Fenômenos de deslizamentos de encostas ocorrem em todo o mundo em diversas condições climáticas e de terrenos, custando bilhões de dólares e produzindo milhares de mortes, agravando problemas ambientais, econômicos e políticos. Um problema sério que se associa à questão dos deslizamentos de encostas é o crescimento populacional e a ocupação desordenada das encostas, caracterizando os deslizamentos como uma questão geopolítica e econômica. Ações para mitigar os problemas decorrentes desses fenômenos de deslizamentos incluem o Monitoramento Ambiental das áreas de maior susceptibilidade e o Manejo da População, quando submetidas a elevado risco de deslizamento. Os processos de monitoração consistem na coleta de um conjunto de sinais e parâmetros, provenientes do solo das encostas, que possam ser usados para o reconhecimento das dinâmicas dos solos. Combinando os sinais provenientes do solo e parâmetros que reflitam os fatores climáticos e antrópicos, causadores de desestabilizações e deslizamentos, torna-se possível utilizar estes dados combinados em modelos de avaliação de risco para realizar a Predição de Deslizamentos. No Contexto Brasileiro, existe uma forte relação entre chuvas intensas e deslizamentos de encostas, devido aos fenômenos de escoamento de águas infiltradas no solo e na erosão decorrente, sendo, portanto, o monitoramento preditivo das primeiras camadas do solo um importante recurso para a detecção das áreas de eminente risco de deslizamento. Diversas abordagens para a monitoração dos solos foram apresentadas internacionalmente, sendo estas abordagens baseadas em diversas tecnologias, como exemplos podem ser citadas as técnicas de ondas acústicas no solo, detectores de umidade relativa e pluviometria seletiva. Essas abordagens podem tirar proveito do recente paradigma de Redes Sensores, baseados em dispositivos computacionais móveis de baixo consumo, movidos a baterias, que podem formar redes de trocas de dados baseadas em redes sem fio, permitindo a conexão de diversos sensores de solo, espalhados ao longo das encostas, formando um sistema de coleta destes dados de sensores em tempo real para posterior processamento e avaliação de riscos. Frente ao exposto, este trabalho propõe um sistema de monitoramento baseado em rede sensores, capaz de estimar o risco eminente de deslizamento. O sistema proposto considerou quatro dimensões do problema de desenvolvimento e prototipação do sistema de monitoramento: (1) Proposição de um Ambiente de Simulação Física, a partir da criação de um ambiente de testes em laboratório utilizando escala reduzida; (2) Reconhecimento tecnológico e refinamento de propostas de sistemas pré-existentes, que tenham a mesma finalidade, já descritos na literatura, sejam eles projetos acadêmicos ou sistemas já comercialmente disponíveis; (3) Desenvolvimento de um Sensor Inteligente Multiparamétrico; (5) desenvolvimento de uma Rede de Monitoramento para coleta de dados vindos da encosta e processamento local. Este trabalho apresenta, como contribuição técnico-científica principal, um ambiente de simulação e monitoração, sendo este ambiente relevante para estudos das dinâmicas dos deslizamentos, bem como para a prototipação de redes de monitoração para aplicações em ambientes reais, para geração de informação sobre os riscos de deslizamento, uteis para as atividades de contingenciamento dos defeitos de deslizamento por parte da Defesa Civil. / Landslides occur around the world, in various conditions of weather and terrain, costing billions of dollars, causing thousands of deaths and worsening environmental, economic and political problems. A serious question associated with landslides is the disordered of human occupation - characterizing a geopolitical and economic issue. Actions to mitigate the problems arising from this phenomenon include environmental monitoring of the areas of greatest susceptibility for managing the higher risk population. The monitoring processes consist of recognizing soil dynamics and climatic factors, responsible for causing destabilization and landslides. In the Brazilian context, there is a strong relationship between heavy rains and landslides, since the phenomenon of runoff water infiltrated the soil and produces erosion. Therefore, a predictive monitoring of the first soil layers is an important feature for detecting areas of imminent risk of slippage. Several approaches for monitoring were presented internationally, they are based on different technologies, such as acoustic waves in the soil; detectors of relative humidity and rainfall selective analysis. All these approaches are anchored in the paradigm of remote sensing and smartsensor networks. Based on that, this paper proposes a model to estimate the imminence of of landslides risk. The proposed model is built on four pillars: (i) proposing a physics simulation environment, from the creation of a laboratory scale test environments, (ii) recognizing the technology and refinement of pre-existing models, (iv) developing of multiparametric smart sensor and (v) developing of a peer-to-peer network of sensors. This study aggregates to the scientific and technical contribution a framework for monitoring, useful for studying of landslides dynamics. Such framework is crucial for prototyping monitoring networks to be used by civil defense.

O aumento da ocorrência e impacto dos desastres naturais tem demandado estratégias para fomentar uma cultura de prevenção para a construção de cidades resilientes. No Brasil, a Política Nacional de Proteção e Defesa Civil (Lei nº 12.608/2012) inova ao indicar a inserção da temática no currículo escolar nacional. Esta pesquisa, de caráter exploratório, buscou responder a duas questões: o que é educar para a prevenção de desastres naturais? e quais são seus limites e possibilidades no Brasil? Por meio de pesquisa bibliográfica, documental e observação participante, foram analisados materiais e atividades de informação/capacitação para a prevenção de desastres, tendo como enfoque inundações e deslizamentos. Utilizando-se o método da análise de conteúdo, identificou-se que a abordagem educativa para prevenção de desastres trata o desenvolvimento da percepção do risco e de comportamentos e atitudes de adaptação e auto-proteção, por meio da transmissão de conhecimentos tecnocientíficos e da individualização do risco. Essa abordagem ancora-se na perspectiva de inevitabilidade e de convivência com o risco, o que opera o conceito de inquestionabilidade do risco, que se baseia em um pensar e agir sobre o risco existente, devido à incapacidade cultural e política de enfrentar as causas produtoras do risco, que residem no modelo socioeconômico da sociedade contemporânea, uma sociedade de risco. Propõe-se a ampliação dessa abordagem, especialmente nos espaços escolares de formação, por meio de uma abordagem crítica, dialógica e participativa, envolvendo a construção social e multicausal dos riscos, os conhecimentos comunitários e a corresponsabilização na gestão de riscos de desastres naturais nas cidades brasileiras. / La creciente incidencia y el impacto de los desastres naturales han exigido estrategias para construir ciudades resilientes. En Brasil, la Política Nacional de Protección y Defensa Civil (Ley nº 12.608/2012) indica la introducción de esta materia en el programa escolar nacional. Esta investigación, de tipo exploratorio, intentó contestar dos cuestiones qué es educar para la prevención de desastres naturales? y cuáles son sus límites y posibilidades en Brasil? A través de investigación bibliográfica, documental y observación participante, fueron analizados materiales y actividades de información/capacitación para la prevención de desastres, con foco en las inundaciones y deslizamientos. Con el empleo del método de análisis de contenido, se identificaró que el abordaje educativo para la prevención de desastres naturales trata el desarrollo de la percepción del riesgo y de comportamientos y actitudes hacia la adaptación y auto-protección, por medio de la transmisión de conocimientos tecnocientíficos y la individualización del riesgo. Ese abordaje se basa en la perspectiva de inevitabilidad y convivencia con el riesgo, lo que opera el concepto de incuestionabilidad del riesgo, que se basa en un pensar y actuar sobre el riesgo existente, debido a la incapacidad cultural y política para enfrentar las causas productoras del riesgo, las cuales residen en el modelo socioeconómico de la sociedad contemporánea, una sociedad de riesgo. Se propone la ampliación de ese abordaje, especialmente en los espacios escolares de formación, a través de una educación crítica, dialogada y participativa que tematiza la construcción social y multicausal de los riesgos, tiene en cuenta los conocimientos comunitarios y apoye la corresponsabilidad en la gestión de riesgos de desastres naturales en las ciudades brasileñas.

Submitted by Viviane Lima da Cunha (viviane@biblioteca.ufpb.br) on 2017-07-20T11:05:50Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3752282 bytes, checksum: 05ec02c81a4866e4202382045165f792 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-20T11:05:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3752282 bytes, checksum: 05ec02c81a4866e4202382045165f792 (MD5) Previous issue date: 2015-09-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Pressure drawdown in oil producing fields can lead to reservoir compaction, surface subsidence and cementation/casing failure. The study and understanding of these effects can imply financial and environmental risks reduction. In order to analyze and predict these problems some models were built using the finite element software ABAQUS due to its flexibility in treatment of geometry and topological heterogeneity, use of external routines and plugins. This study describes, through axisymmetric models, the influence of 'depletion' and "coefficient of friction" on reservoir compaction, surface subsidence, von Mises stresses in the casing and slip between cement/casing was analyzed. A central composite rotatable design (CCRD) 22 with four axial points and a center point was made to analyze the significance of the variables through the response surface method. In addition to the quantitative variables, as indicated, it was also analyzed the influence of qualitative variable type of reservoir rock. It was concluded that depletion is a significant variable for the answers "Mises stress", "reservoir compaction" and "subsidence" while the variable coefficient of friction is significant for the answers "Mises stress" and "slip." The type of reservoir rock influences directly the Mises stress, compaction and subsidence. For the same depletion more rigid is the rock, less is the von Mises stress, compaction and subsidence. Also to realize a reduction in the maximum active tension in the coating, for the same level of depletion, friction coefficient and type of reservoir rock when concentric coatings run, due to increased structural capacity. Also was realize, for the same level of depletion, friction coefficient and type of reservoir rock, a reduction in the maximum active stress in the casing, when was used concentric casings, due to increased structural capacity. / Em reservatórios subterrâneos de petróleo, a diminuição da pressão de poros devido à produção pode ocasionar a compactação do reservatório e a consequente subsidência da superfície, além de falhas na cimentação e no revestimento. O estudo e entendimento destes efeitos implicam na redução dos riscos econômicos e ambientais dos projetos de exploração. A fim de analisar e prever estes problemas foram construídos alguns modelos através do simulador de elementos finitos ABAQUS, devido à sua flexibilidade no tratamento da geometria e heterogeneidade topológica, uso de rotinas externas e plugins. Este estudo descreve, através de modelos axissimétricos, a influência das variáveis quantitativas depleção e coeficiente de atrito entre a formação rochosa e a pasta de cimento nas seguintes respostas: compactação do reservatório, subsidência da superfície, estado de tensões de von Mises no revestimento e deslizamento/abertura (falha adesiva) na interface formação rochosa-pasta cimentícia. Com o objetivo de tratar estatisticamente as respostas, foi realizado um delineamento composto central rotacional (DCCR) 22 com quatro pontos axiais e um ponto central, que possibilitou analisar a significância das variáveis através de superfícies de respostas. Além das variáveis quantitativas, já indicadas, foi analisada também a influência da variável qualitativa tipo de rocha reservatório. Concluiu-se que a depleção é uma variável significativa para as respostas tensão de Mises, compactação e subsidência, enquanto a variável coeficiente de atrito é significativa para as respostas tensão de Mises e deslizamento. O tipo de rocha reservatório influencia diretamente nas respostas tensão de Mises, compactação e subsidência. Quanto mais rígida a rocha, menor as tensões atuantes, compactação e subsidência para uma mesma depleção. Percebeu-se, também, uma redução na tensão máxima atuante no revestimento, para um mesmo nível de depleção, coeficiente de atrito e tipo de rocha reservatório, quando são executados revestimentos concêntricos, devido o aumento da capacidade estrutural.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2015-10-14T20:45:55Z No. of bitstreams: 1 BrunoNunesMeloDaSilva_DISSERT.pdf: 3354700 bytes, checksum: 03b0257506443078469f4a0082749a27 (MD5) / Approved for entry into archive by Elisangela Moura (lilaalves@gmail.com) on 2015-10-14T21:47:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 BrunoNunesMeloDaSilva_DISSERT.pdf: 3354700 bytes, checksum: 03b0257506443078469f4a0082749a27 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-14T21:47:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BrunoNunesMeloDaSilva_DISSERT.pdf: 3354700 bytes, checksum: 03b0257506443078469f4a0082749a27 (MD5) Previous issue date: 2014-05-02 / O prop?sito de solu??es h?bridas, atrav?s da aplica??o da T?cnica da Transformada Integral Generalizada (GITT), permite o desenvolvimento para o tratamento do problema de escoamento com transfer?ncia de calor transiente para fluidos newtonianos condutores el?tricos submetidos a campos magn?ticos constantes em um canal de placas planas e paralelas com ou sem rota??o do canal, matematicamente esse problema ? modelado por sistemas de equa??es diferencias acopladas. No escoamento, as influ?ncias de efeitos Hall, deslizamento de ?ons e presen?a de part?culas s?lidas no escoamento s?o consideradas. O escoamento transiente ? mantido por gradiente de press?o constante ou exponencial, em regime permanente ? considerado o movimento da placa superior bem como a advec??o pelos poros da placa. O campo magn?tico ? aplicado na dire??o normal ao escoamento. Assume-se que tal campo magn?tico ? constante e n?o ? afetado pelo escoamento, de maneira que apenas a intera??o de uma via entre o escoamento do fluido condutor el?trico e o campo magn?tico ? estudada. Admite-se, no escoamento, a varia??o das propriedades f?sicas transportadas, tais como, viscosidade, condutividade t?rmica e el?trica com a temperatura. Resultados s?o obtidos e comparados com outros resultados num?ricos para os campos de velocidade e temperatura do fluido e das part?culas s?lidas em fun??o dos par?metros governantes, a saber, n?mero de Reynolds, Hartmann, hall, deslizamento de ?ons, concentra??o das part?culas s?lidas e par?metros f?sicos. Nas solu??es num?ricas, obtidas com o uso das bibliotecas do IMSL? e Fortran utiliza-se precis?o prescrita e trunca-se, a uma ordem finita, o sistema ordin?rio transformado o qual ? resolvido numericamente com uso das sub-rotinas bem estabelecidas no IMSL?. ? realizada an?lise de converg?ncia para os principais potenciais com o objetivo de ilustrar a consist?ncia da t?cnica (GITT) e a sua utiliza??o com finalidades de benchmark nessa ?rea da din?mica dos fluidos e transfer?ncia de calor. / The present study proposes the development of hybrid solutions to the transient Hartmann flow problem with heat transfer of an electrically conducting and newtonian fluid subjected to a constant magnetic field. The Generalized Integral Transform Technique is employed to analyze the influence of Hall and ion-slip effects, as well as the presence of solid particles on flow behavior, which is maintained by a constant or exponential-decaying gradient pressure. A transverse flow normal to the walls can also occurs, so that plates can be both porous. Additionally, a movement of the upper plate in the longitudinal direction can be considered. Here, it is assumed that the magnetic field is constant, being not affected by the flow, so that only an one-way interaction between the flow and the magnetic field is studied. Temperature-dependent transport properties, such as viscosity, thermal and electrical conductivity, can be considered too. Hybrid results are obtained and compared to other numerical results for the velocity and temperature fields of flow and solid particles as function of the main dimensionless governing parameters, namely, Reynolds number, Hartmann number, Hall, Ion-slip and concentration of solid particles. Convergence analyses are carried out for the main potentials in order to illustrate the consistency of the technique (GITT) and its use for purposes of benchmarking in the area of heat and fluid flow.

In this work small and large-scale wear tests of polyurethane (PU) sliding against polyamide (PA) were carried out. In the large-scale tests, PU and PA samples were submitted to conditions similar to those found in oil and gas platform operations. The wear of these samples was measured using a coordinate measuring machine. Using the small-scale test configuration, the influence of contact geometry, sliding velocity, sliding stroke and contact pressure at the coefficient of friction (COF) and on the wear mechanisms was evaluated. In both test scales, the wear mechanisms of PA and PU samples were analyzed using a scanning electron microscope. The thermal behavior of PA samples was investigated using differential scanning calorimetry. The PA physic-chemical analysis was performed using X-ray diffraction and Raman spectroscopy and infrared spectroscopy for PU. In large-scale tests was observed that the outer cover of flexible riser pipes had a maximum wear rate of 0.016 mm/km, while in the liner this wear rate was 0.264 mm/km. It was also observed that variations in the hardness of PU liner lead to an important change on the wear mechanisms and, consequently, on the wear rate. The wear rate at large-scale was also strongly affected by the contact temperature. Due to the reduction of the contact temperature, a sharp reduction on the liner wear rate was observed. However, no significant variation in the rate of wear of PA riser cover was noticed. In small-scales tests, under the same sliding velocity and contact pressure observed in the field, the tribological wear behavior was changed. It was also observed that increasing the contact pressure or reducing the sliding stroke leads to a decrease the COF, while the sliding velocity only induced a change in this parameter if the contact temperature was significantly increased. Using test parameters in small scale which lead to a temperature rise in the tribocontact, it was possible to reproduce the tribological behavior observed in large-scale test. / Neste trabalho foram realizados ensaios tribológicos envolvendo o par poliuretano (PU) e poliamida (PA) em escala real e reduzida. Nos ensaios em escala real, os materiais foram submetidos a condições similares às observadas em plataformas de óleo e gás. O desgaste destas amostras foi avaliado utilizando uma máquina de medir por coordenadas. Nos ensaios em escala reduzida foram avaliados os efeitos da geometria do contato, da velocidade de deslizamento, da amplitude de deslizamento e da pressão de contato sobre o coeficiente de atrito (COF), bem como sobre os mecanismos de desgaste. Para as amostras de ambas as escalas, os mecanismos de desgaste da PA e do PU foram observados através de microscopia eletrônica de varredura. O comportamento térmico das amostras de PA foi investigado através da calorimetria exploratória diferencial. A análise físico-química foi realizada utilizando difração de raios-x e espectroscopia Raman para a PA e a espectroscopia no infravermelho para o PU. Nos ensaios em escala real foi observado que as capas dos dutos flexíveis têm uma taxa de desgaste máxima de 0,016 mm/km, enquanto no liner essa taxa foi de 0,264 mm/km. Observou-se também que variações na dureza do PU do liner levaram a uma importante alteração dos mecanismos atuantes e, consequentemente, da taxa de desgaste. Essa taxa de desgaste foi também fortemente influenciada pela temperatura no contato. Essas alterações foram verificadas mediante a introdução de afastamentos periódicos entre os corpos durante o teste. Neste caso, o desgaste do liner foi mínimo. Todavia, a PA da capa externa não apresentou variação significativa na taxa de desgaste. Nos ensaios em escala reduzida, sob mesmas condições de velocidade e pressão observadas em campo, não foi obtida a mesma resposta tribológica. Notou-se também que o aumento da pressão ou redução da amplitude de deslizamento reduz o COF, enquanto a velocidade somente alterou este parâmetro caso houvesse uma alteração significativa da temperatura no contato. Mediante a utilização de parâmetros de teste na escala reduzida que levavam ao aumento da temperatura no contato, foi possível reproduzir o comportamento tribológico observado em escala real. / Doutor em Engenharia Mecânica

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Neste trabalho um novo microtribômetro capaz de fazer uma análise visual da superfície de desgaste foi desenvolvido a fim de estudar atrito e desgaste em ensaios de deslizamento com movimento alternado em baixas cargas. Um atuador piezelétrico e um sistema programável permitem o controle da força normal durante o ensaio, uma célula de carga tridimensional é responsável pela medição contínua de carga normal e da força de atrito e um sensor LVDT acoplado ao equipamento mede a posição da amostra durante os ensaios. A alta taxa de aquisição de dados, característica desse sistema, permite a geração de mapas de triboscopia 3D, onde as cores quantificam o coeficiente de atrito em função da posição dentro da marca de desgaste e do número de ciclos. Adicionalmente, um microscópio óptico, montado no pórtico, captura periodicamente imagens em uma determinada posição da marca de desgaste, mostrando a evolução dos eventos observados durante o processo. A frequência do movimento pode variar entre 0,03 - 2,0 Hz e a força normal aplicada 0,3 - 13 N. Com a finalidade de validar esse dispositivo, o coeficiente de atrito, os mecanismos de desgaste e o volume desgastado foram comparados com os ensaios realizados em um tribômetro comercial e, para tanto, foi utilizado um aço VC10 revestido quimicamente cm níquel químico como amostra. Em ambos os tribômetros, os parâmetros de frequência, força normal e amplitude foram definidos com 2,0 Hz, 9,81 N e 10 mm, respectivamente. O contracorpo utilizado foi uma esfera de aço SAE 52100 com 5,0 mm de diâmetro. Os resultados mostraram que este novo microtribômetro fornece mecanismos de desgaste, coeficiente de atrito e volume desgastado semelhantes quando comparado ao tribômetro comercial, garantindo uma boa confiabilidade para ensaios tribológicos. Após a validação do equipamento, mapas de triboscopia e capturas de imagens foram utilizados para monitorar e analisar a evolução das trilhas de desgaste produzidas durante os ensaios de deslizamento alternado. / A new microtribometer capable of performing an optical analysis of the wear interface was developed in order to study friction and wear in low load reciprocating sliding wear tests. A piezoelectric actuator and a programmable system allow normal force control during the test. A tridimensional load cell is responsible for continuous measurement of normal load and frictional force. An LVDT sensor coupled to the sample driving apparatus measures the position of the sample during testing. This system’s characteristic high data acquisition rate allows the generation of 3D triboscopy maps, in which the colours quantify the friction coefficient according to the position within the wear mark and the number of cycles. Furthermore, an optical microscope mounted in the portico periodically captures images in a particular wear mark position showing the evolution of the events observed during the wear process. The frequency of the movement may vary between 0.03 to 2.0 Hz and the normal load applied from 0.3 to 13 N. In order to validate this device the friction coefficient, the wear mechanisms and the worn volume were compared with tests performed in a commercial tribometer. A VC10 steel chemically coated with nickel was used as sample. In both tribometers the frequency, load and amplitude parameters were set as 2.0 Hz, 9.81 N and 10 mm respectively. The counterbody was an AISI 52100 steel ball with 5.0 mm diameter. Results showed that this new microtribometer provides similar wear mechanisms, friction coefficient and worn volume when compared to the commercial tribometer, ensuring good reliability for tribological tests. After the equipment validation, triboscopy maps and image captures were used to monitor and analyze the evolution of the wear tracks produced during the sliding reciprocating tests. / Dissertação (Mestrado)

Ferramentas de geoinformação possuem grande aplicabilidade na compreensão e no mapeamento de deslizamentos. Considerando-se a importância dos componentes do relevo e da cobertura do solo neste processo, torna-se essencial o estabelecimento de metodologias para a síntese de informações do relevo e para a identificação de cicatrizes de deslizamento, de maneira a facilitar o monitoramento de áreas de risco. O objetivo desta Tese é propor metodologias de processamento digital de imagens para o mapeamento e identificação de cicatrizes de deslizamento próximo a rodovias. Um deslizamento de grande porte com várias consequências econômicas, ocorrido no ano de 1999, às margens da Rodovia Anchieta, na bacia hidrográfica do Rio Pilões foi utilizado como área de estudo deste trabalho. Utilizando dados gratuitos, mapas de cobertura do solo e de compartimentação do relevo foram gerados e analisados conjuntamente para a identificação das áreas de potenciais cicatrizes na região das Rodovias Anchieta e Imigrantes. A análise do relevo foi realizada utilizando técnicas de classificação baseada em objeto. A identificação de áreas de cicatrizes de deslizamento foi realizada através da avaliação de duas estratégias metodológicas: uma utilizando o algoritmo de classificação supervisionada SVM (Support Vector Machine) aplicado ao índice de vegetação NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) e outra que utilizando combinação entre diferentes classificadores para a composição de uma classificação final. Os resultados obtidos para o mapeamento do relevo mostraram que a metodologia proposta possui grande potencial para a descrição de feições do relevo, com maior nível de detalhamento, facilitando a identificação de áreas com grande potencial de ocorrência de deslizamentos. Ambas as metodologias de identificação de cicatrizes de deslizamento apresentaram bons resultados, sendo que a combinação entre os algoritmos SVM, Redes Neurais e Máxima Verossimilhança apresentou o resultado mais adequado com os objetivos do trabalho, atingindo erro de omissão inferior a 10% para a classe de deslizamento. A combinação dos dois produtos permitiu a análise e identificação de diversas áreas de potenciais cicatrizes de deslizamento associadas à rodovias na região de estudo. A metodologia proposta possui ampla replicabilidade, podendo ser utilizada para análises de risco associadas a assentamentos urbanos, empreendimentos lineares e para o planejamento territorial e ambiental. / Geoinformation tools have great applicability in understanding and mapping landslides. Considering the significance of releif components and land cover in this process, it is essential the establishment of methods for the synthesis of the relief information and identification landslides, aiming to facilitate areas risk monitoring. The objective of this Dissertation is to propose digital image processing methodologies for map and identify landslide near to highways. A large landslide with several economic consequences was used as a study area of this work, occurred in 1999, near the Highway Anchieta, in Piloes river basin. Using free data, land cover and relief subdivsion maps were generated and intersected to identify areas of potential landslides in the region of Highways Anchieta and Imigrantes. The relief analysis was performed using based on object classification techniques. The identification of the landslide was performed by evaluating two methodological strategies: one using the supervised classification algorithm SVM (Support Vector Machine) applied to the NDVI vegetation index (Normalized Difference Vegetation Index) and another using combination of different classifiers for the composition of a final classification. The results obtained for relief mapping showed that the proposed method has great potential for the description of the relief features, with greater detail, facilitating the identification of areas with high potential for occurrence of landslides. Both landslides identification methodologies showed good results, and the combination of SVM, Neural Network and Maximum Likelihood algorithms presented the most appropriate result, reaching omission error of less than 10% for the landslide class. The combination of the two products allowed the analysis and identification of several areas of potential landslide scars associated with roads in the study area. The proposed methodology has extensive replication and can be used for risk analysis associated with urban settlements, linear infrastructures and the territorial and environmental planning.

Utilizou-se o conceito de ?aço matriz + NbC? para produzir ligas com a matriz do aço rápido M2 ( 0,5%C ? 2%W ? 3%Mo ? 4,6%Cr ? 1%V) e variadas frações volumétricas de carbonetos de nióbio. Adicionou-se 2,5 e 5% de nióbio e carbono estequiométrico para a obtenção de carbonetos NbC e titânio (0,1%) para modificação da morfologia dos carbonetos NbC. Os carbonetos NbC apresentaram-se como carbonetos eutéticos com morfologia de escrita chinesa, como carbonetos primários com a morfologia de cruz de malta e como carbonetos eutéticos e primários com morfologia poligonal, estes últimos modificados com a adição de titânio. Após tratamento térmico de têmpera e revenimento para obtenção da máxima dureza, as ligas foram submetidas a ensaios de fadiga térmica (100 ciclos, 650ºC), de abrasão (roda de borracha ? 130N, 200rpm, 30min, hematita como abrasivo) e de deslizamento alternado (disco contra esfera ? 70,6N, amplitude: 6mm, freqüência, 6 Hz, 2h) para estudar o efeito da fração volumétrica e da morfologia dos carbonetos frente a estas solicitações. As ligas com carbonetos com morfologia poligonal e menor fração volumétrica de carbonetos (comparando-se morfologias iguais) apresentaram o melhor desempenho sob fadiga térmica devido ao baixo valor do parâmetro C/Dm da microestrutura (continuidade de carbonetos/distância livre média entre carbonetos). Os corpos-de-prova foram caracterizados por meio de microscopia ótica e eletrônica de varredura para determinar os sítios de nucleação e caminhos de propagação das trincas. Nos ensaios em roda de borracha as ligas com carbonetos eutéticos divorciados com morfologia poligonal apresentaram maior resistência ao desgaste do que os aços contendo carbonetos eutéticos cooperativos. O aumento da fração volumétrica de carbonetos NbC teve um máximo na resistência a abrasão e depois uma queda devido a presença de carbonetos primários grosseiros que fraturaram na superfície ensaiada e foram arrancados aumentanto a perda de massa. Nos ensaios de deslizamento alternado não foi possível hierarquizar o comportamento das ligas. Os corpos-de-prova de abrasão e de deslizamento foram caracterizados por microscopia ótica e eletrônica de varredura para determinar os mecanismos de desgaste atuantes. Um aço rápido para cilindros de laminação a quente (2%C ? 5%Cr ? 5%Mo ? 5%V) foi ensaiado sob condições idênticas às aplicadas às ligas estudadas, objetivando comparar desempenhos. O aço rápido apresentou desempenho superior nos ensaios de abrasão e de deslizamento alternado (devido a alta fração volumétrica de carbonetos eutéticos) e inferior no ensaio de fadiga térmica (devido ao alto parâmetro C/Dm da microestrutura oriundo da alta fração volumétrica de carbonetos eutéticos). / The concept of ?matrix steel + NbC? was used to cast alloys with the M2 steel matrix (0,5%C ? 2%W ? 3%Mo ? 4,6%Cr ? 1%V) and different volume fractions of niobium carbides. Niobium (2,5 e 5%) and stoichiometric carbon were added to produce NbC carbides and titanium (0,1%) to modify de NbC carbides morphology. NbC presented three basic morphologies: Chinese script (coupled eutectic); primary carbides with cross morphology and polygonal primary and eutectic carbides (divorced eutectics). After heat treatment of quench and temper in order to obtain the maximum hardness, the alloys were submitted to thermal fatigue test (100 cycles, 650ºC), dry rubber wheel abrasive wear test (130N, 200rpm, 30min, hematite as abrasive) and reciprocating sliding wear test (70,6N, amplitude: 6mm, frequency: 6Hz, 2h). The alloys with polygonal NbC carbides and lower volume fractions of carbides (for the same morphology) showed the best behaviour due to their low ?carbide continuity/carbide free path? ratio of the microstructure. The alloys were characterized by optical microscopy and SEM to investigate de cracks nucleation and propagation. In the dry rubber wheel tests, polygonal NbC eutectic carbides (divorced eutectics) showed better behaviour than Chinese script NbC eutectic carbides. High volume fractions of NbC carbides improved the abrasion resistance until a maximum and after that, the presence of big primary NbC carbides, lowered the abrasion resistance due to cracks in those big carbides. The results of the reciprocating sliding tests have not allowed to rank the performance of the alloys. Abrasion and sliding specimens were submitted to optical microscopy and SEM in order to evaluate the prevalent wear mechanisms. One high speed steel for hot rolling mill rolls (2%C ? 5%Cr ? 5%Mo ? 5%V) was tested under the same conditions that the alloys studied were tested in order to compare their performances. The high speed steel showed better performance in abrasion and reciprocating sliding wear due to the high volume fraction of coupled eutectic carbides and lower performance in thermal fatigue due to the high ?carbide continuity/carbide free path? ratio of the microstructure than the alloys studied.

Para transmitir o torque gerado pelo motor de combustão interna para a caixa de transmissão por meio da embreagem, seja em automóveis ou caminhões, é necessário que haja contato por deslizamento entre um material polimérico multifásico e um contracorpo metálico de ferro fundido cinzento. Além disso, os níveis do coeficiente de atrito entre esses materiais têem que ser suficientemente alto e estável, para proporcionar uma transmissão de torque regular e eficiente. Porém, durante o deslizamento, materiais são transferidos de uma superfície para outra, e alterações microestruturais e fisico-químicas ocorrem. Como consequência, uma nova superfície (denominada de tribofilme) se desenvolve, influenciando o desempenho funcional da embreagem. Dessa forma, compreender as suas características tem se tornado essencial para desenvolver sistemas de embreagens cada vez mais eficientes. No entanto, muitos ensaios são necessários para que se possa entender como uma ou várias matérias primas se comportam em relação aos aspectos tribológicos. Isso faz com que surja a necessidade de repetir os ensaios inúmeras vezes, para que se façam as escolhas mais assertivas tanto das matérias primas quanto dos processos envolvidos. Como alternativa, para reduzir tempo e custos, e ter um maior controle sobre as variáveis de ensaio, busca-se simular em laboratório, com equipamentos mais simples, a reprodução das interações tribológicas em condições reais. A primeira fase deste trabalho tem como objetivo apresentar os mecanismos de desenvolvimento do tribofilme para três níveis de severidade em condições reais de aplicação (ensaios mais demorados, complexos e mais caros, devido à necessidade da confecção completa dos protótipos), e posteriormente correlacionar esses mecanismos com os que foram simulados por meio de ensaios conduzidos num tribômetro de laboratório do tipo pino-disco (ensaios mais rápidos e mais simples, consequentemente menos complexos), variando o PV de 3,08 até 11,08 MPa ms-1. Foi constatado que as características do tribofilme dependem da severidade da aplicação. Além do que, o tribômetro pino-disco (amostra de 13 mm de diâmetro externo) consegue reproduzir os mecanismos identificados em campo, pois houve paridade na transferência das características do tribossistema do modelo de ensaio para o da condição real (430 mm de diâmetro externo). Na segunda fase, diferentes séries de ensaios tribométricos foram realizadas para investigar a influência do tribossistema no desempenho funcional do par tribológico (atrito e desgaste). Para os ensaios tradicionais, foi constatada um aumento na taxa de desgaste para temperaturas superiores a 250°C, revelando uma transição no regime moderado de desgaste para o severo. Quando os debris de desgaste foram removidos do meio interfacial, o nível do coeficiente de atrito aumentou e a taxa de desgaste reduziu. Já a adição de debris de desgaste ao meio interfacial contribuiu para aumentar a taxa de desgaste e reduzir drasticamente o nível do coeficiente de atrito. No entanto, quando os ensaios foram realizados empregando discos pré-condicionados, a taxa de desgaste e o nível do coeficiente de atrito foram otimizados, principalmente em níveis de severidade mais elevados (PV 10,09 MPa ms-1) indicando potencial ganho na eficiência do sistema embreagem. / Torque from an internal combustion-engine to a gear box, either in automobiles or trucks, is transmitted by a clutch system. In order to transmit torque from one side to the other, sliding contact between a multiphase friction material and a gray iron rotor is necessary. Torque transmission depends on the friction level among the tribological couples, and it have to be relatively high and most importantly stable to allow an efficient and regular performance. During the sliding between the coupling surfaces, material is transferred from one surface to the other causing microstructure and chemical changes. As consequence, a new surface, also known as tribofilm, is developed. This surface governs the clutch system performance and understanding the tribofilm characteristics is very important to improve the development of efficient clutch systems. For this, a large number of tests are necessary to understand the tribological behavior of the raw materials. Such investigation is highly empirical and in order to have a consistent data it\'s necessary to carry out several friction tests repetitions. Alternatively, to save time and money, and have better control over the test variables, the real tribological interactions can be simulated in laboratory by using simple equipment, pin-on-disc tribometer. The simplicity of this device allows evaluating a larger number of alternative materials. The first part of this work aims to investigate the tribofilm development mechanisms in three severity levels on the field application (those tests are more time-consuming, complex and expensive, because it is necessary to produce the entire prototype), and then correlate these mechanisms with those simulated in a pin-on-disc tribometer (faster and simpler test) by changing the PV level from 3.08 to 11.08 MPa ms-1. It was found that the tribofilm characteristics depend on the severity of application. In addition, the pin-on-disc tribometer (sample of 13 mm outside diameter) can reproduce the same mechanisms that were identified on the field, due to the parity between the tribosystem characteristics of test model and field condition (430 mm external diameter). In the second part of this work, different series of tribometer tests were performed to investigate the influences of tribosystem on tribological couple performance (friction and wear). Standard tribometer tests presented an increasing in the wear rate at temperatures of 250°C, revealing a transition from moderate to severe wear regime. When wear debris were removed from the interfacial contact, the friction coefficient level increased and wear rate reduced. On the other hand, when the wear debris were added, it contributed to increase the wear rate and to reduce the friction level dramatically. However, when the experiments were performed by using pre-conditioned discs, the wear rate and friction coefficient level has been optimized, particularly at higher severity levels (PV 10.09 MPa ms-1).

Com a evolução dos processos de fabricação, aumenta o emprego de topografias engenheiradas com o objetivo de aumentar o desempenho dessas superfícies sob vários aspectos. Apesar do bom desempenho comprovado em algumas aplicações, existem outras em que o desempenho é questionável, como, em condições não lubrificadas e com elevadas pressões de contato. Neste cenário de dúvidas sobre a utilização de superfícies engenheiradas, o presente trabalho objetiva contribuir com as discussões por meio de um estudo do efeito de topografias anisotrópicas na transferência de material e resistência ao movimento em condições de deslizamento a seco com deformação plástica micro e macroscópica. O método utilizado contempla ensaios tribológicos que consistem, basicamente, em deslizar um material sobre superfícies engenheiradas de outro material com maior dureza, em duas condições de deformação plástica: i/ localizada no pico das asperezas em contato (ensaio pino-sobre-disco) e ii/ volumétrica (ensaio de compressão do anel). Os resultados permitiram concluir que os mecanismos de desgaste podem ser reproduzidos nos dois ensaios. Com deformação plástica microscópica (pino-sobre-disco) constatou-se que: i/ os vales e cavidades da topografia atuam de forma a evitar o contato das partículas de desgaste com o corpo em deslizamento; e ii/ os maiores valores do coeficiente de atrito foram obtidos com a superfície com maior quantidade de cavidades, a mesma condição topográfica que apresentou maior área com transferência de material. Com deformações plásticas macroscópicas (ensaio de compressão do anel) constatou-se que os vales da topografia da ferramenta atuaram como bloqueios para o deslizamento do anel conformado, o que resultou num aumento do coeficiente de atrito e redução da transferência de material. / The evolution of manufacturing progresses increases the use of engineered surfaces, seeking the improvement of the overall performance of these surfaces. Despite the enhanced performance under some circumstances, uncertainties still exist in conditions such as unlubricated and high contact pressure conditions. This work aims contributing to these discussions by studding the effect of anisotropic topographies on the material transfer and resistance to movement under dry sliding conditions including micro and macroscopic plastic deformation. The method consisted of tribological tests by sliding a material against engineered surfaces of higher hardness. Tests were conducted under two plastic deformation conditions: i/ localized on surface asperities contact (pin-on-disc test) and ii/ volumetric (ring test). Results allowed concluding that wear mechanisms can be reproduced on both tests. Under microscopic plastic deformation (pin-on-disc test) it was possible to verify that: i/ grooves and cavities have contributed to avoid the contact between wear debris and sliding body; and ii/ the higher friction coefficient was obtained when testing the surface with high amount of cavities, a condition that presented the larger area of material transfer. Under macroscopic deformation (ring test), grooves from tool topography played the role of blocking the ring material sliding, increasing friction coefficient and decreasing material transfer.