Visualização experimental de escoamentos no interior de canais munidos de protuberâncias parietais

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Microtunelação. Aplicação a um caso de obra

Um túnel é uma obra subterrânea dimensionada com o objetivo de satisfazer diversas necessidades num mundo onde o planeamento urbano e a gestão de espaços ganha cada vez mais importância. A execução de este género de obras de engenharia pode ter várias finalidades, que podem ir desde a construção/reabilitação de redes de saneamento, abastecimento de água ou gás (túneis de pequeno diâmetro) até à construção/modernização de redes pedonais, rodoviárias ou ferroviárias, galerias mineiras, tuneis para barragens, etc. (túneis de grande diâmetro). As tuneladoras são uma das ferramentas de desmonte mais utilizadas na execução de obras subterrâneas. Existem no mercado vários tipos de máquinas tuneladoras, a sua escolha e dimensionamento depende de diversos fatores que devem ser cuidadosamente analisados, nomeadamente tipo de terreno a escavar, presença ou não de água na zona de escavação, dureza e/ou abrasividade das formações a atravessar, etc. Será feita uma abordagem aos princípios de funcionamento de este tipo de equipamentos, indicando o seu campo de aplicação dentro da respetiva tecnologia de escavação onde se inserem. Finalmente será desenvolvido o caso da empreitada: “Execução da Travessia do Rio Ave, da Estação Elevatória de Vila do Conde e dos Sistemas Elevatória da Aguçadoura e da Apúlia 4 - AR 44.0.08”, onde em alternativa ao desvio provisório do Rio Ave em Vila do Conde foi projetada a execução de duas travessias no diâmetro 1200 mm, uma delas escavadas maioritariamente em terreno aluvionar brando e a outra em terreno rochoso duro e abrasivo com recurso, em ambos casos, à utilização de máquina tuneladora. Através da avaliação do desempenho do equipamento escolhido para execução de este trabalho será estudada a eficiência da utilização deste tipo de equipamento. Com o objetivo de mostrar os custos associados à execução de obras de escavação subterrânea com recurso a utilização de máquinas tuneladoras, será feita uma análise económica e comparativa relativa aos dois casos de obra apresentados.

Aplicação de retroanálise na escavação de um túnel na Ilha da Madeira

Pretende-se determinar os parâmetros geomecânicos de um maciço atravessado por um túnel construído na ilha da Madeira, através de retroanálise. Para tal, recorre-se a um modelo numérico tridimensional para simular o avanço da escavação e a dados obtidos a partir da instrumentação da obra, nomeadamente, através da medição de convergências e deslocamentos superficiais. A análise numérica é aplicada a um problema de identificação de parâmetros geomecânicos, em três secções localizadas muito próximas do emboquilhamento do Faial, do túnel do Faial/Cortado. Este problema rege-se por um comportamento elástico perfeitamente plástico e um critério de rotura de Mohr-Coulomb. Para a resolução do problema recorreu-se à utilização do software de diferenças finitas, FLAC3D, tendo-se usufruído da sua base de programação para modelar o processo complexo de escavação e suporte do túnel. A modelação tridimensional no FLAC3D é conseguida através da sua linguagem de programação interna, FISH, criando funções capazes de simular o processo da escavação parcial, instalação dos elementos de suporte, e monitorizar e extrair as variáveis pretendidas. Numa primeira fase realizou-se uma análise paramétrica relativamente ao comportamento do maciço fazendo variar alguns parâmetros geomecânicos deste. Numa segunda fase do estudo, procedeu-se à otimização de um conjunto de parâmetros elásticos e resistentes, intrínsecos ao material envolvente do túnel, através de retroanálise. A otimização dos parâmetros foi realizada por meio da utilização de expressões de cálculo de medida de dispersão estatística entre os dados obtidos a partir da instrumentação em obra e os resultados correspondentes obtidos a partir da análise numérica. Os valores obtidos para os diferentes parâmetros do maciço rochoso foram comparados com os respetivos valores recolhidos na bibliografia para maciços da ilha da Madeira, bem como com os valores previstos pela caracterização geomecânica efetuada durante a fase de construção do túnel objeto de estudo.

Estudo teórico e experimental das curvas características de um ventilador axial aplicado em pulverização agrícola

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estabelecimento de colônia de Lutzomyia neivai (Diptera:Psychodidae) e construção de túnel de vento para avaliação de substâncias atrativas para flebotomíneos

Os flebotomíneos (Diptera, Psychodidae) são insetos transmissores de leishmanioses e arboviroses. O estabelecimento de colônias em laboratório para o estudo comportamental da espécie Lutzomyia neivai, transmissor da leishmaniose tegumentar, requer manutenção e cuidados especiais. Os insetos hematófagos são atraídos por substâncias voláteis liberadas pelos hospedeiros e o estudo dessas substâncias é denominado “ecologia química”. A capacidade atrativa das substâncias pode ser medida em laboratório por meio de aparatos como túneis de vento. Entretanto, muitas variáveis interferem na eficácia de um túnel de vento, como por exemplo: tamanho do túnel, forma de liberação e captura dos insetos, velocidade e forma da pluma de odor e altura da fonte de liberação de odor (meio ou base do túnel). Este estudo tem como finalidade o estabelecimento de uma colônia de Lutzomyia neivai e a construção de um túnel de vento, desenvolvido e modificado a partir de literatura de referência, para avaliação de substâncias atrativas. Os espécimes foram coletados na região de Araraquara, nos municípios de Rincão e Santa Eudóxia. Após a coleta, os insetos capturados foram levados para a Faculdade de Ciências Farmacêuticas – Campus Araraquara onde a colônia foi mantida e os experimentos realizados

Projeto mecânico de um modelo para túnel de vento e validação de seus componentes à partir de simulações em software de elementos finitos

The objective of this study was to develop a model that allows testing in the wind tunnel at high angles of attack and validates its most critical components by analyzing the results of simulations in finite element software. During the project this structure suffered major loads identified during the flight conditions and, from these, we calculated the stresses in critical regions defined as the parts of the model that have higher failure probabilities. All aspects associated with Load methods, mesh refining and stress analysis were taken into account in this approach. The selection of the analysis software was based on project needs, seeking greater ease of modeling and simulation. We opted for the software ANSYS® since the entire project is being developed in CAD platforms enabling a friendly integration between software's modeling and analysis

Projeto de adaptação do sistema de injeção do túnel transônico para ensaios em bocais de foguete

In this work, the project of a new experimental facility to be installed at the Aerodynamics Division of the Institute of Aeronautics and Space is presented. This new facility will provide means to perform experimental campaigns to analyze the flow behavior at different rocket nozzle concepts using cold gas that will be obtained from a modification of the Pilot Transonic Wind Tunnel air system. The new installation will enable less expensive experiments in a more secure environment, since the cold gas experimental procedures do not demand fuel storage and burn and security procedures are much less severe. Furthermore, experiments can be carried with different types of sensors, commonly used in wind tunnel tests. Also, the optical access is facilitated enabling the use of optical techniques for the characterization of flow properties inside the nozzles, such as pressure and temperature sensitive painting. The full project design and the operation conditions will be showed, as also some technical considerations about the flor behavior in the facility

Projeto de adaptação do sistema de injeção do túnel transônico para ensaios em bocais de foguete

In this work, the project of a new experimental facility to be installed at the Aerodynamics Division of the Institute of Aeronautics and Space is presented. This new facility will provide means to perform experimental campaigns to analyze the flow behavior at different rocket nozzle concepts using cold gas that will be obtained from a modification of the Pilot Transonic Wind Tunnel air system. The new installation will enable less expensive experiments in a more secure environment, since the cold gas experimental procedures do not demand fuel storage and burn and security procedures are much less severe. Furthermore, experiments can be carried with different types of sensors, commonly used in wind tunnel tests. Also, the optical access is facilitated enabling the use of optical techniques for the characterization of flow properties inside the nozzles, such as pressure and temperature sensitive painting. The full project design and the operation conditions will be showed, as also some technical considerations about the flor behavior in the facility