Tese de doutoramento. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2013

LIMA, Paulo Roberto Correia de. Análise da geometria dos domínios geológicos de sub-superfície a partir de perfis de poços tubulares no município de Fortaleza - Ceará. 2014. 243 f. Dissertação (Mestrado em Geologia)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Vitor Campos (vitband@gmail.com) on 2016-10-05T23:14:38Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_prclima.pdf: 12660234 bytes, checksum: 41fe4e359d2ab24135167b8cdf9e48c5 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-10-06T20:19:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_prclima.pdf: 12660234 bytes, checksum: 41fe4e359d2ab24135167b8cdf9e48c5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-06T20:19:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_prclima.pdf: 12660234 bytes, checksum: 41fe4e359d2ab24135167b8cdf9e48c5 (MD5) Previous issue date: 2014 / The research seeking the geometric characterization of Fortaleza’s Sedimentary Geologic Domain was based on SIAGAS/CPRM (Mineral Resources Research Company) and GEOHIDRO (Geology Hydrogeology and Services) tubular wells records which combined reach the mark of 1166 tubular wells recorded until December 2012. The wells that had a geologic profile totaling 516 were analyzed according to their lithological characteristics technical-constructive aspects and hydrogeological parameters. After the bibliographic revision and the well’s reports gathering the data contained on that reports were organized in sheets maps tables graphics and figures. So then 274 lithological profiles of the 516 recorded were selected to elaborate the fourteen geologic profiles being seven on N-S direction and seven on W-E direction. These geological profiles allowed a better view of the sedimentary packages as well as the crystalline basement and its contour allowing a much more accurate interpretation about the way the sedimentary domain behaves compared to the top of the basement. From the profiles analysis was conclusive that the sedimentary package tends to increase its thickness when approaches the coast. It was observed that the sedimentary domain contains a Carbonate Formation located on the N/NE part of the area classified at first as a infra-Barreiras formation that becomes more thick when approaches the coast zone. It is worth mentioning that the sedimentary package has a more embracing geometry than that related on previous studies. The analysis of that profiles also revealed elevated parts of the basement (structural highs) and depocenters assimilated to horsts and grabens in N-S direction. Analyzing the top and base data of the 137 wells that contains the mantle of alteration from the basement it was possible to draw its contour and measure the average of its thickness that is something about seventeen meters. Among the structures we can highlight the lineaments located on the east part of NW-SE direction and in the center-south part of NE-SW direction. Secondly the faults of NE direction and the fractures of NE NW and W-E direction are observed in the W SW S center-south and SE parts of the area. Apparently the great drainage segments were affected by the lineaments faults and fractures. On the sedimentary hydrogeological domain the hydrogeological parameters presented the following values: from the data collected on 267 wells that had a profile the average of the Static Level presented was 8.4 meters and from 265 wells with a profile the average output presented was 416 m³/h. Now on the crystalline hydrogeological domain the average values was: from the data collected on 237 wells the average of the Static Level was 8.85 meters and from data collected on 236 wells the average output was 41 m³/h. Now the saturated thickness (here considered the sum of the filter columns) calculated from 378 wells presented an average of 24.4 meters with a standard deviation below 20% which attests a tolerable average dispersion. / A pesquisa visando a Caracterização Geométrica do Domínio Geológico Sedimentar de Fortaleza teve como base o cadastro de poços tubulares SIAGAS/CPRM (Companhia de Pesquisa e Recursos Minerais) e da empresa GEOHIDRO (Geologia Hidrogeologia e Serviços Ltda.) que somados totalizam 1166 poços tubulares cadastrados até dezembro de 2012. Os poços que apresentam perfil litológico em um total de 516 foram analisados segundo suas características litológicas aspectos técnico-construtivos e parâmetros hidrogeológicos. Após a revisão bibliográfica e a coleta dos relatórios de poços os dados contidos nestes relatórios foram organizados em planilhas mapas tabelas gráficos e figuras. Foram então selecionados 274 perfis litológicos dos 516 perfis cadastrados para a elaboração de 14 perfis geológicos sendo 7 perfis geológicos na direção N-S e 7 perfis geológicos na direção W-E. Estes perfis permitiram uma melhor visualização dos pacotes sedimentares assim como do embasamento cristalino e de seu contorno possibilitando uma interpretação mais precisa da forma como se comporta o domínio sedimentar em relação ao topo do embasamento cristalino. Da análise dos perfis geológicos concluiu-se que o pacote sedimentar tende a aumentar sua espessura na medida em que se aproxima do litoral. Foi observado que o domínio sedimentar contém uma Formação Calcária localizada na porção N/NE da área classificada a prori como Infra-Barreiras que se torna mais espessa à medida que se aproxima da zona litorânea. Vale ressaltar que o pacote sedimentar tem uma geometria mais abrangente do que a relatada em trabalhos anteriores. A análise desses perfis revelou ainda altos estruturais e depocentros assemelhados a horst e graben alinhados na direção N-S. Analisando os dados de topo e base dos 137 poços que contém o manto alterado foi possível desenhar o seu contorno e medir sua espessura média que é de aproximadamente 17 metros. Dentre as estruturas podem ser destacados os lineamentos situados na porção oeste de direção NW-SE e na porção centro-sul de direção NE-SW. Secundariamente a falha de sentido NEe as fraturas de sentido NE NW e W-E são observadas nas porções W SW S centro-sul e SE da área. Aparentemente os grandes seguimentos da drenagem foram influenciados pelos lineamentos falhas e fraturas do terreno. No domínio hidrogeológico sedimentar os parâmetros hidrogeológicos apresentaram os valores que se seguem: a partir de dados colhidos em 267 poços com perfil a média do Nível Estático (NE) apresentada foi de 84 metros e a partir de 265 poços com perfil a Vazão média (Q média) apresentada foi de 416 m³/h. Já no domínio hidrogeológico cristalino os parâmetros hidrogeológicos apresentaram os seguintes valores: a partir de dados colhidos em 237 poços a média do Nível Estático (NE) apresentada foi de 885 metros e a partir de dados colhidos em 236 poços a Vazão média (Q média) apresentada foi de 41 m³/h. Já a espessura saturada (aqui considerada o somatório da coluna de filtros) calculada a partir dos dados de 378 poços apresentou uma média de 244 metros com desvio padrão abaixo de 20% o que atesta uma dispersão média tolerável.

Uma grande diversidade de macrofibras poliméricas para reforço de concreto se encontram disponibilizadas hoje em dia. Por natureza estas fibras apresentam grande diversidade de características e propriedades. Estas variações afetam sua atuação como reforço no concreto. No entanto, não há normas brasileiras sobre o assunto e as metodologias de caracterização de normas estrangeiras apresentam divergências. Algumas normas definem que a caracterização do comportamento mecânico deva ser feita nos fios originais e outras que se devam utilizar métodos definidos para caracterização de materiais metálicos. A norma EN14889-2:2006 apresenta maior abrangência, mas deixa dúvidas quanto à adequação dos critérios de caracterização geométrica das fibras e não define um método de ensaio específico para sua caracterização mecânica. Assim, há a necessidade de estabelecimento de uma metodologia que permita a realização de um programa de controle de qualidade da fibra nas condições de emprego. Esta metodologia também proporcionaria uma forma de caracterização do material para estudos experimentais, o que permitiria maior fundamentação científica desses trabalhos que, frequentemente, fundamentam-se apenas em dados dos fabricantes. Assim, foi desenvolvido um estudo experimental focando a caracterização de duas macrofibras poliméricas disponíveis no mercado brasileiro. Focou-se o estudo na determinação dos parâmetros geométricos e na caracterização mecânica através da determinação da resistência à tração e avaliação do módulo de elasticidade. Na caracterização geométrica foi adotada como referência a norma europeia EN14889-2:2006. As medições do comprimento se efetuaram por dois métodos: o método do paquímetro e o método de análise de imagens digitais, empregando um software para processamento das imagens. Para a medição do diâmetro, além das metodologias mencionadas, foi usado o método da densidade. Conclui-se que o método do paquímetro, com o cuidado de esticar previamente as macrofibras, e o método das imagens digitais podem ser igualmente utilizados para medir o comprimento. Já parar determinar o diâmetro, recomenda-se o método da densidade. Quanto à caracterização mecânica, foi desenvolvida uma metodologia própria a partir de informações obtidas de outros ensaios. Assim, efetuaram-se ensaios de tração direta nas macrofibras coladas em molduras de tecido têxtil. Complementarmente, foi avaliado também o efeito do contato abrasivo das macrofibras com os agregados durante a mistura em betoneira no comportamento mecânico do material. Também se avaliou o efeito do método de determinação da área da seção transversal nos resultados medidos no ensaio de tração da fibra. Conclui-se que o método proposto para o ensaio de tração direta da fibra é viável, especialmente para a determinação da resistência à tração. O valor do módulo de elasticidade, por sua vez, acaba sendo subestimado. A determinação da área da seção da fibra através do método da densidade forneceu também os melhores resultados. Além disso, comprovou-se que o atrito das fibras com o agregado durante a mistura compromete o comportamento mecânico, reduzindo tanto a resistência quanto o módulo de elasticidade. Assim, pode-se afirmar que a metodologia proposta para o controle geométrico e mecânico das macrofibras poliméricas é adequada para a caracterização do material. / A wide variety of synthetic macrofibers for concrete reinforcement are available nowadays. By nature, these fibers exhibit great diversity of properties and characteristics. These variations affect its performance as reinforcement in concrete. However, there are no Brazilian standards on the subject and characterization methodologies available in foreign standards present divergences. Some standards define that the characterization of the mechanical behavior should be made in the original filaments and others that the test should be performed according methods for metallic materials characterization. The standard EN14889-2:2006 provides greater coverage about the subject, but leaves doubts about the suitability of the geometric characterization criteria of the fibers and does not set a specific testing method for its mechanical characterization. Thus, there is a need to establish a methodology that allows to carry out a quality control program of the fiber in the onsite conditions. This approach would also provide a way of materials characterization for experimental studies, which would allow better scientific basis of these works, which often rely exclusively on data taken from manufacturers. Thus, an experimental study focusing on the characterization of two polymer macrofibers available in Brazil was developed. The study aims at the determination of the geometrical and mechanical characteristics, such as the tensile strength and the elastic modulus. The geometric characterization was based on the prescriptions of the European standard EN14889- 2:2006. Measurements of length were made by two methods: the caliper method and digital image analysis method, employing software for image processing. For the measurement of the diameter, besides the aforementioned methodologies, the density method was also used. It is concluded that the caliper method, taking care to stretch the macrofibers previously, and the method of digital images can also be used to measure the length. To determine the diameter, it is recommended the density method. As for the mechanical characterization, a methodology was developed taking in consideration the previous information related to other tests. Thus, the direct tensile test was carried out in macrofibers glued in textile fabric frames. In addition, it was also evaluated the effect of the abrasive contact of macrofibers with the aggregates during mixing on the mechanical behavior of the material. Also, the effect of the method of determining the cross-sectional area in the results measured in fiber tensile test was evaluated. It is concluded that the proposed method for direct tensile test of the fiber is feasible, especially for tensile strength assessment. The value of the modulus of elasticity, in turn, has been underestimated. The determination of the fiber section area through the density method also gave the best results. Furthermore, it was found that the friction of the fibers with aggregate during mixing compromises the mechanical behavior reducing both strength and elastic modulus. Thus, it can be said that the proposed methodology for the geometric and mechanical control of polymer macrofibers is suitable for the material characterization.

Uma grande diversidade de macrofibras poliméricas para reforço de concreto se encontram disponibilizadas hoje em dia. Por natureza estas fibras apresentam grande diversidade de características e propriedades. Estas variações afetam sua atuação como reforço no concreto. No entanto, não há normas brasileiras sobre o assunto e as metodologias de caracterização de normas estrangeiras apresentam divergências. Algumas normas definem que a caracterização do comportamento mecânico deva ser feita nos fios originais e outras que se devam utilizar métodos definidos para caracterização de materiais metálicos. A norma EN14889-2:2006 apresenta maior abrangência, mas deixa dúvidas quanto à adequação dos critérios de caracterização geométrica das fibras e não define um método de ensaio específico para sua caracterização mecânica. Assim, há a necessidade de estabelecimento de uma metodologia que permita a realização de um programa de controle de qualidade da fibra nas condições de emprego. Esta metodologia também proporcionaria uma forma de caracterização do material para estudos experimentais, o que permitiria maior fundamentação científica desses trabalhos que, frequentemente, fundamentam-se apenas em dados dos fabricantes. Assim, foi desenvolvido um estudo experimental focando a caracterização de duas macrofibras poliméricas disponíveis no mercado brasileiro. Focou-se o estudo na determinação dos parâmetros geométricos e na caracterização mecânica através da determinação da resistência à tração e avaliação do módulo de elasticidade. Na caracterização geométrica foi adotada como referência a norma europeia EN14889-2:2006. As medições do comprimento se efetuaram por dois métodos: o método do paquímetro e o método de análise de imagens digitais, empregando um software para processamento das imagens. Para a medição do diâmetro, além das metodologias mencionadas, foi usado o método da densidade. Conclui-se que o método do paquímetro, com o cuidado de esticar previamente as macrofibras, e o método das imagens digitais podem ser igualmente utilizados para medir o comprimento. Já parar determinar o diâmetro, recomenda-se o método da densidade. Quanto à caracterização mecânica, foi desenvolvida uma metodologia própria a partir de informações obtidas de outros ensaios. Assim, efetuaram-se ensaios de tração direta nas macrofibras coladas em molduras de tecido têxtil. Complementarmente, foi avaliado também o efeito do contato abrasivo das macrofibras com os agregados durante a mistura em betoneira no comportamento mecânico do material. Também se avaliou o efeito do método de determinação da área da seção transversal nos resultados medidos no ensaio de tração da fibra. Conclui-se que o método proposto para o ensaio de tração direta da fibra é viável, especialmente para a determinação da resistência à tração. O valor do módulo de elasticidade, por sua vez, acaba sendo subestimado. A determinação da área da seção da fibra através do método da densidade forneceu também os melhores resultados. Além disso, comprovou-se que o atrito das fibras com o agregado durante a mistura compromete o comportamento mecânico, reduzindo tanto a resistência quanto o módulo de elasticidade. Assim, pode-se afirmar que a metodologia proposta para o controle geométrico e mecânico das macrofibras poliméricas é adequada para a caracterização do material. / A wide variety of synthetic macrofibers for concrete reinforcement are available nowadays. By nature, these fibers exhibit great diversity of properties and characteristics. These variations affect its performance as reinforcement in concrete. However, there are no Brazilian standards on the subject and characterization methodologies available in foreign standards present divergences. Some standards define that the characterization of the mechanical behavior should be made in the original filaments and others that the test should be performed according methods for metallic materials characterization. The standard EN14889-2:2006 provides greater coverage about the subject, but leaves doubts about the suitability of the geometric characterization criteria of the fibers and does not set a specific testing method for its mechanical characterization. Thus, there is a need to establish a methodology that allows to carry out a quality control program of the fiber in the onsite conditions. This approach would also provide a way of materials characterization for experimental studies, which would allow better scientific basis of these works, which often rely exclusively on data taken from manufacturers. Thus, an experimental study focusing on the characterization of two polymer macrofibers available in Brazil was developed. The study aims at the determination of the geometrical and mechanical characteristics, such as the tensile strength and the elastic modulus. The geometric characterization was based on the prescriptions of the European standard EN14889- 2:2006. Measurements of length were made by two methods: the caliper method and digital image analysis method, employing software for image processing. For the measurement of the diameter, besides the aforementioned methodologies, the density method was also used. It is concluded that the caliper method, taking care to stretch the macrofibers previously, and the method of digital images can also be used to measure the length. To determine the diameter, it is recommended the density method. As for the mechanical characterization, a methodology was developed taking in consideration the previous information related to other tests. Thus, the direct tensile test was carried out in macrofibers glued in textile fabric frames. In addition, it was also evaluated the effect of the abrasive contact of macrofibers with the aggregates during mixing on the mechanical behavior of the material. Also, the effect of the method of determining the cross-sectional area in the results measured in fiber tensile test was evaluated. It is concluded that the proposed method for direct tensile test of the fiber is feasible, especially for tensile strength assessment. The value of the modulus of elasticity, in turn, has been underestimated. The determination of the fiber section area through the density method also gave the best results. Furthermore, it was found that the friction of the fibers with aggregate during mixing compromises the mechanical behavior reducing both strength and elastic modulus. Thus, it can be said that the proposed methodology for the geometric and mechanical control of polymer macrofibers is suitable for the material characterization.