Biomimética no projecto de estruturas espaciais

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

Controle ativo de vibrações em estruturas espaciais tipo treliças usando controladores IMSC

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Dimensionamento dos elementos constituintes de uma estrutura espacial em aço

A realização deste trabalho teve como principal objectivo o emprego dos conceitos apreendidos nas Unidades Curriculares do Mestrado, bem como da Licenciatura. Nesse sentido, foi elaborado um projecto de uma estrutura espacial em aço (cúpula nervurada). Na realização do projecto foram aplicados conhecimentos adquiridos no âmbito das Unidades Curriculares de construção metálica, dinâmica de estruturas e de engenharia sísmica. Para modelar a estrutura foi utilizado o programa de cálculo automático SAP2000 e os resultados de dimensionamento dos elementos metálicos obtidos foram validados em folhas de cálculo em Excel desenvolvidas para o efeito. Reuniu-se informações sobre estruturas deste tipo bem como bibliografia da especialidade, com o propósito de adquirir uma base sólida de conhecimento para a realização deste projecto. O dimensionamento do sistema estrutural foi efectuado sempre que possível de acordo com a nova regulamentação, os Eurocódigos estruturais.

Sincronização idêntica em redes de osciladores caóticos

A presente dissertação versa sobre a sincronização idêntica em redes de osciladores caóticos. Uma perspectiva razoavelmente histórica sobre a literatura da área é apresentada . O conceito de caos é introduzido junto com outras idéias da dinâmica não-linear: sistemas dinâmicos, exemplos de sistemas, atratores, expoentes de Liapunov, etc. A integração numérica de equações diferenciais é largamente utilizada, principalmente, para o cálculo de expoentes e o desenho do diagrama de fases. A sincronização idêntica é definida, inicialmente, em redes que não passam de um par de osciladores. A variedade de sincronização (conjunto de pontos no espaço de fases no qual a solução do sistema é encontrada se há sincronização) é determinada. Diferentes variantes de acoplamentos lineares são enfocadas: acoplamento interno, externo, do tipo mestre-escravo e birecional, entre outras. Para detectar sincronização, usa-se o conceito de expoente de Liapunov transversal, uma extensão do conceito clássico de expoente de Liapunov que caracteriza a sincronização como a existência de um atrator na variedade de sincronização. A exposição é completada com exemplos e atinge relativo detalhe sobre o assunto, sem deixar de ser sintética com relação à ampla literatura existente. Um caso de sincronização em antifase que usa a mesma análise é incluído. A sincronização idêntica também é estudada em redes de osciladores idênticos com mais de dois osciladores. As possibilidades de sincronização completa e parcial são explanadas. As técnicas usadas para um par de osciladores são expandidas para cobrir este novo tipo de redes. A existência de variedades de sincronização invariantes é considerada como fator determinante para a sincronização. A sincronização parcial gera estruturas espaciais, analisadas sob a denominação de padrões. Algumas relações importantes entre as sincronizações são explicitadas, principalmente as degenerescências e a relação entre a sincronização parcial e a sincronização completa do respectivo estado sincronizado para alguns tipos de acoplamento. Ainda são objetos de interesse as redes formadas por grupos de osciladores idênticos que são diferentes dos osciladores dos outros grupos. A sincronização parcial na qual todos os grupos de osciladores têm seus elementos sincronizados é chamada de sincronização primária. A sincronização secundária é qualquer outro tipo de sincronização parcial. Ambas são exemplificadas e analisadas por meio dos expoentes transversais e novamente por meio da existência de invariantes de sincronização. Obtém-se, então, uma caracterização suficientemente ampla, completada por casos específicos.

Essays on Spatial Econometrics

Esta dissertação concentra-se nos processos estocásticos espaciais definidos em um reticulado, os chamados modelos do tipo Cliff & Ord. Minha contribuição nesta tese consiste em utilizar aproximações de Edgeworth e saddlepoint para investigar as propriedades em amostras finitas do teste para detectar a presença de dependência espacial em modelos SAR (autoregressivo espacial), e propor uma nova classe de modelos econométricos espaciais na qual os parâmetros que afetam a estrutura da média são distintos dos parâmetros presentes na estrutura da variância do processo. Isto permite uma interpretação mais clara dos parâmetros do modelo, além de generalizar uma proposta de taxonomia feita por Anselin (2003). Eu proponho um estimador para os parâmetros do modelo e derivo a distribuição assintótica do estimador. O modelo sugerido na dissertação fornece uma interpretação interessante ao modelo SARAR, bastante comum na literatura. A investigação das propriedades em amostras finitas dos testes expande com relação a literatura permitindo que a matriz de vizinhança do processo espacial seja uma função não-linear do parâmetro de dependência espacial. A utilização de aproximações ao invés de simulações (mais comum na literatura), permite uma maneira fácil de comparar as propriedades dos testes com diferentes matrizes de vizinhança e corrigir o tamanho ao comparar a potência dos testes. Eu obtenho teste invariante ótimo que é também localmente uniformemente mais potente (LUMPI). Construo o envelope de potência para o teste LUMPI e mostro que ele é virtualmente UMP, pois a potência do teste está muito próxima ao envelope (considerando as estruturas espaciais definidas na dissertação). Eu sugiro um procedimento prático para construir um teste que tem boa potência em uma gama de situações onde talvez o teste LUMPI não tenha boas propriedades. Eu concluo que a potência do teste aumenta com o tamanho da amostra e com o parâmetro de dependência espacial (o que está de acordo com a literatura). Entretanto, disputo a visão consensual que a potência do teste diminui a medida que a matriz de vizinhança fica mais densa. Isto reflete um erro de medida comum na literatura, pois a distância estatística entre a hipótese nula e a alternativa varia muito com a estrutura da matriz. Fazendo a correção, concluo que a potência do teste aumenta com a distância da alternativa à nula, como esperado.

Aparências da forma e forma do espaço: análise da configuração espacial de residências unifamiliares dos anos 1970 em João Pessoa PB

Assuming that the form of a building shell and its content the spatial form are distinct dimensions of architecture - however indivisible and interdependent -, this study focus, in the light of the Social Logic of Space (HILLIER; HANSON, 1984), on the intrinsic properties through which domestic space was structured in a sample of single-family dwellings built in João Pessoa (PB) during the 1970s - when the vocabulary of modern architecture still prevailed in Brazil though sharing the urban scene with other architectural trends -, in order to investigate regularities or divergences underlying their conception. These dwellings were originally classified (ARAÚJO, 2010a) in five categories defined according to the form of their building shells and to their prevailing construction techniques: (1) Brazilian modern legacy (considered as truly Brazilian modern style); (2) Paulista architecture (that refers to the modern production of São Paulo, Brazil, from the 1950s through the 1970s); (3) experiences of rationalization and prefabrication ; (4) experiences of adaptation to the climate (referring to a design strongly influenced by the hot and humid climate of North-eastern Brazil); and (5) hybrid (to account for a kind of stylistic hybridism that includes formal attributes, which evoke our colonial past). This study aims to determine, through the analyses of nineteen cases that represent each category, whether this taxonomy corresponds to distinct modes of spatial configuration. This research therefore proposes an approach to the classification of domestic architecture based on topological properties. The dwellings spatial organization was represented, quantified and analyzed, their spatial properties explored in consonance with one another and with the literature. Results pointed out that there is no evidence of a reciprocal relationship between the formal look of the built shells and their respective spatial structures

Contribuições na modelagem dinâmica e no controle neural de um braço robótico com elos flexíveis

Em geral, estruturas espaciais e manipuladores robóticos leves têm uma característica similar e inerente que é a flexibilidade. Esta característica torna a dinâmica do sistema muito mais complexa e com maiores dificuldades para a análise de estabilidade e controle. Então, braços robóticos bastantes leves, com velocidade elevada e potencia limitada devem considerar o controle de vibração causada pela flexibilidade. Por este motivo, uma estratégia de controle é desejada não somente para o controle do modo rígido mas também que seja capaz de controlar os modos de vibração do braço robótico flexível. Também, redes neurais artificiais (RNA) são identificadas como uma subespecialidade de inteligência artificial. Constituem atualmente uma teoria para o estudo de fenômenos complexos e representam uma nova ferramenta na tecnologia de processamento de informação, por possuírem características como processamento paralelo, capacidade de aprendizagem, mapeamento não-linear e capacidade de generalização. Assim, neste estudo utilizam-se RNA na identificação e controle do braço robótico com elos flexíveis. Esta tese apresenta a modelagem dinâmica de braços robóticos com elos flexíveis, 1D no plano horizontal e 2D no plano vertical com ação da gravidade, respectivamente. Modelos dinâmicos reduzidos são obtidos pelo formalismo de Newton-Euler, e utiliza-se o método dos elementos finitos (MEF) na discretização dos deslocamentos elásticos baseado na teoria elementar da viga. Além disso, duas estratégias de controle têm sido desenvolvidas com a finalidade de eliminar as vibrações devido à flexibilidade do braço robótico com elos flexíveis. Primeiro, utilizase um controlador neural feedforward (NFF) na obtenção da dinâmica inversa do braço robótico flexível e o calculo do torque da junta. E segundo, para obter precisão no posicionamento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

As Praças Centrais de Presidente Prudente-SP: avaliação do caráter como subsídio para intervenções projetuais

During the process of development and urban sprawl in the city of Presidente Prudente (SP), some factors as the emergence of new centralities, the change in lifestyles and the expansion of equipments and urban infrastructure contributed to the dismantling and little appropriation of the central open space system. In this sense, the work is about the loss of continuity between the central squares of the city - Monsenhor Sarrion Square, July 9 Square, Bandeira Square and Nossa Senhora Aparecida Square - using different methodologies for character evaluation of each square, identifying the inviting and unattractive aspects of their spaces. The relations between these squares and its surroundings are characterized by analyzing interesting visual played on sketches, to complement character evaluation. Among these studies, it is also analyzed two spatial structures related to the squares – Calçadão and Quintino Bocaiuva Street - which have important architectural referring to the city's history and contribute to the central open space system configuration. General considerations obtained through diagnosis provided subsidies for the projectual proposed intervention, which aims to provide appreciation of the character of these public spaces and their articulation, promoting their use and constituting, thus, an important urban-environment set

Estrutura espacial urbana e mobilidade: o caso da Região Metropolitana de São Paulo

A metrópole de São Paulo é a maior e mais importante aglomeração urbana do Brasil e está entre as dez maiores áreas urbanas do mundo. No entanto, a forma como acessibilidade espacial ocorre gera um fardo para a população e para a atividade econômica. Este trabalho pretende contribuir para a discussão de como melhorar a acessibilidade na Região Metropolitana de São Paulo estudando as características e impactos de estruturas espaciais urbana, analisando criticamente a estrutura espacial da metrópole e proporcionando sugestões de melhorias a fim de proporcionar uma mobilidade mais sustentável. Os procedimentos metodológicos incluem uma revisão bibliográfica sobre o tema e uma caracterização da estrutura espacial da Região Metropolitana de São Paulo, considerando a alocação de população, alocação de empregos e os padrões de deslocamento para os modais individual, coletivo e não motorizado. Apresentamos um relato da evolução recente, com dados das pesquisas de origem e destino realizadas pelo Metrô em 1997 e 2007 e da pesquisa de mobilidade de 2012. Também realizamos uma caracterização mais aprofundada com os dados da pesquisa de 2007. As cidades se desenvolvem com base no trade-off entre proximidade e mobilidade: a fim de maximizar as possibilidades de interação, as pessoas e as empresas tendem a se localizar onde o deslocamento necessário para executar essas interações requer menos custos financeiros, perda de tempo e desconforto. Esse processo molda a alocação espacial de atividades, que define parcialmente os hábitos de transporte. A estrutura espacial urbana pode ser caracterizada por sua escala (padrões compacto ou disperso), arranjo de densidades (padrão disperso ou clusterizado) e arranjo de atividade (padrão monocêntrico ou policêntrico). Estruturas espaciais com padrão mais compacto apresentam menores distâncias de viagem, reduzindo o impacto ambiental das viagens e viabilizando o transporte não motorizado e coletivo, e levam a um uso mais eficiente da terra, menor custo de infraestrutura e maior equidade no acesso ao transporte. Já estruturas clusterizadas policêntricas são associadas com maior facilidade de acesso à terra. Existe um debate sobre a capacidade de estruturas policêntricas resultarem em uma aproximação generalizada de empregos e residências. A Região Metropolitana de São Paulo apresenta um padrão monocêntrico na escala metropolitana, com fortes movimentos pendulares da periferia para o centro expandido da iii capital. Durante o período de análise, foi observada uma realocação da população para áreas mais centrais da cidade e uma centralização dos empregos ainda mais forte, resultando no agravamento dos movimentos pendulares. Existe uma clara divisão modal por renda: as classes mais altas utilizam majoritariamente automóveis, enquanto as classes mais baixas utilizam majoritariamente transporte coletivo e não motorizado. Para o futuro, o novo plano diretor tem o mérito de caminhar na direção do desenvolvimento urbano orientado pelo transporte sustentável, porém os níveis de densidade máxima permitidos ainda são parecidos com o do plano anterior e a largura dos eixos de adensamento é restrita. Acreditamos ser vantajoso um aumento do adensamento em áreas próximas dos empregos; geração de polos de adensamento em áreas mais afastadas dos empregos, mas próximas das infraestruturas de transporte coletivo de alta velocidade, e desencorajamento do adensamento em áreas com baixa acessibilidade. Também é necessária uma gestão integrada dos transportes, provendo infraestrutura para viagens não motorizadas e viagens intermodais, e uma gestão dos impactos negativos do adensamento.

Heterogeneidade espacial e variabilidade temporal de dois reservatórios com diferentes graus de trofia, no Estado de São Paulo

O entendimento da comunidade fitoplanctônica em sistemas instáveis, como por exemplo reservatórios, necessita conhecimento de escalas de variabilidade. Com base nisso, um estudo sobre a heterogeneidade espacial e variabilidade temporal de dois reservatórios com diferentes graus de trofia, no Estado de São Paulo foi realizado em 20 estações no reservatório de Salto Grande e em 19 no reservatório do Lobo, em 3 dias consecutivos, em quatro períodos: outubro de 1999, janeiro, abril e junho e julho de 2000. Para tanto foram determinadas as concentrações de nutrientes totais e dissolvidos, material em suspensão, carbono inorgânico, clorofila a, biomassa, densidade, composição e produtividade primária da comunidade fitoplanctônica e os perfis de oxigênio dissolvido, temperatura, pH e condutividade. Os dois reservatórios tiveram estruturas espaciais semelhantes com a formação de três zonas distintas. A zona de rio, misturada, com menor penetração de luz e maior concentração de nutrientes, a zona de transição, e a zona lacustre, mais estratificada, com maior penetração de luz e menor concentração de nutrientes. Apesar dessa compartimentalização a heterogeneidade espacial no reservatório de Salto Grande foi maior que no reservatório do Lobo, sobretudo em função do gradiente longitudinal de nutrientes e luz. A variabilidade diária (3 dias) nos dois reservatórios não foi significativa na determinação da comunidade fitoplanctônica. A escala de variabilidade sazonal, nos dois reservatórios, foi determinada, principalmente pela variação nos padrões de estratificação e mistura sendo, assim, determinante na composição da comunidade fitoplanctônica. Essa influência foi mais evidente no reservatório do Lobo. A variação temporal e heterogeneidade espacial das mais abundantes espécies e grupos taxonômicos da comunidade fitoplanctônica, (Microcystis aeruginosa, Anabaena crassa e Anabaena circinalis em Salto Grande e Aphanocapsa delicatissima, Coelastrum reticulatum e Aulacoseira granulata no Lobo) nos dois reservatórios foram determinados pelos complexos processos de estratificação e mistura e da disponibilidade de luz. Os resultados obtidos são importantes para o entendimento da variabilidade ambiental de reservatórios tropicais e no planejamento de amostragens que visem o gerenciamento desses sistemas.

Análise espacial de reservatórios usando DFA de dados geofísicos

This research aims to set whether is possible to build spatial patterns over oil fields using DFA (Detrended Fluctuation Analysis) of the following well logs: sonic, density, porosity, resistivity and gamma ray. It was employed in the analysis a set of 54 well logs from the oil field of Campos dos Namorados, RJ, Brazil. To check for spatial correlation, it was employed the Mantel test between the matrix of geographic distance and the matrix of the difference of DFA exponents of the well logs. The null hypothesis assumes the absence of spatial structures that means no correlation between the matrix of Euclidean distance and the matrix of DFA differences. Our analysis indicate that the sonic (p=0.18) and the density (p=0.26) were the profiles that show tendency to correlation, or weak correlation. A complementary analysis using contour plot also has suggested that the sonic and the density are the most suitable with geophysical quantities for the construction of spatial structures corroborating the results of Mantel test

Aparências da forma e forma do espaço: análise da configuração espacial de residências unifamiliares dos anos 1970 em João Pessoa PB

Assuming that the form of a building shell and its content the spatial form are distinct dimensions of architecture - however indivisible and interdependent -, this study focus, in the light of the Social Logic of Space (HILLIER; HANSON, 1984), on the intrinsic properties through which domestic space was structured in a sample of single-family dwellings built in João Pessoa (PB) during the 1970s - when the vocabulary of modern architecture still prevailed in Brazil though sharing the urban scene with other architectural trends -, in order to investigate regularities or divergences underlying their conception. These dwellings were originally classified (ARAÚJO, 2010a) in five categories defined according to the form of their building shells and to their prevailing construction techniques: (1) Brazilian modern legacy (considered as truly Brazilian modern style); (2) Paulista architecture (that refers to the modern production of São Paulo, Brazil, from the 1950s through the 1970s); (3) experiences of rationalization and prefabrication ; (4) experiences of adaptation to the climate (referring to a design strongly influenced by the hot and humid climate of North-eastern Brazil); and (5) hybrid (to account for a kind of stylistic hybridism that includes formal attributes, which evoke our colonial past). This study aims to determine, through the analyses of nineteen cases that represent each category, whether this taxonomy corresponds to distinct modes of spatial configuration. This research therefore proposes an approach to the classification of domestic architecture based on topological properties. The dwellings spatial organization was represented, quantified and analyzed, their spatial properties explored in consonance with one another and with the literature. Results pointed out that there is no evidence of a reciprocal relationship between the formal look of the built shells and their respective spatial structures

Aparências da forma e forma do espaço: análise da configuração espacial de residências unifamiliares dos anos 1970 em João Pessoa PB

Assuming that the form of a building shell and its content the spatial form are distinct dimensions of architecture - however indivisible and interdependent -, this study focus, in the light of the Social Logic of Space (HILLIER; HANSON, 1984), on the intrinsic properties through which domestic space was structured in a sample of single-family dwellings built in João Pessoa (PB) during the 1970s - when the vocabulary of modern architecture still prevailed in Brazil though sharing the urban scene with other architectural trends -, in order to investigate regularities or divergences underlying their conception. These dwellings were originally classified (ARAÚJO, 2010a) in five categories defined according to the form of their building shells and to their prevailing construction techniques: (1) Brazilian modern legacy (considered as truly Brazilian modern style); (2) Paulista architecture (that refers to the modern production of São Paulo, Brazil, from the 1950s through the 1970s); (3) experiences of rationalization and prefabrication ; (4) experiences of adaptation to the climate (referring to a design strongly influenced by the hot and humid climate of North-eastern Brazil); and (5) hybrid (to account for a kind of stylistic hybridism that includes formal attributes, which evoke our colonial past). This study aims to determine, through the analyses of nineteen cases that represent each category, whether this taxonomy corresponds to distinct modes of spatial configuration. This research therefore proposes an approach to the classification of domestic architecture based on topological properties. The dwellings spatial organization was represented, quantified and analyzed, their spatial properties explored in consonance with one another and with the literature. Results pointed out that there is no evidence of a reciprocal relationship between the formal look of the built shells and their respective spatial structures

A LEGALIZAÇÃO DO TEMPO E SEUS IMPACTOS NO COTIDIANO DOS BRASILEIROS

Este trabalho tem por objetivo expor como se constituiu a Padronização do Tempo no Brasil através da Geração, Distribuição e Conservação da Hora Legal Brasileira (HLB), a cargo do Observatório Nacional (ON), fruto da necessidade imediata do processo de urbanização e industrialização ocorrido no final do século XIX e início do século XX, assim como em várias nações em processo de industrialização. A Padronização do Tempo teve também agregado o propósito de atender aos interesses econômicos do mundo do trabalho e da gestão, além do controle territorial. Impunha-se a necessidade de padronizar o Tempo, estabelecer uma Hora legal e oficial que fosse seguida por todos e que facilitasse as relações de comércio. Com isso, analisaremos o uso do tempo legal, a sua homogeneização, o seu impacto que repercuti na apropriação e controle do tempo dos trabalhadores, os seus efeitos no modus viventis da sociedade, além de suas especificidades na luta entre capital e trabalho em torno do controle do tempo nos diferentes espaços sociais. Abordaremos também o papel desempenhado pelo tempo na nova Era da Informação e do Conhecimento, própria do Século XXI, proporcionado pela implantação do ciberespaço com suas Estruturas Espaciais de Acumulação (ESA) e o advento das cibercidades. O objeto de estudo apresenta uma complexa realidade, diversificada e prática, de grande interesse aos pesquisadores e gestores das redes técnico-científicas, dentre eles os geógrafos, que requer o seu desvendamento.

Infra-estruturas de dados espaciais nos munícipios: contributo para a definição de um modelo de implementação

Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Ciência e Sistemas de Informação Geográfica