A previsão da capacidade de carga de estacas constitui-se um dos desafios da engenharia de fundações por requerer, na teoria, a estimativa de propriedades do solo, suas alterações pela execução da fundação e o conhecimento do mecanismo de interação solo-estaca. Devido à dificuldade de reproduzir analítica e numericamente o mecanismo de interação solo-estaca, a prática brasileira faz uso correlações empíricas, relacionando diretamente os resultados do ensaio SPT com o desempenho do elemento de fundação. Apesar da grande contribuição dos métodos tradicionalmente utilizados, a sua validade está limitada à prática construtiva regional e às condições específicas dos casos históricos utilizados em seu estabelecimento. Com o objetivo de incorporar à engenharia de fundações brasileira um novo método de previsão de capacidade de carga de estacas, obtido diretamente a partir de ensaios SPT, desenvolveu-se nesta pesquisa uma metodologia baseada na interpretação do ensaio SPT sugerida por Odebrecht (2003). À luz desta nova interpretação, utiliza-se a força dinâmica de reação do solo à cravação do amostrador SPT para estimar a capacidade de carga de estacas, relacionando os mecanismos de mobilização de resistência do amostrador (modelo) com os da estaca (protótipo). No intuito de validar a metodologia proposta, organizou-se neste trabalho, um expressivo banco de dados compostos por 325 provas de carga à compressão e 43 provas de carga à tração, executadas em diferentes regiões do país. Das provas de carga à compressão, 132 casos são de estacas cravadas pré-moldadas de concreto, 28 de estacas metálicas, 95 de estacas hélice contínua e 70 casos de estacas escavadas. Já nas provas de carga à tração, 3 casos são de estacas cravadas pré-moldadas, 31 de estacas hélice contínua e 9 casos de estacas escavadas. Conclui-se a partir de análises comparativas entre cargas previstas e medidas que o método proposto é capaz de prever de forma satisfatória a capacidade de carga de estacas. Uma análise estatística dos dados possibilitou atribuir à estimativa de capacidade de carga, um intervalo de confiança das previsões, baseado na confiabilidade requerida para o projeto.

A qualidade SAE 1141 alia boas conformabilidade e usinabilidade em um mesmo aço – esta qualidade possui adição de teores de enxofre da ordem de 0,08 – 0,13% em peso. É largamente empregada no segmento de forjarias na confecção de componentes com relativa complexidade e exigência mecânica, tais como garfos e ponteiras para a indústria automotiva. Devido a esse fato, é imprescindível que a matéria-prima para a conformação destes componentes atenda às exigências impostas pelos esforços aplicados aos mesmos e, dado às solicitações que sofrem, apresente um desempenho satisfatório em sua forma final, principalmente no tocante à sanidade interna, visto que defeitos dessa natureza são extremamente deletérios à performance dos componentes conformados. Em função disso, o principal objetivo desta investigação é avaliar as causas potencialmente geradoras de defeitos denominados trincas internas centrais, as quais afetam fortemente a sanidade interna da matéria-prima, além de reduzir a sua incidência em barras de aço da qualidade SAE 1141. Para tanto, são apresentadas considerações sobre a avaliação destes defeitos, analisando-se as possíveis causas geradoras das trincas, as quais são caracterizadas sob o enfoque de bibliografia adequada. Através da realização de ensaios no lingotamento contínuo (LC) envolvendo a utilização do agitador eletromagnético final (FEMS), elaboração de curvas de ductilidade pelo emprego do simulador físico Gleeble para os materiais nas condições tarugo e barra laminada, experiências na laminação envolvendo análises de amostras após cada diferente grau de redução ou passe conferido ao material pelo processo e variação das taxas de resfriamento pós-processamento, busca-se reduzir as ocorrências destes defeitos, diminuindo conseqüentemente sucateamento e custos e melhorando o desempenho do material frente às expectativas dos componentes em serviço. A metodologia empregada para a detecção dos defeitos nas barras laminadas foi a submissão das mesmas ao ultra-som. Várias amostras tiveram os seus defeitos detectados através desse ensaio, os quais foram analisados e caracterizados previamente ao início da investigação das causas geradoras, balizando assim a tomada de decisão em relação aos experimentos a serem realizados. Os dados práticos foram obtidos na Gerdau Aços Especiais Piratini, onde a análise de defeitos internos gerados a partir do processo produtivo é um procedimento rotineiro. A interpretação dos resultados, bem como testes laboratoriais adicionais foram realizados na própria usina e no IAS – Instituto Argentino de Siderurgia. Em paralelo, realizou-se uma revisão na literatura aberta dos principais fundamentos e conceitos metalúrgicos referentes a trincas internas e causas de geração das mesmas, tais como, influência do FEMS na solidificação e na condição de segregação nos tarugos de LC, elementos de liga com caráter fragilizante e/ou deletério (por exemplo, hidrogênio, carbono, enxofre e manganês), influência das transformações de fase – velocidade de resfriamento pós-processamento e influência dos elementos de liga – na formação dos defeitos, entre outros. Os resultados obtidos permitiram concluir que a principal causa da geração das trincas internas do tipo centrais em barras laminadas está associada a uma combinação de variáveis. As transformações de fase, somadas a presença de altos teores de hidrogênio no aço – fato este de grande importância na geração dos defeitos detectado somente ao longo da realização do trabalho – fragilizam localmente o núcleo das barras, gerando trincas. Estas, por sua vez, têm a sua propagação facilitada através de cadeias ou redes de sulfeto de manganês, por vezes devido à alta incidência das mesmas nos aços da qualidade SAE 1141. Além disso, pode-se constatar que a geração dos defeitos é potencializada para barras de diâmetros superiores a 75,00 mm. Em barras de diâmetros menores, as falhas estão igualmente presentes e apresentam morfologia similar aos defeitos encontrados nas barras de maior diâmetro, porém, em escala não significativa, não sendo assim abordadas neste trabalho. Pode-se constatar ainda, que a redução da incidência dos defeitos do tipo trincas internas centrais em barras laminadas de diâmetros superiores a 75,00 mm – e conseqüente sucateamento – foi da ordem de mais de 95% desde o início do trabalho, reduzindo-se assim o sucateamento desta qualidade para níveis da ordem de, aproximadamente, 1,0%.

O tempo de vida útil das ponteiras das hastes sulcadoras de adubo tem se constituído em problema constante aos fabricantes e usuários de semeadoras-adubadoras para plantio direto. Com o transcorrer das operações de campo, as ferramentas, ao interagirem com o solo, sofrem desgaste por abrasão provocando a modificação na sua configuração geométrica e, por conseqüência, no formato do sulco e esforço solicitado ao elemento tracionante, vindo a comprometer a eficiência da adubação e semeadura. Pesquisas têm demonstrado que os solos arenosos são os que apresentam maior abrasividade, entretanto, até o momento, não existem estudos que quantifiquem, passo a passo, isto é, em pequenas etapas de trabalho, como e onde ocorre o desgaste nestas ferramentas. O objetivo geral deste trabalho foi quantificar o desgaste de uma ferramenta comercial construída em Aço SAE 1060, forjado, e outra, de mesma configuração geométrica, construída em Ferro Fundido Nodular Austemperado (ADI), através da análise de perda de massa e variação de sua geometria em função das horas trabalhadas, no sentido de estabelecer-se a vida útil destas ponteiras, operando em solo arenoso. Desta maneira, pretendeu-se verificar a possibilidade de utilização de um novo material no sentido de prolongar a vida útil desta ferramenta. Como forma de propor métodos alternativos para análise do desgaste, foi executada a avaliação da taxa de desgaste frontal das ferramentas, através da verificação da perda de área nas diferentes etapas de trabalho. A partir dos resultados obtidos, especificamente, analisou-se a influência do desgaste nas forças horizontal e vertical atuantes sobre a ponteira, através de um dispositivo especialmente projetado e construído para medição destes esforços. Os resultados permitiram identificar que a ferramenta construída em Aço SAE 1060 teve a sua função comprometida após 10h de trabalho, apresentando desgaste médio de 44,39%, enquanto que a ponteira fabricada em ADI, no mesmo período, atingiu a taxa de 23,65% de perda de massa, mostrando uma tendência de vida útil de 17h de trabalho, ou seja, 70% a mais do que a ponteira original. Os demais resultados obtidos durante as operações de campo, especialmente o de análise de esforços, foram considerados satisfatórios, evidenciando-se um aumento na força horizontal, enquanto que a força vertical não apresentou variação significativa, na medida em que a ponteira foi apresentado maior desgaste. / The useful life of no–till planter’s fertilizer furrow openers became a problem for manufacturers and users of these machines. With field work, when tools interact with soil, they suffer abrasion wear, modifying their geometrical configuration, and, therefore, the format of the furrow and required effort to the tractive element, which compromise the efficiency of these operation. Research has shown that sand soils are those presenting greater abrasiveness, however, until the moment, there are no studies that quantify, step by step, the amount of wear and its placement at the tool as the work is being done. The main objective of this work was to quantify the wear of a commercial tool made of forged SAE 1060 steel, as well as comparing it with another one, with the same geometric form, made of Austempered Ductille Iron (ADI), through the analysis of loss of mass and geometry variation in function of the worked hours, seeking to establish their useful life, in sand soil. The aim was to verify the possibility of use of this new material (ADI) to increase the useful life of this tool. In order to consider alternative methods for analyzing the wear of tines, the wear rate of the front was acessed through by measuring the measurement the projected area loss at different work stages. From the results, specifically, the influences of wear on horizontal and vertical forces on the opener were analyzed with the use of an especially designed device. The results made it possible to identify that a tool constructed in SAE 1060 steel had its function compromised after 10h of work, presenting an wear of 44,39%, while the ADI opener, in the same period, reached 23,65% of loss of mass, showing a trend of useful life of 17h of work, 70% more than that of the original tine. The results from the field operations, especially efforts analysis, were considered satisfactory, proving an increase in horizontal force, while that the vertical force did not present significant variation, the measure where the furrow openers was presented bigger wear.

O presente trabalho tem como tema central o estudo da resistência à compressão de unidades, prismas e paredes e suas inter-relações. Apresenta, inicialmente, uma abordagem ao desenvolvimento da alvenaria estrutural tanto a nível mundial quanto a nível de Brasil. Contém um estudo das formas de determinação da resistência à compressão da alvenaria em que foram enfatizados os ensaios de prismas. Discute-se, a nível teórico, os fatores que afetam a resistência à compressão dos prismas. No programa experimental desenvolvido, foi pesquisada a influência da razão de esbeltez (h/t) e do padrão-de assentamento na resistência dos prismas de alvenaria. Procedeu-se a um estudo estatístico das correlações entre resistências à compressão de tijolos, prismas e paredes. Em toda a pesquisa executada, foram utilizados apenas tijolos cerâmicos maciços produzidos na Região da Grande Porto Alegre e um só tipo de argamassa de assentamento, de traço, em volume, de 1:1:6 (cimento: cal hidratada: areia). / In this work, the author studies the compressive strength of bricks, prisms, walls and their relationships. The work starts with a review of the historical developments of structural brickwork around the world as well as in Brazil. It contains a description of the ways used to define the compressive strength of brickwork with especial emphasis on prism tests. The factors that affect the compressive strength of prisms were reviewed and analyzed. The influente of the slenderness ratio and the bond pattern on the strength of brickwork prisms were reseached using laboratory tests. A statistical analysis of the correlations between the compressive strength of bricks, prisms, and walls was performed. During the research, only solid ceramic bricks produced in the metropolitan region of Porto Alegre were used as well as only one kind of mortar, with mix proportions by volume of portland cement: hydrated lime: sand of 1:1:6.

Neste trabalho, aplicando-se metodologia da mecânica da fratura dependente do tempo, analisa-se o comportamento de corpos de prova pré-trincados do aço API P22 de tubulação petroquímica, na forma usada (1 20.000 horas de trabalho a 538OC e a 115 Kgf/cm2 de pressão de vapor), e nova (sem uso), em testes de fadiga, fadiga-fluência em ondas trapezoidais de carregamento, e fluência com carga constante, aplicada por meio de pesos mortos, todos realizados a 538OC. Nas diversas condições de ensaio planejadas, pôde-se comparar o desempenho do material novo com o usado. Concluiu-se que o material usado tem melhor desempenho nas condições de fadiga testadas. Nas condições de fluência o material novo mostrou-se com melhor desempenho. E nas condições de fadigafluência, dependendo do tempo de espera (ou de aplicação do carregamento) observou-se a existência de um tempo de transição além do qual as condições de fadiga-fluência aumentam o tempo de ruptura, tornando a fluência simples mais prejudicial. Conclui-se então que numa situação de análise de integridade estrutural, das três situações de carregamento analisadas (fadiga, fadiga-fluência e fluência), fadiga pura é mais danosa, sendo o fator limitante de vida (em tempos de espera curtos ou altas frequências). E, dependendo do tempo de espera, ou de aplicação de carga, a interação entre a fadiga e a fluência pode ser o fator limitante, sendo mais perigosa que a fluência simples. / In this work the time dependent fracture mechanics methodology is applied to the analysis of the behavior of pre-cracked specimens of API P22 steel pipe used in a petrochemical industry. Samples of new material and specimens extracted from a pipe in service for 120000 hours at a pressure of 115 Kgf/cm2 of steam at 538OC, were tested. Fatigue tests, fatigue-creep interaction tests with trapezoidal loading, and creep tests at constant load were performed at 538OC. The results showed that for all the conditions of the fatigue test, the used material had the best performance. However, the creep resistance of the new material was superior. In the fatigue-creep tests it was observed the existence of a hold time transition above which the time for rupture grows rapidly a simple creep for the same load is more critical. Overall we conclude that for the structural integrity analysis, for short hold times, fatigue is the most important factor and should be considered for the lifetime evaluation. When comparing creep with fatigue-creep behavior a threshold was observed, for long hold times simple creep was dominant, while the interaction fatigue-creep was more important for shorter periods.

Este estudo faz um levantamento das diversas origens da umidade e sais solúveis presentes em edificações, contribuindo para uma melhor avaliação das causas das manifestações patológicas originadas. Serão abordados, também, dois métodos de recuperação de paredes degradas pela umidade e sais, que são o sistema de revestimento de recuperação e a eletroosmose ativa. Para tanto, seguiram-se as sugestões feitas por Bianchin (1999) sobre um estudo de traços de argamassas de saneamento que obtiveram o melhor desempenho, seguindo as orientações do Caderno de Recomendações Alemão WTA 2-2-91 (1995). Foram feitos em laboratório dois traços 1:2:9 e 1:1:6 (cimento:pasta de cal:areia seca), em volume, e com 1% de incorporador de ar e 2% de hidrofugante sobre a massa de cimento, e dois traços 1:2:9 e 1:1:6 de argamassa convencional em volume, analisando-se suas propriedades no estado fresco e no estado endurecido. Posteriormente, estas argamassas foram aplicadas sob forma de quatro painéis no porão de um prédio histórico na cidade de Porto Alegre/RS, analisando-se seu desempenho através dos ensaios de salinidade, após oito meses de aplicação. Quanto à eletro-osmose ativa, fez-se um levantamento teórico do sistema eletro-físico ativo de dessalinização de paredes, descrevendo experimentos feitos por Ruaro (1997) no laboratório do NORIE/LEME da UFRGS e por uma equipe na Fortaleza de Santa Cruz de Anhatomirim, no ano de 1995 em Florianópolis/SC. Ambas aplicações apresentaram resultados positivos quanto à diminuição de sais nas paredes. Os dois métodos poderiam ter sido aplicados na parede da casa, optando-se pelo sistema de revestimento de recuperação por ser mais simples e econômico, enquanto que a eletro-osmose ativa envolveria custos mais elevados de equipamento e materiais importados, bem como a necessidade de mão-de-obra especializada, com acompanhamento constante. Os resultados de desempenho do sistema de revestimento foram satisfatórios, com o cumprimento de algumas propriedades indicadas no Caderno de Recomendações Alemão WTA 2-2-91 (1995). Após 8 meses de aplicação das argamassas de saneamento comprovou-se a migração de sais do interior da alvenaria para as argamassas.

Neste trabalho apresenta-se um procedimento para a determinação da resposta dinâmica na direção da velocidade média, de estruturas sujeitas à ação do vento turbulento. Este procedimento está baseado no método do espectro, no qual caracteriza-se estatisticamente as propriedades da turbulgncia. O seu principal objetivo é o de facilitar a consideração do efeito dinâmico do vento em Normas sobre cargas nas construções. Ensaios em túnel de vento sobre um modelo aeroelástico foram realizados com a finalidade de comparar resultados teóricos e experimentais. Discute-se finalmente a validade e limitações do método proposto. / A procedure to determine the along-wind dynamic response of structures subjected to turbulent wind action i s developed in this thesis. The method follows from the statistical description of the characteristics of the atmospheric turbulence. Its main objective is the developement of a code-oriented solution procedure. In order to verify the theorical predictions, wind tunnel tests were performed on an aeroelastic model. The applicability and limitations of the proposed method are fully discussed.

O uso do alumínio e de suas ligas nas indústrias aeroespacial e automobilística vem aumentado continuamente, principalmente em aplicações que demandam redução de peso com conseqüente economia de combustível. O processo de anodização do alumínio é utilizado com diversas finalidades, entre as quais o aumento da resistência à corrosão, e a anodização em eletrólitos a base de ácido sulfúrico é amplamente utilizada na prática industrial. Entretanto, este processo causa um decréscimo da vida em fadiga dos componentes quando comparada a componentes não anodizados. O objetivo fundamental deste trabalho é o de caracterizar morfológica e eletroquimicamente a camada de óxido formada durante o processo de anodização em meio sulfúrico, elucidando mecanismos que possam levar a esta diminuição da vida em fadiga de componentes anodizados. Para tanto, foi avaliada a influência de parâmetros de processo na morfologia da camada de óxido através de técnicas de microscopia eletrônica de varredura e transmissão, análise de imagens e espectroscopia de impedância eletroquímica. Os resultados obtidos mostram que a morfologia do óxido é bastante heterogênea, com formação de vazios devido à dissolução de precipitados, e que a porosidade superficial da camada de óxido e as características da interface metal/óxido dependem de determinadas condições de processo. Além disso, há formação de trincas no óxido causadas pelo processo de selagem, as quais contribuem para a redução do desempenho em fadiga dos componentes. / The use of aluminum and its alloys in both aerospace and automotive industry is continuously growing, especially when weight reduction and subsequent reduction in fuel consumption are demanded. Aluminum anodizing process is used for diverse purposes, including corrosion resistance improvements, and anodizing with electrolytes containing sulfuric acid is widely used in industrial practice. However, such process causes a reduction in fatigue life of anodized components when compared to non-anodized ones. The main objective of this work is the morphological and electrochemical characterization of the oxide layer formed during the sulfuric anodizing, elucidating the mechanisms that can lead to this decrease in fatigue life. The influence of process parameters upon oxide morphology was evaluated by means of transmission and scanning microscopy, image analysis, and electrochemical impedance spectroscopy. Obtained results show that oxide morphology is quite heterogeneous, with void formation resulting from precipitates dissolution, and that surface porosity and the metal/oxide interface characteristics depends on certain process conditions. Besides that, the sealing process causes the formation of cracks in the oxide, which contributes to the decrease in fatigue life of components.

Estudou-se a atuação do metavanadato de sódio como inibidor da corrosão do aço ABNT 1006 em soluções aquosas neutras, arejadas e desarejadas, na presença e na ausência de íons cloreto, à temperatura ambiente. Utilizou-se como parâmetros de avaliação ensaios de imersão em circuito aberto, curvas de polarização potenciostística, curvas cronogalvanométricas e curvas de variação do potencial de corrosão com o tempo. Observou-se que o vanadato pode inibir a corrosao do aço em concentrações tão baixas quanto 20 ppm, porém sua ação é extremamente dependente de frestas e bordas do corpo de prova. O efeito inibidor estã relacionado ao oxigênio dissolvido, em presença do qual o vanadato desloca o potencial de coE rosão do aço para dentro da zona passiva. O íon cloreto pode provocar o rompimento localizado do filme passivo; quando is to ocorre, o potencial de pite torna-se mais anódico com o aumento na concentração de inibidor. / Sodium metavanadate was evaluated as a corrosion inhibi tor to ABNT 1006 steel in neutral aqueous solutions, at room temperature. Weight loss measurements, polarization curves, current- time transients and potential/time curves were made on specimens exposed to both aerated and deaerated containing vana date solutions. A concentration as low as 20 ppm sodium metavanadate can inhibit corrosion, but inhibition is extremely dependent on crevices and holes or borders of specimen. In order to be ef fective as inhibitor, vanadate requires the presence of oxigen in the solution to prevent corrosion. A potential in the passive region is observed when inhibition is achieved. Chlo ride ion causes pitting of steel in vanadate solutions; pitting potential increases as the inhibitor concentration isin creased.

No presente trabalho verificou-se a viabilidhde do uso de ensaios eletroquímicos para avaliar revestimentos de Óleos na proteção do aço ABNT 1010 contra a corrosão. Curvas de polarização potenciostáticas, curvas de potencial versus tempo e ensaios de câmara de umidade, de nevoa salina e so2 foram feitas com aço revestido com diferentes óleos. Constatou-se que curvas de polarização podem 9er empregadas como uma técnica auxiliar aos ensaios de camaras, e que algumas divergências entre os resultados estão ligadas as diferentes condições de ensaio e sua influência sobre estes revestimentos. Por estes testes notou-se que a presença do revestimento tornou o potencial de corrosao mais nobre e, em alguns casos, houve sensível redução da densidade de corrente crítica de passivação. Estes fatos também foram verificados com a adição de lanolina ao Óleo. A polarização e a natureza da solução eletrolítica exercem uma forte influência no comportamento do revestimento. O efeito inibição, proporcionado pelos óleos, foi mais significativo que a barreira em todos os ensaios. / The present work verified the viabi1ity of the use of e1ectrochemica1 tests to eva1uate oi1 coating in the protection of ABNT 1010 stee1 against corrosion. Potenciostatic po1arization curves, potential versus time curves, and humidity, salt spray and su1fur dioxide chamber tests were made with stee1 coated with differents oils. It was verified that polarization curves can be used as an auxi1iary technique to chamber tests, and that some divergences among the results are connected to differences, in test conditions and to their influence on oil coatings. In the polarization curves it was observed that the presence of the coating shifted the corrosion potential of the steel in the noble direction. In some cases, there was a great reduction in the passivation critical current density. These facts were also verified with the addition of 1anolin to the oil. The polarization have a strong influence on the coating behaviour. The inhibition effect enab1ed by oils was more important than the barrier effectinall tests.