Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-08-15T04:10:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347149.pdf: 23434040 bytes, checksum: 64343c1451b32582fef5a9ddc4f2eb17 (MD5) Previous issue date: 2017 / Na fabricação de concreto autoadensável (CAA), é necessária grande parcela de finos para promover estabilidade na mistura. Atualmente, o fíler calcário é o único material fino inerte efetivamente empregado em CAA. Fílers de outras origens mineralógicas foram pouco investigados para essa aplicação, e a utilização desse subproduto em pedreiras é um grande problema em relação aos aspectos de armazenamento, poluição ambiental e riscos para a saúde. Nesta tese, foi estudado o emprego de fílers de britagem de origem diabásica e gnáissica em substituição ao fíler calcário em misturas cimentícias. Foram analisadas as propriedades das partículas e a interação delas em pastas e em CAA. A forma das partículas obtidas em imagem de MEV, adsorção superficial, distribuição granulométrica e mineralogia dos fílers de britagem foram analisadas como fatores influentes na hidratação do cimento, reologia e cinética de floculação de pastas. Além disso, foram investigadas a reologia e as propriedades no estado endurecido do CAA: resistência mecânica, módulo de elasticidade e qualidade superficial de peças pré-moldadas. Com esse estudo, pôde-se concluir que a presença dos diferentes tipos de fílers de britagem altera as propriedades físicas e mecânicas das misturas, além de intervir na cinética de reação do cimento. Os fílers diabásicos e gnáissicos apresentam a forma das partículas mais lamelares e maior adsorção do que o fíler calcário. No entanto, essas características desfavoráveis puderam ser compensadas pelo uso de maior teor de aditivo superplastificante, sendo possível produzir misturas com parâmetros reológicos similares àquelas contendo fíler calcário. Em relação à floculação, os ensaios de FBRM (Focused Beam Reflectance Measurement) indicaram que a presença de partículas de gnaisse conduz à menor tendência de aglomeração nas misturas, enquanto que o fíler calcário aumenta essa tendência. Concretos contendo fílers diabásico e gnáissico conduziram a maiores módulos de elasticidade, resistência à tração e resistência à compressão (cerca de 20% superior) quando comparados aos concretos contendo fíler calcário. Dessa forma, os resultados mostraram que fílers de origem diabásica e gnáissica podem ser utilizados com sucesso na fabricação de CAA, com potencial inovador para melhorar a sustentabilidade na construção civil.<br> / Abstract : In the manufacture of self-compacting concrete (SCC) a large amount of fines is required to promote mixture stability. Nowadays, limestone is the only inert fine material effectively used in SCC. Few or no studies have been conducted on other rock types for this application. In quarries, the utilization of byproducts of stone crushers is a big problem from the aspects of storage, environmental pollution and health hazards. In this work, the effects of limestone filler, diabasic, and gneissic quarry powder on the properties of fresh cement pastes and SCC were investigated. The shape of the particles obtained by SEM, surface adsorption, particle size distribution and mineralogy were evaluated by rheological methods and flocculation kinetics. In addition, properties in the hardened state of SCC were investigated: mechanical strength, elastic modulus and surface quality of precast elements. It can be concluded that the presence of the different types of quarry dusts alters the physical and mechanical properties of the mixtures, besides intervening in the cement hydration. Diabasic and gneissic quarry-dusts have less rounded particles and higher adsorption than the limestone filler. However, these unfavorable characteristics could be compensated by the use of higher superplasticizer admixture content, and it was possible to produce mixtures with rheological parameters very similar to those containing limestone filler. About flocculation, the presence of gneissic particles led to a lower agglomeration tendency, whereas limestone filler increased this tendency. SCC containing diabasic and gneissic powder showed higher compressive strength (20% higher) and elastic modulus than SCC containing limestone filler. It was found that diabasic and gneissic quarry powders could be used successfully for producing SCC, with innovative potential to improve sustainability in construction.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-08-15T04:10:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347148.pdf: 2332716 bytes, checksum: 3da99f4fe5b77adbef0268e6220906d6 (MD5) Previous issue date: 2017 / O documento Manual de Uso, Operação e Manutenção de Edificação (MUOME), de extrema importância para construtoras, síndicos e proprietários, também é conhecido como Manual do Proprietário, quando se refere às unidades autônomas, e Manual do Síndico, quando se refere às áreas de uso comum. Através destes manuais é possível conhecer o empreendimento e sua documentação técnica e legal, determinar as responsabilidades, os prazos de garantia e a operação, uso, limpeza e manutenção de sistemas e equipamentos. O objetivo da presente dissertação é avaliar os MUOMEs quanto à conformidade das recomendações mínimas estabelecidas em normas brasileiras regulamentadoras, através do desenvolvimento de listas de verificações. Os métodos de pesquisa escolhidos foram o estudo de caso e o levantamento (survey), os quais tiveram como objeto de estudo as construtoras, incorporadoras e administradoras de condomínios da região de Balneário Camboriú. Como resultados da pesquisa foi verificada a qualidade dos MUOMES avaliados, estabelecidas diretrizes por etapa da obra para elaboração de manuais e propostas melhorias à NBR 14037/14. Evidenciou-se uma grande divergência entre os MUOMEs avaliados, a necessidade de esclarecimento de alguns itens da NBR 14037/14 e a importância do início da elaboração dos manuais na fase de planejamento da obra. O presente trabalho contribui para a qualidade dos manuais de edificações, visando à integridade e bom funcionamento do patrimônio edificado.<br> / Abstract : The Operation and Maintenance (O&M) manuals document, which is extremely important for builders, trustees and owners, is also known as the Owner's Manual, when referring to autonomous units, and the Trustee's Manual, when referring to the areas of common use. Through these manuals it is possible to know the enterprise and its technical and legal documentation, to determine the responsibilities, the terms of guarantee and the operation, use, cleaning and maintenance of systems and equipment. The purpose of this dissertation is to evaluate the O&M manuals regarding minimum compliance established in Brazilian regulatory standards, through the development of checklists. The research methods chosen were the case study and the survey, which aimed constructors, developers and administrators of condominiums in the region of Balneário Camboriú. As research results, the quality of the O&M manuals products was verified, guidelines were established per stage of the work for the preparation of manuals and improvements in NBR 14037/14 were proposed. There were great divergences between the O&M manuals, a need to clarify some of the items in NBR 14037/14 and to start preparing the elaboration of the manuals in the planning phase of the construction. The present work contributes to the quality of the O&M manuals, aiming at the integrity and well functioning of the built heritage.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-09-05T04:11:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348640.pdf: 3011288 bytes, checksum: f1802c74bd985f140e8a1740bd7ef936 (MD5) Previous issue date: 2017 / No Brasil, o desenvolvimento e o estudo de misturas asfálticas de alto desempenho são justificados em virtude do elevado contingente de defeitos precoces identificados nas rodovias, que contrastam com a notável importância do meio de transporte rodoviário para o País. A partir deste contexto, este trabalho tem como objetivo a avaliação do comportamento reológico e a previsão de desempenho de uma mistura asfáltica modificada simultaneamente por nanoargila e por polímero SBS. Com esta finalidade, foi adaptado um procedimento de laboratório para a modificação de um ligante asfáltico convencional, por meio do qual a nanoargila e o polímero foram incorporados à matriz asfáltica em teores de 3% e de 2%, respectivamente. Posteriormente, a mistura produzida com o ligante modificado (3% NA + 2% SBS) foi investigada em relação à dosagem, à ação deletéria da água, à deformação permanente, ao módulo e à fadiga (aparato 4 pontos) e a simulações numéricas de estruturas de pavimentos. Os resultados foram comparados àqueles obtidos por Melo (2014) e por Marcon (2016), que avaliaram misturas asfálticas análogas, porém produzidas com ligante convencional (CAP 50-70), modificado somente por nanoargila (3% NA) e somente por SBS (SBS 60/85). Como resultado, o estudo de dosagem indicou um teor de ligante de projeto equivalente ao obtido para a mistura produzida com CAP 50-70 e intermediário se comparado àqueles obtidos para as misturas 3% NA e SBS 60/85. Na avaliação do efeito da ação deletéria da água e do fenômeno de deformação permanente, a mistura 3% NA+ 2% SBS mostrou-se superior às demais. No estudo reológico, apresentou módulos complexos relativamente elevados e os menores valores de ângulo de fase. Os resultados dos ensaios de resistência à fadiga, entretanto, mostraram o comportamento superior da mistura SBS 60/85, seguido pelo comportamento das misturas 3% NA+ 2% SBS, 3% NA e convencional. Contudo, com base nas simulações numéricas, evidenciou-se que a substituição de revestimentos com as misturas convencional, 3% NA e SBS 60/85 por revestimentos com a mistura 3% NA+2% SBS é tecnicamente adequada e também pode ser economicamente viável. Desta maneira, tendo em vista o comportamento da mistura modificada por nanoargila e SBS, evidenciado ao longo desta pesquisa, conclui-se que a mesma possui potencial para proporcionar melhorias ao setor rodoviário brasileiro.<br> / Abstract : In Brazil, the development and study of high-performance asphalt mixtures are justified because of the high contingency of early distresses identified on roads, which contrast with the remarkable importance of road transportation to the country. From this context, this work aims to evaluate the rheological behavior and to predict the performance of an asphalt mixture simultaneously modified by nanoclay and SBS polymer. For this purpose, a laboratory procedure was adapted for the modification of a conventional asphalt binder whereby nanoclay and polymer were incorporated into the asphalt matrix in amounts of 3% and 2%, respectively. Subsequently, the mixture produced with the modified binder (3% NA + 2% SBS) was investigated in relation to design, to deleterious effects of water, to permanent deformation, to modulus and fatigue (four point bending test) and to numerical simulations of pavement structures. The results were compared to those obtained by Melo (2014) and by Marcon (2016), who evaluated similar asphalt mixtures but these produced with conventional binder, with binder modified only by nanoclay (3% NA) and with binder modified only by SBS (SBS 60/85). As a result, the dosage study indicated a level of project binder equivalent to that obtained for the mixture with CAP 50-70 and intermediate if compared to those obtained for the mixtures 3% NA and SBS 60/85. In the evaluation of the deleterious action of water effect and the phenomena of permanent deformation, the mixture 3% NA + 2% SBS showed to be superior to the others. In the rheological study, it presented relatively high complex modulus and the smallest phase angle values. The results of the fatigue strength tests, however, demonstrated the superior behavior of the mixture SBS 60/85 followed by the behavior of the mixtures 3% NA + 2% SBS, 3% NA and conventional. However, based on the numerical simulations, it has been found that the replacement of surfaces with conventional mixtures, 3% NA and SBS 60/85 by surfaces with the mixture 3% NA + 2% SBS is technically appropriate and can also be economically viable. Thus, considering the behavior of the mixture modified by nanoclay and SBS evidenced throughout this study, it is concluded that it has potential to provide improvements to Brazilian road sector.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017 / Made available in DSpace on 2017-09-05T04:11:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348643.pdf: 10776868 bytes, checksum: f0eaf2ce5698ed74cb54554237063290 (MD5) Previous issue date: 2017 / Projetos estruturais de lajes em concreto armado normalmente são elaborados com base em análises lineares, por meio de modelos numéricos computacionais, que podem causar concentrações dos esforços em determinadas regiões da estrutura. Nessas análises lineares,considera-se apenas o comportamento elástico linear da estrutura, não se levando em consideração o possível comportamento plástico das seções transversais de lajes. Neste trabalho apresentam-se diversos estudos,como em relação à influência do tipo de malha na modelagem das lajes nas concentrações dos esforços; comparativos entre os modelos computacionais, de dois programas comerciais EBERICK e SAP2000; e quanto à forma de plastificação nos apoios de continuidade de lajes.Foram feitas várias análises de modelos plastificados e de variação da extensão da plastificação, comparando-os com pico de momento obtido das análises elásticas de modelos numéricos, e com os valores dos esforços obtidos manualmente e abaixo destes. Também, analisou-se um pavimento com vários pontos de concentrações de esforços,disponibilizado no manual de utilização do programa EBERICK. Por fim, propõem-se procedimentos fundamentados com aplicação em projetos de estruturas de modo a minimizar o efeito das concentrações de esforços que podem surgir nas modelagens computacionais.<br> / Abstract : Structural designs of slabs in reinforced concrete usually are elaborated based on linear analyzes, by numerical computational models, that can cause concentrations of the efforts in certain regions of the structure. In these linear analyzes, only the linear elastic behavior of the structure is considered, not taking into account the possible plastic behavior of the cross sections of slabs. In this work several studies are presented, such as in relation to the influence of the mesh type on the slab modeling in the concentrations of the efforts; Comparisons between the computational models of two EBERICK and SAP2000 commercial programs; And as to the form of plastification in the supports of continuity of slabs. Several analyze of plastified models and variations of the plastification extension were made, comparing them with the peak of moment obtained from the elastic analyzes of numerical models, and with the values of the efforts obtained manually and below these. Also, a pavement with several points of concentration of effort was analyzed, available in the user manual of the EBERICK program. Finally, it is proposed to propose procedures based on the design of structures in order to minimize the effect of the concentration of efforts that can arise in computational modeling.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-09-05T04:13:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348170.pdf: 2667856 bytes, checksum: 93c2c7e1f2d31bf188b6da3d0a2d2931 (MD5) Previous issue date: 2017 / O processo de polimento de placas cerâmicas gera elevadas quantidades de lama residual, a qual requer deposição em aterros controlados. Todavia, esse resíduo do polimento de placas cerâmicas (RPP), possivelmente, pode ser utilizado como fonte parcial de aluminossilicato, constituindo o cimento geopolimérico. Assim, neste trabalho, sintetizou-se um cimento geopolimérico à base de RPP e metacaulim, empregando hidróxido de sódio (HS) e silicato de sódio (SS) como solução ativadora. Elaborou-se um projeto fatorial fracionado, utilizando três fatores, cada um variando em três níveis: teor de RPP (15%, 30% e 45% em massa); concentração de HS (0,13, 0,15 e 0,18 mol) e concentração do SS (0,14, 0,15 e 0,16 mol), totalizando nove composições e mais uma de referência (somente metacaulim). Tais combinações foram caracterizadas através de ensaios mecânicos de resistência à compressão, microdureza e módulo de elasticidade dinâmico e, microestruturais por difratometria de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de infravermelho (FT-IR). Também foi medida a retração e, com o mini-slump de Kantro, a plasticidade. A maior resistência à compressão foi de 71,9 MPa, obtida aos 28 dias, na composição contendo 15% de RPP, 0,14 mol de SS e 0,18 mol de HS. Além disso, o tempo de cura favoreceu as propriedades mecânicas avaliadas. Na análise de DRX, observou a formação característica do halo amorfo em 2? ? 27°, o que denota a formação do gel sódio aluminossilicato. O conjunto dos resultados mostra que o cimento geopolimérico composto com 15% de RPP, apresentou propriedades equivalentes ou superiores ao cimento formado apenas por metacaulim. Assim, esses e outros resultados, indicam a possibilidade de empregar este resíduo na produção de cimento geopolimérico.<br> / Abstract : The process of polishing ceramic tiles generates high amounts of residual sludge, which requires deposition in controlled landfills. However, this ceramic tile polishing residue (TPR) can likely be used as a partial source of aluminosilicate, constituting the geopolymer cement. Thus, in this work, a geopolymer cement based on TPR and metakaolin was synthesized, using sodium hydroxide (SH) and sodium silicate (SS) as the activating solution. A fractional factorial design was elaborated using three factors, each varying in three levels: content of TPR (15%, 30% and 45% in mass); concentration of SS (0,13, 0,15 and 0,18 mol) and concentration SH (0,14, 0,15 and 0,16 mol), totaling nine compositions plus one reference (metakaolin only). These combinations were characterized by mechanical tests of compressive strength, microhardness and dynamic modulus of elasticity and, by X-ray diffractometry (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and infra-red spectroscopy (FT-IR). Also the shrinkage was measured and, with the mini-slump of Kantro, the plasticity. The highest compressive strength was 71,9 MPa, obtained at 28 days, in the composition containing 15% TPR, 0,14 mol SS and 0,18 mol SH. In addition, the curing time favored the evaluated mechanical properties. In the XRD analysis, the characteristic formation of the amorphous halo at 2? ? 27° was observed , which denotes the formation of the sodium aluminosilicate gel. The results showed that the composite geopolymer cement with 15% of TPR had properties equivalent or superior to the cement formed only by metakaolin. Thus, these and other results indicate the possibility of using this residue in the production of geopolymer cement.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-11-21T03:18:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348635.pdf: 2800908 bytes, checksum: 630639867e1a1f3662950b975e6de042 (MD5) Previous issue date: 2017 / Pontes são estruturas importantes para travessia de rios e vales. Elas começaram a ser construídas em 62 a.C. em Roma, usando a técnica de arcos de pedra. Com o passar do tempo, as técnicas e os materiais empregados em pontes foram evoluindo, de arco em pedra para madeira treliçada, chegando até a tecnologia de pontes pênseis e estaiadas. As pontes mistas de aço e concreto surgiram em 1930, com a laje de concreto armado e asvigas em seção I ou caixão.As pontes mistas de seção I são muito econômicas para estruturas retas com vãos pequenos (20 a 50m). Essa estrutura tem sua importância comprovada pela quantidade de trabalhos na área. - Madrazo-Aguirre, Ruiz-Teran & Wadee (2015), Liu et al. (2014), Zhou et al. (2016), Liu et al. (2009), Ellobody (2014), Oehlers (1990), Gocál & Dur?ová (2012), Pinho & Bellei (2007), Fernandes (2008), Klinsky (1999), Leitão et al. (2011), Vitório (2015) e Fabeane (2015). Porém, nenhum desses estudos focam na otimização completa da estrutura.Na área de otimização de pontes, há também um grande número de trabalhos na literatura. Alguns autores optaram por otimizar os cabos de pontes estaiadas - Lute, Upadhyay & Singh (2009), Cai & Aref (2015), Martins, Simões & Negrão (2015), Baldomir et al. (2010) e Hassan (2013). Outros estudaram a otimização de pontes de grandes vãos - Kusano et al. (2014) -, pontes de treliça metálica - Cheng (2010) e Cheng, Qian & Sun (2013) -, pontes de concreto protendido - Martí et al. (2013) e Kaveh, Maniat & Naeini (2016) - e pontes de pilares altos - Martínez et al. (2011). Na otimização de pontes mistas, pode-se citar o trabalho de Gocál & Dur?ová (2012), que realizou um estudo paramétrico para otimizar a disposição transversal das vigas. Logo, é importante reiterar que não foi encontrado nenhum trabalho de otimização da estrutura completa de pontes mistas. Além disso, a importância do tema é também contabilizada na separação entre a eficiência do projeto e a experiência do projetista. Baseado na otimização de outras estruturas, espera-se obter uma redução de até 10% do custo da ponte.Assim, o principal objetivo desta dissertação é otimizar o projeto de pontes mistas de aço e concreto. Para isso, é proposta uma metodologia de otimização dividida em dois estágios. Na primeira etapa, um modelo estrutural simplificado, usualmente adotado por projetistas, é utilizado para achar a região ótima, assim como para indicar um ponto inicial para a busca seguinte. No segundo estágio, um modelo de elementos finitos utilizando barras e cascas é incorporado para melhorar a otimização. Essa estratégia é empregada para combinar o benefício de cada estágio na resolução desse problema. Enquanto que o primeiro estágio tem um custo computacional baixo, podendo ser repetido inúmeras vezes, a segunda etapa é mais precisa estruturalmente. Logo, com a combinação dos dois modelos, o projeto pode ser otimizado de forma precisa com um tempo computacional razoável.Ainda, para resolver esse problema, é preciso definir o método de otimização. Por causa da complexidade do problema e da presença de variáveis discretas, optou-se por utilizar algoritmos heurísticos. Como não existe um algoritmo universal, foram testados estatisticamente cinco algoritmos heurísticos conhecidos: Backtracking Search Algorithm (BSA), Firefly Algorithm (FA), Genetic Algorithm (GA), Imperialist Competitive Algorithm (ICA) e Search Group Algorithm (SGA). Dentre eles, o SGA foi o que teve a melhor performance para resolver essa otimização.Com a escolha do SGA, a otimização em duas etapas foi realizada. Foi, então, otimizada uma ponte mista bi-apoiada com 40m de vão livre e 13m de largura. Na primeira etapa, atingiu-se um custo de U$119.796,43 e na segunda, U$117.884,93. Comparando esses resultados com uma ponte de mesmas características projetada manualmente por Pinho & Bellei (2007), alcançou-se uma redução de 9,17%.Os resultados alcançados mostram que a metodologia proposta é eficiente na redução de custo da ponte. Outros estudos devem ser efetuados, tais como o da influência da passagem dinâmica de veículos, para aumentar a confiança estrutural. / Abstract : This work presents an efficient two-stage optimization approach to the design of steel-concrete composite I-girder bridges. In the first step, a simplified structural model, usually adopted by bridge designers, is employed aiming to locate the global optimum region and provide a starting point to the local search. Then, a finite element model (FEM) is used to refine and improve the optimization. Through this procedure, it is possible to combine the low computational cost required on the first stage with the accuracy provided on the second one. For illustration purposes, a numerical example of a composite bridge designed by Pinho & Bellei (2007) and studied by Leitão et al. (2011) is assessed. The objective function is based on the economic cost of the structure. Due to the non-convex nature of the problem and to the presence of discrete variables, the first stage optimization is conducted through five well-known meta-heuristic algorithms: Backtracking Search Algorithm (BSA), Firefly Algorithm (FA), Genetic Algorithm (GA), Imperialist Competitive Algorithm (ICA) and Search Group Algorithm (SGA). The SGA is chosen to pursue the second stage because a statistical analysis has demonstrated that it achieved the best performance. It is shown that the proposed scheme is able to reduce the structural cost in up to 7.43% already in the first stage and can reach up to 9.17% of saving costs in the end of the optimization procedure.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-11-21T03:18:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348633.pdf: 5070973 bytes, checksum: 1e7b24b46988237c2b4349b3201248fa (MD5) Previous issue date: 2017 / Este trabalho busca avaliar a perda de desempenho em sistemas solares fotovoltaicos causada pelo acúmulo de sujeira na superfície dos mesmos utilizando curvas IxV medidas em campo e aprimorar a metodologia empregada para tal avaliação.As diferentes tecnologias FV sofrem diferentes impactos no que diz respeito ao acúmulo de sujeira e seus efeitos sobre o desempenho dos dispositivos fotovoltaicos. Seja pela sua resposta espectral, ou simplesmente pela característica construtiva elétrica do módulo, acúmulos de sujeira de perfil semelhante sobre a superfície dos módulos FV das diferentes tecnologias disponíveis no mercado apresentam impactos diferentes na atenuação da geração. Poucos estudos são conduzidos no sentido de quantificar as perdas para diferentes tecnologias, e quando realizados, são conduzidos em ambientes laboratoriais, tendo pouca ou nenhuma reprodutibilidade para sistemas instalados em campo.Neste estudo foi realizada uma avaliação através de uma análise experimental, buscando averiguar que, para diferentes tipos de sujeira o perfil de atenuação, conhecido da literatura, da transmitância de caráter espectro-seletivo causado pela sujeira é o mesmo, onde tecnologias FV com respostas espectrais concentradas nos baixos comprimentos de onda apresentam maiores perdas por sujeira. Para a avaliação e aperfeiçoamento do método, foram realizadas três avaliações de perda de desempenho causada por sujeira em sistemas de diferentes tecnologias, em dois sistemas distintos, buscando medir os diferentes valores do ponto de máxima potência impostos pelo acúmulo de sujeira, e assim comparar estes valores nas diferentes tecnologias FV. Através da análise do resultado das avaliações, foram sugeridas propostas de melhoria do método da avaliação, visando diminuir as incertezas intrínsecas a este método.Através da análise experimental, foi obtido um perfil semelhante de curva de transmitância, podendo assim concluir que a resposta espectral de cada tecnologia apresenta papel fundamental na análise. Foram encontradas perdas com valores muito discrepantes entre tecnologias, e com valores elevados (da ordem de 16%) através do acúmulo de sujeira, demonstrando a importância de tal avaliação para otimizar o desempenho do sistema FV. / Abstract : This work aims to evaluate the loss of performance in solar photovoltaic systems caused by the accumulation of dirt on its surface using IxV curves measured in the field and to improve the methodology used for such evaluation.The different PV technologies suffer different impacts with respect to the accumulation of dirt and its effects on the performance of the photovoltaic devices. Whether due to its spectral response or simply to the electrical topology of the PV module, dirt accumulations of similar form on the surface of the PV modules of the different technologies available in the market present different impacts on generation attenuation. Few studies are conducted to quantify losses for different PV technologies, and when performed, are conducted in laboratory environments, having little or no reproducibility for field-installed systems.In this study an evaluation was carried out through an experimental analysis, aiming to investigate that for different types of dirt the attenuation profile, known in the literature, of the spectrum-selective transmittance caused by dirt is the same, where PV technologies with spectral responses concentrated in the low wavelengths present greater losses by dirt. In order to evaluate and improve the method, three evaluations performance losses caused by dirt in different technology systems were carried out, in two different systems, in order to measure the different values of the maximum power point imposed by the accumulation of dirt and to compare these values in different FV technologies. Through the analysis of the evaluations results, proposals were suggested in order to improve the evaluation method, and in order to reduce the uncertainties intrinsic to this method.By means of the experimental analysis, a similar shape of the transmittance curve was obtained, which allows to conclude that the spectral response of each technology plays a fundamental role in the analysis. Losses with very discrepant values between technologies were found, and with high values (of the order of 16%) through the accumulation of dirt, demonstrating the importance of such evaluation to optimize the performance of the PV system.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-11-21T03:18:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348636.pdf: 12744658 bytes, checksum: ca5779104684463c5d90289c7585de28 (MD5) Previous issue date: 2017 / O ultrassom é um método de ensaio não destrutivo que tem sido utilizado tradicionalmente para avaliar a integridade de estruturas de concreto por meio da medida da velocidade de propagação da onda. No entanto, outros parâmetros associados, principalmente amplitude máxima e energia têm sido pesquisados por indicarem maior sensibilidade para a detecção de danos internos na estrutura. O ensaio de ultrassom pode ser aplicado, por exemplo, na avaliação de edificações submetidas à situação de incêndio, possibilitando definir as medidas corretivas a serem tomadas com relação à recuperação da estrutura. Desse modo, avaliou-se a influência das altas temperaturas no concreto utilizando o método do ultrassom, por meio da análise de parâmetros associados à propagação de onda. Para tanto, foram moldados corpos de prova de 10x30 cm, os quais foram aquecidos a 100 ºC, 200 ºC, 300 ºC e 400 ºC. Posteriormente, verificou-se a alteração de cor, perda de massa e resistência à compressão das amostras. Além do ensaio de ultrassom, para um ganho de 1x e 2x, analisando parâmetros como a velocidade de propagação de pulso e de grupo, amplitude máxima, energia, energia acumulada e tempo. Foram ainda realizados ensaios de microestrutura, entre eles a microscopia eletrônica de varredura e a difração de raios X. Como resultados, as amostras de concreto sofreram alteração na coloração, e de modo geral, a massa, a resistência à compressão e a velocidade de pulso ultrassônico decresceram com o acréscimo da temperatura, conforme previsto. Além disso, os parâmetros alternativos do ultrassom também indicaram sensibilidade à detecção de alterações internas no concreto em virtude das altas temperaturas. Nesse caso, o tempo referente à porcentagem de energia se destacou por apresentar alterações ao passo que a temperatura aumentou. Ademais, o ganho de 1x apresentou dados mais confiáveis devido, a ausência de truncamento de amplitudes. Análises estatísticas também foram realizadas para avaliar os resultados encontrados. / Abstract : The ultrasound is a nondestructive method of test that has been traditionally used to evaluate the integrity of concrete structures by measuring the wave propagation velocity. However, other parameters, especially the maximum amplitude and the energy have been investigated for showing better sensitivity in detecting damage to the internal structure. The ultrasonic test can be applied, for example, to evaluate buildings exposed to fire situation, making possible to define the corrective measures to be taken regarding the recovery of the structure. Thus, it was evaluated the influence of high temperatures on concrete using the ultrasound method by analyzing parameters associated with wave propagation. Therefore, samples of 10x30 cm, heating to 100 ºC, 200 ºC, 300 ºC e 400 ºC. Subsequently, it was verified the change of color, mass and compressive strength of the samples. Besides the ultrasound test, using a gain of 1x and 2x and analyzing parameters such as pulse propagation velocity, group velocity, maximum amplitude, energy, accumulated energy and time. Were still performed microstructure tests such as scanning electron microscopy and X-ray diffraction. As results, the color of concrete samples changed, and generally, the mass, the compressive strength and the ultrasonic pulse velocity decreased with temperature increase, as expected. Moreover, alternative parameters of ultrasound also indicated sensitivity to detect internal changes in concrete due to high temperatures. In this case, the time related to the percentage of energy stood out by presenting changes as the temperature increased. In addition, the gain of 1x presented more reliable data due to the absence of truncation of amplitudes. Statistical analyzes were also performed to evaluate the results.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-11-21T03:18:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348632.pdf: 8148592 bytes, checksum: 0a28166b53f2957d647908837a0172d3 (MD5) Previous issue date: 2017 / A pesquisa trata-se do estudo das propriedades mecânicas de misturas asfálticas modificadas pelo polímero EVA para fins de dimensionamento de pavimento asfáltico. O ligante convencional CAP 50/70 é modificado com teores de 5%, 7,5% e 10% de EVA e submetido aos ensaios de caracterização, PCG (NF 98-252, 1999), Lottman Modificado (AASHTO T-283, 1989), Deformação Permanente (NF 98-253-1, 1993) e os ensaios fundamentais de Módulo Complexo (NF 12697-26, 2004) e Fadiga (NF 12697-24+A1, 2007). A propriedade mecânica de módulo de rigidez do material é influenciada pela variação de temperatura e frequência de solicitações, destarte, as misturas asfálticas são ensaiadas nas temperaturas de -10°C, 0°C, 10°C, 15°C, 20°C, 30°C e 40°C e nas frequências de 1Hz, 3Hz, 10Hz e 30Hz. Através do plano Cole-Cole (módulo real versus módulo imaginário) é determinada a temperatura crítica (?crít) das misturas asfálticas modificadas pelo polímero EVA e comparadas com as misturas asfálticas convencionais. Os ensaios de Fadiga são realizados tanto na temperatura normativa de 10°C, quanto na temperatura crítica a fim de adquirir as deformações admissíveis para um milhão (106) de ciclos. A conclusão desse trabalho mostra o comportamento da mistura asfáltica nos diferentes teores de polímero EVA em relação ao módulo de rigidez e fadiga, definindo em 7,5% como o teor ótimo de polímero EVA para modificação de ligantes asfálticos. A eficácia do polímero em relação às misturas convencionais é reafirmada em todos os resultados dos ensaios realizados neste trabalho. Conclui-se, também, que a temperatura crítica dos quatro tipos de misturas é de 20°C através da maior componente imaginária, porém é na temperatura de 10°C que o material possui a menor resistência visualizada nas retas de fadiga. Por fim, o modelo reológico de Huet-Sayegh, que considera o comportamento viscoelástico do material, é aplicado para simular o dimensionamento de uma mistura asfáltica modificada pelo polímero EVA, que mostrou redução de 56% na espessura da camada asfáltica se comparado ao concreto convencional. / Abstract : The research is about the study of mechanical properties of asphalt concrete modified by EVA polymer for design purposes of pavement. The conventional asphalt binder CAP 50/70 is modified with 5%, 7.5% and 10% of EVA polymer and subjected to characterization tests, PCG test (NF 98-252, 1999), Modified Lottman test (AASHTO T-283, 1989), Rutting test (NF 98-253-1, 1993) and the fundamental tests of Complex Module (NF 12697-26, 2004) and Fatigue (NF 12697-24 + A1, 2007). The mechanical properties of stiffness modulus of the material are influenced by the temperature variation and frequency of requests, therefore the asphalt mixtures are tested at temperatures of -10°C, 0°C, 10°C, 15°C, 20°C, 30°C and 40°C and in the frequencies of 1Hz, 3Hz, 10Hz and 30Hz. The critical temperature (?crit) of the asphalt concrete modified by EVA polymer is determined by Cole-Cole plan (real module versus imaginary module) and compared with the conventional asphalt concrete. Fatigue tests are performed at standard temperature (10°C) and the critical temperature in order to obtain the admissible deformations for one million cycles (106). The conclusion of this research shows the behavior of the asphalt concrete in different contents of EVA polymer in relation to the stiffness modulus and fatigue, defining in 7,5% as the optimal content of EVA polymer for modification of asphaltic binders. The polymer effectiveness over the conventional mixtures is reaffirmed in all results of the tests performed in this research. It is also concluded that the critical temperature of the four types of mixtures is 20°C through the higher imaginary component, but it is at 10°C that the material has the lowest resistance seen in the fatigue graphic. Finally, Huet-Sayegh?s rheological model, which considers the material viscoelastic behavior, is applied to simulate the design of asphalt concrete modified by EVA polymer, which showed a reduction of 56% in the asphalt layer thickness when compared to conventional asphalt concrete.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-11-21T03:19:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348631.pdf: 10546448 bytes, checksum: f274bd4590b9dc08c54aca56905af47b (MD5) Previous issue date: 2017 / O ruído gerado pelo tráfego de veículos vem sendo prioridade nos estudos em diversos países desenvolvidos, pois se trata de um dos problemas ambientais mais relevantes, principalmente em zonas residenciais. Em muitos destes países, o ruído veicular é o primeiro critério de escolha do tipo de revestimento do pavimento. A geração e a propagação do ruído dos veículos são regidas por vários e diferentes mecanismos. O ruído gerado pela interação pneu-pavimento passa ser a fonte dominante quando o veículo trafega em velocidades acima de 50 km/h. No entanto, no futuro, em que os carros comuns serão substituídos por carros elétricos o ruído veicular será gerado principalmente pela interação pneu- pavimento para qualquer velocidade. Com isso, há que se buscar meios para a mitigação do ruído, seja através do desenvolvimento tecnológico dos pneus, ou principalmente, através do desenvolvimento dos revestimentos asfálticos de baixo ruído. Nesse trabalho foi desenvolvido um trailer com o objetivo de medir o ruído da interação pneu-pavimento em campo. O trailer é do modelo Trailer-CPX (Close Proximity Method), nome que se refere ao método normalizado de medição da interação pneu- pavimento. Foram realizadas as medições em campo utilizando o Trailer- CPX em diferentes tipos de revestimento de pavimento existentes. Ainda foi desenvolvida uma mistura asfáltica de elevada capacidade de absorção sonora com o objetivo de reduzir o ruído da interação pneu-pavimento, propiciando a geração de revestimentos de baixo ruído. Para tanto foi realizado a otimização da textura e da porosidade dessa mistura asfáltica avaliando-se o coeficiente de absorção sonora com o método normalizado que utiliza o tubo de impedância. Por fim, foram desenvolvidos modelos que possam prever o ruído gerado pela interação pneu-pavimento através das propriedades das misturas asfálticas e das características da superfície do revestimento. O Trailer-CPX foi construído e qualificado de acordo com norma ISO 11819-2 (2010) e todos os resultados das medições realizadas para a sua certificação foram atendidos. Os resultados dos ensaios com o Trailer mostraram que a macrotextura das misturas densas tem grande influência na geração do ruído pneu-pavimento. A camada porosa de atrito (CPA) foi a que apresentou menor índice de ruído (CPXI) quando comparada com os demais revestimentos estudados. / Abstract : The noise generated by the vehicle traffic is being priority in the studies in several developed countries, for it addresses one of the most relevant environmental problems, mainly in residential areas. In many of these countries, the vehicular noise is the first criteria of choice of the type of pavement surface. The generation and propagation of vehicle noise are governed by several and different mechanisms. The noise generated by the tire-pavement interaction comes to be the dominant source when the vehicle transits in speeds above 50 km/h. However, in a future, in which regular cars will be replaced by electric cars, the vehicular noise will be generated mainly by the tire-pavement interaction for any speed. With that, we have to seek means to the mitigation of this noise, either through the technological development of tires, or mainly, through the development of low noise asphaltic surface. In this study it was developed a trailer with the objective of measuring the tire-pavement interaction noise in the field. The trailer is of the Trailer-CPX (Close Proximity Method) model, name that refers to the measuring method of the tire- pavement interaction. The measurements in the field were performed using the Trailer-CPX in different types of existing pavement surface. Also in this study, it was developed an asphaltic mixture of high capacity of sound absorption with the objective of reducing the tire-pavement interaction noise, propitiating the generation of low noise coverings. In order to do that, it was carried out the optimization of the texture and the porosity of that asphaltic mixture evaluating the sound absorption coefficient with the normalized method that uses the impedance tube. Finally, it were developed methods that can predict the noise generated by the tire-pavement interaction through the properties of the asphaltic mixtures and of the characteristics of the surface. The Trailer-CPX was built and qualified in accordance with ISO 11819-2 (2010) and all the results of the measurements made for its certification were met. The results of the tests with the Trailer showed that the macrotexture of the dense mixtures has great influence in the generation of the tire-pavement noise. The porous asphalt was the one with the lowest noise index (CPXI) when compared to the other surface studied.