Construção sustentável – Novos materiais mais eficientes para a conservação de energia

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Avaliação da higroscopicidade de materiais correntes

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

Comportamento reológico do betão autocompactável: influência dos materiais constituintes no estado frescoi

Dissertação apresentada para a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil, Perfil de Construção, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Influência da força de aperto na minimização do dano em furação a alta velocidade em materiais compósitos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Produção local de materiais para a sustentabilidade da construção

CLME 2011 – 6º Congresso Luso-Moçambicano de Engenharia, Maputo, 29 Agosto-2 Setembro

Otimização da implementação em GPUs de um algoritmo de simulação de materiais granulares

As simulações que pretendam modelar fenómenos reais com grande precisão em tempo útil exigem enormes quantidades de recursos computacionais, sejam estes de processamento, de memória, ou comunicação. Se até há pouco tempo estas capacidades estavam confinadas a grandes supercomputadores, com o advento dos processadores multicore e GPUs manycore os recursos necessários para este tipo de problemas estão agora acessíveis a preços razoáveis não só a investigadores como aos utilizadores em geral. O presente trabalho está focado na otimização de uma aplicação que simula o comportamento dinâmico de materiais granulares secos, um problema do âmbito da Engenharia Civil, mais especificamente na área da Geotecnia, na qual estas simulações permitem por exemplo investigar a deslocação de grandes massas sólidas provocadas pelo colapso de taludes. Assim, tem havido interesse em abordar esta temática e produzir simulações representativas de situações reais, nomeadamente por parte do CGSE (Australian Research Council Centre of Excellence for Geotechnical Science and Engineering) da Universidade de Newcastle em colaboração com um membro da UNIC (Centro de Investigação em Estruturas de Construção da FCT/UNL) que tem vindo a desenvolver a sua própria linha de investigação, que se materializou na implementação, em CUDA, de um algoritmo para GPUs que possibilita simulações de sistemas com um elevado número de partículas. O trabalho apresentado consiste na otimização, assente na premissa da não alteração (ou alteração mínima) do código original, da supracitada implementação, de forma a obter melhorias significativas tanto no tempo global de execução da aplicação, como no aumento do número de partículas a simular. Ao mesmo tempo, valida-se a formulação proposta ao conseguir simulações que refletem, com grande precisão, os fenómenos físicos. Com as otimizações realizadas, conseguiu-se obter uma redução de cerca de 30% do tempo inicial cumprindo com os requisitos de correção e precisão necessários.

Plano de gestão de matérias-primas e materiais de embalagem

À medida que o abastecimento alimentar da nação se torna global e mais complexo, decisões acerca de políticas, perspetivando a prevenção da contaminação e doenças, tornaram-se preponderantes na indústria alimentar. As empresas do sector constroem sistemas de rastreabilidade e monitorização não só para ir de encontro com normas ou requisitos legais, mas para aumentar a produtividade através da melhoria da gestão de dados. Se estes sistemas forem robustos o suficiente podem aumentar o controlo da segurança e qualidade alimentar, melhorar a gestão de fornecedores e a habilidade de comercializar produtos autenticados. As normas dos clientes são cada vez mais exigentes e requerem também uma avaliação de risco completa para todas as matérias-primas, incluindo embalagens. Considerando a norma BRC, nesta dissertação uma avaliação de risco foi executada para os grupos de matérias-primas e materiais de embalagem da empresa Europastry. Perigos biológicos, físicos e químicos, incluindo alergéneos, foram analisados para as matérias-primas. Materiais de embalagem foram avaliados principalmente pela sua frequência de compra e presença ou não de não-conformidades, certificados e outros requisitos legais. Na avaliação de fornecedores, a possibilidade de fraudes, rastreabilidade, certificação, frequência de compra e não conformidades foram também analisadas. Os resultados permitiram concluir que os grupos “Especiarias e Condimentos” e “Charcutaria” apresentam um risco médio para a segurança alimentar, enquanto o grupo “Carnes” apresenta um risco baixo. Os restantes grupos não apresentam qualquer risco. Procedimentos foram desenvolvidos para a aceitação dos materiais baseados na avaliação de risco. Aqui, características organoléticas, biológicas e químicas, origem, temperatura de armazenamento e validade foram avaliadas tendo sido estabelecido limites de aceitação para os diferentes critérios. Usando ferramentas informáticas, procedimentos de monitorização e de aprovação de fornecedores, capazes de assegurar um sistema de rastreabilidade eficaz e a gestão efetiva dos riscos para a qualidade e segurança dos materiais, foram desenvolvidos com sucesso.

Análise de novos materiais de adição para reparação naval

A crescente competitividade empresarial existente nos dias de hoje leva as empresas a adquirir uma postura diferente face ao mercado. A concorrência dos países que têm como maior trunfo a abundância de mão-de-obra barata como a China, Índia e Coreia do Sul, obriga os países ditos mais desenvolvidos a traçar uma nova estratégia. Essa estratégia passa pela diferenciação do produto em termos qualitativos, pela procura de novos materiais e técnicas de fabrico inovadoras, pela implementação de alta tecnologia aliada à constante preocupação ambiental. A Lisnave é uma empresa prestadora de serviços na área da reparação e manutenção naval, área que se tem vindo a mostrar bastante lucrativa no sector naval. Nos inúmeros serviços prestados pela empresa, o recurso a juntas soldadas é constante, levando à necessidade de se realizar um estudo de novos materiais de adição utilizados no processo de soldadura por fios fluxados autoprotegidos. Trata-se de um processo que pode funcionar em estaleiro e que permite maiores rendimentos, uma redução significativa no desperdício de material por se tratar de um consumível continuo, levando a uma redução de tempo de soldadura e consequentemente a uma redução do custo global de soldadura. Este trabalho visou estudar a soldadura em reparação naval de 2 fios consumíveis: Um fio autoprotegido (FABSHIELD XLR-8) e um fluxado (FLUXOFIL 19HD) com protecção gasosa por

Análise e otimização de materiais compósitos de microestrutura periódica

A presente dissertação tem como principais objetivos a otimização topológica de materiais compósitos de microestrutura periódica e a análise de efeitos de escala na caracterização das propriedades elásticas dos mesmos. No desenvolvimento deste trabalho, é abordada a teoria da homogeneização que é usualmente utilizada para estimar as propriedades elásticas de materiais compósitos periódicos de modo a tratar um meio heterogéneo como um meio homogéneo com propriedades mecânicas equivalentes. É realizada uma verificação e validação das hipóteses utilizadas por esta teoria, com o fim de determinar em que condições os resultados homogeneizados são credíveis e qual a margem de erro associada a esses mesmos resultados. O modelo de material aqui utilizado é obtido pela repetição de uma célula de base unitária (microestrutura representativa) em todas as direções espaciais. Trata-se de um modelo de material tridimensional de duas fases, sólido e vazio (material poroso). São estudadas diferentes topologias de microestruturas, obtidas através de um algoritmo de otimização topológica utilizando o método da homogeneização inversa. Para que fosse utilizada uma amostra suficientemente representativa de diferentes casos de anisotropia de material, foi utilizado um gerador de números aleatórios para reproduzir os estados de tensão ou deformação a serem utilizados no processo de otimização das microestruturas. Desta forma, é realizado um estudo quanto à anisotropia de material e a sua influência nas propriedades elásticas do material. O estudo de efeitos de escala toma uma grande importância neste trabalho, sendo estimados numericamente os tensores elásticos que caracterizam o material e estudada a sua convergência em relação aos tensores obtidos pelo método da homogeneização. Da mesma forma, é realizado um estudo numérico de convergência da densidade de energia de deformação e de tensão para diferentes condições de ensaios mecânicos. Os resultados indicam que um baixo fator de escala é suficiente para substituir um compósito heterogéneo por um material homogéneo com propriedades elásticas calculadas pela teoria da homogeneização.

Reforço de elementos estruturais de madeira com materiais compósitos de matriz polimérica

A necessidade de manutenção e reabilitação de estruturas de madeira antigas é, nos dias de hoje, um aspeto bastante importante a nível mundial. Assim, o estudo da eficácia de alguns sistemas de reforço torna-se fulcral. A presente dissertação é um estudo experimental sobre reforço de estruturas de madeira com materiais compósitos. Os materiais compósitos utilizados na componente experimental foram polímeros reforçados com fibras de carbono (CFRP – Carbon Fiber Reinforced Polymer) e estes foram colados ao substrato de madeira com resina epoxídica. O estudo experimental foi composto por duas fases. Na primeira fase realizaram-se ensaios de corte simples e na segunda fase ensaios de flexão. Os ensaios de corte simples foram realizados de modo a estudar a ligação CFRP-madeira e a analisar a influência do comprimento colado de CFRP ao substrato de madeira. Para tal, utilizaram-se duas técnicas de reforço, a técnica EBR (Externally Bonded Reinforcement) em que os laminados de CFRP são colados exteriormente e a técnica NSM (Near Surface Mounted) em que os laminados de CFRP são colados numa ranhura feita no provete de madeira. Foram realizados 17 ensaios de corte simples, 10 com a técnica EBR e 7 com a técnica NSM. Na segunda fase, foram realizados 3 ensaios de flexão sobre pavimentos de madeira reforçados com laminados de CFRP. Para estes ensaios também se utilizaram duas técnicas de reforço, a técnica EBR e uma técnica em que o laminado de FRP é ancorado nas extremidades das vigas. Numa fase final os resultados foram analisados e comparados de modo a tirar conclusões. Concluíu-se que a técnica de reforço NSM apresenta um desempenho superior à técnica EBR nos ensaios de corte simples. Comparativamente à técnica EBR, os pavimentos de madeira com o laminado de CFRP ancorado nas extremidades das vigas apresentaram um melhor desempenho.

Desenvolvimento e teste de um sistema para caracterização de materiais magnetoelétricos

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores

Sensores de fibra ótica baseados em novos materiais flexíveis

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e de Computadores

Estudo do comportamento tribológico de materiais compósitos à base de titânio reforçado com partículas cerâmicas para aplicação em implantes articulares

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica

Desenvolvimento de materiais auxéticos para aplicações estruturais

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Influência de diferentes materiais de cobertura no conforto térmico de instalações para frangos de corte no oeste paulista

Este trabalho apresenta um estudo da influência de diferentes materiais de cobertura no conforto térmico de instalações destinadas à criação de frangos de corte. A pesquisa foi desenvolvida no Câmpus Experimental da UNESP de Dracena - SP. Quatro protótipos em escala real foram construídos, com área de 28 m² cada, cobertos com telha reciclada à base de embalagens longa vida, telha cerâmica, telha cerâmica pintada de branco e telha de fibrocimento. Os dados foram coletados durante o período de inverno de 2007, totalizando 90 dias. Com esses dados, foram calculados os índices de conforto térmico Carga Térmica Radiante (CTR) e a variável ambiental (Ta). Uma análise estatística por inferência e descritiva foi realizada com os valores do índice de conforto térmico e da variável ambiental. Com os resultados obtidos, é possível afirmar que a telha reciclada apresentou índices de conforto térmico semelhantes àqueles encontrados para as telhas cerâmicas. O protótipo coberto com telha de fibrocimento apresentou os maiores índices, e o coberto com telha cerâmica branca, os menores índices de conforto térmico. No entanto para o período de inverno e para os horários avaliados, todas as instalações apresentaram índices de conforto térmico fora da zona de termoneutralidade do frango de corte.