A ocupação do litoral por empreendimentos sócio-econômicos e a realização de obras de engenharia capazes de atender estas demandas tem despertado a necessidade de estudos detalhados do transporte litorâneo. Usando metodologia de coleta de sedimentos por ‘traps’ (fundo e suspensão) dentro da zona de surfe e metodologias de aquisição de imagens, topografia e sedimentologia conduzidas com o auxílio de filmadora, estação total e trabalhos em laboratório, respectivamente, determinou-se os parâmetros hidrodinâmicos e morfométricos da região. Dados de ondas em águas profundas foram obtidos a partir de modelo do CPTEC/INPE. Os trabalhos de campo foram realizados em 50 campanhas distribuídas pelo período de 1 ano. Do total, 42 foram dedicadas exclusivamente a dados hidrodinâmicos e morfométricos enquanto que as 8 restantes foram utilizadas também para coleta de sedimentos. Ao mesmo tempo foram obtidos dados sobre a velocidade dos fluxos e sobre o transporte transversal no espraiamento. Todos os dados foram obtidos em condições atmosféricas normais. Os trabalhos de campo foram conduzidos em 6 perfis transversais distribuídos entre as praias do Cassino e Mar Grosso (3 de cada lado da embocadura). Dois perfis situados na adjacência dos Molhes Leste e Oeste, 2 posicionados a 3 Km da base dos respectivos molhes e 2 distantes 10 Km destas mesmas bases. Concomitante com as medições do transporte longitudinal foram realizadas observações específicas sobre a participação dos diferentes níveis coletados na formação do transporte total. A distribuição dos sedimentos na coluna d’água e ao longo do perfil foram estudadas considerando o diâmetro médio do grão. Foi estudada também a participação do transporte de fundo (bedload) e em suspensão (suspended load) obtendo-se evidencias de que o transporte de fundo representa aproximadamente 18% do transporte total. Os resultados das medições indicaram uma vazão bidirecional de sedimentos, com baixa intensidade de transporte e resultante positiva direcionada para nordeste, conforme apresentado a seguir: Perfil-1(01/07/03) 1,92 m3/h NE-SW; Perfil-2 (19/07/02) 2,60 m3/h NE-SW, (16/01/03) 0,23 m3/h NE-SW e (20/02/03) 25,1 m3/h SW-NE; Perfil-3 (02/05/03) 4,24 m3/h SW-NE; Perfil-4 (05/09/03) 43,33 m3/h SW-NE; Perfil-5 (17/01/03) 2,54 m3/h NE-SW e Perfil-6 (21/02/03) 31,74 m3/h SW-NE. As baixas taxas de transporte total (máx. 940 e mín. 402 m³/ano/m) e líquido (máx. 574 e mín. 218 m³/ano/m) encontrados na região são consistentes com o comportamento dos estoques sedimentares acumulados no entorno dos molhes nos últimos 90 anos, embora estas taxas anuais representem apenas uma ordem de grandeza do transporte na região, já que são uma simples extrapolação dos dados horários não traduzindo, portanto os efeitos do clima de ondas local. Os dados obtidos serviram para calibrar 2 equações empíricas CERC e Kamphuis-91 que foram utilizadas para extrapolar as taxas de transporte longitudinal pelo período de 1 ano, considerando também a deriva ocasionada por ondas de tempestades. Finalmente, concluiu-se que o baixo transporte longitudinal é ocasionado pelos pequenos ângulos de incidência (em relação a normal) das ondas na arrebentação, que a direção da corrente longitudinal apresenta forte convergência com a componente longitudinal do vento na costa e que a baixa deriva litorânea (em condições atmosféricas normais) para nordeste só é magnificada pela presença das ondas de tempestades que varrem a costa vindas do quadrante sul e que representam aproximadamente 16% do ano.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T08:48:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 279212.pdf: 8472622 bytes, checksum: 118d03faf15e780c9e19b1c6fcfa895a (MD5) / Este trabalho aborda a simulação de fluidos através de estruturas tubulares arbitrárias. O fluido é simulado através do método baseado em partículas denominado Smoothed Particle Hydrodynamics, enquanto que a estrutura tubular pode ser representada por uma malha de triângulos simples. Este cenário de simulação é utilizado tanto em ferramentas de apoio ao especialista como programas de CAD e simulações cirúrgicas quanto em jogos e na indústria de efeitos especiais, onde o efeito visual é mais importante do que a física. Existe um equilíbrio entre a fidelidade da simulação ao fenômeno físico correspondente e a resposta visual e interatividade com o usuário. O modelo apresentado neste trabalho visa oferecer um ambiente que permita simulações interativas visualmente atraentes em um cenário potencialmente complexo, onde o líquido e a estrutura são representados por milhares de entidades. A interação entre a estrutura e o fluido é simplificada em uma força que utiliza o Eixo Médio Aproximado para guiar as partículas, que são coloridas de acordo com grandezas físicas como velocidade e pressão.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-23T02:22:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 247083.pdf: 10415632 bytes, checksum: 7194e6da81f13f5e08244fea3cf6dc94 (MD5) / A Lagoa da Conceição, localizada na Ilha de Santa Catarina, no Sul do Brasil, é uma típica laguna costeira, conectada com o oceano por um canal de maré. Devido a sua beleza natural e localização estratégica, a laguna esta atualmente sofrendo problemas ambientais e de conflito de uso. Esse cenário levou o Laboratório de Hidráulica Marítima (LaHiMar) da UFSC a realizar um projeto de pesquisa para estudar a hidrodinâmica da laguna. Esse estudo apresenta os resultados das medições de campo e modelação hidrodinâmica. Os dados batimétricos foram adquiridos e níveis medidos de Fevereiro de 2005 a Março de 2006 (31 dias), em dois pontos diferentes da laguna. Dados meteorológicos também foram coletados de Agosto de 2005 a Junho de 2006. A hidrodinâmica da lagoa e do canal de maré foi investigada com o auxílio do modelo do DHI, Mike 21, através de um convênio de cooperação científica entre o LaHiMar/UFSC e o DHI. Mike 21 é um modelo 2D-H escrito pelo método de volumes finitos que permite a utilização de uma malha não estruturada, que se ajusta melhor a diferentes escalas da Lagoa da Conceição. A calibração do modelo hidrodinâmico foi realizada forçando o modelo com nível na desembocadura externa do canal e comparando os resultados com níves d'água medidos dentro da laguna. Os resultados confirmaram a redução dos componentes de alta freqüência encontrados por Andrade (2001). A análise de diferentes cenários permitiu a compreensão de características importantes da hidrodinâmica da Lagoa da Conceição. Os principais resultados são que: a pequena passagem conectando o compartimento Sul com o restante da laguna não limita a circulação nessa região da laguna; e o efeito da dragagem do canal principal na troca d'água da laguna. Conceição Lagoon, located in the Island of Santa Catarina, in Southern Brazil, is a typical coastal lagoon connected to the ocean through a tidal inlet. Due to its natural beauty and strategic location, the lagoon is currently undergoing environmental problems and users' conflicts. This scenario prompted the Maritime Hydraulics Laboratory (LaHiMar) of UFSC to carry on a research project to study the hydrodynamics of the lagoon. This study reports the results concerning field measurements and modeling. Bathymetric data was collected and water levels recorded from February 2005 to March 2006 (31 days) in two different points within the lagoon. Meteorological data was also collected from August 2005 to June 2006. The hydrodynamics of the lagoon and the tidal channel was investigated with the aid of DHI's Mike 21 model in the context of a scientific cooperation agreement between LaHiMar/UFSC and DHI. Mike 21 is a 2D-H model in finite volume method that allows its use in an unstructured grid that fits better to different scales. Hydrodynamic model calibration was performed by forcing the model with level at the channel mouth and comparing the results with the measured water levels recorded inside the lagoon. Modeling showed a reduction of higher frequency tidal components, since longer periods loose less energy in the process of propagation through the channel. Analysis of different scenarios allowed the understanding of important hydrodynamics patterns of Conceição Lagoon. The most relevant are that the very small passage connecting the southern compartment with the rest of the lagoon does not limit the circulation in that part of the lagoon and the effect of dredging the main channel on the exchange of water of the lagoon.

Esta dissertação tem como enfoque principal abordar o tema de esforços nas amarras das embarcações durante o processo de eclusagem. A principal motivação foi a busca em atender a legislação brasileira, a qual vem incentivando a utilização do transporte hidroviário e a construção de novas eclusas, tendo em vista a atratividade econômica deste meio de transporte. O estudo foi desenvolvido a partir da modelagem e elaboração de um sistema de medição de esforços, almejando a verificação de sua aplicabilidade na previsão de esforços sobre as amarrações das embarcações. A investigação dos esforços hidrodinâmicos sofridos pela embarcação durante o enchimento e esvaziamento das eclusas de alta queda foi possível com a construção deste sistema de medição em um modelo reduzido de uma eclusa de alta queda. Foram realizados 42 ensaios para diferentes situações iniciais, variando a composição e o peso total da embarcação, bem como a velocidade de abertura da comporta dos condutos de enchimento e esvaziamento da eclusa. A realização destes ensaios permitiu a confirmação das relações existentes entre esforços máximos medidos com o aumento da velocidade de abertura das comportas de enchimento e esvaziamento e entre os esforços máximos com o peso deslocado e área ocupada pela embarcação na eclusa. Possibilitou, também, a constatação de que os valores dos esforços máximos durante o processo de enchimento são superiores àqueles verificados no esvaziamento da câmara da eclusa. A partir destes resultados, foram propostas duas equações que relacionam a razão da força máxima pelo peso da embarcação com a razão das áreas da embarcação com a da câmara da eclusa e com o próprio peso da embarcação, evidenciando a relação existente entre a força máxima com o peso e a área da embarcação. / This piece of work disserts about the hawser forces in the vessels during the lock operational. The main motivation was the quest to attend the Brazilian legislation, which has encouraged the use of the hydroways and construction of new locks, in view of the economic attractiveness of this transportation medium. The study was developed from the modeling and development of a measurement system of hawser forces, aiming to verify its applicability in forecasting the vessels mooring forces. The investigation of hydrodynamics forces suffered by the vessel during the process of filling and emptying high lift locks became possible with construction of this measuring system in a reduced scaled model of a generic high lift lock. There was realized 42 tests with different initial conditions, varying the vessel´s size and its total weight, as well, varying the gate´s opening velocity localized in the conducts of the filling and emptying system. This tests made it possible to confirm the existence of relationship between maximum hawser forces and this gate´s opening speed and the vessel´s size and its total weight. With this tests, it became viable to find out that the values of maximum hawser forces during the lock´s chamber filling process are greater than during its emptying process. From these results, it was proposed two formulas relating the ratio of maximum hawser force with the vessel´s weight and the ratio of the area occupied by the vessel with the lock chamber area and, as well, the vessel´s weight. This showed the existence of relationship between the maximum hawser forces and the vessel´s weight and its area.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:41:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329077.pdf: 22755991 bytes, checksum: c32017fcb873899cc5782f98c3be50ac (MD5) Previous issue date: 2014 / A presença de escoamento horizontal em sistemas onde existe um gradiente vertical de temperatura que pode induzir a convecção ao natural pode ser vista em diversas situações, tanto em aplicações tecnológicas quanto em fenômenos naturais. Apesar disto, a influência do escoamento cisalhante sobre os limites onde a convecção natural ocorre ainda é pouco conhecida, especialmente em meios multifásicos. O objetivo do presente trabalho é avaliar a estabilidade de um sistema composto por dois fluidos imiscíveis sobrepostos sujeitos a um gradiente de pressão horizontal, que induz o escoamento nesta direção o, e um gradiente de temperatura vertical que pode levar à formação de células convectivas quando a diferença de temperatura entre as paredes horizontais atingir um valor crítico. Este modelo contempla diferentes fenômenos presentes sistemas mais simples cujas características de estabilidade já são conhecidas e apresentadas na literatura, sendo por isso chamado de convecção o de Rayleigh-Bénard-Poiseuille estratificada. Duas diferentes abordagens numéricas foram empregadas para avaliar a estabilidade este sistema. Primeiramente, foi utilizada uma análise linear onde a dependência das variáveis ao longo do tempo e da direção horizontal é modelada através de modos normais associados a uma determinada perturbação. O comportamento dinâmico desta perturbação define a estabilidade do sistema: se a amplitude da perturbação diminuir com o tempo o sistema ser á estável, caso contrário este seria instável. A segunda forma de análise foi através da simulação numérica direta das equações governantes com o uso de técnicas de fluidodinâmica computacional. Os resultados obtidos com as duas metodologias mostram-se de modo geral em acordo, indicando respostas semelhantes à variação em determinados parâmetros. Devido ao grande número de fenômenos que afetam a estabilidade deste sistema, a análise foi restrita a uma estreita faixa para os parâmetros governantes. Em especial, foram determinados os valores mínimos para o número de Rayleigh necessários para que a convecção natural ocorra e as possíveis formas que o sistema pode ser organizar neste caso. Diferentes modos de acoplamento entre as camadas foram identificados e caracterizados, bem como foram definidos os intervalos onde cada modo surge como mais instável. A competição entre diferentes modos de instabilidade pode alterar de forma significativa os perfis de velocidade e temperatura obtidos, podendo mesmo levar á casos onde o sistema continuamente oscila entre diferentes formas de convecção natural. A indução de um escoamento paralelo, no entanto, inibe a formação destes estados oscilatórios por afetar de forma distinta os diferentes modos. A presença de uma interface separando as duas camadas representa um problema adicional, pois esta pode levar à formação de células convectivas devido unicamente ao efeito termocapilar ou pode ser deformada em função do campo de velocidades e causar variações locais nas espessuras das camadas. Além disso, os resultados obtidos com a simulação direta utilizando o método do volume de fluido mostram que quando o valor de Rayleigh é consideravelmente superior ao valor crítico e a diferença de densidade entre as camadas não for suficiente para estabilizar a interface, a aproximação em termo dos modos normais não é mais válida e estruturas muito complexas podem surgir. Apesar das dificuldades matemáticas e numéricas inerentes `a modelagem desta forma de escoamento, a associação da análise linear com a simulação numérica direta mostrou-se apropriada para a análise de estabilidade da convecção o de Rayleigh-Bénard-Poiseuille estratificada e os resultados obtidos foram suficientes para esclarecer muitas das características deste problema, permitindo um melhor entendimento da origem e interação dos diversos modos de instabilidade.<br> / Abstract : The presence of horizontal flow in systems where a vertical temperature gradient can leads to heat transfer by natural convection is widely observed in several technological applications, such as co-extrusion process and oil-water flows, as well as can occur in natural phenomena such as atmospheric flow and mantle convection. Despite the high relevance to both theoretical and practical applications, the influence of the shear flow on the onset of natural convection is poorly understood, particulary in multiphase systems. The main objective of the study herein reported is to investigate the stability of a system where two superposed immiscible fluids are subject to a pressure gradient inducing horizontal flow and a vertical temperature gradient that induce heat transfer by natural convection if the temperature difference between the horizontal walls reaches a critical value. This system comprehends several characteristics present in other classical flow structures, which stability features are well known, and therefore it is named as Stratified Rayleigh-B´enard-Poiseuille convection. Two different numerical approaches were used to analyze this system. The first one was a linear stability analysis where normal modes were used to express the temporal dependence and spatial distribution along the horizontal direction of the field variables. Each normal mode is related to a disturbance and the dynamic behavior of this disturbance defines the system stability. Whenever the disturbance amplitude decreases along the time and eventually disappears the system will be stable, otherwise it will be unstable. The second numerical approach used was the direct numerical simulation of the governing equation through computational fluid dynamics techniques. The results obtained with both methodologies are in good agreement, showing similar responses to the change in certain parameters. Due to the large number of phenomena governing the system stability, this study focuses in a restricted part of the parameters spectrum, selected mostly to allow the determination of the minimum value that the Rayleigh number must achieve in order to natural convection be possible and the different ways in which the system can self-organize when this happens. Different coupling modes between the bottom and top layers were identified and characterized, as well as the intervals where each mode appears as the most unstable. Competition between different instability modes can change the velocity and temperature profiles significantly and can even leads to situations where the system continuously oscillate between two different natural convection patterns. However, the presence of shear flow inhibits the development of oscillatory states, even at very low Reynolds numbers. This happens because the shear flow affects each instability mode in a different way and the equilibrium between the forces needed to keep the oscillatory state is broken. The existence of an interface separating the system in two layers offers an additional problem. The interface itself can induce the formation of convective cells due to the thermocapillary effect or can be deformed as a result of the velocity field, generating local changes in the layers depth. Moreover, results provided by direct numerical simulation using the volume of fluid method to capture the interface position shows that when the Rayleigh number is substantially greater than the critical value and the density difference between the layers is not enough to stabilize the interface, the approximation given by the normal modes is no more accurate and complex structures with a high interface deformation can appear. Despite the difficulties associated with the numerical and mathematical modeling of this flow structure, the approach adopted in the present study proved to be appropriate to analyze the stability of the stratified Rayleigh-B´enard-Poiseuille convection and the acquired results were adequate to elucidate many of the flow stability properties, allowing a better understanding about the origin and interaction of several instability modes.

Orientador : Prof. Dr. Christian Johann Losso Hermes / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 31/07/2015 / Inclui referências : fls. 111-115 / Área de concentração: Fenômenos de transportes e mecânica dos sólidos / Resumo: O transporte de detergente entre compartimentos e através do tecido durante o processo de lavagem em lavadoras domésticas de carregamento superior (eixo vertical) são estudados no presente trabalho. Uma metodologia experimental foi desenvolvida com o intuito de observar a variação temporal da concentração de detergente em cada compartimento como também numa sonda que simula uma peça real de tecido. Realizou-se um experimento fatorial completo o qual evidenciou que o local de inserção do detergente assim como a velocidade de agitação são os fatores determinantes do processo. Criou-se um modelo transiente global para simular o transporte advectivo-difusivo do detergente. As equações diferenciais ordinárias foram resolvidas numericamente utilizando um algoritmo de incremento de tempo adaptativo. Os parâmetros de fechamento adotados no modelo foram obtidos através dos dados experimentais, o que evidencia o caráter semi-empírico do modelo. As previsões do modelo para a variação temporal da concentração de detergente e os dados experimentais tiveram concordância dentro de uma faixa de incerteza de medição (~15%) para a maior parte dos casos vistos. Palavras-chave: Transferência de massa. Análise experimental. Simulação transiente. Transporte de detergente. Lavadora de roupa. / Abstract: The detergent transport between the compartments and through the garments during the washing process in household top-load washing machines is investigated. An experimental methodology was put forward for evaluating the time evolution of the detergent concentration in each compartment, and also in a probe enveloped by a cottonlinen that emulates the garments. The experiments were carried out following a full factorial experiment, pointing out the detergent insertion location and the agitation speed as the rate-determining factors. A lumped transient model was advanced for the advective-diffusive transport of detergent. The set of ODEs was solved numerically through an adaptive time-step algorithm. The closing parameters required by the model were reduced from the experimental data, thus providing the model with a semi-empirical character. The model predictions for the time evolution of the detergent concentration and the experimental data agreed to within the range of the measurement uncertainties (~15%) for the cases majority. Keywords: Mass transfer. Experimental analysis. Transient simulation. Detergent transport. Washing machine.

Orientador : Prof. Dr. Cristóvão Vicente Scapulatempo Fernandes / Coorientador : Prof. Dr. Tobias Bernward Bleninger / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa: Curitiba, 14/04/2016 / Inclui referências : f.169-178 / Resumo: A integração das fases bacia e canal dos modelos hidrológicos, num contexto de utilização da modelagem matemática como ferramenta ao processo de tomada de decisão acerca do gerenciamento e controle de cheias em sistemas de operação de reservatórios em tempo real ainda é um desafio em termos da implementação e calibração, especialmente, quando de sua aplicação em grandes bacias hidrográficas. Para estas, a decisão pelo modelo a ser utilizado e pela melhor discretização do problema a ser estudado deve levar em consideração não somente o equacionamento proposto, mas o tempo necessário à obtenção da previsão e a disponibilidade de dados hidrológicos em quantidade e qualidade. O objetivo é o de garantir que o processo de calibração não distancie os valores obtidos para cada um dos parâmetros de seu significado físico. Esta pesquisa explora aspectos relacionados à integração das fases bacia e canal dos modelos hidrológicos em uma bacia de grande porte, a partir de uma demanda de análise de impacto da propagação de uma onda de cheia em canal associada à operação de reservatório de usina hidrelétrica do sistema interligado Sul-Sudeste. Além disso, no contexto do estudo de caso discute-se aspectos da discretização 1D e 1D/2D para a avaliação das curvas de inundação em bacia de grande porte. Os resultados obtidos com todas as peculiaridades relativas aos dados hidrológicos e as dificuldades para a correta representação geométrica do canal e planície de inundação, evidenciam ser possível configurar um modelo hidrológico que integre as etapas de geração e propagação das vazões. Entretanto, com o custo de agregar alguma incerteza aos valores determinados aos seus parâmetros, para a análise da propagação de ondas de cheias. De modo geral, este trabalho, no contexto de uma futura aplicação em sistema de previsão e controle de cheias (a partir da operação de um reservatório), requer o aperfeiçoamento de questões relacionadas ao desafio da consolidação de modelos hidrológicos que em sua fase canal utilizem um modelo hidrodinâmico de propagação, visando: modelagem de bacias de grande porte, entendimento da relevância dos processos físicos e hidráulicos representados, calibração e incertezas na estimativa dos parâmetros, tecnologias para a fusão mais efetiva dos dados nos modelos, processamento e geração de informação para a tomada de decisão e a definição de sistema de alerta contra cheias. Palavras-chave: Bacias de grande porte; modelagem hidrológica e hidrodinâmica integradas; escassez de dados. / Abstract: Integrating hydrological and hydrodynamic models have been used as flood management tool for decision support systems. Their implementation, calibration and validation are still a research challenge especially for large scale basins. The decision of defining a model to be used and the discretization for the problem should consider: the precision of the modelling hypothesis; the time required to obtain forecasting; and the availability of hydrological data in quantity and quality. This research explores issues related to the integration of hydrological and hydrodynamic models to a large basin from a perspective of flooding area impact analysis as a consequence of the reservoir operation from a hydroelectric plant part of the Brazilian Electrical Power System. Furthermore, in this research aspects of modelling discretization 1D and 1D/2D is presented. The results obtained with all the peculiarities related to the hydrological data and the natural difficulties to the correct geometrical representation of the channel and floodplain, proved to be possible to set up an integrated hydrological model with the cost of adding some uncertainty to values determined by its main parameters for the analysis of flood wave propagation. Oververall, in the context for future use, regarding a simulation system and flood control strategies, requires the improvement of the understanding of processes related to consolidating hydrological and hydrodynamic integrated models, aiming : modeling in large basins; understanding the relevance of the physical processes; the adequate hydraulic representation; the calibration and uncertainty analysis when estimating the main parameters; developing new technologies for more effective combination of real time data models; improving processing and generating information for decision support systems to improve warning system against floods. Key-words: large basins, integrated hydrological and hydrodynamic modelling, limited data.

Orientadora : Profª. Drª. Margarete Casagrande Lass Erbe / Coorientadora : Profª. Drª. Daniela Neuffer / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Mestrado Profissional em Meio Ambiente Urbano e Industrial, em parceria com o Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial e a Universität Stuttgart. Defesa: Curitiba, 09/07/2015 / Inclui referências : f. 152-163 / Área de concentração: Ciências ambientais / Resumo: Após acompanhar o procedimento de investigação até a tomada de decisão, entre os tipos de reabilitação na Rede Coletora de Esgoto (RCE) existente na cidade de Stuttgart na Alemanha e de Curitiba no Brasil, verificou-se que a escolha para substituição de redes, entre os possíveis métodos, Métodos Não Destrutivos (MND) e Método Destrutivo (MD), depende das características presentes no trecho em análise e da experiência do engenheiro que o avalia. Com base em entrevistas realizadas em empresas que atuam no mercado curitibano com tecnologias não destrutivas para saneamento, gerou-se uma ferramenta que auxilia a tomada de decisão para substituição de RCE nesta cidade. A ferramenta criada foi uma planilha no software Microsoft Excel®, a qual a partir de dados inseridos pelo usuário, que verifica se a vazão e a declividade atendem às condições impostas em norma, e ao final, origina um ranqueamento dos possíveis métodos de execução, levando em consideração os princípios da sustentabilidade (fatores econômicos, sociais e ambientais). Palavras-chave: investigação, esgoto, método não destrutivo, tecnologia não destrutiva, vala aberta, método destrutivo, tomada de decisão. / Abstract: After following the investigation procedure to make a decision, between the types of rehabilitation of existing sewage networks in the city of Stuttgart in Germany and Curitiba in Brazil, it was found that the choice for replacing the network among the possible methods, no-dig methods and dig method, depends on the characteristics present in the work place and the engineer's experience. Based on interviews conducted in companies that operates trenchless technologies in Curitiba’s sanitation market, it was generated a tool that helps to choose the best decision to replace sewage networks in this city. The created tool was a spreadsheet in the software Microsoft Excel®, which from data entered by the user, it checks if the flow and the slope meet the conditions imposed in standard, and in the end, it brings a ranking of the possible methods of execution, taking account the principles of sustainability (economic, social and environmental). Key-word: investigation, sewage, no-dig method, trenchless technology, open dig, dig method, decision make.

Esta dissertação tem como enfoque principal abordar o tema de esforços nas amarras das embarcações durante o processo de eclusagem. A principal motivação foi a busca em atender a legislação brasileira, a qual vem incentivando a utilização do transporte hidroviário e a construção de novas eclusas, tendo em vista a atratividade econômica deste meio de transporte. O estudo foi desenvolvido a partir da modelagem e elaboração de um sistema de medição de esforços, almejando a verificação de sua aplicabilidade na previsão de esforços sobre as amarrações das embarcações. A investigação dos esforços hidrodinâmicos sofridos pela embarcação durante o enchimento e esvaziamento das eclusas de alta queda foi possível com a construção deste sistema de medição em um modelo reduzido de uma eclusa de alta queda. Foram realizados 42 ensaios para diferentes situações iniciais, variando a composição e o peso total da embarcação, bem como a velocidade de abertura da comporta dos condutos de enchimento e esvaziamento da eclusa. A realização destes ensaios permitiu a confirmação das relações existentes entre esforços máximos medidos com o aumento da velocidade de abertura das comportas de enchimento e esvaziamento e entre os esforços máximos com o peso deslocado e área ocupada pela embarcação na eclusa. Possibilitou, também, a constatação de que os valores dos esforços máximos durante o processo de enchimento são superiores àqueles verificados no esvaziamento da câmara da eclusa. A partir destes resultados, foram propostas duas equações que relacionam a razão da força máxima pelo peso da embarcação com a razão das áreas da embarcação com a da câmara da eclusa e com o próprio peso da embarcação, evidenciando a relação existente entre a força máxima com o peso e a área da embarcação. / This piece of work disserts about the hawser forces in the vessels during the lock operational. The main motivation was the quest to attend the Brazilian legislation, which has encouraged the use of the hydroways and construction of new locks, in view of the economic attractiveness of this transportation medium. The study was developed from the modeling and development of a measurement system of hawser forces, aiming to verify its applicability in forecasting the vessels mooring forces. The investigation of hydrodynamics forces suffered by the vessel during the process of filling and emptying high lift locks became possible with construction of this measuring system in a reduced scaled model of a generic high lift lock. There was realized 42 tests with different initial conditions, varying the vessel´s size and its total weight, as well, varying the gate´s opening velocity localized in the conducts of the filling and emptying system. This tests made it possible to confirm the existence of relationship between maximum hawser forces and this gate´s opening speed and the vessel´s size and its total weight. With this tests, it became viable to find out that the values of maximum hawser forces during the lock´s chamber filling process are greater than during its emptying process. From these results, it was proposed two formulas relating the ratio of maximum hawser force with the vessel´s weight and the ratio of the area occupied by the vessel with the lock chamber area and, as well, the vessel´s weight. This showed the existence of relationship between the maximum hawser forces and the vessel´s weight and its area.

Esta dissertação tem como enfoque principal abordar o tema de esforços nas amarras das embarcações durante o processo de eclusagem. A principal motivação foi a busca em atender a legislação brasileira, a qual vem incentivando a utilização do transporte hidroviário e a construção de novas eclusas, tendo em vista a atratividade econômica deste meio de transporte. O estudo foi desenvolvido a partir da modelagem e elaboração de um sistema de medição de esforços, almejando a verificação de sua aplicabilidade na previsão de esforços sobre as amarrações das embarcações. A investigação dos esforços hidrodinâmicos sofridos pela embarcação durante o enchimento e esvaziamento das eclusas de alta queda foi possível com a construção deste sistema de medição em um modelo reduzido de uma eclusa de alta queda. Foram realizados 42 ensaios para diferentes situações iniciais, variando a composição e o peso total da embarcação, bem como a velocidade de abertura da comporta dos condutos de enchimento e esvaziamento da eclusa. A realização destes ensaios permitiu a confirmação das relações existentes entre esforços máximos medidos com o aumento da velocidade de abertura das comportas de enchimento e esvaziamento e entre os esforços máximos com o peso deslocado e área ocupada pela embarcação na eclusa. Possibilitou, também, a constatação de que os valores dos esforços máximos durante o processo de enchimento são superiores àqueles verificados no esvaziamento da câmara da eclusa. A partir destes resultados, foram propostas duas equações que relacionam a razão da força máxima pelo peso da embarcação com a razão das áreas da embarcação com a da câmara da eclusa e com o próprio peso da embarcação, evidenciando a relação existente entre a força máxima com o peso e a área da embarcação. / This piece of work disserts about the hawser forces in the vessels during the lock operational. The main motivation was the quest to attend the Brazilian legislation, which has encouraged the use of the hydroways and construction of new locks, in view of the economic attractiveness of this transportation medium. The study was developed from the modeling and development of a measurement system of hawser forces, aiming to verify its applicability in forecasting the vessels mooring forces. The investigation of hydrodynamics forces suffered by the vessel during the process of filling and emptying high lift locks became possible with construction of this measuring system in a reduced scaled model of a generic high lift lock. There was realized 42 tests with different initial conditions, varying the vessel´s size and its total weight, as well, varying the gate´s opening velocity localized in the conducts of the filling and emptying system. This tests made it possible to confirm the existence of relationship between maximum hawser forces and this gate´s opening speed and the vessel´s size and its total weight. With this tests, it became viable to find out that the values of maximum hawser forces during the lock´s chamber filling process are greater than during its emptying process. From these results, it was proposed two formulas relating the ratio of maximum hawser force with the vessel´s weight and the ratio of the area occupied by the vessel with the lock chamber area and, as well, the vessel´s weight. This showed the existence of relationship between the maximum hawser forces and the vessel´s weight and its area.