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 piloto de novas tipologias de fibras sintéticas

O presente trabalho, desenvolvido nas instalações da FISIPE, teve como objectivo a caracterização de fibra oxidada (FOX),actualmente em desenvolvimento, com vista ao controlo de processo e de qualidade, e centrou-se em quatro parâmetros: i. Densidade; ii. Índice de Aromaticidade; iii. Índice de Oxigénio Limitante; iv. Grupos funcionais. No estudo da densidade realizou-se: a. Consolidação do método actualmente usado na empresa, observando-se uma redução da incerteza para metade (±0,005 gcm-3). b. Análise de diferentes amostras de FOX que apresentaram valores entre 1,348-1,387 gcm-3, que atendendo à incerteza do método, se encontram dentro dos valores de referência (1,35-1,39 gcm-3). c. Previsão de densidades ao longo da etapa de estabilização oxidativa. Confirmou-se ser apenas possível pela expressão apresentada numa das fontes consultada. Para o Índice de Aromaticidade (AI) efectuou-se: a. Estudo de quatro métodos de integração de curvas de DSC para determinação do calor de combustão que permite determinar o AI. Verificou-se que o mais indicado seria o uso da temperatura de on-set como limite inferior à linha de base de integração. b. Análise de diferentes amostras de FOX, observando-se valores de AI entre os 66% e 81%. Na determinação do Índice de Oxigénio Limitante, parâmetro exclusivo de qualidade, analisaram-se amostras de cabo pela adaptação da norma ASTM D 2863-06a. Obtiveram-se valores acima dos 40%O2 para a fibra oxidada. Para a verificação dos grupos funcionais realizou-se: a. Análise de FTIR, confirmando-se o desaparecimento de grupos nitrilo em função do tempo de oxidação, e a formação de bandas conjugadas e sobrepostas, indicando a presença de estruturas ciclizadas e aromatizadas. b. Proposta de um mecanismo reaccional para a reacção de oxidação de uma determinada fibra precursora. Com o intuito de minimizar o tempo de caracterização das FOX, procurou-se ainda encontrar uma correlação entre a densidade e o Índice de Aromaticidade, tanto ao longo da etapa de oxidação, como da fibra oxidada final. Conclui-se que não é possível estabelecer uma relação matemática para as amostras analisadas.

Caracterização dos padrões de mortalidade e identificação dos pontos negros de mortalidade da fauna na A21

A monitorização da mortalidade da fauna nas estradas tem vindo a receber mais atenção no decorrer dos anos sendo uma temática em que ainda existe potencial para investigação assim como de propostas para medidas de mitigação. Em Portugal, os estudos mais desenvolvidos são geralmente realizados por concessionárias como a Infraestruturas de Portugal, a Brisa entre outras. Reconhece-se a importância desta temática devido aos impactes negativos a nível ecológico e ambiental resultantes da expansão da rede viária. Um fator agravante é a fraca sensibilidade dos condutores para a presença de animais na estrada e problemas devido às caraterísticas da estrada. Existem espécies que são atraídas para a estrada para se alimentarem da vegetação envolvente ou de cadáveres de outros animais, para realizarem a termorregulação ou por simplesmente precisarem de atravessar a estrada regularmente sendo por isso mais propícias a serem atingidas por veículos. A presença de animais na estrada pode acarretar riscos de acidentes assim como perdas humanas e financeiras. Deste modo, as concessionárias implementam estudos de monitorização da mortalidade da fauna nas estradas para perceberem os locais com maior número de atropelamentos, quais as espécies mais afetadas e assim conseguirem introduzir medidas de minimização que podem ser desde vedações a passagens próprias para a fauna. O objetivo deste trabalho consistiu na caracterização dos padrões de mortalidade e identificação dos pontos negros de mortalidade da fauna na autoestrada nº 21 (A21), bem como a sua relação com o habitat envolvente. Conclui-se que os animais mais afetados são os coelhos seguindo-se as cobras e as corujas e mochos. Através do buffer do habitat envolvente e do teste estatístico de Spearman não se conseguiu provar a influência do habitat envolvente sobre a mortalidade. Finalmente, foram propostas algumas medidas de minimização para os pontos negros identificados.

Modelos com cruzamento de aninhamentos em escada estruturados

Neste trabalho propomos um novo tipo de modelo, que designamos por modelo com aninhamento em escada estruturado. Este modelo tem por base o modelo com aninhamento em escada e, tal como este, apresenta vantagens face ao aninhamento equilibrado. Permite grande economia no número de observações utilizadas e uma distribuição mais uniforme da informação pelos vários factores. Com este novo tipo de modelo podemos construir novos modelos, também em escada, mais complexos do que os existentes até agora. No aninhamento em escada a cada degrau do modelo corresponde um factor. Generalizamos a teoria destes modelos introduzindo a possibilidade de se desagregar cada um dos factores intervenientes, passando os degraus a terem submodelos com estrutura ortogonal. Para estudar o aninhamento em escada estruturado, propomos duas estruturas algébricas que, apesar de diferentes, possibilitam obter os mesmos estimadores dos parâmetros relevantes. Álgebras de Jordan comutativas são utilizadas para exprimir essas estruturas. Usando as matrizes da base principal, das álgebras a que se associam os modelos, a estimação vai ter por base a relação entre as componentes de variância canónicas e as usuais. Para além do aninhamento em escada estruturado, apresentamos também modelos obtidos cruzando vários desses aninhamentos.

Análise da vulnerabilidade sísmica do arco da Rua Augusta

Em Portugal grande parte dos edifícios históricos antigos são constituídos por alvenaria de pedra. Este género de construção é particularmente vulnerável a ações de natureza dinâmica, nomeadamente a ações sísmicas. O estudo da vulnerabilidade sísmica destes edifícios permite estimar os níveis de dano expectáveis, aquando da ocorrência de um sismo e apoiar o desenvolvimento de técnicas de reforço que permitam evitar o colapso dos mesmos. O objetivo principal do presente estudo é avaliar a vulnerabilidade sísmica do arco da rua Augusta em Lisboa, perante um evento sísmico regulamentar, utilizando um programa de cálculo comercial especializado que permite a utilização de análises dinâmicas não lineares. Numa primeira fase procedeu-se à identificação modal do arco, com recurso a ensaios de vibração ambiental. Os resultados destes ensaios de caracterização dinâmica foram utilizados para calibrar o modelo numérico, o qual foi desenvolvido no programa de cálculo Extreme Loading for Structures, baseado no Método dos Elementos Aplicados. O modelo numérico foi utilizado, numa segunda fase, para avaliar a vulnerabilidade sísmica do arco. Uma análise preliminar pushover permitiu obter a curva de capacidade da estrutura, que por sua vez, possibilita a definição os limites de um conjunto de estados de dano considerados relevantes para o arco. Subsequentes análises sísmicas não lineares e a definição de curvas de fragilidade, permitem estimar os níveis de dano prováveis para vários níveis de ação sísmica e concluir sobre a vulnerabilidade sísmica do Arco da Rua Augusta perante um cenário sísmico regulamentar.

Engenharia ecológica: novas perspectivas de seleção e manejo de plantas medicinais

Investigações recentes apontam a grande. variação na produção de diversas micromoléculas protetoras ou sinalizadoras de plantas, de acordo com suas relações ecológicas locais e imediatas, mudando-se continuamente com o tempo, o espaço e a natureza das interrelações. Esta flexibilidade quimiossintética das plantas, tanto genética como fisiológica, podendo aumentar a canalização de energia para caminhos de fabricação da fármacos úteis, pode ser aproveitada através de estudos dessa variação, e de seleção tanto de genes como de regimes ambientais ótimos para produtividade e pureza das substâncias desejadas (Engenharia Ecológica de plantas medicinais).

Cultura de tecidos a partir de estruturas embrionárias de cumaru (Dipterix odorata Aubl. Willd) Leguminosae - Papilionoideae

Calos e gemas foram produzidas a partir de embriões extirpados e plúmulas de Dipterix odorata cultivada no meio de cultura básico de Murashige & Skoog (1962) complementados com 2,4 - D (2 mg/1) e 6 - BAP (0,5 mg/1) meio de cultura A e com 6 - BAP (2 mg/1) meio de cultura B. No meio de cultura A os embriões produziram calos enquanto que no meio de cultura B, tanto os embriões como as plúmulas deram origem a gemas. Os embriões cultivados no meio de cultura B desenvolveram gemas a partir de radículas.Tanto calos como as gemas não se desenvolveram após a repicagem.

Análise do ciclo de vida do cimento. Caso de estudo: fábrica da Secil-Outão

O cimento é o material de construção mais utilizado na edificação de estruturas. A sua produção compreende um consumo material e energético muito significativo que se traduz numa contribuição igualmente relevante para a deterioração do ambiente. A presente dissertação consistiu na aplicação da abordagem de ciclo de vida ao processo de produção de dois tipos de cimento – CEM I 42,5 e CEM II 32,5 – com a finalidade de calcular o impacte ambiental de cada um e comprovar o desempenho ambiental superior do segundo. A análise do ciclo de vida foi desenvolvida de acordo com uma abordagem cradle-to-gate, segundo os requisitos das normas ISO 14040 e 14044 e da Norma Europeia 15804/2012. Os dados utilizados são específicos do processo de produção de cimento na fábrica de cimento Secil-Outão. Os resultados dos inventários do ciclo de vida demonstraram que, decorrente da utilização de uma maior quantidade de clínquer no seu fabrico, o CEM I 42,5 exige um maior consumo de matérias-primas naturais e de energia, tanto elétrica como térmica. O CEM II 32,5 apresenta consumos materiais e energéticos inferiores ao cimento do tipo I, devido a uma taxa de incorporação de clínquer mais baixa, mas compreende um consumo de matérias-primas secundárias mais alto. Em relação aos fluxos de saída, o CEM I 42,5 é responsável por níveis de emissão de CO2, PM10 e outros poluentes superiores aos do CEM II 32,5, em consequência do consumo elevado de combustíveis. A produção do cimento do tipo I é responsável por uma maior contribuição para a ecotoxicidade de sistemas marinhos e terrestres e para a deterioração da saúde pública, através da emissão de metais pesados, e para o agravamento das alterações climáticas, devido às emissões de CO2. A produção do cimento do tipo II apresenta um menor impacte ambiental e, por isso, um desempenho ambiental superior.

Avaliação de desempenho de conetores numa nova técnica para reabilitação de estruturas de alvenaria e betão

Neste trabalho é dada continuidade à investigação previamente realizada no âmbito de uma nova técnica de reabilitação de estruturas de alvenaria baseada na projeção de finas camadas de argamassa reforçada com fibras (FRCC). Para tal, foi desenvolvido um programa experimental composto pela realização de ensaios de push-out em provetes reforçados segundo esta técnica, com o intuito de avaliar a influência da utilização de diferentes tipos de conetores na capacidade resistente e no comportamento da interface entre o material de reforço e o material reforçado.

Seleção das estruturas calcificadas para determinação da idade da piracatinga Calophysus macropterus Lichtenstein (Siluriformes: Pimelodidae) na Amazônia Central, Brasil

O objetivo deste trabalho foi identificar a estrutura calcificada mais adequada para a determinação da idade da piracatinga (Calophysus macropterus). Foram analisados 440 indivíduos procedentes da pesca comercial e experimental do Baixo Solimões. Deste total, foram analisados opérculos, otólitos (asteriscus) e vértebras de uma sub-amostra de 130 indivíduos. Para a observação dos anéis de crescimento nos otólitos, foram testadas duas técnicas de clarificação e quatro técnicas de coloração nas vértebras. A análise das estruturas calcificada demonstrou que os otólitos são estruturas pouco translúcidas e apresentam dificuldades para a observação das marcas de crescimento. Por outro lado os opérculos não apresentaram marcas visíveis de crescimento, e nas vértebras foi observado um padrão nítido e estável de marcação de anéis de crescimento. Portanto, as vértebras foram as estruturas mais adequadas para determinar a idade da piracatinga, além de apresentar uma relação linear significativa entre o raio total das vértebras e o comprimento do peixe (r=0,91; P<0,05). Entre os métodos testados para a visualização dos anéis nas vértebras de peixes teleosteos, a técnica nova a de Hiper-oxidação e Descalcificação Química (HDQ), mostrou ser a melhor. As marcas de crescimentos em vértebras foram validadas utilizando o método de incremento marginal relativo. A piracatinga forma duas marcas de crescimento por ano nas vértebras; o primeiro durante a vazante (agosto) e o segundo durante a enchente (janeiro).

Avaliação do processo de implementação de PBL num curso de engenharia informática em Moçambique: as percepções dos estudantes

O presente artigo traz uma avaliação sobre um processo de implementação do PBL que ocorreu no curso de Engenharia Informática na Faculdade de Engenharia da Universidade Eduardo Mondlane em Moçambique. Por este processo ser novo no contexto de ensino de Engenharia em Moçambique foram os desafios encontrados por parte dos docentes e estudantes relativos a implementação, coordenação e adequação do currículo a metodologia do PBL, fazendo com que o processo de implementação fosse gradual. Assim no primeiro semestre de 2014 foi implementado um processo PBL piloto envolvendo as disciplinas de Programação Orientada à Objetos 1 e Base de Dados 1, que foram disciplinas escolhidas pelo facto de seus currículos terem matérias comuns, todos desafios e comentários dados pelos estudantes foram levados em conta no desenho do segundo processo PBL para o segundo semestre de 2014 que envolveu as disciplinas de Programação Orientada à Objetos 2, Base de Dados 2 e Sistemas de Multimídia fazendo com que houvesse mais informação para o terceiro processo envolvendo as disciplinas de Engenharia de Software 1 e Programação em Web. A avaliação do processo por parte dos estudantes, veio através de inquiridos onde os estudantes fizeram chegar as suas preocupações e ideias a respeito do PBL e dos moldes em que este estava a ser implementado no currículo. O processo de implementação do PBL pode ser considerado uma experiência bem sucedida e com futuro promissor e que de certeza vai ajudar a inovar os processos de ensino de engenharia em Moçambique.

Innovative methodologies for the enhancement of the flexural strengthening performance of NSM CFRP technique for RC beams

Tese de Doutoramento em Engenharia Civil

Structure-property relationships in polymer nanocomposites

Tese de Doutoramento em Ciência e Engenharia de Polímeros e Compósitos