[pt] A estabilidade de encostas constituídas por solos residuais não saturados sofre grande influência das variações das condições de fluxo locais, uma vez que, em muitos casos, grande parte de sua resistência ao cisalhamento é conferida pela coesão aparente acarretada pelo fenômeno de sucção. Sabendo disso, o presente trabalho avaliou, através de análises de estabilidade e de fluxo realizadas em modelos bi e tridimensionais, a possibilidade de se criar um modelo onde o resultado final de estabilidade independa da distribuição de sucção inicial. As análises e modelagens de fluxo e estabilidade foram executadas com auxílio dos softwares SVDesigner, SVSlope e SVFlux-GE integrantes do pacote SVoffice, desenvolvido pela SoilVision. Buscou-se quantificar a influência da distribuição da sucção inicial nos casos estudados. Os parâmetros de solo utilizados como dados de entrada nos modelos derivaram de estudos desenvolvidos por de Oliveira (2013) sobre os mecanismos de ruptura de movimentos de massa que ocorreram em Nova Friburgo durante o megadesastre que ocorreu na Região Serrana do Rio de Janeiro em 2011, e os dados climáticos advieram de registros contemporâneos e pretéritos ao evento. Nos modelos 2D foi possível, ao se considerar aproximadamente oito meses de dados climáticos, que diferentes condições iniciais de sucção homogêneas convergissem para um resultado único de estabilidade. Nas modelagens também foi observado que o comportamento do fluxo diferiu entre os modelos 2D e 3D o que teve um significativo impacto em suas análises de estabilidade. / [en] The stability of slopes consisting of unsaturated residual soils is strongly influenced by variations in local flow conditions, since in many cases much of their shear strength is conferred by the apparent cohesion caused by the suction phenomenon. With this in mind, the present study evaluated the possibility of creating a model where the final stability result is independent of the initial suction distribution through stability and flow analyzes performed in two and three-dimensional models. Flow and stability analyzes and modeling were performed using the SVDesigner, SVSlope and SVFlux-GE software components of the SVoffice package developed by SoilVision. It was tried to quantify the influence of the initial suction distribution in the cases studied. The soil parameters used as input data in the models were derived from studies developed by de Oliveira (2013) on the mechanisms of rupture of the mass movements that occurred in Nova Friburgo during the disaster that occurred in the Serrana Region of Rio de Janeiro in 2011, and the climatic data came from records in the region during and before the event. In the 2D models, it was possible, considering approximately eight months of climatic data, that different initial homogeneous suction conditions converged to a single stability result. It was also observed that the flow behavior differed between the 2D and 3D models, which had a significant impact on their stability analyzes.

[pt] Os depósitos de solo próximos à superfície podem influenciar significativamente a amplitude, duração e conteúdo de frequências do movimento causado por terremotos. A avaliação de danos causados pelos terremotos indica que os menores níveis de dano se produzem em edificações com fundação em solo rijo, enquanto que os maiores níveis de dano se produzem, em geral, em estruturas fundadas em solo mole. O objetivo desta pesquisa é analisar a resposta sísmica de três sítios conformados por solo mole de alta plasticidade não susceptíveis à liquefação, classificados como sítios tipo E ou F segundo a norma de construção International Building Code, cuja classificação é baseada na velocidade da onda cisalhante nos 30 primeiros metros do perfil de solo. Este estudo focou em realizar simulações numéricas, chamadas análises de resposta de sítio com terremotos de projeto em rocha determinados em função do estudo de ameaça sísmica local. Foram usados os programas de análise de propagação de ondas 1D SHAKE2000 e D-MOD2000. O primeiro incorpora o modelo de análise linear equivalente. O segundo é um programa de análise não linear baseado no modelo constitutivo hiperbólico MKZ, com capacidade de realizar análises em termos de tensões totais e em termos de tensões efetivas mediante modelos de degradação cíclica e geração e redistribuição de poropressão. Este estudo verificou que movimentos de alta intensidade propagados verticalmente através de um perfil de solo mole induz altos níveis de deformação cisalhante resultando em um maior amortecimento do solo o que produz a atenuação das acelerações. Na análise das histórias de deslocamento relativo, observou-se vários ciclos com deslocamentos máximos entre 12 e 24 cm, o que sugere que o deslocamento poderia ser um parâmetro mais representativo do potencial de dano do movimento, observando-se que o deslocamento, em oposição à aceleração, é amplificado à medida que a intensidade do movimento aumenta. / [en] Near surface soils can greatly influence the amplitude, duration, and frequency content of ground motions. The survey of damage caused by earthquakes indicates that the lowest levels of damage occur in structures founded on rock or hard soil, while most of the damage occurs usually in structures founded in soft soil sites. The scope of this research is to analyze the seismic response of three sites with high plasticity soft soil deposits not susceptible to liquefaction, classified as sites E or F according to the building code International Building Code, whose classification is defined by the time averaged shear wave velocity over the top 30 meters of the soil deposit. This study focused on generating data from numerical simulations, called site response analyses. To this end, design earthquakes on rock are determined considering the local seismic hazard. For this study the programs of one-dimensional wave propagation analysis SHAKE2000 and D-MOD2000 were used. The first one is a well known code for the equivalent linear method. The second, is a nonlinear analysis code based on the hyperbolic constitutive model MKZ, capable of performing analyses in terms of total stresses and in terms of effective stresses incorporating models of cyclic degradation and, generation and redistribution of pore pressure for sands and clays. This study verified that high intensity motions vertically propagated through a soft soil profile induce high levels of shear strain resulting in greater soil damping which produces the attenuation of the acceleration. From the analysis of the relative displacement histories of the ground, which shown many cycles with a maximum displacement between 12 and 24 cm, it is suggested that the displacement could be a more representative parameter of the potential of damage of strong motions, showing that the displacement, as opposed to the acceleration, is amplified as the intensity of the motion increases.

[pt] Em cenários de tomada de decisão, quando um agente, humano ou máquina, necessita de mais conhecimento para decidir devido a uma lacuna de conhecimento, surge uma necessidade de informação. Os usuários podem conscientemente tomar a iniciativa de adquirir conhecimento para preencher essa lacuna através de tarefas de buscas por informação. As consultas do usuário podem ser incompletas, imprecisas e ambíguas. Isso ocorre porque parte da informação necessária está implícita ou porque o usuário não compreende totalmente o domínio ou a tarefa que motiva a busca. Esta condição está prevista nas abordagens de busca exploratória. Embora os Grafos de Conhecimento (KG) sejam reconhecidos como fontes de informação com grande potencial para integração de dados e busca exploratória, eles são incompletos por natureza. Além disso, KGs Crowdsourced, ou KGs construídos pela integração de diversas fontes de informação de qualidade variável, precisam de uma Camada de Confiança para serem eficazes no suporte a processos de tomada de decisão. A avaliação da veracidade do conhecimento depende dos contextos das alegações e das tarefas a serem realizadas ou pretendidas (propósito). Esta pesquisa tem como objetivo preparar e consultar KGs para apoiar a exploração ciente de contexto em cenários de tomada de decisão. As contribuições incluem uma arquitetura para sistemas de apoio à decisão, composta por uma Camada de Decisão, uma Camada de Confiança e uma Camada de Conhecimento que opera sob a hipótese de Mundo Aberto Dual. A Camada de Conhecimento é composta por um Grafo de Conhecimento enriquecido de Contexto (CoaKG) e uma Máquina de Consulta baseada em CoaKG. CoaKG estende um KG padrão com mapeamentos de contexto para identificar o contexto explicitamente representado e regras para inferir o contexto implícito. A máquina de Consulta baseada em CoaKG foi projetada como uma abordagem de resposta a consultas que recupera todas as respostas contextualizadas (possíveis). A Wikidata é objeto de uma Prova de Conceito para avaliar a eficácia da Camada de Conhecimento. / [en] In decision-making scenarios, an information need arises when an agent, human, or machine needs more knowledge to decide due to a knowledge gap. Users can consciously take the initiative to acquire knowledge to fill this gap through information search tasks. User queries can be incomplete, inaccurate, and ambiguous. It occurs because part of the information needed is implicit or because the user does not fully understand the domain or the task that motivates the search. This condition is foreseen within the exploratory search approaches. Although Knowledge Graphs (KG) are recognized as information sources with great potential for data integration and exploratory search, they are incomplete by nature. Besides, Crowdsourced KGs, or KGs constructed by integrating several different information sources of varying quality, need a Trust Layer to be effective. The evaluation of knowledge truthfulness depends upon the contexts of claims and tasks being carried out or intended (purpose). This research aims to prepare and query KGs to support context-aware exploration in decision-making scenarios. The contributions include a framework for Context Augmented Knowledge Graphs-based Decision Support Systems composed of a Decision Layer, a Trust Layer, and a Knowledge Layer that operates under a Dual Open World Assumption. The Knowledge Layer comprises a Context Augmented KG (CoaKG) and a CoaKG Query Engine. CoaKG contains contextual mappings to identify explicit context and rules to infer implicit context. CoaKG Query Engine is designed as a query-answering approach that retrieves all contextualized (possible answers) from the CoaKG. Wikidata is the object of a Proof of Concept to evaluate the effectiveness of the Knowledge Layer.

[pt] A água de um aquífero não é totalmente pura, ela contém substâncias constituintes dissolvidas como sulfatos e cloretos, líquidos e constituintes orgânicos, inorgânicos dissolvidos e patógenos. É importante a remediação da água contaminada com o controle ou remoção da fonte de contaminação, evitando a contínua propagação do poluente no aquífero. A captura da pluma de contaminação pode ser realizada com poços de bombeamento, formando zonas de captura, impedindo sua propagação para áreas limpas e removendo o poluente. Esta extração deve ser com o menor volume de água possível pois esta deverá ser descontaminada e utilizada ou descartada. Tendo esta direção de pesquisa, este trabalho baseia-se no desenvolvimento de um software, que possa simular o fluxo de água em um aquífero confinado e a formação de zonas de captura para a extração de poluentes por poços; na investigação de diferentes operações de bombeamento minimizando as zonas de estagnação. O software desenvolvido utiliza elementos finitos 2d; variação no tempo das condições de fluxo monofásico; obtém a solução no tempo pelo método da integração temporal. Os estudos numéricos consideraram o aquífero homogêneo ou heterogêneo e isotrópico, e o fluxo de água segue a lei de Darcy. Foram analisadas zonas de captura sob diferentes condições hidrogeológicas; com poços em diferentes posições, com diferentes vazões e com bombeamento constante e; a utilização de poços de injeção reinjetando água extraída. Foi constatado que a modelagem numérica é importante na avaliação de estratégias de bombeamento. / [en] The aquifer water is not totally pure, it contains dissolved constituents from natural solids sources such as sulfates and chlorides. Also, there are organic liquids, organic and inorganic constituents dissolved or pathogens from an anthropogenic source. It is important the contaminated water remediation with the control or removal of the source of contamination, avoiding the continuous propagation of the contamination plume in the aquifer and the reduction of contaminant concentration levels. Control and capture of the contamination plume can be done by pumping wells positioned at the edge of the plume, forming the capture zones to prevent the plume propagation to the not contaminated areas and to remove the pollutant from the aquifer. This extraction should be with a few water volumes, as this should be decontaminated and used or discarded. With this research direction, this work is based on the development of a software to simulate the water flow in a confined aquifer and the formation of the capture zone by pumping wells. Also, it is based on the investigation of different pumping operation features to maximize the contaminant extraction with the minimizing of the withdrawn water volume. The developed software uses bi and three-dimensional finite elements; time variation of monophasic flow conditions; obtains the solution in time by the method of direct temporal integration. The numerical studies considered homogeneous or heterogeneous and isotropic aquifer, and the groundwater flow follows Darcy s law. The formation of the capture zone under different hydrogeological conditions was analyzed; also, with pupping wells in different positions, with different flows conditions and with constant pumping and; the use of injection wells reinjecting extracted water. It was verified that the numerical modeling is important to the evaluation of pumping strategies that provide the greatest removal of solute mass with the lowest water volume extraction.

[pt] Este trabalho tem por objetivo a modelagem do comportamento dinâmico do motor de CC shunt, através da metodologia dos grafos de ligação. Primeiro será feito um levantamento de todos os parâmetros mecânicos, elétricos e magnéticos da máquina. O segundo passo será a obtenção de um grafo de ligação do motor e de suas respectivas equações de estado representativas. Através destas equações e dos parâmetros obtidos em laboratório será montado um modelo de simulação computacional pelo Matlab para verificação do comportamento da máquina desde a partida até o regime permanente, comprovando a veracidade do modelo. / [en] This work has the goal of modeling the dynamic behavior of a CC shunt motor, through the methodology of bond graphs. First all the mechanical, eletrical and magnetic parameters of the machine are measured. The second step will be the development of the motor bond graph and of its respective state equations. Using these equations and the measured parameters a Matlab simulation is set up to verify the transient behavior of yhe machine, checking the truthfulness of the model.

[pt] Neste trabalho é desenvolvido um procedimento para a geração por inspeção das equações de estado e funções de transferência associadas a um grafo de ligação por meio de análises literal e numérica. O procedimento consiste na identificação de caminhos causais e a determinação de suas contribuições para as equações. É analisada a formulação matemática e discutida a implementação do procedimento em um código computacional. A aplicação do procedimento é ilustrada com exemplos, descreve-se detalhadamente as rotinas de entrada de dados, variáveis auxiliares, identificação dos caminhos e malhas causais, assim como a forma de apresentação dos resultados. / [en] In this work a procedure for the computer generation by inspection of the state equations and transfer functions, both in literal and numerical form, associated to a bond graph is discussed. The procedure consists of the identification of causal paths and the determination of its contributions for the equations. The mathematical background and the implementation of the procedure in a computational code are, also, presented. The application of the procedure is illustrated with examples; the routines for data entry, causal path and mesh identification and the used variables are described, as well as the form of presentation of the results.

[pt] A caracterização das zonas de dano no entorno das falhas geológicas é importante para a indústria de óleo e gás pois as estruturas geológicas presentes podem afetar tanto os processos de fluxo nos reservatórios quanto o comportamento geomecânico dos campos. Como aproximação inicial, a espessura das zonas de dano tem sido correlacionada diretamente com os rejeitos de falha. No entanto, a dispersão dos dados levantados em campo indica que outras variáveis, além do rejeito, também podem afetar à espessura da zona de dano, particularmente em rochas carbonáticas. Neste sentido, o objetivo desta dissertação é a avaliação do impacto das propriedades geomecânicas dos carbonatos na previsão da espessura da zona de dano em falhas geológicas dos campos do pré-sal Brasileiro. Em função das incertezas na definição das propriedades geomecânicas, estas foram inferidas a partir de correlações empíricas que foram estabelecidas com a porosidade. Em seguida, fazendo uso de modelagem numérica, se realizou um planejamento de experimentos, obtendo-se a espessura da zona de dano a partir de diferentes combinações de parâmetros geomecânicos. Logo, empregando o método da superfície de resposta, foram definidos modelos de regressão que preveem a espessura da zona de dano a partir do rejeito e da porosidade das rochas carbonáticas avaliadas. Os resultados indicam que os modelos de regressão propostos permitem estimar espessuras de zonas de dano consistentes com as observações em campo, e, portanto, podem ser utilizadas para uma caracterização preliminar das zonas de dano nos processos exploratórios da indústria de óleo e gás. / [en] The characterization of damage zones surrounding geological faults is important for the oil and gas industry, as the geological structures present can affect both the fluid flow in reservoirs and the geomechanical behavior of fields. As an initial approximation, the width of damage zones has been directly correlated with fault throw. However, the dispersion of data collected in the field indicates that other variables, besides fault throw, can also affect the width of the damage zone, particularly in carbonate rocks. In this sense, the objective of this dissertation is to evaluate the impact of geomechanical properties of carbonates on the prediction of the thickness of the damage zone in geological faults in the Brazilian pre-salt fields. Due to uncertainties in defining geomechanical properties, they were inferred from empirical correlations that were established with porosity. Then, using numerical modeling, a design of experiments was carried out, obtaining the width of the damage zone from different combinations of geomechanical parameters. Next, employing the response surface method, regression models were defined that predict the width of the damage zone from fault throw and porosity of the evaluated carbonate rocks. The results indicate that the proposed regression models allow for the estimation of damage zone widths consistent with field observations and therefore can be used for preliminary characterization of damage zones in exploration processes in the oil and gas industry.

[pt] Na geotecnia, os parâmetros de resistência do solo são essenciais para qualquer projeto. Os ensaios de campo e laboratório são essenciais, mas ainda enfrentam muitas limitações práticas e financeiras. Além disso, métodos tradicionais, apoiados em relações empíricas ou teóricas, frequentemente não conseguem abranger a complexidade comportamental do solo. Diante disso, destaca-se a necessidade de explorar alternativas para superar essas barreiras. Neste contexto, a inteligência artificial surge como uma abordagem inovadora. Este estudo propõe um modelo preditivo para analisar a curva tensão-deslocamento em ensaios de cisalhamento direto e tensão-deformação em ensaios de cisalhamento simples (Direct Simple Shear - DSS) em areia. Após coletar e digitalizar dados de diversas fontes acadêmicas, formou-se uma base experimental robusta para treinar três algoritmos de Machine Learning (ML): Support Vector Regression (SVR), Random Forest (RF) e Feedforward Neural Network (FNN). Foram realizadas análises comparativas dos modelos, com foco particular na avaliação de métricas de desempenho e curvas dos ensaios de validação. O RF destacou-se por sua precisão e confiabilidade. Embora os modelos SVR e FNN tenham demonstrado utilidade, o RF emergiu como o mais eficaz. Este resultado reforça a viabilidade dos modelos de ML, particularmente o RF, como ferramentas valiosas para engenheiros geotécnicos e pesquisadores na previsão do comportamento de areias, mesmo com um conjunto de dados limitado. / [en] In geotechnics, soil resistance parameters are essential for any project. Field and laboratory tests are essential, but still face many practical and financial limitations. Moreover, traditional methods, relying on empirical or theoretical relationships, often fail to encompass the soil s behavioral complexity. In light of this, there is a highlighted need to explore alternatives to overcome these barriers. In this context, artificial intelligence emerges as an innovative approach. This study proposes a predictive model to analyze the stress-displacement curve in direct shear tests and stress-strain in Direct Simple Shear (DSS) in sand. After collecting and digitizing data from various academic sources, a robust experimental base was formed to train three Machine Learning (ML) algorithms: Support Vector Regression (SVR), Random Forest (RF), and Feedforward Neural Network (FNN). Comparative analyses of the models were conducted, with a particular focus on the evaluation of performance metrics and validation test curves. RF stood out for its accuracy and reliability. Although the SVR and FNN models demonstrated utility, RF emerged as the most effective. This result reinforces the viability of ML models, particularly RF, as valuable tools for geotechnical engineers and researchers in predicting the behavior of sands, even with a limited data set.

[pt] Atualmente o processo que envolve a construção de um empreendimento é baseado em documentos impressos e desconexos. Há uma tendência global de que um mesmo projeto seja elaborado por diversas empresas e diferentes equipes, porém, as ferramentas computacionais que são utilizadas ainda são as mesmas de décadas atrás. Devido a essa mudança de paradigma, a metodologia conhecida como modelagem da informação da construção, BIM, vem aos poucos ganhando aceitação na área de AEC (Arquitetura, Engenharia e Construção). Motivada por esse processo de transição, essa dissertação tem como objetivo estudar e avaliar algumas das ferramentas computacionais disponíveis no mercado que são utilizadas na implementação da metodologia BIM. Essa avaliação é feita a partir do projeto de um empreendimento real que foi feito utilizando a metodologia tradicional, isto é, documentos 2D independentes. O projeto é modelado em 3D com uma base de dados integrada de acordo com a metodologia BIM. O projeto baseado no modelo 3D é então comparado com o projeto original. Ao término desse estudo são obtidos exemplos reais dos benefícios da modelagem 3D parametrizada. Uma série de deficiências são detectadas nos documentos 2D originais, o que não teria acontecido caso a metodologia BIM fosse usada desde o início do projeto. Além disso, é avaliada a integração entre uma ferramenta de modelagem 3D estrutural (Autodesk Revit Structure 2012) e um software de análise estrutural (Autodesk Robot 2012). Estratégias de integração são testadas e as melhores práticas são descritas em detalhe. Os resultados obtidos sugerem que o uso da metodologia é promissor e sua implementação deve ser seriamente considerada no Brasil. / [en] Currently the process involved in the construction of a facility remains fragmented and dependent on paper-based communication modes. There is a global trend where a single project may be developed by different companies and may involve several teams of specialists. However, the computational tools that are still in use are the same as the ones being used for decades. Due to this paradigm shift, a methodology known as Building Information Modeling, BIM, has been gaining acceptance in the AEC (Architecture, Engineering and Construction) area. Motivated by this process of transition, this thesis aims to study and evaluate some of the computational tools available in the market that are used to implement the BIM methodology. This assessment is made using the design of an actual facility, which is done using the traditional 2D design methodology, i.e., disjoint 2D documents. The project is modeled in 3D with using integrated database according to the BIM methodology. The resulting project is then compared to the original project. At the end of this study, real examples of the benefits of parameterized 3D modeling are obtained. Several inconsistencies in the original design documents are observed, which would not have occurred if the BIM methodology had been used from the beginning of the project. In addition, the integration between a 3D structural modeling tool (Autodesk Revit Structure 2012) and a structural analysis tool (Autodesk Robot 2012) is evaluated. Integration strategies are tested and the best practices are described in detail. The findings of this work suggest the use of the BIM methodology is promising and support its use in Brazil.

[pt] O processo de tratamento de tumores por embolização vascular é sensível ao conjunto de partículas poliméricas empregado, ditos agentes embólicos, cujos fatores como tamanho e morfologia influenciam no sucesso do procedimento e podem ocasionar complicações quando mal dimensionados. Partículas esféricas de poli(acetato de vinila-co-metacrilato de metila) apresentam a maioria das características desejadas após tratamento por hidrólise alcalina. Este material é relativamente novo, o que significa que há uma lacuna de conhecimento em relação ao estudo dos fenômenos que regem sua cinética. Dessa forma, o presente trabalho investigou a cinética de copolimerização responsável pela sua produção. No desenvolvimento matemático, o método dos momentos foi utilizado assumindo estado quase-estacionário para as espécies radicalares. Além disso, o modelo considera difusão das moléculas no meio para contabilização dos efeitos viscosos, comumente determinados empiricamente. Constatou-se que as características físicas dos monômeros, assim como os parâmetros cinéticos da homopolimerização, puderam ser utilizados na copolimerização. Entretanto, como relatado na literatura para outros sistemas, os efeitos viscosos se comportam de forma consideravelmente diferente na copolimerização, sendo necessário a reestimação de alguns parâmetros relativos aos mesmos. Assim, foi possível reproduzir de forma adequada perfis de conversão, massas molares médias e composição do copolímero. Concluiu-se que o modelo proposto é capaz de representar a cinética da copolimerização em suspensão do poli(acetato de vinila-co-metacrilato de metila), possibilitando um melhor controle das características do copolímero aplicado ao procedimento de embolização vascular. Até onde se tem conhecimento, este é o primeiro trabalho que investiga e implementa com sucesso a modelagem cinética desse sistema. / [en] The treatment of vascularized tumors through vascular embolization is sensible to the polymeric particles used during procedure. These embolic agents have attributes, like size and morphology, which play a significant role on the success of this technique and can promote complications when not well dimensioned. Among the many options available, spherical particles of poly(vinyl acetate-co-methyl methacrylate) present most desired characteristics after alkalyne hydrolysis treatment. Being relatively new, the literature lack studies related to the kinetics of production of this material. Therefore, this research investigated the copolymerization kinetics of poly(vinyl acetate-co-methyl methacrylate) production. In the mathematical development, the method of moments was used assuming quasi-steady state for the free radical species. Additionally, the model includes the viscous effects through the diffusion of the involved molecules, which is usually accounted empirically. It was possible to use the physical properties of the monomers as well as the homopolymerization kinetic parameters in the copolymerization. However, as reported in the literature, some parameters are sensible to the system and some viscous effects affect the copolymerization differently. Therefore, some parameters were reestimated. It was possible to predict the conversion, average molecular weights and composition. Consequently, the model was capable of representing the kinetics of the suspension copolymerization of poly(vinyl acetate-co-methyl methacrylate), meaning it could be used to improve the production of this polymer as an embolic agent for vascular embolization procedure. As far as known by the author, this is the first study to successfully perform the kinetic modeling of this specific system.