Estudo das tensões interlaminares e rotura de elementos curvos em materiais compósitos

Este trabalho aborda o comportamento mecânico de elementos curvos em materiais compósitos aquando sujeitos a forças e momentos nas extremidades. Os modos de falha mais comuns são estudados em detalhe: falha transversal na matriz devido a tensões de flexão (tensões circunferenciais), ou falha por delaminagem devido as tensões interlaminares de tracção verificadas ao longo da espessura na região curva (tensões radiais). Inicialmente, faz-se uma abordagem sobre a influência de Z-Pins na resistência interlaminar, uma abordagem sobre os efeitos de bordo, e sobre tensões interlaminares com base em teorias Layerwise de ordem superior. Salienta-se, ainda, a importância do estudo feito com o World-Wide Failure Exercise (WWFE) (Hinton et al. 2004) na comunidade científica relacionada com o tema dos materiais compósitos. O presente trabalho, é essencialmente dividido em duas partes: modelos analíticos e modelos numéricos. São estudados provetes curvos, em forma de C (semicircular), geometria analisada por Ko e Jackson (1989); e em forma de L (cantoneira de abas iguais), analisados por Sun e Kelly (1988). Começa-se por fazer uma análise teórica, através da Teoria Multicamada, ao trabalho Ko e Jackson, autores da mesma. Analisou-se também, através desta teoria, a parte em quarto de círculo da viga estudada por Sun e Kelly. Após ter a solução analítica bem compreendida, essa teoria é aplicada ao principal estudo deste trabalho, um provete semicircular, usando os empilhamentos de Sun e Kelly. É ainda estudado, e aplicado a este último, o critério de falha em três dimensões (3D) proposto por Hashin (1980). Na segunda parte, é feita uma validação numérica dos três casos anteriores, com recurso ao software comercial de elementos finitos (EF), ANSYS. Estes estudos de EF têm a diferença, relativamente aos originais, de serem em 3D, podendo assim ser retiradas todas as tensões necessárias para se aplicar o critério de falha. No final, é feita uma comparação geral entre os resultados analíticos e numéricos.

Acompanhamento dos trabalhos de reabilitação de edifícios da Baixa-Chiado

O trabalho em apreço aborda o acompanhamento das intervenções de reabiblitação de vários edifícios na zona histórica da Baixa-Chiado. O interesse por este tipo de trabalho ocorreu devido à necessidade de complementar a diversificada experiência profissional adquirida na Amoníaco de Portugal, com responsabilidade na Inspecção e Diagnóstico, bem como na reabilitação e reforço de estrutura e, ainda, em conservação e restauro em edifícios recentes. A realização deste estágio na Unidade de Projecto Baixa-Chiado visou adquirir competências no processo de reabilitação de edifícios antigos, tendo em vista a observação e caracterização construtiva, diagnóstico, propostas de intervenção, com elaboração dos respectivos projectos, sua aprovação, licenciamento, implementação e acompanhamento de obra. A actividade desenvolvida no âmbito deste estágio recaiu também na visita regular a edifícios antigos e às obras em curso nos mesmos, acompanhando a sua evolução e analisando as soluções construtivas utilizadas. Destas visitas regulares foram colhidos elementos preponderantes para a caracterização do estado de conservação dos respectivos edifícios, com vista a encontrar a melhor solução para a sua reabilitação. Estes elementos foram recolhidos através da realização de vistorias e de outros tipos de levantamentos, designadamente, de arquitectura, topográficos, entre outros, e aompanhamento de alguns ensaios. Com estes tipos de levantamentos descobriram-se várias patologias nos diferentes edifícios, quer nas zonas exteriores, quer nas interiores dos mesmos. Essas anomalias foram, na generalidade, detectadas e posteriormente eliminadas. Noutras situações, em que se optou por demolir o interior dos edifícios mantendo as fachadas (zonas classificadas), constatou-se que houve necessidade de erguer estruturas de contenção e travamento provisórias para garantir a segurança da respectiva edificação e dos edifícios adjacentes. Também se efectuou uma abálise de custos de construção por unidade de área, quer para edifícos a reabilitar, quer para obras de intervenção mais profunda.

Patologias em reservatórios de água potável e sua correcção

A generalidade dos problemas relacionados com patologias em reservatórios de água potável, não tem tido uma abordagem com o necessário aprofundamento técnico/científico nos diferentes fóruns da água e do ambiente realizados em Portugal, com todas as consequências daí resultantes, para as entidades gestoras que operam neste sector. O mercado apresenta grande variedade de soluções para a reabilitação e reparação de reservatórios com diferentes patologias, mas com diferenças muito substanciais, quer no custo, quer na qualidade dos diferentes produtos existentes, levando muitas vezes os responsáveis a optarem por soluções inadequadas, comprometendo o tempo de vida útil desta importante infra-estrutura. Neste trabalho de projecto, é feito um diagnóstico exaustivo das principais patologias e das causas associadas a mais de 70 reservatórios, existentes nos Concelhos de Loures e Odivelas. Ao longo de 4 anos, os SMAS de Loures têm vindo a apresentar propostas concretas de reabilitação e higienização, incluindo a sua avaliação de custos, tendo sido dado maior relevância a uma reabilitação na zona superior dos pilares de um reservatório (10.000m3), em Santo António dos Cavaleiros. Apesar do avanço tecnológico nas técnicas de construção e dos materiais utilizados, tem-se observado um crescente número de patologias em reservatórios, com pouco tempo de utilização, com consequências muito gravosas a curto prazo e elevados custos de reabilitação. Com este trabalho são identificadas e diagnosticadas as causas mais frequentes que conduzem a um elevado número de anomalias, nas diferentes fases de construção e utilização, propondo as necessárias medidas de correcção.

Estudo da resistência à corrosão de ligas de magnésio para a indústria automóvel

O magnésio com a sua baixa densidade, abundância natural e baixo custo, torna-se muito atractivo para aplicações onde o peso é determinante, como na indústria automóvel e aeroespacial. A utilização do magnésio ligado a outros elementos como o zircónio e o alumínio permite, por outro lado, melhorar as propriedades mecânicas. Um factor determinante para o emprego destas ligas é obviamente a sua resistência à corrosão. Como em todos os materiais, esta é condicionada pela presença de um filme passivo de óxidos/hidróxidos que se forma espontaneamente na superfície. Contudo, no magnésio e suas ligas, esta camada de passivação é pouco protectora e muito instável em meios neutros ou ácidos. Um dos objectivos deste trabalho é a caracterização do comportamento face à corrosão das ligas de magnésio relacionando-o com factores metalúrgicos e ambientais, que são os principais responsáveis pelas causas mais comuns do ataque corrosivo. Apresenta-se também o estado da arte relativo às aplicações das ligas de magnésio na indústria automóvel, as barreiras tecnológicas e soluções possíveis para as ultrapassar. Finalmente foi também objectivo deste trabalho o estudo da influência das terras raras e do ítrio enquanto elementos de liga do magnésio no comportamento perante a corrosão. Para se atingir esse objectivo realizaram-se ensaios laboratoriais numa liga de magnésio contendo terras raras (WE54) sendo os resultados comparados com uma liga tradicional à base de zircónio (ZK31) em meios de diferentes pH. Os resultados obtidos permitiram concluir que as terras raras aumentam a resistência à corrosão das ligas de magnésio. Este facto aparenta ser o resultado de dois factores: a estabilização do filme superficial resultante da presença de terras raras e a formação de uma camada de produtos de corrosão espessa e rica em ítrio.

Tecnologias de construção associadas aos sistemas sustentáveis de produção de água quente e de climatização em edifícios: estado da arte

Este trabalho apresenta o estado da arte das tecnologias de construção associadas aos sistemas sustentáveis de produção de água quente e de climatização em edifícios e pretende-se com o mesmo contribuir para a sustentabilidade na construção e para a eficiência energética nos edifícios. Efectuou-se um estudo aprofundado dos conceitos relacionados com a construção sustentável e a eficiência energética em edifícios, sendo apresentadas algumas das ferramentas mais utilizadas para avaliação da sustentabilidade, bem como métodos expeditos para obtenção da classe de eficiência energética. É feita a análise dos conceitos fundamentais da Arquitectura Bioclimática de edifícios, apresentando-se as estratégias passivas de aquecimento e de arrefecimento, as possibilidades de integração das energias renováveis nos edifícios e as tecnologias de construção associadas nos diversos contextos. Na energia solar térmica é dado especial destaque aos colectores para aquecimento de águas, aquecimento ambiente e arrefecimento solar. São ainda apresentados alguns exemplos de boas práticas em edifícios sustentáveis e energeticamente eficientes, com aplicação destas tecnologias

Análise estática de vigas em materiais compósitos usando computação simbólica

Na presente dissertação estuda-se o comportamento mecânico em vigas construídas em materiais compósitos, abordando diferentes teorias de base. Foram desenvolvidos dois elementos Lagrangeanos de viga-barra, baseados na teoria ao corte de primeira ordem e na teoria ao corte de ordem superior, quadráticos e cúbicos, respectivamente. Os modelos foram implementados na aplicação de computação simbólica MAPLE e comparados com soluções alternativas. Foram realizados estudos em análise estática linear e nesse contexto foi estudada a influência da variação dos ângulos de orientação das fibras e do número de camadas de empilhamento do laminado. Foi iniciado um estudo sobre o comportamento de materiais FGM.

Comportamento e mecanismos de falha à fluência em aços P91 e juntas soldadas

A presente dissertação expõe os conhecimentos adquiridos ao longo da experiência acumulada a nível profissional na Alstom Portugal, conjuntamente com os que foram transmitidos durante a frequência do curso de Mestrado de Engenharia Mecânica – Perfil de Manutenção e Produção. O tema da tese aborda o estudo do aço X10CrMoVNb9-1 (P91), com particular incidência em juntas soldadas, que têm estado associadas nos últimos anos ao aparecimento de falhas em centrais termoeléctricas numa fase prematura do seu funcionamento, designadas por fissuração do tipo IV, que ocorrem na zona termicamente afectada pela soldadura onde o grão é mais refinado. A optimização de parâmetros de soldadura e tratamento térmico é essencial para que se consigam obter tempos de resistência à rotura por fluência que estejam em consonância com o definido em fase de projecto. Tendo em consideração a durabilidade dos ensaios de fluência, optou-se para este estudo por efectuar-se uma recolha de dados relativos a estes ensaios realizados em materiais base e juntas soldadas nos últimos quinze anos, com o objectivo de optimização de parâmetros de soldadura e tratamentos térmicos associados. Como conclusões, verificou-se que os diferentes processos de soldadura utilizados não têm uma influência significativa no que corresponde à variação do tempo de rotura por fluência. A utilização de um tratamento térmico de normalização e revenido após soldadura permite uma melhoria de valores de resistência à fluência comparativamente ao tratamento térmico convencional, que é normalmente aplicado em fabrico de componentes sob pressão que utilizam este material. Dada a dimensão e complexidade da maioria destes componentes, estes tratamentos térmicos só podem ser utilizados quando as dimensões dos mesmos possibilitarem a sua colocação em fornos de tratamento térmico habitualmente existentes nos fabricantes. Uma opção viável a ser tomada , no caso de utilização destes materiais, passa por uma redução da tensão de serviço por aumento de espessura dos respectivos componentes. No entanto, este aumento de espessura deve ter em consideração mecanismos de fadiga térmica que devem ser equacionados conjuntamente com os mecanismos de fluência, com o objectivo de se obter os melhores compromissos para cada situação.

Empreitada de remodelação e ampliação da unidade de cuidados continuados de Mora

O presente relatório diz respeito ao trabalho por mim realizado na empresa de construção H Tecnic, Lda., no âmbito do 2º Ano do Mestrado em Engenharia Civil – ISEL, e procura-o descrever sumariamente e de forma clara durante o período em que o mesmo decorreu (Janeiro de 2010 a Agosto de 2010). Não sendo para mim novidade o enquadramento e o funcionamento de uma Empresa de Construção Civil, estes 8 meses de trabalho obrigaram-me a uma maior atenção e consolidação de alguns conhecimentos adquiridos na Faculdade. A constante evolução das técnicas de construção e a descoberta de novos materiais obrigam-nos a uma constante actualização para nos mantermos competitivos num sector cada vez mais exigente. A recente crise financeira, com repercussões em toda a economia, teve como consequência que as empresas para sobreviver tenham de optimizar os seus recursos e rentabilizá-los ao máximo procurando através do seu conhecimento, qualidade, cumprimento dos prazos, etc., distinguir-se das demais. É com este espírito que tenho desenvolvido o meu trabalho na H Tecnic, Lda., procurando dia a dia melhorar a minha prestação.

Acompanhamento da construção do Centro Escolar do Agrupamento nº 1 de Beja Escola EB1 de Santa Maria

O presente relatório traduz a sequência do Estágio Curricular realizado na Câmara Municipal de Beja, ao longo de 4 meses. Procurei com este documento, reflectir os conhecimentos adquiridos no decurso do estágio, sobretudo através da experiência que me foi concedida em poder viver o dia-a-dia de um Engenheiro Civil em obra, neste caso a construção do Centro Escolar do Agrupamento Nº 1 de Beja (Escola EBI Santa Maria). A estrutura do relatório está dividida em 4 partes, respeitantes essencialmente à construção da referida Escola. Uma introdução que aborda especificamente os objectivos do presente relatório, um capítulo que abrange o acompanhamento de todas as fases da construção da Escola Básica Nº1 e Jardim de Infância de Santa Maria, complementado com fotografias, um outro capítulo que integra os aspectos mais importantes sobre a Higiene e Segurança em Obra e ainda um outro sobre a Direcção e Fiscalização de Obra, que permitiu optimizar a gestão do processo construtivo. São também referidas outras obras acompanhadas ao longo do Estágio e finalmente a conclusão retirada deste percurso relevante para a aquisição de experiências de qualquer Engenheiro Civil recém-formado.

Metodologia básica de ensaios e execução de ensaios acelerados de vida na área de fiabilidade

Os ensaios acelerados de vida são testes que se realizam com o objectivo de estimar determinados parâmetros fiabilísticos, referentes a um dado bem, provocando-lhe a ocorrência de um dado modo de falha específico num espaço de tempo mais curto do que aquele em que normalmente este evento ocorreria. É através dos ensaios acelerados, e de modelos analíticos específicos, que se torna então possível prever as falhas antes de estas ocorrerem, potenciando atempadamente possíveis alterações de projecto ou concepção, antes do bem entrar no mercado. Este tipo de ensaios possibilita, por exemplo ao fabricante, uma economia de tempo na determinação da informação de dados de vida (considerados relevantes) que deverá acompanhar o produto na sua comercialização. Para uma melhor compreensão da temática, abordam-se no trabalho duas áreas essenciais, nomeadamente: O conceito de Fiabilidade e o conceito de Ensaios Acelerados de Vida. Ao longo do documento podem-se analisar os modelos mais utilizados em Ensaios Acelerados, como o Modelo de Arrhenius, o Modelo de Eyring, o Modelo de Potência Inversa e o Modelo de Temperatura e Humidade. Também são apresentadas algumas distribuições importantes relacionadas com esses modelos, como a Distribuição Normal, a Distribuição Lognormal, a Distribuição Exponencial e a Distribuição de Weibull. Para verificação da metodologia, realizou-se uma aplicação experimental, tendo por base a normalização existente e os parâmetros seguidos pelo fabricante do componente estudado. Para tratamento dos dados resultantes dos ensaios acelerados utiliza-se o programa ALTA 7.0 PRO, que de uma forma expedita permite extrapolar das condições de ensaio para uma utilização normal, e assim determinar os parâmetros fiabilísticos correspondentes ao bem. De salientar que este ‘’software’’ pode trabalhar com um ou mais níveis de aceleração, como por exemplo conjugar a influência da temperatura com a humidade. O conhecimento dos modelos usados nesta área permite compreender a metodologia de ensaios acelerados e o comportamento dos componentes. Os dados demonstram uma alta precisão dos resultados, num período de tempo reduzido.

Biocompatibilidade de materiais empregados na confecção de próteses cardiovasculares: comparação entre pericárdio bovino e Dacron(R)

Durante os últimos 25 anos, numerosos estudos têm sido efetuados visando a biocompatibilidade de materiais de uso médico-hospitalar. Isto se deve ao desenvolvimento de materiais destinados às próteses particularmente na área cardiovascular, o que motivou pesquisas relativas à problemática da compatibilidade entre superfícies biológicas ou sintéticas e o sangue. O presente trabalho objetivou comparar a avaliação da biocompatibilidade do pericárdio bovino, um dos materiais mais empregados na fabricação de válvulas cardíacas protéticas, após tratamento com glutaraldeído e formaldeído, com o material sintético conhecido como "tricot" de Dacron(R). Tanto fragmentos de pericárdio submetidos a diferentes tratamentos, como os de Dacron(R) foram implantados subcutaneamente na região abdominal de ratos Wistar, por períodos de 1 a 3 meses. O exame de cortes histológicos obtidos por métodos convencionais evidenciou ausência de biocompatibilidade principalmente para o pericárdio tratado com formaldeído. Para o Dacron(R), foi constatado, comparativamente, uma perfeita biocompatibilidade. A cultura de células in vitro, com o uso de linhagens RC-IAL e Hela pelo método de revestimento com ágar, foi empregada exclusivamente para o material de origem biológica e evidenciou um grau intenso de toxicidade associado ao resíduo do agente de tratamento. Concluiu-se que existe a necessidade do aperfeiçoamento da técnica de lavagem da prótese biológica antes da implantação.

Aprovisionamento de subempreitadas

O presente relatório de estágio incide sobre o acompanhamento e participação no aprovisionamento de subempreitadas e compra de materiais, em diversas obras realizadas pela Opway Engenharia, S.A.. O principal objectivo deste estágio, correspondente ao 2º Ciclo do Ensino Superior - Mestrado em Engenharia Civil do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, foi contribuir para o desenvolvimento dos vários processos, desde a fase inicial do planeamento da obra até ao fornecimento do produto/serviço. Neste relatório aborda-se a metodologia de procedimento da Direcção dos Aprovisionamentos, aplicada às diversas subempreitadas e compras de materiais de algumas obras. Os processos em estudo que serviram como base de trabalho para este relatório integram-se em sete obras de várias naturezas, nomeadamente: Obras de Geotecnia, Obras Públicas e de Construção Civil. O relatório resulta da experiência adquirida através do acompanhamento dos vários processos durante as diversas fases dos mesmos. É possível enumerar dez fases distintas: Reunião de Transfer, Planeamento de Aprovisionamento, Consulta, Selecção, Negociação, Decisão final de Fornecedor/Subempreiteiro, Reunião final de Negociação, Adjudicação Electrónica, Fornecimento do produto/serviço e Aditamentos. Todo o processo de consulta é executado com o auxílio do “econstroi.com”, ferramenta de trabalho electrónica bastante útil originando fluxos de decisão bastante mais céleres. O Estágio permitiu-me um enriquecimento dos conhecimentos teóricos, bem como, uma aplicabilidade plena à realidade da vida profissional.

Comportamento dinâmico de edifícios de betão armado sem dimensionamento sismo-resistente

Ao longo da História, a ocorrência de fenómenos naturais catastróficos, como é o caso dos sismos, antigamente atribuída a forças místicas, provocou inúmeras perdas humanas e materiais. O desenvolvimento tecnológico para a minimização das consequências das acções sísmicas surgiu assim como um imperativo para a comunidade científica, em particular no que diz respeito aos sismos de grande intensidade e à sua capacidade destrutiva. A crescente consciencialização deste facto tem conduzido à realização de estudos cada vez mais profundos no sentido de se compreender melhor a acção sísmica e os seus efeitos no edificado. A vulnerabilidade sísmica é o único factor que está directamente relacionado com o comportamento sísmico das construções, por isso a sua avaliação torna-se fundamental, pois é utilizada como forma de estimar o desempenho sísmico das construções. Para que se possa estimar o desempenho sísmico das estruturas é necessário caracterizar o seu comportamento dinâmico. Uma das formas mais utilizada para a realização desta caracterização é a execução de ensaios experimentais in situ, designadamente os ensaios de vibração ambiente, e o desenvolvimento de modelos numéricos que representem adequadamente as características dinâmicas da estrutura. É com base nestes modelos numéricos, devidamente calibrados, que se fazem os estudos da avaliação da segurança sísmica das estruturas e posteriormente, no caso de estruturas deterioradas, se decide qual é a técnica de reabilitação mais viável para cada caso.

Mouraria: patologias correntes nos edifícios antigos e a sua reabilitação

Com esta dissertação pretende-se através de uma abordagem às anomalias construtivas mais frequentes nos edifícios antigos na área da Mouraria sem identificação de novas patologias, nem com implementação de qualquer técnica inovadora para a sua solução, a criação de um método simplificado e expedito de tratamento. Com recurso a inspecções, e com a constatação no local das anomalias serão diagnosticadas posteriormente as respectivas causas, a fim de se criar um sistema classificativo que aconselha técnicas complementares de diagnóstico ou soluções tecnológicas de tratamento a considerar nas futuras intervenções. Este sistema permitirá adquirir o conhecimento essencial acerca das condições de conservação e de segurança do edificado. Serão listadas e classificadas as principais anomalias, assim como as suas causas prováveis e as técnicas de reparação mais adequadas. Para tal proceder-se-á à concepção de uma ficha - tipo onde a abordagem às anomalias construtivas mais frequentes nos edifícios será apresentada assim como a solução clínica para cada um dos casos. Para elaboração das respectivas fichas -tipo, será necessários os seguintes conhecimentos: a)Data de construção do edifício e quais os seus principais materiais e elementos constituintes; b)Quais os materiais e tecnologias de intervenção ao nível das técnicas tradicionais e inovadoras; c)Do seu comportamento ao longo do tempo após a concretização dessas acções de reabilitação.

Técnicas de mineração de dados aplicadas ao mercado de capitais

Este trabalho tem como objectivo a criação de modelos, resultantes da aplicação de algoritmos e técnicas de mineração de dados, que possam servir de suporte a um sistema de apoio à decisão útil a investidores do mercado de capitais. Os mercados de capitais, neste caso particular a Bolsa de Valores, são sistemas que gera diariamente grandes volumes de informação, cuja análise é complexa e não trivial para um investidor não profissional. Existem muitas variáveis que influenciam a decisão a tomar sobre a carteira de acções (vender, manter, comprar). Estas decisões têm como objectivo a maximização do lucro. Assim, um sistema que auxilie os investidores na tarefa de análise será considerado uma mais-valia. As decisões de um profissional são normalmente baseadas em dois tipos de análise: Fundamental e Técnica. A Análise Fundamental foca-se nos indicadores da “saúde financeira” da empresa, tendo como base a informação disponibilizada pela mesma. Por outro lado , a Análise Técnica, que será o foco deste trabalho, assenta na observação de indicadores estatísticos construídos com base no comportamento passado da acção. O recurso a estas análises permite aos investidores obterem alguma informação sobre a tendência da acção (subida ou descida). As análises apresentadas requerem um bom conhecimento do domínio do problema e tempo, o que as torna pouco acessíveis, sobretudo para os pequenos investidores. Com o intuito de democratizar o acesso a este tipo de investimentos, este trabalho, recorre a algoritmos de mineração de dados, tais como, árvores de classificação e redes neuronais que possam servir de base à construção de um modelo de suporte a obstáculos que podem impedir o investidor comum de entrar na Bolsa, designadamente o tempo gasto na análise e a complexidade da mesma, entre outros. Para a criação de modelos capazes de responder às expectativas, são realizados diversos ensaios recorrendo a vários algoritmos e conjuntos de dados, na busca do que melhor se adequa ao problema. Contudo é de ressalvar que a decisão de investimento estará sempre do lado do investidor, uma vez que o modelo deve permitir unicamente alimentar um sistema de apoio.