Produção de misturas betuminosas a quente com incorporação de material fresado

A incorporação de materiais reciclados na construção de estradas, como substituição de materiais virgens é percebida como uma oportunidade de economizar recursos, e evitar o impacto associado à sua extração e transporte. Desta forma, a incorporação de material fresado (do termo inglês RAP - Reclaimed Asphalt Pavement) em misturas betuminosas produzidas a quente em central tem sido uma alternativa satisfatória. Neste trabalho, foram estudadas três misturas betuminosas do tipo macadame betuminoso (AC 20 base 35/50), tradicional e com taxas de incorporação de RAP de 10% e 20%, com o objetivo de efetuar uma análise comparativa do seu comportamento. Começou-se por realizar um estudo Marshall de forma a determinar a percentagem ótima de betume a usar em cada mistura e, posteriormente, a composição foi transposta para central para o seu fabrico. No final foram realizados ensaios de caracterização mecânica sobre as misturas para avaliar o seu desempenho, através de ensaios de sensibilidade à água, módulo de rigidez, resistência à fadiga e à deformação permanente. Esta dissertação teve o apoio da empresa Tecnovia – Sociedade de Empreitadas S.A., com a disponibilização de instalações e materiais para o trabalho experimental. De acordo com os resultados obtidos, é possível concluir que as misturas recicladas apresentaram um comportamento satisfatório, quando comparado com as misturas tradicionais.

Reciclagem de material asfáltico fresado utilizando solventes e microemulsões

With the increase of asphalt milling services was also a significant increase in recycling services pavements. The techniques used today are basically physical processes in which the milled material is incorporated into new asphalt mixtures or executed on site, with the addition of virgin asphalt and rejuvenating agent. In this paper seeks to analyze the efficiency of extraction of CAP (Petroleum Asphalt Cement) mixtures from asphalt milling, using commercial solvents and microemulsions. The solvents were evaluated for their ability to solubilize asphalt using an extractor reflux-type apparatus. Pseudoternary diagrams were developed for the preparation of microemulsion O/W surfactant using a low-cost coconut oil saponified (OCS). Microemulsions were used to extract the CAP of asphalt through physicochemical process cold. Analysis was performed concentration of CAP in solution by spectroscopy. The data provided in the analysis of concentration by the absorbance of the solution as the basis for calculating the percentage of extraction and the mass flow of the CAP in the solution. The results showed that microemulsions prepared with low concentration of kerosene and butanol/OCS binary has high extraction power of CAP and its efficiency was higher than pure kerosene, reaching 95% rate of extraction

Influencia de la Variación de las Condiciones de Mecanizado en el Fresado Periférico

Para la mejora continua de los procesos de fabricación y con el objetivo de alcanzar niveles óptimos de productividad, calidad y coste en la producción de componentes y productos, es fundamental disponer de un modelo preciso del proceso de corte. Estos modelos constituyen la base para la simulación del proceso de mecanizado que va a permitir calcular las fuerzas de corte, potencias o tiempos de ciclo. Un primer objetivo de esta tesis se ha centrado en el desarrollo de un modelo de estimación de fuerzas en fresado periférico. Este modelo no solo realiza la estimación de las fuerzas de corte sino que también considera la geometría del proceso en cada instante con el fin de calcular los arcos de empañe en cada rotación de la herramienta. El nuevo modelo desarrollado está basado en el espesor de viruta medio que, a diferencia de los modelos basados discos elementales, no necesita cálculos repetitivos. Este modelo permite estimar las fuerzas de corte no solo en condiciones uniformes sino también en régimen variable con cambios en los valores de ancho de corte y de profundidad de corte. Se han llevado a cabo un elevado número de ensayos, con herramientas de diferentes diámetros y para distintos materiales, con el fin de analizar el comportamiento de la herramienta. Se concluye que el modelo propuesto ofrece unos resultados óptimos en situaciones variables. Un segundo objetivo ha sido la optimización del fresado a través de la definición de estrategias de mecanizado de forma que sea posible su programación en una etapa previa a la fabricación del componente. Esta fase de optimización de las trayectorias de mecanizado estaría orientada sobre todo a situaciones en las que la herramienta está sometida a variaciones importantes de las condiciones de corte. La estrategia de mecanizado seleccionada se basa en la influencia que tiene la geometría y la evolución de las fuerzas en fresado.

Modelado de las Fuerzas de Corte en el Fresado de Piezas de Paredes Delgadas

En este trabajo se aborda el problema de la simulación de las fuerzas de corte en fresado cuando la pieza a mecanizar es flexible. Se presenta el desarrollo de un modelo matemático de tipo mecanicista que relaciona las fuerzas de corte y las deformaciones de la pieza durante la operación de fabricación. El énfasis del desarrollo de este modelo está puesto en la rapidez de cálculo de las fuerzas de corte. Esta característica facilitaría la implementación del modelo en sistemas de corrección de la deformación en tiempo real. El estudio experimental consiste en la validación del modelo propuesto mediante la comparación de fuerzas simuladas y fuerzas medidas, y en el desarrollo de un sistema de medición en línea de la deformación de la pieza, orientado a aplicaciones de compensación activa de la deformación. El modelo propuesto permite la estimación rápida y precisa de las fuerzas de corte y la deformación de la pieza en operaciones de fresado periférico de piezas flexibles.

Inteligencia artificial para la predicción y control del acabado superficial en procesos de fresado a alta velocidad

El objetivo principal de esta tesis doctoral es profundizar en el análisis y diseño de un sistema inteligente para la predicción y control del acabado superficial en un proceso de fresado a alta velocidad, basado fundamentalmente en clasificadores Bayesianos, con el prop´osito de desarrollar una metodolog´ıa que facilite el diseño de este tipo de sistemas. El sistema, cuyo propósito es posibilitar la predicción y control de la rugosidad superficial, se compone de un modelo aprendido a partir de datos experimentales con redes Bayesianas, que ayudar´a a comprender los procesos dinámicos involucrados en el mecanizado y las interacciones entre las variables relevantes. Dado que las redes neuronales artificiales son modelos ampliamente utilizados en procesos de corte de materiales, también se incluye un modelo para fresado usándolas, donde se introdujo la geometría y la dureza del material como variables novedosas hasta ahora no estudiadas en este contexto. Por lo tanto, una importante contribución en esta tesis son estos dos modelos para la predicción de la rugosidad superficial, que se comparan con respecto a diferentes aspectos: la influencia de las nuevas variables, los indicadores de evaluación del desempeño, interpretabilidad. Uno de los principales problemas en la modelización con clasificadores Bayesianos es la comprensión de las enormes tablas de probabilidad a posteriori producidas. Introducimos un m´etodo de explicación que genera un conjunto de reglas obtenidas de árboles de decisión. Estos árboles son inducidos a partir de un conjunto de datos simulados generados de las probabilidades a posteriori de la variable clase, calculadas con la red Bayesiana aprendida a partir de un conjunto de datos de entrenamiento. Por último, contribuimos en el campo multiobjetivo en el caso de que algunos de los objetivos no se puedan cuantificar en números reales, sino como funciones en intervalo de valores. Esto ocurre a menudo en aplicaciones de aprendizaje automático, especialmente las basadas en clasificación supervisada. En concreto, se extienden las ideas de dominancia y frontera de Pareto a esta situación. Su aplicación a los estudios de predicción de la rugosidad superficial en el caso de maximizar al mismo tiempo la sensibilidad y la especificidad del clasificador inducido de la red Bayesiana, y no solo maximizar la tasa de clasificación correcta. Los intervalos de estos dos objetivos provienen de un m´etodo de estimación honesta de ambos objetivos, como e.g. validación cruzada en k rodajas o bootstrap.---ABSTRACT---The main objective of this PhD Thesis is to go more deeply into the analysis and design of an intelligent system for surface roughness prediction and control in the end-milling machining process, based fundamentally on Bayesian network classifiers, with the aim of developing a methodology that makes easier the design of this type of systems. The system, whose purpose is to make possible the surface roughness prediction and control, consists of a model learnt from experimental data with the aid of Bayesian networks, that will help to understand the dynamic processes involved in the machining and the interactions among the relevant variables. Since artificial neural networks are models widely used in material cutting proceses, we include also an end-milling model using them, where the geometry and hardness of the piecework are introduced as novel variables not studied so far within this context. Thus, an important contribution in this thesis is these two models for surface roughness prediction, that are then compared with respecto to different aspects: influence of the new variables, performance evaluation metrics, interpretability. One of the main problems with Bayesian classifier-based modelling is the understanding of the enormous posterior probabilitiy tables produced. We introduce an explanation method that generates a set of rules obtained from decision trees. Such trees are induced from a simulated data set generated from the posterior probabilities of the class variable, calculated with the Bayesian network learned from a training data set. Finally, we contribute in the multi-objective field in the case that some of the objectives cannot be quantified as real numbers but as interval-valued functions. This often occurs in machine learning applications, especially those based on supervised classification. Specifically, the dominance and Pareto front ideas are extended to this setting. Its application to the surface roughness prediction studies the case of maximizing simultaneously the sensitivity and specificity of the induced Bayesian network classifier, rather than only maximizing the correct classification rate. Intervals in these two objectives come from a honest estimation method of both objectives, like e.g. k-fold cross-validation or bootstrap.

Avaliação da durabilidade de misturas asfálticas a quente e mornas contendo material asfáltico fresado.

A reciclagem de misturas asfálticas usando técnicas de misturas mornas atende às exigências da sustentabilidade, limitando o consumo de energia e de novos materiais. A reciclagem de revestimentos asfálticos fresados (RAP) é praticada há mais de 40 anos, por meio de usinagem a quente do RAP adicionado a agregados e ligante novos. Todavia, o uso de elevadas taxas de RAP (acima de 25% no total), é um grande desafio até o presente, pois limita a perda de durabilidade da mistura asfáltica final. O RAP contém ligante asfáltico envelhecido aderido aos agregados, porém uma parte desse ligante pode ser remobilizada durante a reciclagem pelo aumento da temperatura no processo de usinagem. Esta tese busca compreender o processo de remobilização do ligante envelhecido durante a reciclagem do RAP e as consequências da magnitude de temperatura empregada no processo de reaquecimento deste material envelhecido. Atualmente, tem-se buscado o uso da tecnologia de usinagem morna, permitindo a redução de temperatura total no processo de fabricação. Um dos problemas possíveis da combinação das técnicas reciclagem morna é a ocorrência do fenômeno de recobrimento duplo, que pode impactar na reologia do novo material: o ligante do RAP e o ligante novo não se misturariam totalmente, devido à redução das temperaturas de fabricação, formando camadas superpostas. Este fenômeno seria a causa de disfuncionamentos mecânicos da mistura asfáltica final. Questiona-se então a qualidade do recobrimento dos agregados do RAP, já recobertos, e a falta de um meio de caracterização para a observação da interface. Neste estudo, a qualidade do recobrimento do RAP foi avaliada em escala microscópica e macroscópica. No nível microscópico, foi proposto o uso de uma ferramenta de micro-espectroscopia infravermelha para avaliar a interface entre o RAP e o ligante novo, e seguir a distribuição espacial desses dois componentes na mistura asfáltica. Para tanto, foi realizado um desenvolvimento experimental detalhado que permitisse o uso de um acessório de imagem infravermelha em misturas asfálticas recicladas. Graças à indentificação prévia de marcadores internos, foi possível acompanhar a mobilização parcial do ligante envelhecido do RAP. Em paralelo, no nível macroscópico, foi desenvolvido um protocolo de ensaio com o objetivo de avaliar a durabilidade das misturas asfálticas recicladas com taxas elevadas de RAP (50%), com o objetivo princial de compreender se há benefícios nas propriedades mecânicas de misturas mornas recicladas. O ensaio de fadiga é um dos ensaios que permitem melhor avaliar e comparar diferentes misturas asfálticas para comporem uma camada de pavimento. Porém, este ensaio não pode ser diretamente transposto à previsibilidade de campo por ter restrições, tais como o ligante das amostras ensaiadas não teve tempo de envelhecer; e as misturas asfálticas, dependendo da quantidade de RAP e da temperatura de usinagem, podem envelhecer em velocidades diferentes em campo. No presente trabalho, foi proposta a adição de uma etapa de envelhecimento previamente aos ensaios mecânicos. Foi suposto que o comportamento real do material estaria situado entre o do material não envelhecido e do envelhecido. Os principais resultados mostram que uma mistura reciclada morna apresenta resultados satisfatórios de comportamento mecânico que atestam seu uso como camada de revestimento asfáltico, exceto que ela tem a tendência de ser mais sensível à fadiga que uma mistura com a mesma composição de agregados e de teor de ligante, fabricada a quente ou morna, mas sem a adição de RAP.

Regeneração de misturas betuminosas recicladas pela utilização de betumes modificados

Atualmente, a reciclagem de materiais assume uma importância crescente para a Sociedade, e em particular no que diz respeito ao sector da construção. Nas infraestruturas rodoviárias caminha-se no mesmo sentido, uma vez que a reutilização de materiais nas misturas betuminosas permite fazer frente ao gradual aparecimento duma grande diversidade de resíduos, sendo ainda possível reduz ir os custos de produção. De facto, a reutilização de materiais nas misturas betuminosas permite a redução dos custos, a redução do impacto ambiental, e a necessidade de utilização de novos agregados e ligantes betuminosos, constituindo um ciclo fechado de vida do material. O presente artigo tem como objetivo apresentar as vantagens da utilização de betumes modificados comerciais e produzidos em laboratório na regeneração ou na melhoria do desempenho de misturas betuminosas com elevadas taxas de reciclagem. Os materiais utilizados no estudo foram material fresado (50%), agregados novos, polímeros e betumes. Na modificação dos betumes base foram utilizados polímeros virgens (SBS) e reciclados (EVA), sendo ainda utilizado um betume modificado comercial. Os ensaios laboratoriais demonstram que a utilização de betumes modificados como materiais regeneradores melhora significativamente o desempenho das misturas à deformação permanente, por comparação com uma mistura betuminosa reciclada de referência com um rejuvenescedor comercial. No que diz respeito à sensibilidade à água todas as misturas produzidas com estes betumes regeneradores demonstram um excelente resultado. Porém, a mistura produzida com o betume modificado comercial destaca-se das restantes pela maior capacidade em resistir a este fenómeno. Considera-se que de uma forma geral os resultados obtidos neste trabalho trouxeram novas perspetivas no que respeita ao processo de regeneração dos betumes presentes no material fresado e na reciclagem de misturas betuminosas

Nuevo disipador para edificación sismorresistente. 1ª parte: caracterización y modelos de predicción

A new energy dissipator, based on yielding of steel under shear response, has been developed and recently tested. It is H shaped and web stiffened. Yielding moin part is mechanized from one piece of rectangular shoped steel bar. Its conception let obtain thin and well-stiffened web cross sections without welded parts. Main experimentally obtained charecteristics are a yielding point near 0.5 mm of displacement, yielding loads between 14 kN and 20 kN and a dissipated energy, before damage appears in the web, from 10 kJ to 21 kJ. All tested specimens have developed large deformations without web buckling. Whe web degradation appers, flanges and stiffeners keep dissipating an important amount of energy. Proposed numerical models and simple mathematical expressions offer well correlated results when compared to the experimental ones

Reutilização do Resíduo Oriundo dos Serviços de Restauração Asfáltica Como Material Alternativo em Camadas de Pavimentos Flexíveis

Uma técnica de restauração de pavimentos, bastante empregada atualmente, é a fresagem do revestimento asfáltico e recomposição com um novo revestimento. Na operação de fresagem é gerado um grande volume de resíduo, material fresado, que normalmente é descartado em bota-fora. Face ao desafio moderno de dar um destino ecologicamente correto para os resíduos, este trabalho apresenta uma solução para a reutilização do material fresado em camadas granulares de pavimentos flexíveis. Os ensaios de caracterização mostram que a granulometria do fresado não se enquadra nas faixas de estabilização granulométrica, carecendo de finos. Apesar de apresentar certa degradação durante o ensaio de compactação Proctor o material fresado tem um índice de suporte califórnia maior do que 20%, para a energia modificada. Para corrigir a deficiência de finos o material fresado foi misturado com pó-de-pedra em dois teores diferentes (30% e 70%). As misturas apresentaram melhoras no comportamento mecânico, alcançando massas específicas maiores que o fresado e também índices de suporte califórnia maiores. Também é relatado a execução de uma pista experimental numa rua lateral a BR-285 na cidade de Bozano, utilizando material fresado estabilizado granulometricamente com a adição de pó-de-pedra, como material de base de pavimento. Além dos processos executivos são apresentados levantamentos defletométricos que permitem concluir que simultaneamente a um descarte adequado a utilização do material fresado na camada de base é uma ótima solução para pavimentos de baixo volume de tráfego.

Reutilização do Resíduo Oriundo dos Serviços de Restauração Asfáltica como Material Alternativo em Camadas de Pavimentos Flexíveis

Uma técnica de restauração de pavimentos, bastante empregada atualmente, é a fresagem do revestimento asfáltico e recomposição com um novo revestimento. Na operação de fresagem é gerado um grande volume de resíduo, material fresado, que normalmente é descartado em bota-fora. Face ao desafio moderno de dar um destino ecologicamente correto para os resíduos, este trabalho apresenta uma solução para a reutilização do material fresado em camadas granulares de pavimentos flexíveis. Os ensaios de caracterização mostram que a granulometria do fresado não se enquadra nas faixas de estabilização granulométrica, carecendo de finos. Apesar de apresentar certa degradação durante o ensaio de compactação Proctor o material fresado tem um índice de suporte califórnia maior do que 20%, para a energia modificada. Para corrigir a deficiência de finos o material fresado foi misturado com pó-de-pedra em dois teores diferentes (30% e 70%). As misturas apresentaram melhoras no comportamento mecânico, alcançando massas específicas maiores que o fresado e também índices de suporte califórnia maiores. Também é relatado a execução de uma pista experimental numa rua lateral a BR-285 na cidade de Bozano, utilizando material fresado estabilizado granulometricamente com a adição de pó-de-pedra, como material de base de pavimento. Além dos processos executivos são apresentados levantamentos defletométricos que permitem concluir que simultaneamente a um descarte adequado a utilização do material fresado na camada de base é uma ótima solução para pavimentos de baixo volume de tráfego.

Reutilização do Resíduo Oriundo dos Serviços de Restauração Asfáltica como Material Alternativo em Camadas de Pavimentos Flexíveis

Uma técnica de restauração de pavimentos, bastante empregada atualmente, é a fresagem do revestimento asfáltico e recomposição com um novo revestimento. Na operação de fresagem é gerado um grande volume de resíduo, material fresado, que normalmente é descartado em bota-fora. Face ao desafio moderno de dar um destino ecologicamente correto para os resíduos, este trabalho apresenta uma solução para a reutilização do material fresado em camadas granulares de pavimentos flexíveis. Os ensaios de caracterização mostram que a granulometria do fresado não se enquadra nas faixas de estabilização granulométrica, carecendo de finos. Apesar de apresentar certa degradação durante o ensaio de compactação Proctor o material fresado tem um índice de suporte califórnia maior do que 20%, para a energia modificada. Para corrigir a deficiência de finos o material fresado foi misturado com pó-de-pedra em dois teores diferentes (30% e 70%). As misturas apresentaram melhoras no comportamento mecânico, alcançando massas específicas maiores que o fresado e também índices de suporte califórnia maiores. Também é relatado a execução de uma pista experimental numa rua lateral a BR-285 na cidade de Bozano, utilizando material fresado estabilizado granulometricamente com a adição de pó-de-pedra, como material de base de pavimento. Além dos processos executivos são apresentados levantamentos defletométricos que permitem concluir que simultaneamente a um descarte adequado a utilização do material fresado na camada de base é uma ótima solução para pavimentos de baixo volume de tráfego.

Reutilização do Resíduo Oriundo dos Serviços de Restauração Asfáltica como Material Alternativo em Camadas de Pavimentos Flexíveis

Uma técnica de restauração de pavimentos, bastante empregada atualmente, é a fresagem do revestimento asfáltico e recomposição com um novo revestimento. Na operação de fresagem é gerado um grande volume de resíduo, material fresado, que normalmente é descartado em bota-fora. Face ao desafio moderno de dar um destino ecologicamente correto para os resíduos, este trabalho apresenta uma solução para a reutilização do material fresado em camadas granulares de pavimentos flexíveis. Os ensaios de caracterização mostram que a granulometria do fresado não se enquadra nas faixas de estabilização granulométrica, carecendo de finos. Apesar de apresentar certa degradação durante o ensaio de compactação Proctor o material fresado tem um índice de suporte califórnia maior do que 20%, para a energia modificada. Para corrigir a deficiência de finos o material fresado foi misturado com pó-de-pedra em dois teores diferentes (30% e 70%). As misturas apresentaram melhoras no comportamento mecânico, alcançando massas específicas maiores que o fresado e também índices de suporte califórnia maiores. Também é relatado a execução de uma pista experimental numa rua lateral a BR-285 na cidade de Bozano, utilizando material fresado estabilizado granulometricamente com a adição de pó-de-pedra, como material de base de pavimento. Além dos processos executivos são apresentados levantamentos defletométricos que permitem concluir que simultaneamente a um descarte adequado a utilização do material fresado na camada de base é uma ótima solução para pavimentos de baixo volume de tráfego.

Estado del arte del control en sistemas organizacionales y técnicos

La perdurabilidad empresarial es una de las preocupaciones sectoriales, regionales y nacionales estudiada desde diferentes ámbitos (económico, social y académico), convirtiéndose en uno de los objetivos multinivel que impulsa el desarrollo y crecimiento de un país. De otro lado, una de las metodologías que está orientada a garantizar el cumplimiento de los objetivos o comportamientos planificados se denomina “sistemas de control” cuya aplicación es interdisciplinaria, tiene su origen en los sistemas técnicos y se traslada a los sistemas organizacionales. Este trabajo desarrolla una revisión bibliográfica del control, desde la en los sistemas técnicos y desde la Psicología, Sociología y disciplinas sociales a los sistemas organizacionales, identificando dos corrientes. La primera corriente, denominada “clásica” en sistemas causales y la segunda, llamada “inteligente”. El trabajo describe en cada corriente la conceptualización, los propósitos, las metodologías, la estructura, la taxonomía y las críticas en los sistemas de control. El control es abordado con diferentes metodologías, dependiendo de la corriente y de la naturaleza de cada sistema, pero tiene un propósito transversal o interdisciplinario que consiste en generar comportamientos esperados o deseables en el sistema, incluyendo alcanzar objetivos establecidos. En cuanto al desarrollo y comprensión, hay un mayor avance en los sistemas técnicos enfocados básicamente hacia la autonomía del sistema, mientras que en los sistemas organizacionales se ha generado la inquietud de evolucionar o generar controles diferentes o eliminar el control, pero las organizaciones continúan aplicando los controles clásicos y generando resultados de no perdurabilidad empresarial.

Contribución al desarrollo del proceso de selección de centros de mecanizado de alta velocidad, basado en parámetros tecnológicos y de productividad

La selección de centros de mecanizado de alta velocidad es un proceso complejo que requiere de mucha experiencia, puesto que en él intervienen un gran número de variables, tanto tecnológicas como económicas. Existen metodologías orientadas a seleccionar el centro de mecanizado óptimo, considerando únicamente una de estas dos tipologías de variables, sin embargo, esta tesis propone una metodología que contempla ambos tipos. Para ello se identifican las variables que tienen mayor influencia sobre los resultados del proceso de mecanizado, tanto desde un punto de vista de calidad de las piezas fabricadas como de la economía de la fabricación, y se propone un modelo de selección basado en los resultados de un trabajo experimental realizado sobre piezas de aluminio. Dicho modelo se implementa mediante redes neurales, cuyo entrenamiento se realiza en base a los resultados del trabajo experimental mencionado.

Stability lobes diagram identification and surface roughness monitoring in milling processes

La millora de la productivitat i la qualitat són indubtablement dues de les principals exigències del sector productiu modern i factors clau per la competitivitat i la supervivència. Dins aquest sector,la fabricació per arrancada de material juga encara avui en dia un paper protagonista tot i l'aparició de noves tècniques de conformat per addició.Indústries com l'aeronàutica, l'automobilística,la del motlle o l'energètica, depenen en bona part de les prestacions de les màquines-eina. Aquesta Tesi aborda dos aspectes rellevants quan es tracta de millorar de la productivitat i la qualitat del sector productiu: el problema del fimbrament, més conegut per la denominació anglosaxona chatter,i la monitorització de la rugositat superficial en el mecanitzat a alta velocitat.