Os ensaios não destrutivos servem como uma importante ferramenta para a análise de estruturas de concreto armado. A utilização de ensaios de velocidade de propagação do pulso ultra-sônico (VPU) permite realizar um acompanhamento das características do material ao longo de sua vida útil. Através da análise dos dados obtidos, pode-se averiguar a uniformidade do concreto, controlar a sua qualidade, acompanhar sua deterioração e, através de comparação com corpos de prova de referência e, até mesmo, estimar a resistência do mesmo. No entanto, as técnicas atuais para análise dos resultados coletados são, em grande parte, baseadas na sensibilidade dos profissionais que as aplicam. Para facilitar o controle e inspeção de estruturas de concreto armado é fundamental desenvolver estratégias para tornar esta análise mais simples e precisa. Este trabalho se baseia na hipótese de que a aplicação de Redes Neurais Artificiais (RNAs) pode gerar modelos de relacionamento úteis e acurados entre as características do concreto, sua compacidade e sua resistência à compressão. O intuito é determinar se com o uso de RNAs é possível estabelecer relações não-lineares que permitam estimar a resistência do concreto a partir do conhecimento de algumas propriedades básicas e da verificação da sua compacidade por meio de ensaios de VPU. Os resultados indicam que as RNAs podem ser usadas para gerar métodos numéricos robustos e flexíveis para estimativa da resistência à compressão a partir de dados de VPU. O estudo evidencia uma considerável melhora nos resultados de estimação da resistência quando se empregam modelos neurais, em comparação a modelos estatísticos tradicionais. Para os dados coletados, provenientes de diversas pesquisas, os modelos tradicionais geram estimativas com coeficientes de determinação que não ultrapassam um valor de R² de 0,40. Já as redes neurais conseguem ajustes com R² da ordem de 0,90. Além de contribuir para uma melhor análise de situações em que haja dúvidas sobre a resistência ou homogeneidade de elementos de concreto, o trabalho demonstra que modelos neurais são uma forma eficiente de ordenar e transferir conhecimento não estruturado. Constatou-se, ainda, que, dada sua capacidade de aprendizagem e de generalização do conhecimento adquirido, as RNAs se constituem em um meio rápido e preciso para modelagem de fenômenos complexos. / Nondestructive Testing (NDT) techniques are useful tools for analyzing reinforced concrete (RC) structures. The use of Ultrassonic Pulse Velocity (UPV) measurements enables the monitoring of changes in some critical characteristics of concrete over the service life of a structure. The interpretation of the data collected allows an assessment of concrete uniformity, and can be used to perform quality control, to monitor deterioration and even, by means of comparison against reference samples, to estimate compressive strength. Nonetheless, the current techniques for UPV data analysis are, on a large degree, based on the sensitivity of the professionals who apply these tests. For accurate diagnosis it is necessary to consider the various factors and conditions that can affect the results. To proper control and inspect RC facilities it is essential to develop appropriate strategies to make the task of data interpretation easier and more accurate. This work is based on the notion that using Artificial Neural Networks (ANNs) is a feasible way to generate workable estimation models correlating concrete characteristics, compacity and compressive strength. The goal is to determine if it is possible to establish models based on non-linear relationships that are capable of estimating with good accuracy the concrete strength based on previous knowledge of some basic material characteristics and UPV measurements. The study shows that this goal is achievable and indicates that neural models perform better than traditional statistical models. For the data collected in this work, provided by various researchers, traditional regression models cannot exceed R² = 0.40, while the use of ANNs allows the creation of models that can reach a determination coefficient R² = 0.90. The results make clear that, besides contributing to better the analysis of situations where there is doubts regarding concrete strength or uniformity, neural models are an efficient way to order and transfer unstructured knowledge. It was shown that, given the learning capacity and its ability to generalize acquired information into mathematical patterns, ANNs are a quick and adequate way to model complex phenomena.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2018. / Submitted by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-08-30T19:08:22Z No. of bitstreams: 1 2018_FilipeEmídioTôrres.pdf: 3263020 bytes, checksum: 67052b5b208c8be101de72f84c20c0f9 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-09-10T18:37:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_FilipeEmídioTôrres.pdf: 3263020 bytes, checksum: 67052b5b208c8be101de72f84c20c0f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-10T18:37:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_FilipeEmídioTôrres.pdf: 3263020 bytes, checksum: 67052b5b208c8be101de72f84c20c0f9 (MD5) Previous issue date: 2018-08-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / Os sinais de eletroencefalografia (EEG) podem ser utilizados para aplicações clínicas, como análises de níveis de sono, diagnósticos e acompanhamento de epilepsia, monitoramento e reabilitação. Esse tipo de sinal também é usado no contexto de interação cérebro-máquina (BCI do inglês, Brain Computer Interface), e seu uso é crescente em várias aplicações deste tipo, como controle de cadeiras de rodas, computadores e automóveis. Sendo assim, existem problemas comumente encontrados, por exemplo, na aquisição desse sinal. Muitas das vezes são necessárias de dezenas a centenas de eletrodos, além de que podem ocorrer falhas de contato exigindo trocas periódicas ou renovação de gel condutor. Outras dificuldades encontradas dizem respeito ao armazenamento e transmissão desses dados em dispositivos móveis e com restrição de consumo de energia. Portanto, existem técnicas de processamento de sinais diversas que podem diminuir o número de sensores necessários e reduzir os custos de armazenamento e transmissão. A proposta desta pesquisa é implementar e avaliar o Compressive Sensing (CS) e mais outras 4 técnicas aplicadas à compressão de sinais de EEG, visando compará-las quanto ao nível de esparsificação e à qualidade de sinais reconstruídos a partir da mesma quantidade de coeficientes. As técnicas utilizadas são o CS, a análise de componentes principais (PCA), análise de componentes independentes (ICA), 30 famílias de wavelets implementadas com base em bancos de filtros de decomposição e a transformada discreta de cossenos (DCT). O CS é destas técnicas a mais recentemente desenvolvida e apresenta possíveis vantagens na fase de aquisição com relação às demais, e o trabalho deseja avaliar sua viabilidade. Para a avaliação são considerados dois bancos de dados de sinais reais, um de polissonografia chamado Sleep Heart Health Study e um estudo em crianças do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), ambos disponíveis publicamente. O estudo se baseia na transformação, quantização, codificação e em seus processos inversos para reconstrução do sinal. A partir dos resultados são realizadas comparações entre os sinais reconstruídos utilizando as diferentes representações escolhidas. Para a comparação, são usadas métricas quantitativas de razão do sinal-ruído (SNR), fator de compressão (CF), um tipo de diferença percentual residual (PRD1) e medidas de tempo.Foi observado que os algoritmos podem reconstruir os sinais com menos de 1=3 dos coeficientes originais dependendo da técnica utilizada. Em geral a DCT e a PCA têm um melhor resultado contra as outras nas métricas utilizadas. Porém cabe ressaltar que o CS permite menor custo de aquisição, possivelmente requisitando um hardware mais simples para isso. De fato, toda a aquisição realizada com base em CS pôde ser feita com medidas obtidas usando apenas soma dos sinais dos eletrodos, sem perdas em relação a matrizes de medidas que envolvem também multiplicações. Admitindo, por exemplo, uma reconstrução a partir de 50% do número de coeficientes do sinal no banco do MIT, a DCT conseguiu uma relação de SNR de 27; 8 dB entre o sinal original e a reconstrução. O PCA teve 24; 0 dB e as melhores wavelets ficaram na faixa dos 19 dB, já o CS com 8; 3 dB e o ICA apenas 1; 1 dB. Para esse mesmo banco, com 50% de CF, o PRD1 resultou em 27; 8% na DCT, 24; 0% na PCA, 17; 2% na wavelet biortogonal 2.2, 8; 3% no CS–10 e 1; 1% no ICA. Portanto, o estudo e uso do CS é justificado pela diferença de complexidade da fase de aquisição com relação a outras técnicas, inclusive tendo melhores resultados do que algumas delas. Na próxima etapa da pesquisa, pretende-se avaliar a compressão multicanal, para verificar o desempenho de cada técnica ao explorar a redundância entre os canais. Além de ferramentas que possam ajudar no desempenho do CS, como fontes de informação a priori e pré-filtragem dos sinais. / Electroencephalography (EEG) signals can be used for clinical applications such as sleep level analysis, diagnosis and monitoring of epilepsy, monitoring and rehabilitation. This type of signal is also used in the context of the Brain Computer Interface (BCI), and its use is increasing in many applications of this type, such as wheelchair, computer and automobile control. Thus, there are problems commonly encountered, for example, in the acquisition of this signal. Often times, it is necessary tens to thousands of electrodes, besides of contact failures may occur requiring periodic changes or conductive gel renewal. Other difficulties encountered relate to the storage and transmission of this data in mobile devices and with restricted energy consumption. Therefore, there are several signal processing techniques that can reduce the number of sensors required and also save storage and transmission costs. The purpose of this research is to implement and evaluate the Compressive Sensing (CS) and other 4 techniques applied to the compression of EEG signals, in order to compare them with the level of scattering and the quality of reconstructed signals from the same number of coefficients. The techniques used are CS, Principal Component Analysis (PCA), Independent Component Analysis (ICA), 30 families of wavelets implemented on the basis of decomposition filter banks and DCT (discrete cosine transform). CS is one of the most recently developed techniques and presents possible advantages in the acquisition phase in relation to the others, and the work wants to evaluate its viability. Two real-signal databases, a polysomnography called the Sleep Heart Health Study and one study of children at the Massachusetts Institute of Technology (MIT), both publicly available, are considered for the evaluation. The study is based on transformation, quantization, coding and its inverse processes for signal reconstruction. From the results are made comparisons between the reconstructed signals using the different representations chosen. For comparison, quantitative measurements of signal-to-noise ratio (SNR), compression factor (CF), a type of residual percentage difference (PRD1), and time measurements are used. It was observed that the algorithms can reconstruct the signals with less than 1/3 of the original coefficients depending on the technique used. In general, DCT and PCA have a better result comparing the others depending the metrics used. However, it is worth mentioning that CS allows lower cost of acquisition, possibly requesting a simpler hardware for this. In fact, all the acquisition based on CS could be done with measurements obtained using only the sum of the signals of the electrodes, without losses in relation to matrices of measures that also involve multiplications. Assuming, for example, a reconstruction from 50 % of the number of signal coefficients in the MIT database, the DCT achieved a SNR ratio of 27:8 dB between the original signal and the reconstruction. The PCA had 24:0 dB and the best wavelets were in the 19 dB range, the CS with 8:3 dB and the ICA only 1:1 dB. For this same database, with 50 % of CF, PRD1 resulted in 27:8% by DCT, 24:0% by PCA, 17:2% by biortogonal wavelet 2.2, 8:3% by CS–10 and 1:1% by ICA. Therefore, the study and use of CS is justified by the difference in complexity of the acquisition phase in relation to other techniques, including having better results than some of them. In the next step of the research, it is intended to evaluate the multichannel compression, to verify the performance of each technique when exploring the redundancy between the channels. In addition to tools that can help in the performance of the CS, as sources of information a priori and pre-filtering the signals.

abstract: The power of science lies in its ability to infer and predict the existence of objects from which no direct information can be obtained experimentally or observationally. A well known example is to ascertain the existence of black holes of various masses in different parts of the universe from indirect evidence, such as X-ray emissions. In the field of complex networks, the problem of detecting hidden nodes can be stated, as follows. Consider a network whose topology is completely unknown but whose nodes consist of two types: one accessible and another inaccessible from the outside world. The accessible nodes can be observed or monitored, and it is assumed that time series are available from each node in this group. The inaccessible nodes are shielded from the outside and they are essentially ``hidden.'' The question is, based solely on the available time series from the accessible nodes, can the existence and locations of the hidden nodes be inferred? A completely data-driven, compressive-sensing based method is developed to address this issue by utilizing complex weighted networks of nonlinear oscillators, evolutionary game and geospatial networks. Both microbes and multicellular organisms actively regulate their cell fate determination to cope with changing environments or to ensure proper development. Here, the synthetic biology approaches are used to engineer bistable gene networks to demonstrate that stochastic and permanent cell fate determination can be achieved through initializing gene regulatory networks (GRNs) at the boundary between dynamic attractors. This is experimentally realized by linking a synthetic GRN to a natural output of galactose metabolism regulation in yeast. Combining mathematical modeling and flow cytometry, the engineered systems are shown to be bistable and that inherent gene expression stochasticity does not induce spontaneous state transitioning at steady state. By interfacing rationally designed synthetic GRNs with background gene regulation mechanisms, this work investigates intricate properties of networks that illuminate possible regulatory mechanisms for cell differentiation and development that can be initiated from points of instability. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Electrical Engineering 2015

abstract: In UAVs and parking lots, it is typical to first collect an enormous number of pixels using conventional imagers. This is followed by employment of expensive methods to compress by throwing away redundant data. Subsequently, the compressed data is transmitted to a ground station. The past decade has seen the emergence of novel imagers called spatial-multiplexing cameras, which offer compression at the sensing level itself by providing an arbitrary linear measurements of the scene instead of pixel-based sampling. In this dissertation, I discuss various approaches for effective information extraction from spatial-multiplexing measurements and present the trade-offs between reliability of the performance and computational/storage load of the system. In the first part, I present a reconstruction-free approach to high-level inference in computer vision, wherein I consider the specific case of activity analysis, and show that using correlation filters, one can perform effective action recognition and localization directly from a class of spatial-multiplexing cameras, called compressive cameras, even at very low measurement rates of 1\%. In the second part, I outline a deep learning based non-iterative and real-time algorithm to reconstruct images from compressively sensed (CS) measurements, which can outperform the traditional iterative CS reconstruction algorithms in terms of reconstruction quality and time complexity, especially at low measurement rates. To overcome the limitations of compressive cameras, which are operated with random measurements and not particularly tuned to any task, in the third part of the dissertation, I propose a method to design spatial-multiplexing measurements, which are tuned to facilitate the easy extraction of features that are useful in computer vision tasks like object tracking. The work presented in the dissertation provides sufficient evidence to high-level inference in computer vision at extremely low measurement rates, and hence allows us to think about the possibility of revamping the current day computer systems. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Electrical Engineering 2017

Submitted by Jesiel Ferreira Gomes (jesielgomes@ufcg.edu.br) on 2018-04-17T20:50:16Z No. of bitstreams: 1 CAYO CÉSAR CORTEZ PONTES – DISSERTAÇÃO (PPGEPM) 2017.pdf: 8158516 bytes, checksum: db5e0ee4565586d1704ae50ddc242d41 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-17T20:50:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CAYO CÉSAR CORTEZ PONTES – DISSERTAÇÃO (PPGEPM) 2017.pdf: 8158516 bytes, checksum: db5e0ee4565586d1704ae50ddc242d41 (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / Bandas de deformação são estruturas rúpteis que ocorrem em arenitos porosos e podem alterar as propriedades físicas, comportamento mecânico e hidráulico das rochas, resultando na compartimentação de reservatórios. O objetivo deste trabalho foi compreender a variação das propriedades de Resistência à Compressão Uniaxial (UCS), porosidade, Razão de Poisson, Módulos de Young e incompressibilidade nos diferentes elementos arquiteturais da zona de falha: protólito não deformado, zona de dano e núcleo da falha. Para isso realizamos perfis para medição de parâmetros estruturais e geomecânicos com auxílio do esclerômetro (Schmidt Hammer), análises laboratoriais de porosidade, tanto por meio digital em seção delgada como por permoporosímetro a gás, cálculos dos módulos de Young, incompressibilidade e Razão de Poisson. Os resultados indicam que no afloramento correspondente ao núcleo da falha os valores de UCS foram até três vezes maiores que aqueles na zona de dano e quatro vezes maiores que a zona não deformada. A porosidade apresenta decréscimo médio de 10% na zona de dano e até 75% no núcleo da falha. A porosidade estimada por medições em permoporosímetro a gás, módulos de Young, incompressibilidade e Razão de Poisson foram calculados no núcleo da falha. Nesse elemento arquitetural as zonas com bandas possuem resistência até duas vezes maior que a zona sem banda, com efeito no módulo de Young e no módulo de incompressibilidade, porém ambas com deformação ocorrida em caráter rúptil, evidenciado pelo atributo Razão de Poisson. Concluímos assim que bandas de deformação afetam diretamente as propriedades físicas de arenito em diferentes níveis de intensidade. A ocorrência de tais heterogeneidades podem ter impactos importantes na produção já que impõe anisotropias aos reservatórios. / Deformation bands are brittle structures that occur in porous sandstones and may change the physical properties, geomechanical and hydraulic behavior of the rock, leading to the compartmentation of reservoirs. The objective of this research was to understand the variation of the properties of uniaxial compressive strength (UCS), porosity, Poisson’s ratio, Young’s and incompressibility’s modulus in different architectural elements of fault zone: protolith, damage zone and fault core. For this we extracted profiles for the measurement of structural and geomechanics with aid of Schmidt hammer, laboratorial analysis of porosity, both thin section digital means and by gas permoporosimeter, and Young’s, incompressibility and Poisson’s ratio calculations. The results indicate that in outcroup corresponding to the nucleus of fault the UCS values were up to three times higher than those in the damage zone and four times higher than the protolith. The porosity shows an average decrease of 10% in the damage zone and up to 75% in the fault core. Porosity by gas, Young’s and incompressibility modulus and Poisson’s ratios was calculated in core fault. In this architectural element with bands have resistance up to twice times than zone without bands, marked in the Young’s mo dulus as well as the incompressibility’s modulus, however both with deformation occurring in a brittle character, evidenced by Poisson’s ratio. We conclude that deformation bands directly affect the physics properties of sandstones in different levels of intensity. The occurrence of such heterogeneities may have important impacts on the production since it imposes anisotropies to the reservoirs.

Resumo: Novos compósitos têm surgido no mercado especificamente destinados à confecção de restaurações estéticas posteriores. Entretanto, embora tais materiais apresentem resultados iniciais animadores, há a necessidade de comprovações adicionais para que possam ser utilizados com segurança. Resinas compostas posteriores são submetidas a estresses complexos de compressão e abrasão durante a mastigação e a aplicação de selantes superficiais tem sido relatada como forma de aumentar a resistência ao desgaste destes materiais. O presente trabalho teve como propósito avaliar a dureza e a resistência à compressão das resinas compostas Alert (Jeneric/Pentron), Ariston (Vivadent), Definite (Degussa), P60 (3M), Solitarie (Kulzer), Surefil (Dentsply) e Z100 (3M) após 90 dias de imersão em água destilada, recobertas com selante Protect It (Jeneric/Pentron) e submetidas à ciclagem mecânica (10.000 ciclos, 600N, 5Hz). Os ensaios de dureza (n=8) foram realizados em aparelho Wolpert, com diamante Vickers e peso de 50gf aplicado por 30 segundos, antes e após períodos de imersão de 30, 60 e 90 dias. Os ensaios de resistência à compressão (n=8) foram realizados somente após 90 dias, em corpos-de-prova cilíndricos medindo 8mm de altura por 4mm de diâmetro. Apenas os espécimes destinados à compressão foram ciclados mecanicamente. Os ensaios foram realizados em máquina MTS 810, equipada com célula de carga de 10kN (ciclagem) e 100kN (compressão) e velocidade de 0,5mm/min. Após análise de variância (p<0,05), os resultados mostraram, previamente à imersão, maiores valores de dureza para os materiais Z100 (74,253VHN) e Ariston (71,308VHN). A seguir, com valor semelhante à resina Ariston, mas inferior à resina Z100, apresentou-se o material Surefil (69,969VHN)...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: New materials have been specifically indicated to direct posterior esthetic restoration. Although the clinical results seem to be satisfactory, at first, they haven't been enough to warrant restoration longevity. Posterior composite resins are subjected to compressive and abrasive stresses and surface penetrating sealants have been indicated in order to increase resins' wear resistance. The aim of this study was to evaluate hardness and compressive strength of posterior composite resins (Alert/Jeneric-Pentron, Ariston/Vivadent, Definite/Degussa, P60/3M, Solitarie/Kulzer, Surefil/Dentsply and Z100/3M), treated with a surface sealant (Protect It/Jeneric-Pentron), after 90 days of destiled water immersion and subjected at 10,000 stress cycles (600N, 5Hz). The hardness tests (n=8) were conducted on Wolpert equipment, using a Wickers diamond and 50gf load applied for 30 seconds before and after immersion for 30, 60 and 90 days. The compressive tests (n=8) were conducted after 90 days on MTS-810 machine with load cell of 10kN (cycling) and 100kN (compressive strength) and crosshead speed of 0.5 mm/min in samples 4mm of diameter and 8mm height. Before immersion (Anova, p<0,05), Z100 (74.253VHN) and Ariston (71.308VHN) showed the highest hardness. Surefil (69.969VHN) was similar to Ariston, but significantly lower than Z100. Alert (66.138VHN) was lower than Surefil, but higher than P60 (62.833VHN) and Definite (61.302VHN). Solitaire (46.609VHN) exhibited the lower hardness. After immersion, there was a significant decrease in hardness for almost all materials (Ariston, 97%; Definite, Solitaire and Surefil, 26%; Z100, 12% and Alert, 8%). Surface penetrating sealant had no effect on hardness values. Without cyclic loading (Anova, p<0,05), Z100 (336.275MPa), Alert (334.350MPa), P60 (331.000MPa)... (Complete abstract, click electronic access below)

O objetivo deste trabalho é avaliar a incorporação de uma fração cuja fração granulométrica é menor que 2mm do resíduo do Shredder proveniente de uma indústria siderúrgica ao processo de fabricação de blocos cerâmicos estruturais de uma fábrica de cerâmica vermelha. As variáveis analisadas foram: dimensões, propriedades de resistência à compressão, absorção de água e quanto às questões ambientais pela análise de lixiviação e solubilização segundo a NBR 10.004 (ABNT, 2004). Foi realizado processamento do resíduo do Shredder em uma fração menor que 2mm e realizada a incorporação de uma dosagem de 10% e 20% deste material no processo industrial de uma cerâmica de produção de blocos estruturais. Foram avaliadas as propriedades de qualidade e quanto às questões ambientais. Analisando os resultados constatou-se que tanto o bloco cerâmico padrão quanto aos protótipos contendo 10% e 20% de resíduo atendem os limites normativos para resistência à compressão e para absorção de água. Na análise dimensional, somente o protótipo contendo 10% de resíduo atende todos os parâmetros quanto os requisitos normativos.Pelas análises de lixiviado e solubilizado, concluiu-se que tanto o bloco cerâmico estrutural padrão quanto ao protótipo contendo 20% de resíduo são classificados como Classe II A- não inerte. É possível afirmar que a fração menor que 2mm do resíduo do Shredder pode ser utilizada junto à massa cerâmica como matéria-prima para fabricação de blocos cerâmicos estruturais. / The goal of this work is to evaluate the incorporation of a fraction smaller than 2 mm of the Shredder Residue from a steel industry into a manufacturing process of structural bricks in a red ceramic factory. Evaluate the quality of results as the compressive strength properties, water absorption and environmental issues as leaching and solubilization analysis according to NBR 10.004 (ABNT, 2004). The Shredder Residue in a fraction smaller than 2mm was incorporated in dosages of 10% and 20% with the clay in the industrial process of a ceramic which produces structural blocks. The quality properties and the environmental issues were analyzed and the results was that both brick pattern block and the prototypes containing 10% and 20% residue meet regulatory limits for compressive strength and water absorption. The analysis of leached and solubilized concluded that both the brick pattern and the prototype containing 20% of waste are classified as Class II A – non inert residue. It is possible to say that the fraction smaller than 2mm of Automotive Shredder Residue can be used with the clay as raw material for the manufacture of structural ceramic blocks.

O riser flexível é composto por várias camadas com funções estruturais específicas. Quanto à resistência mecânica, sua estrutura deve suportar os mais variados tipos de solicitações atuantes de forma combinada ou isolada. Uma das formas isoladas de solicitação é a compressão axial, responsável pela instabilidade radial (gaiola de passarinho) do duto flexível. A instabilidade radial ocorre principalmente quando o duto flexível apresenta danos na bandagem de alta resistência que juntamente com a carga axial compressiva pode levar o riser a falhas catastróficas. Esse dano na bandagem é gerado devido á logística de lançamento, defeitos de projeto ou materiais, carregamentos excessivos ou quedas. Portanto, a presente dissertação objetiva avaliar a relação entre o tamanho do defeito na bandagem de alta resistência e a capacidade de geração da instabilidade radial (birdcaging) para solicitações compressivas atuantes e por consequência propor um critério de falha para o duto flexível. Para concretização do objetivo foi desenvolvido um modelo tridimensional em elementos finitos no software Abaqus, e realização de testes em escala real na bancada de testes do LAMEF (Laboratório de Metalurgia Física) de forma a validar o modelo. Para uma análise da relação entre tamanhos de defeitos, instabilidade radial e cargas compressivas que levam a variações no comportamento mecânico do riser segundo suas rigidezas, foram executados 32 testes através do modelo desenvolvido com variações no tamanho de defeito de acordo com os limitantes geométricos do riser nas direções de largura e comprimento. / The flexible riser consists of several layers with specific structural features. In terms of mechanical strength, its structure must resist to all kinds of loads, acting combined or isolated. One of the isolated loads is the axial compression, responsible for radial instability (birdcage) in the duct. The radial instability occurs mainly when flexible pipe has damage in the high strength bandage. When it occurs, combined with the axial compressive load, the duct can be leaded to catastrophic failure. This damage in the bandage is generated due to the logistics of launching, design or material defects, excessive loadings or falls. Therefore, this thesis aims to evaluate the relationship between the size of the defect in high strength bandages and the capacity of generating radial instability (birdcaging) for compressive acting loads and consequently propose a criteria of failure for the flexible duct. To achieve the objective, it was developed a three-dimensional finite element model in Abaqus software and performed tests in a real scale bench on LAMEF (Laboratory of Physical Metallurgy) to validate the model. For an analysis of the relationship between defects sizes, instability and radial compressive loads that lead to changes in mechanical behavior according to riser stiffness, 32 tests were performed through the model developed with variations in the size of defect according to the geometric limitations of the riser in the directions of width and length.

Com a crescente diminuição de recursos minerais e o alto custo envolvido na construção da estrutura de uma mina, a recuperação máxima possível de uma jazida vem se tornando fundamental. Para isso além da escolha do método de lavra ter a necessidade de ser feito cautelosamente, é possível lançar mão de métodos adicionais de recuperação, como por exemplo, a recuperação de pilares. Essa pesquisa foi baseada na determinação da caracterização do enchimento (backfill cimentado) utilizado nas câmaras vazias que possibilita a posterior recuperação dos pilares. A caracterização do enchimento é composta da determinação da resistência simples do backfill necessária para que o enchimento cumpra com seu objetivo, desenvolvimento da classificação granulométrica ótima para os agregados e dosagem de cimento e água para alcançar a resistência proposta. A metodologia desenvolvida para obter a nova caracterização é composta de várias etapas que incluem pesquisas em campo e trabalhos em laboratório. Primeiramente, foram obtidos através de análise em campo os parâmetros de dosagem de cimento e classificação granulométrica dos agregados já utilizados na planta de fabricação do enchimento, bem como sua resistência correspondente. Em seguida definições teóricas da dosagem de cimento ideal e classificação granulométrica ótima foram realizadas com base na resistência à compressão simples que foi identificada como necessária para cumprir com as solicitações geomecânicas do maciço rochoso, então posteriormente, a nova caracterização definida teoricamente foi posta à prova através da confecção de corpos de prova de backfill, seguido de execuções de ensaios de compressão. Durante a primeira etapa da metodologia, já se pôde identificar que os agregados possuíam um alto índice de partículas tamanho argila que estavam afetando os resultados de resistência obtidos com a caracterização empregada inicialmente. A partir disso se optou por construir a curva granulométrica ótima sem essa fração. A resistência à compressão simples calculada de 2,69 MPa, foi obtida com base no planejamento de longo prazo que prevê a total recuperação dos pilares existentes na mina. Dessa maneira toda a área que será minerada foi considerada como um único bloco. Finalmente, foi identificada a dosagem de cimento sendo de 4% em peso, que juntamente com a granulometria ótima é capaz de alcançar os valores esperados de resistência. Para que o planejamento da produção da mina durante os próximos anos de vida útil seja efetivamente cumprido, o enchimento deverá prover à mina estabilidade geomecânica local a nível de câmaras abertas com paredes verticais de backfill estáveis e também estabilidade global a nível de contato entre níveis e galerias de acesso. Isso somente será alcançado se a nova caracterização for corretamente aplicada. / As a consequence of the ongoing reduction of mineral resources and the high cost involved in the construction of a mine, the maximum recovery of a mineral deposit becomes a fundamental issue. Therefore, besides the need of caution on the choice of the mining method, it is possible to make use of additional recovery methods, such as the recovery of pillars. This research was based on the determination of the characterization of the fill (cemented backfill) used in avoid stopes that allows the subsequent recovery of adjacent pillars. The characterization of the fill consists of determining the uniaxial compressive strength of the backfill required for an efficient filling, developing an optimal particle-size distribution for the aggregates and finding the cement-water ratio necessary to reach the desired resistance. The methodology developed to obtain the new characterization is comprised of several steps which include field work and laboratory tests. First, cement dosing parameters and particle size of the aggregates (already used at the filling manufacturing plant), as well as their corresponding strength, were obtained through analyses in the field work. Then, theoretical definitions of the ideal cement dosing and optimal particle-size analysis were carried out based on the uniaxial compressive strength that has been identified as necessary to comply with the geomechanical requests from the rock mass, and then later, the new theoretical characterization was tested by making backfill samples, followed by execution of compression tests. During the first stage of this methodology, it has been identified a high proportion of clay particle size for the aggregates, that have affected the strength results obtained from the characterization used initially. From this point, we decided to build the optimal particle-size curve without this fraction. Uniaxial compressive strength, calculated as 2.69 MPa, was obtained from the long-term planning that determines the full recovery of the existing pillars in the mine. In this way, the entire area to be mined was considered as a single block. Finally, the cement dosing has been identified as 4% by weight, which together with the optimal particle size, is able to achieve the expected strength values. In order to effectively fulfill the mine production planning over the next years of lifespan, the filling should provide the mine local geomechanical stability at open stopes level, with vertical walls of stable backfill, and also global stability at the contacts between levels and access galleries. This will only be achieved if the new characterization is correctly applied.

La presente tesis realizó el estudio de la dosificación del concreto utilizando agregados de la cantera Figueroa en Huánuco con aditivo superplastificante Sika Viscocrete 3330 tercera generación. El objetivo principal fue el de determinar la dosificación del concreto de mediana resistencia para optimizar la calidad del concreto, y así tener un concreto en condiciones óptimas y resistencias a la compresión considerables. Para lo cual se basó en investigaciones pasadas referidas a concretos utilizando superplastificante, también se utilizó como fuente una investigación parecida perteneciente a la misma región del presente estudio. Todo ello aporto a dar opciones de solución en concretos de mediana resistencia utilizando aditivos superplastificantes, ya que el problema para esta región es la poca información en cuanto al uso de aditivos en concretos de mediana resistencia. El tipo de investigación es un análisis mixto, el nivel de investigación es descriptivo correlacional, porque especifica propiedades y características del concreto de mediana resistencia, asocia variables mediante un patrón para una determinada población. Concluida la investigación se obtuvieron resultados favorables del concreto de mediana resistencia, ya que el diseño patrón de menor relación agua/cemento presento una mejor resistencia a la compresión obteniendo un incremento del 21.13% de resistencia a la compresión, los demás diseños también tuvieron un incremento significativo de resistencia a la compresión los cuales se mencionaran en las conclusiones de esta investigación. This thesis conducted the study using dosage of concrete aggregates quarry in Huanuco Figueroa with Sika ViscoCrete superplasticizer additive 3330 third generation. The main objective was to determine the dosage of the particular medium strength to optimize the quality of the concrete, and thus have a particular under optimal conditions and considerable resistance to compression. For which it relies on past investigations into concrete using superplasticizer, also used a similar research as a source belonging to the same region of the study. I bring all this to give possible solutions in medium strength concrete using superplasticizers, because the problem in this region is the lack of information on the use of additives in concrete of medium strength. The research is a joint analysis, the level of research is descriptive correlational, for specific properties and characteristics of the particular medium strength, variables associated with a pattern for a given population. The investigation favorable results of the specific medium strength, since the design pattern of lower water / cement ratio is obtained I present a better compressive strength obtaining an increase of 21.13% of compressive strength, other designs also had an increase significant compressive strength which were mentioned in the conclusions of this investigation.