[pt] A busca por soluções geotécnicas que aumentem a vida útil das estruturas e também possam economizar material natural levou ao desenvolvimento de produtos conhecidos como geossintéticos. Dentre as várias famílias de geossintéticos, foram criados elementos que funcionassem como reforço de base-subleito em pavimentos na condição de subleito muito deformável, denominadas geogrelhas. O presente trabalho teve o objetivo de analisar o comportamento mecânico de uma estrutura de pavimento reforçado com geogrelha, submetida à aplicação de carregamento cíclico e à variação de umidade do material do subleito. Foi utilizado para o desenvolvimento dos ensaios um modelo físico de verdadeira grandeza no qual foi construída a estrutura do pavimento composta de um subleito de 100 cm de espessura e uma camada de base de brita de 20 cm de espessura. Nesta estrutura analisou-se o efeito da inserção do geossintético como reforço de camada de base e a variação da umidade do subleito. As medidas fornecidas pelos transdutores de deslocamentos (LVDTs) foram os parâmetros de comparação entre a estrutura de pavimento com e sem reforço no decorrer dos ensaios. Os refletômetros no domínio do tempo (TDRs) monitoraram a variação da umidade do subleito. A comparação entre os deslocamentos da estrutura reforçada e não reforçada permitiu determinar a influência do reforço mostrando-se eficiente na redução dos deslocamentos superficiais verticais. A utilização de equipamentos portáteis para avaliar o comportamento mecânico do pavimento in situ mostraram ser uma ferramenta recomendável para estudos defletométricos de forma pontual no pavimento. / [en] The search for geotechnical solutions that increase the life time of structures and can also reduce the use of natural materials carried out to the development of products known as geosynthetic. Among the various families of geosynthetics, have been created elements which function as reinforcement of base-subgrade of pavements when the condition of the subgrade is very deformable, called geogrids. This study had the objective to analyze the mechanical behavior of a structure of geogrid reinforced pavement, submitted to the application of cyclic loading and variation in subgrade layer moisture. It was used for the development of tests a true scale physical model, in which was built a structure of pavement composed of a subgrade with 100 cm of thickness and a gravel layer of 20 cm of thickness. In this structure has been analyzed the effect of insertion of geogrid like base layer reinforcement and a variation in subgrade layer moisture. The measures provided by the displacement transducers (LVDTs) were the parameters of comparison between a structure of pavement with and without reinforcement during the tests. The Time Domain Reflectometry (TDR) monitored the variation of moisture from the subgrade. The comparison between the displacements of reinforced and unreinforced structure allowed determine the influence of reinforcement showing to be efficient to reduce superficial vertical displacements. The use of mobile devices to evaluate the mechanical behavior of the pavement in situ proved to be a tool recommended for punctual studies on pavements.

[pt] Em geral a segurança das estruturas hidráulicas, em particular das barragens é muitas vezes ameaçada devido à formação de erosão próximo as fundações em conseqüência das altas velocidades dos jatos que partem dos vertedouros atingindo os maciços rochosos a jusante. O fenômeno de erosão envolve uma complexa interação entre processos hidráulicos e mecânicos. Um dos principais problemas no desenvolvimento dos métodos para estudo de erosões em rocha, esta associados ao entendimento dos complexos fenômenos físicos envolvidos no processo, cuja maioria não pode ser descritos e nem testados em escala de laboratório. A observação de fenômenos naturais, a avaliação do desempenho de estruturas hidráulicas, juntamente com a realização de experimentos em nível de laboratório e o desenvolvimento de modelos analíticos e numéricos têm contribuído muito para o entendimento dos mecanismos envolvidos no processo de erosão. Neste contexto, com o apoio da empresa Eletrobrás Furnas, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo físico implantado no laboratório de geotecnia da PUC-Rio, o qual possibilita a compreensão do processo físico de movimentação dos blocos rochosos durante a erosão, além da verificação e calibração de modelos numéricos a serem desenvolvidos. Inicialmente são abordados aspectos básicos sobre o comportamento mecânico e hidráulico dos maciços rochosos fraturados, evidenciando as propriedades das descontinuidades, além da importância destes aspectos no comportamento dos maciços ao efeito erosivo. O segundo capitulo apresenta o objeto de estudo deste trabalho, que é, o entendimento do fenômeno erosivo de maciços rochosos fraturados a jusante de dissipadores do tipo salto esqui, sendo abordado os aspectos hidráulicos e geomecânicos básicos envolvidos e os métodos existentes para a avaliação da erosão. O terceiro capítulo apresenta a proposta da célula cilíndrica desenvolvida, sendo descrito aspectos importantes, tais como a escolha do tipo de material, detalhamento e dimensionamento da célula. O próximo capítulo tem como intuito principal apresentar inicialmente os diferentes equipamentos utilizados nos ensaios juntamente com o sistema de aquisição de dados desenvolvido. Sendo também apresentada a metodologia utilizada para execução dos ensaios. O penúltimo capítulo apresenta a descrição dos ensaios realizados, os quais buscaram o melhor entendimento comportamento dos blocos rochosos durante o processo erosivo que ocorre a jusante de vertedouros. Os resultados experimentais obtidos pelo modelo físico desenvolvidos são apresentados, mostrando que é um importante equipamento de análise experimental para a previsão de processos erosivos a jusante de vertedouros, mas que também pode servir como suporte para a verificação e a calibração de modelos numéricos a serem desenvolvidos, os quais poderão servir como medidas de engenharia para mitigação do fenômeno erosivo. / [en] In general the safety of hydraulic structures, particularly dams is often threatened due to the formation of erosion around the foundations as a result of high speeds of the jets leaving the spillways reaching solid rock downstream.The erosion phenomenon involves a complex interaction between processes hydraulic and mechanical. A major problem in developing methods for study of erosion in rock, associated with this understanding of complex physical phenomena involved in the process, most of which can not be described nor tested in scale laboratory.The observation of natural phenomena, the performance evaluation of hydraulic structures, along with performing experiments in laboratory level and the development of analytical models and numbers have contributed greatly to the understanding of the mechanisms involved in the process of erosion.In this context, with the support of the company Eletrobrás Furnas, this paper presents the development of a physical model implemented in geotechnical laboratory at PUC-Rio, which furthers our understanding of physical process of transferring blocks of rocks during erosion, beyond verification and calibration of numerical models to be developed.Initially, it discusses basic aspects of the behavior mechanical and hydraulic fractured rock masses, showing the properties of the discontinuities and the importance of these aspects in behavior of the massive erosive effect.The second chapter presents the object of the present study, that is, the understanding of the phenomenon of erosive fractured rock masses downstream sinks like ski jumping, and discussed aspects basic hydraulic and geomechanical involved and existing methods for the assessment of erosion.The third chapter presents the proposal of the cylindrical cell developed as described important aspects such as choice the type of material, detail and scale of the cell.The next chapter is the primary purpose to present initially different equipment used in the tests with the system developed data acquisition. Is also presented methodology used to perform tests. The penultimate chapter presents a description of the tests, the which sought to better understand the behavior of rock blocks during the erosion process that occurs downstream of spillways. The experimental results obtained by physical model is developed presented, showing that it is an important analytical equipment experimental prediction of erosion downstream spillway, but it can also serve as support for verification and calibration of numerical models to be developed, which can serve as engineering measures to mitigate the erosion phenomenon.

[pt] Um dos grandes desafios da computação gráfica é conseguir representar ambientes virtuais que assemelham-se aos ambientes reais observados pelos seres humanos em seu dia-a-dia. A fim de alcançar essa representação, diversos estudos foram realizados na área de renderização fotorealística e, principalmente, na que diz respeito à modelagem física e representação de fenômenos naturais. Esse estudo propõe explicar e analisar técnicas que representam o fenômeno de dispersão atmosférica; responsável por definir a cor da atmosfera/céu. Para alcançar esse objetivo, serão apresentadas duas técnicas: uma técnica baseada em um modelo físico e outra baseada em um modelo analítico e de aproximações. Esse estudo apresenta os detalhes de cada uma das técnicas e apresenta um comparativo para auxiliar na escolha da técnica de acordo com a necessidade e os requisitos da aplicação que irá representar o fenômeno de dispersão atmosférica. / [en] One of the greatest challenges of computer graphics is to represent virtual environments that resemble real environments observed by humans in their day-to-day. In order to achieve this representation, several studies have been conducted in the area of photorealistic rendering, and especially in regards to physical modelling and representation of natural phenomena. This study aims to explain and analyze techniques that represent the phenomenon of atmospheric scattering; responsible for setting the color of atmosphere/sky. To achieve this goal, two techniques are presented: one based on a physical model and the other based on an analytical model and approximations. This study presents the details of each technique and a comparative to help in choosing the technique according to the need and requirements of the application that will represent the phenomenon of atmospheric scattering.

[pt] O presente estudo teve como principal objetivo demonstrar que fibras derivadas da reciclagem de garrafas PET (Polietileno Tereftalato), confeccionadas com 100 porcento do resíduo, pela indústria têxtil, podem ser uma boa alternativa se utilizadas como reforço de solos, quando submetidos a diferentes níveis de cargas. Buscando uma melhor aplicabilidade para este material, foram executados ensaios de compressão triaxial drenados em laboratório, bem como ensaios de prova de carga em placa e também com simulação de um talude em modelo físico reduzido, para a determinação do comportamento mecânico de uma areia e do compósito areia-fibras PET. Para os ensaios triaxiais drenados, foram utilizadas fibras PET com dois títulos (correspondente ao diâmetro das fibras) e comprimentos distintos (1,4 dtex com 38 mm e 3,3 dtex com 56 mm), inseridas aleatoriamente na massa de solo, onde foi utilizado o teor de 0,5 porcento de fibras, em relação ao peso seco do solo, teor de umidade de 10 porcento e densidade relativa de 50 porcento. Os resultados mostraram que o comportamento da areia pura é influenciado pela adição de fibras PET, melhorando os parâmetros de resistência, como o intercepto coesivo e o ângulo de atrito, definidos pelo critério de Mohr-Coulomb. O compósito reforçado com as fibras PET de menor título e menor comprimento apresentou um maior ganho na resistência ao cisalhamento, mas ambos os compósitos, em comparação ao solo não reforçado, apresentaram uma maior resistência. Para os ensaios de prova de carga em placa e para a simulação do talude, ambos realizados em modelo físico reduzido, foram utilizadas as fibras de menor título e menor comprimento como elemento de reforço. Observa-se que a inserção das fibras PET melhora o comportamento carga-recalque da areia pura, onde o compósito reforçado apresenta uma maior capacidade de suporte e a redução dos recalques, bem como uma mudança na propagação e formação das fissuras ao redor da placa. Na simulação do talude, a inserção das fibras PET promove uma alteração completa no mecanismo de ruptura ocorrido no compósito, quando comparado à ruptura da areia pura. Ressalta-se o emprego positivo das fibras PET para aplicação como reforço de solos em obras geotécnicas (como por exemplo, em camadas de aterros sanitários, aterros sobre solos moles, reforço de taludes, base de fundações superficiais e controle de erosão), além de eliminar problemas atuais de disposição de resíduos, dando um fim mais nobre a este material, com benefícios ambientais, sociais e econômicos. / [en] The main objective of this study was to demonstrate that fibers derived from the recycling of PET (Polyethylene Terephthalate) bottle, 100 percent made from the residue by the textile industry, can be a good alternative if used as reinforcement of soil, when submitted to different load levels. Looking for a better applicability for this material, were executed drained triaxial compression tests in laboratory, as well as plate load tests, also with slope simulation in a reduced physic model, to evaluate the mechanical behavior of a sand and a composite sand-PET fibers. For the drained triaxial tests, were used PET fibers with two different titles (corresponding to the fiber diameters) and lenghts (1,4 dtex com 38 mm e 3,3 dtex com 56 mm), distributed randomly in the soil mass, where was used a fiber contente of 0,5 percent by relation to the soil s dry weight, moisture content of 10 percent and relative density of 50 percent. The results showed that the pure sand behavior was influenced by the addition of PET fibers, improving the strenght parameters as the cohesion intercept and the friction angle, defined by the Mohr-Coulomb criteria. The composite reinforced with PET fibers with minor title and lenght presented a better improvement in the shear strenght, but both composites, compared to the non reinforced soil, showed greater resistence. For the plate load tests and for the slope simulation, both performed in a reduced physic model, it was used the fiber with minor title and lenght as reinforcement element. The addiction of PET fibers improve the load-settlement behavior of the sand, where the reinforced composite shows a greater bearing capacity, a reduction of the settlements and a change in the propagation and formation of fissures around the plate. In the slope simulation, the addiction of PET fibers promove a complete alteration in the rupture mechanism that occurred in the composite, when compared to the rupture of the pure sand. It is highlighted the positive use of PET fibers for application as soil reinforcement in geotechnical works (as an example, in landfill layers, embankment on soft soil, slope reinforcement, base of shallow foundations and erosion control), eliminating current problems of waste disposal, giving a noble end to this material, with environmental, social and economical benefits.

[pt] O trabalho foi motivado pela grande incidência de descargas atmosféricas no desastre ocorrido na Região Serrana do Estado do Rio de Janeiro, em 2011. No episódio foram contabilizados mais de 900 óbitos e até o presente momento, as causas dos escorregamentos ainda não foram completamente encontradas. Esta pesquisa apresenta o desenvolvimento de um modelo físico para avaliar os efeitos das ondas sonoras, oriundas dos trovões, em solos. Para o alcance do referido objetivo, foi desenvolvida uma câmara à qual um bloco indeformado de solo foi instrumentado com tensiômetros, TDR s e acelerômetros. Os materiais utilizados nos ensaios são provenientes da encosta situada nos domínios da PUC-Rio e do condomínio localizado no bairro de Conquista - Nova Friburgo. Os solos foram dispostos em blocos livres ou confinados em uma caixa de compensado naval de 19 mm e a seguir os mesmo foram submetidos às ondas de sonoras replicadas da modelagem dos trovões. Os resultados abrangem o desenvolvimento de ensaios com umidades diferentes, para os dois tipos de materiais, nas condições livre e confinada, e foram satisfatórios. / [en] The work was motivated by the high incidence of lightning in the disaster occurred in the mountainous region of the State of Rio de Janeiro in 2011. In the episode was recorded more than 900 deaths and up to the present time, the causes of landslides have not been fully met. This research presents the development of a physical model to assess the effects of sound waves coming from the thunder in soils. To achieve the above goal, we developed a camera to which an undisturbed block of soil, instrumented with tensiometers and TDR s accelerometers was tested on a table. The materials used in the tests are from hillside located in the areas of PUC-Rio and condo located in the Conquista, Nova Friburgo. Soils were willing blocks free or confined in a box of 19mm plywood and then were subjected to the sound waves replicated modeling of thunder. The results include the development of assays with different humidities for both types of materials and conditions, free and confined.

[pt] Com o avanço do poder de processamento gráfico e a popularização dos jogos eletrônicos, começam a surgir novas formas de entretenimento, entre elas a de espectadores de jogos. Os requisitos para o posicionamento de câmera para os espectadores visualizarem os jogos são diferentes dos aplicados aos jogadores. Enquanto a câmera para os jogadores deve atender a requisitos de jogabilidade, a câmera para os espectadores deve explorar diferentes ângulos de visualização a fim de aumentar a imersão no ambiente dos jogos e explorar a emoção das cenas. O cinema já evoluiu toda uma linguagem cinematográfica que potencializa a interpretação de cenas. Pesquisas recentes procuram usar a cinematografia na visualização de jogos. O principal desafio na adaptação da cinematografia para os jogos reside na existência de um ambiente dinâmico, onde não se pode prever o andamento da história. Podemos identificar três módulos para a adaptação da cinematografia em jogos: roteirista, responsável por identificar o que está ocorrendo na cena; diretor/editor, responsável por definir as melhores tomadas para capturar a cena; cinegrafista, responsável por posicionar a câmera no ambiente dinâmico para melhor atender às demandas do módulo diretor/editor. Este trabalho propõe a implementação de um módulo cinegrafista. A partir de requisitos para o posicionamento da câmera oriundos de um módulo externo, propõe-se um modelo de câmera que faz o posicionamento automático da câmera. Os requisitos de posicionamento são expressos em um conjunto de restrições que devem ser atendidas pelo modelo de câmera. A câmera usa um modelo físico baseado em um sistema de partículas regido pelo método de Verlet, empregando o método de relaxação para a convergência do sistema a fim de atender às restrições impostas. Experimentos computacionais demonstram a capacidade do módulo proposto de atender a sofisticadas regras de posicionamento de câmera, baseando-se em composições de restrições simples. Princípios da cinematografia, como enquadramento, posicionamento e movimento de câmeras, e respeito à linha de ação, são facilmente respeitados pelo módulo proposto. / [en] With the evolution in graphics processing power and the popularization of electronic games, new forms of entertainment, such as being a game spectator. The requirements for positioning the camera for the spectators to view the games are different from those applied to players. The camera for the players must fulfill playability requirements, while the camera for the spectators must explore different viewing angles in order to increase the immersion in the game environment and to explore the thrill of the scenes. The cinema has evolved a whole cinematographic language that optimizes the scene interpretation. Recent research has been seeking to apply cinematography to game visualization. The main challenge in the adaptation of the cinematographic language for games lies in the existence of a dynamic environment in which the story`s progress cannot be anticipated. Three modules can be identified to adopt the cinematographic language in games: screenwriter, responsible for identifying what is happening in the scene; director/editor, responsible for defining the best takes to capture the scene; and cinematographer, responsible for positioning the camera in the dynamic environment to better comply with the director/editor`s demands. The present work proposes the implementation of a cinematographer module. Based on camera position requirements obtained from an external module, we propose a camera model that automatically positions the camera. The positioning requirements are expressed by a set of constraints that must be respected by the camera model. The camera uses a physical model based on a particle system oriented by Verlet`s method, and employs the relaxation method to obtain the system`s convergence in order to comply with imposed constraints. Computational experiments have demonstrated the capacity of the proposed module to comply with sophisticated camera positioning rules based on compositions of simple constraints. Cinematography principles such as framing, camera position and movement, and respecting the line of action are easily accomplished by the proposed module.