo a não ocorrer o desalinhamento inesperado dos feixes laser, entre outras ocorrências negativas. Os objetivos do trabalho, tanto principais como secundários, foram alcançados. O dispositivo automatizado foi implementado e plenamente integrado nas atividades correntes do laboratório, permitindo uma poupança de 33.3% em termos de tempo de cada calibração efetuada, possibilitando com isso um aumento da produtividade e da capacidade de resposta do Laboratório de Comprimento.

Caracterização molecular do HTLV-1/2 em doadores de sangue em Belém, Estado do Pará: primeira descrição do subtipo HTLV-2b na região Amazônica

Este trabalho objetivou a caracterização molecular do vírus linfotrópico de células T humanas infectando doadores de sangue atendidos na Fundação Centro de Hemoterapia e Hematologia do Pará. Amostras de DNA de 79 indivíduos soropositivos para o vírus linfotrópico de células T humanas foram analisadas por meio da reação em cadeia da polimerase para as regiões genômicas pX, env e 5'LTR, de polimorfismos de comprimento de fragmentos de restrição e do seqüenciamento da região 5LTR, com posterior análise filogenética, definindo o tipo e o subtipo do HTLV circulante na população estudada. Observou-se uma maior prevalência de HTLV-1 (71%) em relação ao HTLV-2 (29%). As amostras de HTLV-1 sequenciadas foram classificadas como pertencentes ao subtipo Cosmopolita, subgrupo Transcontinental, sendo as de HTLV-2 identificadas como HTLV-2c. A análise de polimorfismos de comprimento de fragmentos de restrição da região env e do sequenciamento da região 5'LTR, identificou, pela primeira vez na Amazônia Brasileira, uma amostra de HTLV-2b, enfatizando a necessidade de estudos moleculares contínuos na região para melhor entendimento da epidemiologia de transmissão do HTLV na população e permitir a vigilância epidemiológica da emergência de novos tipos e subtipos.

Novo Software para análise do epitélio nasal humano

A discinesia ciliar primária (DCP) resulta de disfunção ciliar no ser humano, estando associada a um conjunto de sintomas muito diversificados. É uma doença respiratória rara caracterizada por infecções respiratórias, situs inversus, infertilidade e hidrocefalia. Em Portugal não existe nenhum centro de diagnóstico da doença. Mas a inten-ção de criar um surgiu, seguindo o método de centros de diagnóstico para DCP utilizado noutros países. Este diagnóstico consiste em recolher amostras dos cílios do nariz, através do método de escovagem nasal e obter a gravação do batimento das células ciliadas por uma câmara de alta velocidade acoplada a um microscópio com objectivas de alta resolução. É possível estudar a DCP através da análise do comportamento físico dos cílios, e, para uma melhor abordagem, foi desenvolvido um programa executável, em C#, para análise destas amostras. Este, após a escolha de uma zona de interesse da sequência de imagens pelo utilizador (ROI), detecta as frequências do bati-mento ciliar, indicando uma lista com as percentagens das frequências obtidas e cria um mapa de frequências do ROI. A ferramenta permite ainda calcular o comprimento do cílio e realizar um estudo do movimento do mesmo, algo que ainda não foi abordado por outros programas. O código desenvolvido permitirá, assim, obter um diagnóstico de DCP em Por-tugal, rápido e nalguns casos com um melhor desempenho do que a inspecção visual seguida noutros centros de diagnóstico.

Método dos elementos aplicados na simulação numérica do arrancamento de armaduras

Uma das propriedades do betão armado que foi alvo de maior número de estudos, ao longo dos tempos, é a aderência. Esta é uma das propriedades mais importantes a considerar na construção, pois dela depende o desempenho e estabilidade de uma estrutura. Dada a sua importância, a aderência é a propriedade do betão armado mais estudada ao longo do tempo. A complexidade inerente a esta propriedade torna difícil de compreender e prever o comportamento estrutural. Esta dissertação pretende analisar a capacidade do Método dos Elementos Aplicados em simular o ensaio de arrancamento directo e de reproduzir modos de rotura. Este ensaio, denominado de pull-out test, estuda a aderência entre três materiais: o aço, o betão e o grout. Vários tipos de ligações, com diferentes modos de rotura, são simulados e comparados com um ensaio experimental referido na revisão bibliográfica. Assim, recorrer-se-á ao programa Extreme Loading for Structures, que tem como base o Método dos Elementos Aplicados. Através de uma análise de sensibilidade foi possível calibrar as propriedades dos diferentes elementos e das interfaces entre o betão, aço e grout, de modo a viabilizar o cálculo da força crítica das ligações e reproduzir os modos de rotura observados experimentalmente. Este trabalho pretende dar uma contribuição ao conhecimento no âmbito da simulação numérica, em relação a este tipo de ligações, e ajudar à criação de modelos numéricos fiáveis e eficientes de fácil e rápida execução. Esta dissertação permite concluir que o Método dos Elementos Aplicados, apresenta-se como uma boa solução para o estudo deste tipo de ligações. Os resultados numéricos tiveram uma boa aproximação dos resultados experimentais. Em conformidade com a análise experimental, as ligações com bainha de pré-esforço e comprimento de embebimento a partir de 15 cm são as que melhor desempenho têm ao nível da resistência.