Esta pesquisa apresenta o comportamento estrutural da Catedral da Sé de São Paulo em termos de deslocamentos e de tensões a partir do desenvolvimento de um modelo numérico tridimensional simplificado e da consideração do comportamento elástico-linear dos materiais. Construção gótica do século XX, a igreja matriz é um símbolo religioso, arquitetônico e social e sua praça, palco de manifestações e de expressão popular. Seu estilo gótico e o céu abobadado são interrompidos por um espaço octogonal sobre o qual se ergue uma cúpula renascentista. Inicialmente, são abordados aspectos da arquitetura da igreja e seus principais espaços são descritos; também são apresentadas as características geométricas dos elementos estruturais e as características mecânicas dos materiais, bases para a construção do modelo matemático. Em seguida, a estrutura da igreja é analisada quanto aos deslocamentos e às tensões, tendo-se feito, além do estudo da Catedral tal qual ela é, simulações em que são retirados os arcobotantes e as torres frontais, o que permite um estudo qualitativo e quantitativo da importância destes elementos estruturais para o equilíbrio do conjunto. Verifica-se que as regiões da igreja que apresentam os maiores deslocamentos também são aquelas mais críticas em termos de tensão, e algumas fissuras encontradas na igreja podem ser relacionadas aos carregamentos considerados nesta pesquisa. Constata-se que a Catedral da Sé é bem concebida e que seus elementos principais comportam-se estruturalmente como os das catedrais góticas originais. / In this research, the structural behavior of the Cathedral of Sé in terms of displacements and stresses is presented, based on a simplified three-dimensional numerical model and the consideration of linear-elastic behavior of materials. Gothic building of the twentieth century, the Cathedral of Sé is a religious, architectural and social symbol and its square, scene of demonstrations and popular expression. Its Gothic style and vaulted sky are interrupted by an octagonal space on which stands a Renaissance dome. Initially, different aspects of the architecture of the church are discussed and its main areas are described, as well as are presented the geometric characteristics of its elements and the mechanical properties of its materials, bases for the construction of the mathematical model. In the sequence, the structure of the church is analyzed in terms of displacements and stresses, and in addition to the analysis of the Cathedral as it really is, simulations in which the flying buttresses and the front towers are removed are done, since they allow for the determination of the qualitative and quantitative importance of these structural elements to the equilibrium of the church. This research shows that the regions of the church in which the largest displacements occur are also those most critical in terms of stresses, and some of the cracks found in the building may be related to the loads considered in this study. The analysis done shows that the Cathedral of Sé is well designed and that its main elements behave structurally as those of the original Gothic cathedrals.

As lajes mistas de aço e concreto consistem de um sistema estrutural formado por fôrmas de aço (chapas perfiladas) permanentes sobre a qual é lançado o concreto armado. Após a cura do concreto, esses elementos trabalham conjuntamente, garantindo o comportamento misto. Esse tipo de sistema é amplamente utilizado na construção civil brasileira, por propiciar diversas vantagens, como a não utilização de fôrmas de madeiras e escoras. Com a finalidade de avaliar o comportamento térmico, estrutural e termoestrutural acoplado desse tipo de sistema, foram desenvolvidos modelos numéricos em elementos finitos no pacote computacional TNO DIANA em duas etapas distintas. Na primeira etapa é feita uma análise térmica bidimensional, cujos campos térmicos na seção transversal da laje são calibrados por meio de resultados experimentais disponíveis na literatura, avaliando os principais parâmetros que influenciam na distribuição de temperatura na laje, como a emissividade resultante e a resistência térmica na interface aço/concreto. Nessa etapa também se desenvolve um pós-processador em Visual Basic 11.0 capaz de ler os campos térmicos gerados pelo DIANA e calcular o momento fletor plástico resistente em função do tempo de exposição ao fogo. Esses resultados são comparados com aqueles calculados de acordo o modelo de cálculo da ABNT NBR 14323:2013. A segunda etapa consiste no desenvolvimento de modelos numéricos tridimensionais para se avaliar o comportamento termoestrutural acoplado de lajes mistas simplesmente apoiadas. Nessa etapa, primeiramente se faz a validação e calibração dos modelos numéricos à temperatura ambiente, avaliando fatores como a simetria dos modelos e a resistência ao cisalhamento longitudinal na interface entre a fôrma de aço e o concreto. Posteriormente, se realiza a validação do modelo numérico em temperatura elevada por meio de resultados experimentais disponíveis na literatura, considerando os efeitos dos gradientes térmicos na degradação das propriedades mecânicas e na expansão térmica do aço e concreto. Após a calibração do modelo numérico tridimensional em temperatura ambiente e elevada, se realizam análises paramétricas considerando a influência da armadura positiva, da espessura fôrma de aço, da resistência à compressão do concreto, da altura da laje e do vão entre apoios, por meio da curva de incêndio padrão. Os resultados obtidos dos modelos numéricos tridimensionais são comparados com aqueles obtidos pelo método do momento fletor plástico, calculados por meio dos resultados dos modelos térmicos, e de acordo o modelo de cálculo da ABNT NBR 14323:2013. / Steel-concrete composite slabs consist on a structural system comprising of permanent steel sheeting on which reinforced concrete is cast. After the cure of concrete, these elements work in conjunction, ensuring the composite behavior. This structural system is widely used in Brazilian civil construction, especially for providing several advantages, such as no use of formwork and post shores. In order to assess thermal, structural and staggered flow-stress behavior of this structural system, finite elements numerical models were developed in software TNO DIANA in two distinct steps. In the first step a two-dimensional thermal analysis is carried out, whose thermal fields in the slab cross section are calibrated by experimental results available in the literature, evaluating the main parameters that affect the temperature distribution in the slab, as the resulting emissivity and thermal resistance in the steel/concrete interaction. In this stage is also developed a post-processor in Visual Basic 11.0, which is able to read the thermal fields generated by DIANA and calculate the plastic bending moment capacity versus fire exposure time. These results are compared with those calculated according to the ABNT NBR 14323:2013 calculation model. The second step consists in the development of three-dimensional numerical models to evaluate the staggered heat-flow behavior of simply supported composite slabs. In this step, first is done the calibration and validation of the numerical models at ambient temperature, assessing factors such as the symmetry of the models and the longitudinal shear resistance between steel sheeting and the concrete. Later, numerical models are validated in fire through experimental results available in the literature, considering the effects of thermal gradients in the degradation of the mechanical properties and thermal expansion of steel and concrete. After validation of the three-dimensional numerical models at ambient and elevated temperature, parametric analysis are performed considering the influence of sagging reinforcement, the thickness of steel sheeting, compressive strength of the concrete, the slab height and the span between supports, through standard fire curve. The bending resistance of tri-dimensional numerical models is compared with that obtained by the plastic theory, calculated through the results of two-dimensional thermal models, and according to ABNT NBR 14323:2013 calculation model.

A demanda alimentar vem aumentando de acordo com o crescimento populacional e com isso há uma necessidade de que as práticas agrícolas tornem-se cada vez mais intensas e tecnificadas, mediante o incremento, entre outros, da utilização de insumos químicos. Porém, uma vez aplicados de maneira desorganizada, sem a devida preocupação com os possíveis impactos aos recursos naturais, tais produtos podem vir a provocar danos ao solo, contaminação de águas subterrâneas (mediante sua lixiviação) e em alguns casos, podem ser responsáveis pelo aumento da salinidade em alguns solos da região do semiárido do nordeste brasileiro. Nesse sentido, devido ao fato de envolverem processos físicos na natureza, o estudo da dinâmica desses produtos químicos têm motivado diversos pesquisadores a aplicarem ferramentas matemáticas (modelos matemáticos) na área de engenharia de água e solo, buscando entender a correlação entre a dinâmica da água e o movimento de solutos no perfil do solo. Portanto, a presente pesquisa tem como objetivo a aplicação do modelo matemático HYDRUS-1D para a simulação do movimento da água e do íon potássio, em condições de laboratório, utilizando-se colunas preenchidas com dois tipos de material de solos salinos e não saturados: Argissolo Amarelo (S1) e Latossolo Vermelho Amarelo (S2). Além disso, buscou-se também avaliar tanto o desempenho do referido modelo, em condições salinas, quanto proceder a uma análise de sensibilidade. Para alcançar tais objetivos, foram conduzidas as seguintes etapas: 1) elaboração de curvas de distribuição de efluentes (Breakthrough Curves - BTC) para obtenção dos parâmetros de transporte do íon potássio, com a aplicação de soluções de 1000 ppm, 2000 ppm e 3000 ppm de concentração de potássio, nos dois tipos de solos salinos, 2) Aplicação dessas soluções de potássio na coluna preenchida com o mesmo material de solo salino não saturado, 3) Simulação dos perfis de água e potássio para os diferentes materiais de solo salino pelo modelo HYDRUS-1D e 4) Avaliação de desempenho e análise de sensibilidade do modelo HYDRUS-1D. A avaliação de desempenho foi feita levando-se em conta os seguintes índices estatísticos: erro máximo, erro absoluto médio, raiz quadrada do erro médio normalizado, coeficiente de massa residual, coeficiente de determinação, eficiência e índice de concordância de Willmott e a análise de sensibilidade foi feita mediante a determinação do erro padrão, por meio de variações positivas (+ 10%, + 20%, + 30%, + 40%, + 50%) e negativas (- 10%, - 20%, - 10%, - 40%, - 50%), dos valores de: umidade volumétrica do solo saturado, condutividade hidráulica e os parâmetros n e ? do modelo de van Genuchten (1980). Diante dos resultados obtidos, pôde-se perceber que os procedimentos experimentais (BTC\'s) para a estimativa dos parâmetros de transporte do íon potássio em condições de solo salino, foram suficientes para descrever a movimentação do íon potássio no solo, gerando informações de entrada precisas para os modelos de simulação. Em termos do modelo HYDRUS-1D, observou-se que o deslocamento do íon potássio acompanhou a frente de molhamento e que o modelo foi eficiente nas simulações de deslocamento do íon potássio e da água para ambos os solos, em condições salinas. A análise de sensibilidade evidenciou que o modelo apresentou-se sensível, às variações negativas dos dados de entrada: umidade volumétrica do solo saturado, condutividade hidráulica do solo saturado e parâmetros \"n\" e \"?\" do modelo de van Genuchten (1980). / The increased demand for food due to population growth requires that agricultural practices become increasingly intensive and very technical, including the increased use of agricultural chemicals (fertilizers). If improperly applied without considering possible impacts on natural resources, agricultural chemicals may lead to soil and groundwater contamination through their leaching from the soil root zone. They may be responsible also for increased salinity in some soils of semiarid regions in northeastern Brazil. Since many transient physical and chemical processes affect their transport in the subsurface, mathematical models have become popular tools in soil and water engineering and management in order to understand the correlation between water dynamics and solute movement in soils. Thus, this research aimed at using the HYDRUS-1D software package to simulate water and potassium movement, under laboratory conditions, in unsaturated saline soil columns filled with two soil types: an Ultisol (S1) and an Oxisol (S2). Comparisons were made with experimental data while also a sensitivity analysis was carried out to evaluate the effect of various parameters on solute transport under saline conditions. For this purpose the following studies were performed: 1) Measurement of solute breakthrough curves (BTCs) to estimate the transport parameters of the potassium ion by applying potassium solutions of 1,000 ppm, 2,000 ppm and 3,000 ppm to both soil types, 2) Application of similar potassium solutions to columns containing the same saline unsaturated soils, 3) Simulation of water and potassium distributions for different saline soil materials using HYDRUS-1D, and 4) Performance evaluation and sensitivity analyses of the HYDRUS-1D numerical model. The performance evaluation was conducted using the following statistical indices: maximum error, mean absolute error, normalized root mean square error, coefficient of residual mass, coefficient of determination, efficiency and Willmott\'s concordance index. The sensitivity analyses considered standard deviations resulting from positive and negative changes (+ 10% + 20% + 30% + 40% + 50%) (-10%, -20%, -10%, -40%, -50%) in the values of the saturated volumetric soil moisture content, the saturated hydraulic conductivity, and the parameters n and ? of van Genuchten\'s (1980) model for the unsaturated soil hydraulic functions. Results indicate that the experimental procedures (BTCs) for estimating the transport parameters of potassium for saline soil conditions were sufficient to describe potassium ion transport in the soils by generating the required input information for the simulation models. Relative to HYDRUS-1D model, the displacement of potassium was found to follow closely the wetting front, with the model providing a very efficient means for simulating the movement of both water and potassium in the two soils during saline conditions. The sensitivity analysis showed that the model was relatively sensitive to negative variations of the input data, notably the saturated water content, the saturated hydraulic conductivity, and the n and ? soil hydraulic parameters.

Uma das áreas da engenharia civil que têm apresentado maior potencial de crescimento é a execução de edifícios em alvenaria estrutural. Usualmente são utilizados procedimentos puramente experimentais para o desenvolvimento dos processos construtivos e de projeto. Entretanto, a experimentação sem uma modelagem teórica prévia pode ser muito dispendiosa. A modelagem numérica, desde que confiável, pode ser de grande ajuda na redução do número de corpos-de-prova a serem ensaiados e do número de pontos a serem instrumentados, bem como o seu devido posicionamento. Isso significa diminuição de custos e maior eficiência na obtenção de resultados. No presente trabalho apresentam-se as ferramentas computacionais mais adequadas para a análise de alvenaria estrutural submetida a compressão, objetivando o suporte teórico a pesquisas experimentais. Elabora-se um estudo comparativo sobre os vários recursos de modelagem numérica, linear e não-linear, disponíveis em softwares comerciais baseados no método dos elementos finitos. Inicialmente, após a apresentação do estado da arte, investiga-se a modelagem numérica do volume elementar representativo da alvenaria. Modelos não-lineares são, então, escolhidos, aferindo-os com resultados disponíveis na literatura técnica. São realizadas simulações de casos específicos de paredes de alvenaria submetidas à compressão, assim como a interação de paredes sujeitas a carregamentos verticais. Resultados experimentais são comparados com os produzidos por modelos lineares e não-lineares, focando a análise na sua representatividade e no seu grau de precisão / The construction of structural masonry buildings has been one of the most increasing civil engineering areas. The development of building and design methods usually is based only on experiments. However, testing without previous numerical analysis can be very expensive. Numerical modeling, since reliable, can be greatly helpful for reducing the number of experimental tests and the number of instrumented points, including the improvement of their positions. That enables smaller costs and higher efficiency in obtaining the results. The present work deals with the most appropriate computational strategies for the analysis of masonry walls subjected to compression, focusing the theoretical support for experimental research programs. A comparative study is elaborated on the several capabilities of linear and nonlinear numerical models, which are available in commercial computer programs based on the finite element method. Initially, after the presentation of the state-of-the-art, the numerical analysis of the representative volume masonry element is investigated. Nonlinear models are chosen and confronted with available results in the technical literature. Specific cases of masonry walls submitted to compression are numerical simulated, including the interaction of intersecting walls under vertical loads. Experimental results are compared to those produced by linear and nonlinear numerical modeling, emphasizing their effectiveness and precision

Uma climatologia de 21 anos dos Distúrbios Ondulatórios de Leste (DOLs) sobre a região NEB foi realizada com o intuito de obter um melhor entendimento dos processos dinâmicos e sinóticos do ciclo de vida destes sistemas, incluindo gênese, crescimento/decaimento, trajetória e dissipação. Adicionalmente, foi avaliada a eficiência do modelo de mesoescala WRF em simular este tipo de sistema. A identificação dos DOLs foi obtida de forma subjetiva através de imagens de satélite no canal infravermelho e campos de linhas de corrente e vorticidade relativa nos níveis de 1000, 850, 700, 500 e 200 hPa da reanálise do ERA-Interim. Neste período foram identificados 518 eventos de DOLs, onde 97% (3%) dessas ondas atingiram (não atingiram) a região do NEB, 64% (36%) foram convectivas (não convectivas) e 14% (86%) atingiram a região da Amazônia. Os principais sistemas que deram origem aos DOLs foram: Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), Vórtice Ciclônico de Altos Níveis (VCAN), Frentes Frias (FF) e conglomerados convectivos provenientes da costa oeste da África (AF). Além destes, a interação entre os sistemas AF/FF, AF/ZCIT, AF/VCAN e ZCIT/FF estiveram associadas a sua formação. Em média, foram observadas aproximadamente 25 ondas por ano, com máxima (mínima) frequência compreendida entre os meses de Março a Agosto (Setembro a Fevereiro) e, com pronunciada variabilidade interanual. O ciclo de vida dos DOLs foi avaliado de forma objetiva a partir de um método automático de identificação e rastreio (TracKH), onde dos 518 eventos identificados na análise subjetiva, conseguiu capturar 342 ondas ( ~ 66%). A partir desta detecção, uma análise foi feita no nível 850 hPa para determinar as características típicas do seu ciclo de vida, que mostra um pico proeminente entre as longitudes de 35°W e 15°W e latitudes de 20°S e 5°N associado a densidade de gênese. A trajetória e dissipação se concentraram sobre a costa leste do NEB, entre os estados de Alagoas e Rio Grande do Norte, porém a dissipação diminuía a medida que adentrava ao continente. Os padrões sinóticos associados aos DOLs foram analisados através da anomalia de composição durante o período de máxima (úmido) e mínima (seco) frequência desde 3 dias antes até um dia após os DOLs atingirem a costa do NEB. Durante o período úmido, a circulação associada aos DOLs apresentou anomalia ciclônica e confluente, vorticidade negativa e convergência até médios níveis, enquanto que em 200 hPa apresentou apenas a característica do cavado. Por outro lado, para o período seco, estas características foram observadas somente em baixos níveis. Anomalias negativas de movimentos verticais e temperatura e positivas de umidade foram observadas associadas aos DOLs nas duas estações, porém atingindo maiores altitudes durante o período seco. A composição de precipitação indicou que os DOLs são responsáveis por um acréscimo de 16% (4%) durante a estação úmida (seca). As características típicas dessas ondas foram: período médio de 8 (73) dias, comprimento de onda de aproximadamente 4500 (5500) km e velocidade de fase da ordem de 6,5 (0,9) m.s-1, para o período úmido (seco). O modelo WRF simulou os padrões sinóticos, a precipitação e as características típicas associadas aos DOLs de forma coerente, sendo comparado aos resultados do Climate Forecast System Reanalysis (CFSR), porém com maior intensidade, para os eventos de 11 e 17 de junho de 2006. / A 21-year climatology of Easterly Wave Disturbances (EWDs) over NEB region was constructed in order to obtain a better understanding of dynamic and synoptic processes life cycle of these systems, including genesis, growth / decay, trajectory and dissipation. Moreover, we evaluated the efficiency of WRF mesoscale model to simulate this type of system. The identification of EWDs was obtained subjectively through satellite images in infrared channel and fields of streamlines and relative vorticity at the levels 1000, 850, 700, 500 and 200 hPa from ERA-Interim reanalysis. During this period, 518 EWDs were identified, where 97% (3%) of these waves hit (not hit) the NEB region, 64% (36%) were convective (non-convective) and 14% (86%) reached the Amazon region. The main systems that gave rise to DOLs were: Intertropical Convergence Zone (ITCZ), Upper-Tropospheric Cyclonic Vortices (UTCV), Cold Fronts (FF) and convective clusters from the west coast of Africa (AF). In addition, the interaction between systems AF/FF, AF/ITCZ, AF/UTCV and ITCZ/FF were associated with their formation. On average, we observed approximately 25 waves per year, with maximum (minimum) frequency between the months of March to August (September to February) and, with pronounced interannual variability. The life cycle of EWDs was evaluated objectively using an automatic method for the identification and tracking (TracKH). From the 518 events identified in the subjective analysis, TracKH was able to capture 342 waves (~ 66%). From this detection, an analysis was made at 850 hPa level to determine the characteristics of their life cycle, which shows a prominent peak around of 35°W-15°W and 20°S-5°N associated with density genesis. The trajectory and dissipation have concentrated over east coast of the NEB, between the states of Alagoas and Rio Grande do Norte, but the dissipation decreased once the systems enter the continent. The synoptic patterns associated with EWDs were analyzed by composing anomaly during the period of maximum (wet) and minimum (dry) frequency from 3 days before until one day after the EWDs reaching the NEB coast. During the wet period, the circulation presented cyclonic and confluent anomaly, negative vorticity and convergence at all levels except at 200 hPa which only showed a trough characteristic while for the dry season, this feature was only observed at low levels. Negative anomalies of vertical movements and temperature and positive humidity associated with EWDs were observed in both seasons, but reaching higher elevations during the dry period. The precipitation composition indicated that the EWDs are responsible for an increase of 16% (4%) during the wet season (dry). Typical characteristics of these waves were: mean period of 8 (73) days, wavelength of about 4500 (5500) km and phase velocity of about 6.5 (0.9) m.s-1 for the wet period (dry). The WRF model simulated the synoptic patterns, precipitation and the typical features associated with EWDs in a coherently manner when compared to the results of the Climate Forecast System Reanalysis (CFSR), but with greater intensity to the events of 11 and 17 June 2006.

A região de estudo está localizada no litoral centro do Estado de São Paulo, engloba a área de proteção ambiental do Parque Estadual Marinho da Laje de Santos, e sofre a influência de três emissários submarinos e de lançamentos de esgotos pelo Rio Itanhaém. O objetivo deste trabalho foi o de analisar as condições ambientais e a dispersão das plumas de efluentes emitidas pelos emissários submarinos de Praia Grande e do Rio Itanhaém, quanto à concentração de potenciais poluentes, por meio de modelagem numérica. Objetivos secundários compreendem o interesse no conhecimento das variabilidades espaço-temporais da hidrodinâmica costeira e dos processos de dispersão das plumas de efluentes, através de simulações numéricas, incluindo a avaliação dos resultados de concentrações de indicadores de qualidade da água diante dos níveis máximos estabelecidos pelas Resoluções N.º 274/2000 e N.º 357/2005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente. Para tanto, foram utilizados os módulos hidrodinâmico e de qualidade da água do modelo Delft3D, bem como o modelo Visual Plumes. Os resultados das simulações hidrodinâmicas foram concordantes com as feições hidrodinâmicas estabelecidas na literatura e foram validados com alto grau de confiabilidade. A modelagem de campo próximo mostrou a influência das correntes de maré e das correntes geradas pelo vento no transporte e na diluição inicial das plumas de efluentes dos emissários submarinos, onde o transporte por correntes geradas pelo vento permitiu uma diluição mais eficiente. Os resultados da modelagem de campo distante das plumas dos emissários submarinos e do Rio Itanhaém indicaram que estas plumas não afetam a qualidade da água do Parque Estadual Marinho da Laje de Santos; e que a concentração dos indicadores de qualidade da água selecionados (Escherichia coli, amônio, nitrato e fosfato) não ultrapassa os limites máximos estabelecidos pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente ao atingir o litoral. Uma vez que a literatura aponta que as praias locais são frequentemente classificadas com balneabilidade imprópria e com má qualidade da água, os córregos que despejam esgoto bruto e não tratado diretamente nas praias podem ser apontados como os responsáveis pela contaminação ambiental do litoral da região de estudo. O modelo de qualidade da água foi validado, apesar de algumas diferenças nas comparações entre seus resultados e amostragens in situ. Foi observado que a região de estudo necessita de mais investimentos em saneamento básico e maior conscientização da população para combater a poluição ambiental local, especialmente o despejo de esgotos em córregos e praias. / The study region is located in the central coast of São Paulo, encompasses the area of environmental protection of Laje de Santos Marine State Park, and is influenced by three outfalls and sewage releases by Itanhaém River. The objective of this study was to analyze the environmental conditions and the dispersion of effluent plumes emitted by Praia Grandes submarine outfalls and Itanhaém River, concerning the concentration of potential pollutants, through numerical modeling. Secondary objectives are related to interest in the knowledge of the spatial-temporal variability of coastal hydrodynamics and processes of effluent plumes dispersion, through numerical simulations, including the evaluation of water quality indicators concentrations results as compared to the maximum levels established by the National Environmental Council Resolutions N.º 274/2000 and N.º 357/2005. For that, Delft3D models hydrodynamic and water quality modules were used, as well as the Visual Plumes model. Results of hydrodynamic simulations were consistent with the hydrodynamics features established in the literature and have been validated with a high degree of reliability. The near-field modeling showed the influence of tidal currents and wind-driven currents in the transport and initial dilution of effluent plumes from the submarine outfalls, where transport by wind-driven currents allowed a more efficient dilution. The far-field modeling results of the plumes from the submarine outfalls and Itanhaém River showed that those plumes dont affect the water quality of Laje de Santos Marine State Park; and the selected water quality indicators concentrations (Escherichia coli, ammonium, nitrate and phosphate) do not exceed the maximum levels established by the National Environmental Council when reaching the shore. Once the literature indicates that the local beaches are often classified as inappropriate for bathing and with bad water quality, streams that dump raw and untreated sewage directly on the beaches can be identified as the responsible for the environmental contamination of the study areas shore. The water quality model was validated, despite some differences in the comparisons between its results and in situ sampling. It was observed that the study area needs more investments in basic sanitation and greater awareness of the population to tackle local environmental pollution, especially the dumping of sewage into streams and beaches.

In last decades, the increase of megacities in many regions and particularly in developing countries, contributed to deplete rural landscape enhancing the urbanization impacts. Such urban settlements result in high greenhouse gas emissions and negative energy balances. By gathering millions of people, they develop a complex network of infrastructures, services, housings and factories. Climate impacts of metropolitan areas are universally recognized in the urban heat island (UHI) effect that entails the increase of average night temperatures relative to rural surroundings. New global challenges for urban agendas involve the restraint of urban sprawl, the enhancement of urban density and the mitigation of urban climate changes. Densification strategies had risen as key planning tools to be inserted in the urban development practice. Nevertheless, the integration of compact city pattern into the existing urban structure lead to dense arrangements of urban forms, changes transport models, raises human and energy exchanges, shaping new outdoor environments. In the framework of these transformations, the present work explored the interaction between morphological and climate urban variables in urban lands affected by on-going densification and verticalization processes. An integrated research procedure was developed and applied to a case study in the municipality of São Paulo, characterized by high-rise and low-rise zones under development subjected to a subtropical climate. The proposed procedure integrated field data collections, analysis of database and modeling techniques, addressing multiple scales of analysis. Climate and morphological features were gained by available city database, meteorological stations, Local Climate Zone (LCZ) maps, and further integrated by fieldworks. Numerical models were implemented as interpretation data tools to investigate the physical processes and to build the conceptual model of the interactions between urban morphology and climate. ENVImet and Grasshopper computational codes were used to simulate the existing case study area, as well as to implement numerical experiments (scenarios) in which different densification patterns were tested and compared. The calibration process of the ENVI-met model relied on prior sensitivity tests of input parameters in a smaller domain. Main findings underlined the high-rise buildings shading as the main climate driving force at subtropical latitudes, inducing different microclimates in the outdoor spaces. Compact low-rise areas were found highly affected by high temperatures, low-albedo materials and absence of vegetation. High-rise buildings arrangements were discussed focusing on the effects of buildings heights and spacing variability. Finally, results were summarized in urban design precepts helping climate-sensitive practices and understanding of urban lands in which densification and verticalization processes are in action. Design percepts included suggestions on building height and arrangement, materials and green infrastructure. The importance of a local-scale planning was also highlighted. / Nas últimas décadas, o aumento das megacidades em muitas regiões do mundo e particularmente nos países em desenvolvimento, contribuiu para recuo do ambiente rural, aumentando os impactos da urbanização. Grandes assentamentos urbanos resultam em altas emissões de gases de efeito estufa e balanços energéticos negativos. Ao reunir milhões de pessoas, as cidades contemporâneas desenvolvem uma complexa rede de infraestruturas, serviços, moradias e centros produtivos. Os impactos climáticos relacionados são universalmente reconhecidos no efeito de ilha de calor urbana (ICU), que implica o aumento das temperaturas médias noturnas em relação ao entorno rural. Novos desafios globais para as agendas urbanas envolvem a contenção da expansão urbana, o aumento da densidade populacional e a mitigação das mudanças climáticas. Assim, estratégias de densificação surgiram como ferramentas-chave de planejamento a serem inseridas na prática urbana. No entanto, a integração do padrão de cidade compacta na estrutura urbana existente leva a arranjos densos de formas urbanas, requerendo modificações nos modelos de transporte, aumenta as trocas de pessoas e de energia, moldando novos ambientes externos. No âmbito dessas transformações, o presente trabalho explorou a interação entre variáveis urbanas morfológicas e climáticas em áreas urbanas afetadas por processos de densificação e verticalização presentes e futuros. Um procedimento integrado de pesquisa foi desenvolvido e aplicado a um estudo de caso no município de São Paulo, caracterizado por zonas de grande e baixa altura em desenvolvimento, sujeitas a um clima subtropical. O procedimento proposto integrou coletas de campo, análise de conjuntos de dados e técnicas de modelagem, abordando múltiplas escalas de análise. Aspectos climáticos e morfológicos foram obtidos por meio de database disponibilizados pela Prefeitura, estações meteorológicas, mapas de Zonas Climáticas Locais (LCZs) e posteriormente integrados por trabalhos de campo. Modelos numéricos foram implementados como ferramentas de interpretação de dados para investigar os processos físicos e construir o modelo conceitual das interações entre morfologia urbana e clima. Os códigos computacionais ENVI-met e Grasshopper foram usados para simular a área de estudo, bem como para implementar experimentos numéricos (cenários) nos quais diferentes padrões de densificação foram testados e comparados. O processo de calibração do modelo ENVI-met baseou-se em testes de sensibilidade prévios, realizados sobre parâmetros de input em um domínio menor. Os principais resultados ressaltaram o sombreamento causado por grandes objetos construídos como a principal forçante climática nas cidades de latitude subtropical, induzindo diferentes microclimas nos espaços externos ao redor. Tecidos urbanos baixos e compactos foram encontrados afetados por altas temperaturas, materiais de baixo albedo e ausência de vegetação. Arranjos de edifícios altos foram investigados focando nos efeitos das alturas dos edifícios e na variabilidade do espaçamento entre eles. Por fim, os resultados foram resumidos em preceitos de desenho urbano que suportassem uma abordagem de projeto mais sensível ao clima, assim como a compreensão das áreas da cidade onde os processos de densificação e verticalização encontram-se ativos. Os preceitos de desenho urbano incluíam sugestões sobre a altura e disposição dos edifícios, materiais e infraestrutura verde. A importância de um planejamento em escala local também foi destacada.

As ondas geradas por tempestades causam as alterações mais significativas na costa arenosa. Este trabalho avaliou a influência da variabilidade interanual do clima de ondas nos processos costeiros do litoral Sudeste e Sul do Brasil. O clima de ondas foi determinado a partir de resultados entre 1997 e 2010 do modelo numérico NOAA WAVEWATCH III (NWW3) com seis pontos de água profunda. O modelo numérico MIKE 21 SW foi utilizado para verificar o efeito destas ondas na Enseada de Massaguaçu (SP) e no trecho Sul de Imbituba (SC). Foram simuladas as direções de ondas mais frequentes e foi calculado o transporte longitudinal de sedimentos gerado por elas. As ondas do quadrante Sul foram mais energéticas e não foi identificado um padrão na variação interanual do clima de ondas. Em São Paulo, as direções de onda mais frequentes (Sul e Sul-Sudoeste) não geraram quantidade efetiva de transporte de sedimentos, e foram as ondas de Leste-Sudeste a Sudeste-Sul que geraram a maior quantidade de transporte longitudinal de sedimentos. Em Santa Catarina foram as ondas de Leste a Sul que geraram maior transporte longitudinal de sedimentos. / The coastal dynamics is mainly controlled by waves, being the energetic storm waves the most influential. This study aims to assess the wave climate influence on coastal processes in the South and Southeastern coast of Brazil. The wave climate was defined through NOAA WAVEWATCH III (NWW3) numerical model results for six offshore points, from 1997 to 2010. In order to propagate the waves onshore the Spectral Wave FM from MIKE 21 numerical model has been applied on Massaguaçu bay (SP) and Imbituba (SC). Most frequent storm waves have been simulated for each year and sector and sediment longshore transport along each sector was calculated. Waves from the South are the most energetic. There is no clear interanual pattern in the time-series. For SP, the most frequent directions (South and South-Southwest) do not generate considerable longshore sediment transport, with East-Southeast to Southeast-South waves generating most sediment transport, which was northwards for all beaches. In SC the sediment transport was northwards in Vila and Vila Nova beaches and southwards on Itapirubá beach, with waves from Eastern and Southern quadrants generating more longshore sediment transport.

A presença de encostas com solos na condição não saturada é muito comum na região Sudeste brasileira devida às características climáticas e hidrogeológicas regional. Neste caso, o mecanismo de instabilização pode ser basicamente descrito pela redução da coesão aparente provocada pela infiltração da água da chuva, causada pela diminuição ou até mesmo a anulação dos efeitos da sucção matricial, tornando o talude instável. O presente trabalho apresenta um estudo dos mecanismos instabilizadores em um talude de corte composto por solo residual arenoso localizado na Rodovia Luis Augusto de Oliveira (SP-215) no km 179+300 LE, próximo ao município de Ribeirão Bonito, Brasil. Neste trabalho foi realizado um levantamento dos dados e das propriedades do solo (física, mecânica e hidráulica) da área piloto utilizando métodos de investigação geológico-geotécnica de superfície (levantamento topográfico de detalhe, caminhamentos) e de subsuperfície (sondagem a trado e poços com coleta de amostras); ensaios de laboratório e de campo (índices físicos do solo, resistência ao cisalhamento, permeabilidade); instrumentação e monitoramento (piezômetro, pluviômetro e tensiômetro) e modelagem numérica (análises da infiltração da água da chuva e de estabilidade de talude). Na área investigada ocorrem solos residuais dos arenitos eólicos da Formação Botucatu (Grupo São Bento, Bacia Sedimentar do Paraná) de idade jurássico-cretácea. As modelagens numéricas realizadas no programa GeoStudio versão 2012 (Seep/W e Slope/W) confirmaram que é possível ocorrer deslizamentos rasos de solo somente pela redução da sucção e perda de coesão aparente. As modelagens do fluxo da água infiltrada no talude apresentaram resultados divergentes das leituras registradas pelos tensiômetros instalados no talude monitorado e os fatores de segurança mostraram serem bem superiores ao unitário, mesmo ocorrendo chuvas de alta intensidade pluviométrica. Estas modelagens numéricas também permitiram estabelecer a configuração geométrica crítica (altura e inclinação) para os taludes de corte em solo residual arenoso da Formação Botucatu. / The presence of slopes with soil in the unsaturated condition is very common in Brazil\'s Southeast region due to climate and regional hydrogeological characteristics. In this case, the instability mechanism can be basically described by the apparent cohesion loss caused by the rainfall infiltration that induced by the reduction or even annulling the effect of matric suction, making the slope conditionally unstable. This paper presents a study of instabilizing mechanisms in a cut slope composed of sandy residual soil located on Highway Luis Augusto de Oliveira (SP-215) at km 179 + 300 LE, near Ribeirão Bonito, Brazil. This work was carried out a survey of the data and soil properties (physical, mechanical and hydraulic) of pilot area using geological and geotechnical research techniques of surface (topographic survey) and subsurface (soil sampling and hand auger drilling); laboratory and field tests (physical indices soil, shear strength, permeability); instrumentation and monitoring (piezometer, rain gauge and tensiometer) and numerical modelling (analysis of rainfall infiltration and slope stability). In the investigated area occur residual soils of aeolian sandstones of Botucatu Formation (São Bento Group, Paraná Sedimentary Basin) Jurassic- Cretaceous age. The numerical modelling performed in GeoStudio version 2012 (Seep/W and Slope/W) confirmed that it is possible to have shallow soil slips just reducing the suction loss and apparent cohesion. The modelling of the infiltrated water flow on the slope showed conflicting results of the readings recorded by tensiometers installed on the monitored slope and the safety factors shown to be well above the unit, even occurring high intensity rainfall. These numerical models also allowed to establish the geometric critical configuration (height and slope angle) for cut slopes in a sandy residual soil of Botucatu Formation.

Apresenta-se um trabalho numérico e experimental, com o objetivo de estudar o comportamento dos pavimentos de concreto estruturalmente armados, quando submetidos a forças verticais estáticas e repetidas. Avalia-se a contribuição da armadura de flexão, na resistência de placas de concreto apoiadas sobre meio elástico. Verifica-se experimentalmente o modo de ruína de placas submetidas a carregamento monotônico e a carregamento repetido, com e sem armadura, e acompanha-se o desenvolvimento das fissuras no concreto e das deformações no aço. Comparam-se os resultados obtidos, com as recomendações da NBR 6118:2003, para o dimensionamento de estruturas submetidas à fadiga. É desenvolvido modelo numérico capaz de representar a interface do solo com a placa do pavimento, a fissuração do concreto, a contribuição da armadura e o comportamento pós-fissuração. Com auxílio do modelo numérico, validado a partir dos resultados experimentais, estuda-se a influência de alguns parâmetros importantes para o dimensionamento dos pavimentos, tais como: capacidade de suporte da fundação, espessura das placas, área de aço, dimensões das placas em planta, posição de aplicação da força e presença de juntas de transferência de deslocamento. Os resultados experimentais mostram uma significativa contribuição da armadura positiva na resistência de placas isoladas sob forças verticais centradas. Verificou-se que as forças repetidas provocam fadiga do aço e que o número de ciclos depende da deformação provocada na armadura. A partir dos resultados são traçadas diretrizes para o dimensionamento, no qual devem ser considerados os momentos positivos e os negativos, e deve ser feita a verificação da fadiga do concreto e da armadura / A numerical and experimental study on the behavior of structurally reinforced concrete pavement under vertical static and repeated load is presented. The contribution of bending reinforcement to the strength of concrete slab is assessed. It is experimentally verified the fracture of reinforced and plain concrete slabs under monotonic loads and under cyclic loads. The concrete cracking and the strain on steel are monitored. The results are compared to the brazilian code recommendations to the design of structures under fatigue. A numerical model that represents the soil-slab interface, the concrete cracking, the reinforcement contribution and the tension stiffening behavior is developed. Some important parameters to the pavement design are analyzed using this finite element model, whose reliability was verified to experimental results. These parameters are: the soil capacity; the slab thickness; reinforcement ratio; slab dimensions; load positions; and joints conditions. The tests data show an important contribution of the positive reinforcement on the strength of an isolated slab with centered load. It has been verified the fatigue of the steel. The number of cycles depends on the reinforcement strain. The results are used to propose some directions to the design. The positive and negative bending moments have to be considered and the fatigue on the concrete and on the reinforcement has to be verified