Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

[pt] Neste trabalho é realizado um estudo da estabilidade de dutos enterrados submetidos a cargas térmicas. As cargas térmicas são devidas ao aquecimento do fluido com o objetivo de facilitar o transporte dos óleos que são escoados nos dutos. O duto expande devido a estas cargas térmicas. Como o duto está restringido em suas extremidades e devido à expansão são causadas forças axiais de compressão no duto. Para a análise destes dutos submetidos à variação da carga térmica foram utilizados modelos teóricos e numéricos para o problema de flambagem vertical e lateral, considerando o duto perfeito e com imperfeição. Os modelos numéricos foram desenvolvidos utilizando o programa ABAQUS. Para estes modelos numéricos o duto foi considerado como uma viga e a o solo como elementos de interface e elementos de mola. Foi desenvolvido também um modelo de viga-casca onde parte do duto é modelada como uma casca cilíndirca para permitir a análise de enrugamento e da deformação da seção transversal. São realizados estudos paramétricos numéricos para investigar o efeito do recobrimento do duto da forma e amplitude da imperfeição e da rigidez do solo na temperatura crítica de flambagem do duto. / [en] In this work a study of the stability of buried pipelines subjected to thermal loads is developed. The thermal loads are due to the heated fluid that flows through the pipe. Fluid heating is for ease of oil transportation. The pipe expands due to the thermal loading. Axial forces are developed in the pipe due to the expansion since the pipe is restricted on its ends. The analysis of pipes subject to thermal loadas were carried out with use of theoretical and numerical methods for upheaval and snaking buckling problems considering perfect pipes and pipes with imperfection. The numerical models were developed with the support of the ABAQUS software. The pipe was modeled as a beam and the soil is represented by interface elements and alternatively by spring elements. A beam-shell model was also developed where part of the pipe was modeled as a shell to allow a wrinkling analysis. Parametric studies were also carried out to investigate the effects of the soil stiffness, shape and amplitude or the imperfection and internal pressure on the critical temperature of the pipe.

[pt] Neste trabalho, o Método dos Elementos Finitos é aplicado na análise eletromagnética de estruturas coaxiais circularmente simétricas excitadas pelo modo TEM. A representação do campo magnético é feita através da associação de funções base polinomiais de diferentes ordens a grades que possuem elementos triangulares ou retangulares. Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre as diversas possibilidades de associações função base e elemento, considerando o tempo de processamento computacional e a precisão exigida na simulação. A técnica é aplicada na análise de dispositivos de acoplamento entre diferentes guias coaxiais usualmente empregados em antenas de banda larga. Para validar os resultados do algoritmo, os resultados obtidos nas diversas etapas são comparados com aqueles obtidos via Método de Casamento de Modos. Além disto, a técnica é empregada para avaliar a possibilidade de utilização de dispositivos de inspeção de tubulação que utiliza uma onda TEM de alta freqüência. A onda TEM é excitada no interior da tubulação de forma que variações em suas paredes, nas condições de contorno dos campos, produzam alterações nas características de propagação, que serão detectadas e associadas às anomalias de suas paredes internas. Estes dispositivos de inspeção são empregados na indústria de petróleo e gás. / [en] In this work, the Method of Finite Element is applied in the electromagnetic analysis of circularly symmetrical coaxial structures excited by TEM mode. The representation of the magnetic field is made through the association of polynomial basis functions of different orders associated in the grids made of triangular or rectangular elements. This work presents a comparative study between different possibilities of association between basis functions and element, considering the computational time and the accuracy yielded by the simulation. The technique is applied in the electromagnetic analysis of coupling devices used to connect different coaxial waveguides operating at microwave frequencies. To validate the algorithm developed in this work, the MEF results are compared with those obtained by employing Method of Mode Matching (MMM). Moreover, the technique is also employed to evaluate the possibility of use of TEM wave highfrequency for inspection of metallic pipelines. The TEM wave is excited inside cylindrical metallic pipes and anomalies in the metallic walls are associated to the changes in the propagation characteristics. These inspection devices are intensively used in the industry of oil and gas.

A coccidiose aviária é uma doença entérica causada por protozoários parasitas do gênero Eimeria. Visando uma maior compreensão dos mecanismos moleculares envolvidos na regulação do ciclo de vida dos parasitas, foram geradas 15.000 seqüências expressas (ORESTES) para cada uma das três espécies mais importantes: E. tenella, E. maxima e E. acervulina. O presente trabalho consistiu no desenvolvimento de componentes de anotação automática de seqüências para o sistema EGene, plataforma previamente desenvolvida pelo nosso grupo (Durham et al. Bioinformatics 21: 2812-2813, 2005) para a construção de processamentos encadeados (pipelines). Estes componentes foram utilizados para a construção de pipelines de anotação automática de seqüências-consenso obtidas a partir da montagem dos ORESTES de Eimeria spp. A anotação consistiu na identificação dos genes e atribuição da função dos respectivos produtos protéicos, baseando-se em um conjunto de evidências. As seqüências também foram classificadas e quantificadas utilizando-se um vocabulário controlado de termos de ontologia gênica (GO). / Avian coccidiosis is an enteric disease caused by protozoan parasites of the genus Eimeria. Aiming at obtaining a better understanding of the molecular mechanisms that regulate the life cycle of the parasites, our group generated 15,000 expressed sequences (ORESTES) for each one of the three most important species: E. tenella, E. maxima and E. acervulina. In the present work, we report the development of a set of components for the automated sequence annotation through EGene, a platform for pipeline construction previously described by our group (Durham et al. Bioinformatics 21: 2812-2813, 2005). These components were used to construct pipelines for the automated annotation of assembled sequences of ORESTES of Eimeria spp. The annotation process consisted in the identification of genes and the corresponding protein function based on a set of evidences. The sequences were also mapped and quantified using a controlled vocabulary of gene ontology (GO) terms.

Atualmente existem diferentes definições para o conceito de fragilidade ambiental, o que dificulta sua aplicação e a comparação entre os resultados de diferentes métodos. Este trabalho realiza uma revisão bibliográfica sistemática a cerca desse conceito e adota a definição considerada mais adequada. Com base na definição adotada foi proposto e aplicado um método para avaliar a fragilidade ambiental de uma área de estudo. Esse método utiliza pesos para ponderar os diferentes atributos (meio físico, biótico e socioeconômico) envolvidos na análise de fragilidade ambiental, que são definidos com a aplicação do Processo de Análise Hierárquica (AHP). O método proposto também se fundamenta na utilização de um programa de Sistema de Informação Geográfica (SIG) para a estruturação da base de dados, a realização das análises espaciais e a ponderação dos mapas necessários. A área de estudo corresponde a um setor do oleoduto São Paulo – Brasília (OSBRA), com extensão de 18,5 km e largura de 2 km (área total de 83,99 km²) e utilizou-se uma base cartográfica digital na escala 1:10.000. Foram realizadas vistorias de campo para levantar pontos de observação de superfície e para coletar amostras de solo. Realizaram-se ensaios geotécnicos, químicos e mineralógicos com as amostras coletadas. A aplicação do método consistiu na geração de mapas de suscetibilidade intermediários, que combinados geraram o mapa de fragilidade ambiental. Foi importante a utilização do método AHP, pois ele reduz a subjetividade das ponderações qualitativas realizadas. Os resultados obtidos esclarecem a definição do conceito de fragilidade ambiental, além de mostrar a importância da seleção e ponderação dos atributos utilizados no método. O mapa final gerado também permitiu avaliar a sensibilidade do método e seu potencial de aplicação prática. / Currently there are different definitions to the concept of environmental fragility; it complicates its application and makes difficult to compare between different methods. This work addresses the main definitions to this concept and adopts the one considered the most proper. Based in the adopted definition it was proposed a method to evaluate the environmental fragility of a study area. This method applies weights to the different attributes (physical, biotic and socioeconomic) related to the environmental fragility analysis, which are assigned using the Analytic Hierarchy Process (AHP). The method also uses Geographic Information System (GIS) software to structure the database, to conduct the spatial analysis and to assign weights to the maps. The study area is a sector of the São Paulo – Brasília oil pipeline (OSBRA), covering 18.5 km length and 2 km wide (total area of 83,99 km²) and it was used a digital cartographic map at the scale of 1:10,000. Field trips were made to obtain surface observation points and to collect soil samples. Geological and geotechnical tests, mineralogical tests and chemistry analysis were conducted with the soil samples. The method application consists in generating intermediates susceptibility maps, that were combined to generate the environmental fragility map. It was important to use the AHP method, because it reduces the subjectivity of the qualitative weight assignment. The obtained results elucidate the environmental fragility concept and show the importance of the selection and weight assignment of the attributes used in the method. Moreover, the final map provided to evaluate the method sensitivity and its potential of practical application.

A tecnologia dos aços microligados para transporte de gás natural e petróleo tem sido pressionada pelo descobrimento das novas jazidas e o aumento da demanda no mundo. As solicitações ambientais e de resistência mecânica são os parâmetros para o desenvolvimento de aços de alta resistência baixa liga para o transporte de gás e petróleo a menor custo e de forma segura. Neste contexto esta pesquisa investiga, em um aço microligado para tubos API 5L X80, o efeito das transformações de fase obtidas por resfriamentos controlados na fratura induzida por hidrogênio Hydrogen Induced Cracking-(HIC) e nas propriedades mecânicas. Os testes de HIC foram realizados no material como recebido, na espessura da chapa submetida a resfriamentos contínuos e em amostras do material tratadas de forma a simular as regiões de grão grosso da zona afetada pelo calor (GGZAC). Segundo o ciclo de resfriamento, os aços microligados têm microestruturas complexas, como é caso do aço microligado em estudo, onde sua microestrutura, estudada em trabalhos anteriores, é formada principalmente por ferrita, bainita, perlita e microconstituinte austenita/martensita (AM). A morfologia, tamanho, quantidade e distribuição dos produtos de transformação na chapa mudam as propriedades do aço. Esses fenômenos são de grande interesse tecnológico em aços microligados para a fabricação de tubos soldados para o transporte de gás e petróleo, tanto quando a solda é realizada em campo como também durante o encurvamento por indução; aqui as propriedades mecânicas do tubo decorrentes do processo de fabricação termomecânico podem ser degradadas pela ação do aquecimento e dos resfriamentos experimentados na zona afetada pelo calor (ZAC), principalmente na região de GGZAC. A simulação dos ciclos térmicos para o estudo da HIC na espessura da chapa foram realizados em CP austenitizados a 900ºC e submetidos a resfriamentos contínuos no dilatômetro de têmpera. Para simular os ciclos térmicos com resfriamentos controlados focados na GGZAC e a seguir obter CP de tamanho adequado para testes de tração e Charpy, foi necessário fazer os tratamentos térmicos a 1300ºC e resfriamentos contínuos em um simulador termomecânico e dilatômetro Gleeble. O maior tamanho da amostra tratada termicamente neste último equipamento permitiu extrair amostras para avaliar as propriedades mecânicas e a HIC do material, pois as diferentes regiões da ZAC em uma solda real são restritas e não permitem este tipo de ensaios em uma região específica da ZAC. Os resultados permitiram identificar a suscetibilidade de cada microestrutura produto da transformação da austenita na espessura da chapa, sendo a região central da chapa a mais sensível ao hidrogênio no aço como recebido e quando tratado a baixas taxas de resfriamento de 0,5°C/s após austenitizado a 900°C. As bandas grosseiras formadas por estruturas de maior dureza que a matriz na região central diminuíram a resistência à HIC. Da mesma forma nos corpos de prova que simulam a região GGZAC, a fratura induzida pelo hidrogênio foi localizada na região central da espessura embora apresente bainita e ferrita acicular. A falha possivelmente se deve aos elementos remanescentes segregados nesta região central e partição de carbono para os sub contornos de grão da bainita e ferrita que cresceram a partir a austenita primária. As inclusões e precipitados, segundo seu tipo, forma e localização na microestrutura, participam ou não da nucleação e propagação da trinca, sendo a posição mais crítica quando localizadas dentro das estruturas bandeadas. Não foi observada a nucleação de trincas na presença de hidrogênio em precipitados de Nb e Ti. / The technology of microalloyed steels for the transportation of natural gas and oil has been pressed by the discovery of new deposits and the increased demand in the world. Environmental requests for safety and ever increasing mechanical strength are the parameters for the development of high strength low alloy steels for transporting gas and oil at lower cost and safely. In this context, this research investigates, in a microalloyed steel pipe API 5L X80, the effect of phase transformations obtained by controlled cooling on the behavior when loaded with hydrogen - Hydrogen Induced Cracking - (HIC) and in the mechanical properties. HIC tests were performed on as-received material, on samples extracted from the thickness of the plate and subjected to continuous cooling and on samples of the material treated to simulate the coarse-grained regions of heat affected zone (CGHAZ). According to the cooling cycle, the microalloyed steels have complex microstructures: in the steel under evaluation its microstructure, studied in a previous work, consists mainly of ferrite, bainite, pearlite and austenite/martensite constituent (AM). The morphology, size, quantity and distribution of the products of transformation change the properties of plate steel. These phenomena are of great technological interest in microalloyed steels for the fabrication of welded tubes for the transport of gas and oil, when the welding is performed in the field as well as during hot bending; here the mechanical properties of the tube from the process of thermomechanical fabrication can be degraded by the action of heating and cooling experienced in the heat affected zone (HAZ), mainly in the region of CGHAZ. Simulations of thermal cycles for the study of HIC on sheet thickness were performed in coupons subjected to austenitization at 900ºC followed by continuous cooling in the dilatometer. To simulate the thermal cycles with controlled cooling, focused in the CGHAZ, and getting suitable sample sizes for tensile testing and Charpy, it was necessary to austenitize at 1300ºC followed by continuous cooling using the thermal and thermomechanical simulator in a Gleeble dilatometer. Samples heat treated in this equipment were suitable to evaluate the mechanical properties and the HIC of the material for different regions of HAZ, while a real weld would not have enough material to allow this type of testing on a specific region of HAZ. The results showed the susceptibility of each microstructure product of austenite transformation and of the position on the plate thickness. The central region of the plate was more sensitive to hydrogen in the steel as-received and when treated at low cooling rates of 0.5°C/s after austenitization at 900°C. The bands formed by coarse structures of greater hardness than the matrix in the central region decreased the resistance to HIC. Likewise in coupons that simulate the CGHAZ region, the fracture induced by hydrogen was located in the central thickness line, even when the microstructure were bainite and acicular ferrite. Failure there was possibly due to remnants of segregated elements in this central region and carbon partition to the subboundaries of the bainite and ferrite grain that grew from the primary austenite. Inclusions and precipitates, according to their type, shape and location in the microstructure, participating or not in the nucleation and propagation of the crack, were more critical when located within the banded structures; crack nucleation in the presence of hydrogen was not observed at Nb and Ti precipitates.

[pt] Este trabalho apresenta um novo sistema de renderização distribuída destinado ao uso em agrupamentos de PCs. É feita uma extensão à linha de produção gráfica convencional para uma linha de produção gráfica distribuída, que pelo uso de múltiplas linhas de execução permite paralelizar as operações feitas na CPU, na GPU e na rede que interliga os PCs do agrupamento. Este sistema serviu de base para a implementação e o teste de três arquiteturas para renderização distribuída: uma arquitetura com ordenação no início, uma arquitetura com ordenação no fim para renderização volumétrica e uma arquitetura híbrida que tenta combinar as vantagens da ordenação no início e da ordenação no fim. É apresentado um novo algoritmo de balanceamento de carga baseado nos tempos de renderização do quadro anterior. O algoritmo é de implementação muito simples e funciona bem tanto em aplicações com gargalo na geometria quanto em aplicações com gargalo na rasterização. Este trabalho também propõe uma estratégia de distribuição de trabalho entre os computadores de renderização do agrupamento que usa eficientemente os recursos gráficos disponíveis, melhorando assim o desempenho da renderização. Um novo algoritmo de partição paralela do modelo entre os computadores do agrupamento é proposto para a arquitetura híbrida. / [en] This work presents a new distributed rendering system destined for PC clusters. The conventional graphics pipeline is extended to a distributed pipeline that parallelizes the operations done on the CPU, the GPU and the network by using multiple threads. This system was the base for the implementation of three distributed rendering architectures: a sort-first architecture, a sort-last architecture for volume rendering, and a hybrid architecture that seeks to combine the advantages of both sort-first and sortlast architectures. A new load-balancing algorithm based on the rendering times of the previous frame is proposed. The algorithm is very simple to be implemented and works well for both geometry- and rasterization-bound models. A new strategy to assign tiles to rendering nodes is proposed which effectively uses the available graphics resources, thus improving rendering performance. A new parallel model partition algorithm is proposed for the hybrid architecture.

A avaliação de impactos ambientais (AIA) se tornou uma ferramenta amplamente utilizada para análise da viabilidade ambiental de novos empreendimentos e conseqüente subsídio à tomada de decisão nos procedimentos de licenciamento ambiental. Neste sentido, a Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo editou a Resolução SMA nº 42/94, instituindo o relatório ambiental preliminar (RAP) como instrumento de licenciamento ambiental simplificado. Este instrumento foi criado com a intenção de agilizar a tramitação do licenciamento das atividades modificadoras do meio ambiente, incluindo algumas das previstas no artigo 2º da Resolução CONAMA nº 01/86 e, ao mesmo tempo, garantir que os objetivos de prevenção e preservação ambiental sejam assegurados. Como forma de analisar a utilização deste instrumento no licenciamento ambiental de sistemas de distribuição de gás no Estado de São Paulo foram elaboradas três diferentes listas de checagem cujos indicadores buscam, respectivamente, aferir quanto ao atendimento dos requisitos legais, identificar a ocorrência de falhas na elaboração de estudos de avaliação de impacto ambiental e analisar a conformidade de estudos de impacto ambiental com as melhores práticas nacionais e internacionais de AIA. Estes indicadores foram aplicados aos RAPs de sistemas de distribuição de gás elaborados nos anos de 2006 e 2007, num total de dois estudos de caso, o RAP do Sistema de Distribuição de Gás Lins/Marília e o RAP do Sistema de Distribuição de Gás Bauru/Agudos/Pederneiras. Os resultados obtidos demonstram que para ambos os casos analisados: (i) o RAP elaborado não atende adequadamente os requisitos legais definidos pela Secretaria de Meio Ambiente do Estado de São Paulo; (ii) o número de falhas identificadas nos estudos é bastante significativo, com falhas ocorrendo em 83,5% das questões analisadas para o RAP do Gasoduto Lins/Marília e em 89,5% para o RAP do Gasoduto Bauru/Agudos/Pederneiras; (iii) salvo questões pontuais, os estudos de caso analisados estão muito aquém das melhores práticas nacionais e internacionais de AIA, com 76% de resultados insatisfatórios para o RAP do Gasoduto Lins/Marília e 83,5% para o RAP do Gasoduto Bauru/Agudos/Pederneiras. Os resultados obtidos demonstraram que o RAP é um estudo bastante precário para dar subsídio ao licenciamento. É possível identificar uma série de questões de grande relevância para uma adequada tomada de decisão quanto à viabilidade ambiental de empreendimentos que não são exigidas para a efetivação do licenciamento ambiental intermediado por RAP. Desta forma, fica explicita a necessidade de uma revisão do sistema de licenciamento ambiental paulista, como forma de induzir estudos mais bem elaborados e com conteúdo mais abrangente, em consonância com as melhores práticas de AIA adotadas em todo o mundo. / The environmental impact assessment (EIA) become a tool widely used to analysis the environmental suitability of new activities and subsidy the decision making process for the expedition of environmental licensing. In this case, the Secretariat of the Environment from the State of São Paulo edited the resolution number 42/94 instituting the preliminary environmental report (PER), like an simplified instrument of environmental licensing. This instrument was created with the intention of accelerate the transaction of the environmental licensing process for activities with potential to modify the environment, including the foreseen ones in the article 2° of the CONAMA Resolution number 01/86 and, at the same time, to guaranty that the goals of the environmental prevention and preservation are assured. As form to analyze the use of this instrument in the environmental licensing of natural gas pipeline in the State of São Paulo, three different checklists had been elaborated to survey, respectively, the attendance of the legal requirements, to identify the occurrence of the nonconformities in the elaboration of studies of environmental impact assessment and analyze the conformity of environmental impact assessment studies with national and the international best practices in EIA. These elaborated indicators had been applied to the RAPs in the years of 2006 and 2007, in a total of two case studies, the PER of Lins/Marília Gas Line and the PER of Bauru/Agudos/Pederneiras Gas Line. The gotten results demonstrate that for both the analyzed cases: (I) the elaborated PER do not achieve adequately the legal requirements of the Secretariat of Environment of the State of São Paulo; (II) the number of imperfections identified in the studies are very significant, with imperfections occurring in 83,5% of the analyzed questions for the PER of the Lins/Marília Gas Pipeline and in 89,5% for the PER of the Bauru/Agudos/Pederneiras Gas Pipeline; (III) the case studies analyzed are very far from the national and international EIA best practices, with 76% of unsatisfactory results for the PER of Lins/Marília Gas Pipeline and 83.5% for the PER of Bauru/Agudos/Pederneiras Gas Pipeline. The gotten results had demonstrated that the PER is a very precarious instrument of licensing. Is possible to identify series of questions from a great relevance for the decision making process who are not effectively achieved. In such a way, it is explicit the necessity of a revision of the São Paulos environmental licensing system, as a way for more accordance with EIA best practices.

Rapid growth in population along with positive trends in global economy over the past several decades has significantly contributed to an increased demand for various infrastructure needs worldwide. For this reason, the focus of this thesis has been directed towards extending the mechanics of unsaturated soils, which is an emerging geotechnical engineering field to investigate the behavior of two key infrastructure systems, namely pile foundations and energy pipeline systems. The mechanism of soil-pile foundations and soil-pipeline systems interaction behavior has several similarities. Both these infrastructure facilities require comprehensive understanding of the soil-structure interaction mechanism. Reliable estimation of mechanical properties of both the soil and the soil-structure interface is required for the rational interpretation the load-displacement behavior of pile foundations and pipeline systems. Currently, the design of systems is predominantly based on design codes and guidelines that use empirical procedures or employ the principles of saturated soil mechanics. In many scenarios, pile foundations extend either totally or partly in unsaturated soils as the groundwater table level in many regions is at a greater depth. Such scenarios are commonly encountered in semi-arid and arid regions of the world. In addition, pipeline systems are typically buried at shallow depths in unsaturated soil strata, which are susceptible to wetting and drying, freezing and thawing cycles or both, due to seasonal environmental changes. Capillary stress or matric suction in the unsaturated zone increases the effective stress contribution towards the shear strength and stiffness of soil and soil-structure interface. Extending saturated soil mechanics to design or analyze such structures may lead to erroneous estimation of pile foundation carrying capacity or loads transferred on pipeline body from the surrounding unsaturated soil. Experimental, analytical and numerical investigations were undertaken to study the behavior of single pile, pile group, and pipeline systems in saturated and unsaturated sands under static loading. The experimental program includes 40 single model pile and 2×2 pile group, and six prototype pipeline tests under saturated and unsaturated condition. The results of the experimental studies suggest that matric suction has significant contribution towards the mechanical behavior of both pile foundation and pipeline system. The axial load carrying capacity of single pile and pile group increased approximately 2 to 2.5 times and the settlement reduced significantly compared to saturated condition. The influence of matric suction towards a single pile is significantly different in comparison to pile group behavior. The cumulative influence of matric suction and stress overlap of pile group behavior in sandy soils result in erroneous estimation of pile group capacity, if principles of saturated soil mechanics are extended. Group action plays major role in changing the moisture regime under the pile group leading to incompatible stress state condition in comparison to single pile behavior. On the other hand, the peak axial load on the pipe is almost 2.5 folds greater in unsaturated sand that undergoes much less displacement in comparison to saturated condition. Such an increase in the external axial forces may jeopardize the integrity of energy pipeline systems and requires careful reevaluation of existing design models extending the principles of unsaturated soil mechanics. Two analytical design models to estimate the axial force exerted on pipeline body were proposed. The proposed models take account of matric suction effect and soil dilatancy and provide smooth transition from unsaturated to saturated condition. These models were developed since measurement of the unsaturated soil and interface shear strength and stiffness properties need extensive equipment that require services of trained professional, which are expensive and time consuming. The models utilize the saturated soil shear strength parameters and soil-water characteristic curve (SWCC) to predict the mechanical behavior of the structure in saturated and unsaturated cohesionless soils. The prototype pipeline experimental results were used to verify the proposed models. The predicted axial force on pipeline using the proposed models agrees well with the measured behavior under both saturated and unsaturated conditions. Moreover, numerical techniques were proposed to investigate the behavior of pile foundation and pipeline system in saturated and unsaturated sand. The proposed methodology can be used with different commercially available software programs. Two finite element analysis programs were used in this study; namely, PLAXIS 2D (2012) to simulate soil-pile foundation behavior and SIGMA/W (2012) to simulate soil-pipeline system behavior. The proposed techniques require the information of unsaturated shear strength and stiffness, which can be derived from saturated soil properties and the SWCC. The model was verified using pile and pipeline test results from this study and other research studies from the published literature. There is a good agreement between the measured behavior and the predicted behavior for both the saturated and unsaturated conditions. The methodology was further extended to investigate the behavior of rigid and flexible pipelines buried in Indian Head till (IHT) during nearby soil excavation activity. The simulation results suggest that excavation can be extended safely without excessive deformation to several meters without the need for supporting system under unsaturated condition. The studies summarized in the thesis provide evidence that the principles of saturated soil mechanics underestimate the pile foundations carrying capacity as well as the axial force exerted on pipelines in unsaturated soils. Such approaches lead to both uneconomical pile foundation and unsafe pipeline systems designs. For this reason, the pile and pile group carrying capacity and pipeline axial force should be estimated taking into account the influence of matric suction as well as the dilatancy of the compacted sand. The experimental studies, testing techniques along with the analyses of test results and the proposed analytical and numerical models are useful for better understanding the pile foundation and buried pipeline behaviors under both saturated and unsaturated conditions. The proposed analytical and finite element models are promising for applying the mechanics of unsaturated soils into conventional geotechnical engineering practice using simple methods.

A avaliação de impactos ambientais (AIA) se tornou uma ferramenta amplamente utilizada para análise da viabilidade ambiental de novos empreendimentos e conseqüente subsídio à tomada de decisão nos procedimentos de licenciamento ambiental. Neste sentido, a Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo editou a Resolução SMA nº 42/94, instituindo o relatório ambiental preliminar (RAP) como instrumento de licenciamento ambiental simplificado. Este instrumento foi criado com a intenção de agilizar a tramitação do licenciamento das atividades modificadoras do meio ambiente, incluindo algumas das previstas no artigo 2º da Resolução CONAMA nº 01/86 e, ao mesmo tempo, garantir que os objetivos de prevenção e preservação ambiental sejam assegurados. Como forma de analisar a utilização deste instrumento no licenciamento ambiental de sistemas de distribuição de gás no Estado de São Paulo foram elaboradas três diferentes listas de checagem cujos indicadores buscam, respectivamente, aferir quanto ao atendimento dos requisitos legais, identificar a ocorrência de falhas na elaboração de estudos de avaliação de impacto ambiental e analisar a conformidade de estudos de impacto ambiental com as melhores práticas nacionais e internacionais de AIA. Estes indicadores foram aplicados aos RAPs de sistemas de distribuição de gás elaborados nos anos de 2006 e 2007, num total de dois estudos de caso, o RAP do Sistema de Distribuição de Gás Lins/Marília e o RAP do Sistema de Distribuição de Gás Bauru/Agudos/Pederneiras. Os resultados obtidos demonstram que para ambos os casos analisados: (i) o RAP elaborado não atende adequadamente os requisitos legais definidos pela Secretaria de Meio Ambiente do Estado de São Paulo; (ii) o número de falhas identificadas nos estudos é bastante significativo, com falhas ocorrendo em 83,5% das questões analisadas para o RAP do Gasoduto Lins/Marília e em 89,5% para o RAP do Gasoduto Bauru/Agudos/Pederneiras; (iii) salvo questões pontuais, os estudos de caso analisados estão muito aquém das melhores práticas nacionais e internacionais de AIA, com 76% de resultados insatisfatórios para o RAP do Gasoduto Lins/Marília e 83,5% para o RAP do Gasoduto Bauru/Agudos/Pederneiras. Os resultados obtidos demonstraram que o RAP é um estudo bastante precário para dar subsídio ao licenciamento. É possível identificar uma série de questões de grande relevância para uma adequada tomada de decisão quanto à viabilidade ambiental de empreendimentos que não são exigidas para a efetivação do licenciamento ambiental intermediado por RAP. Desta forma, fica explicita a necessidade de uma revisão do sistema de licenciamento ambiental paulista, como forma de induzir estudos mais bem elaborados e com conteúdo mais abrangente, em consonância com as melhores práticas de AIA adotadas em todo o mundo. / The environmental impact assessment (EIA) become a tool widely used to analysis the environmental suitability of new activities and subsidy the decision making process for the expedition of environmental licensing. In this case, the Secretariat of the Environment from the State of São Paulo edited the resolution number 42/94 instituting the preliminary environmental report (PER), like an simplified instrument of environmental licensing. This instrument was created with the intention of accelerate the transaction of the environmental licensing process for activities with potential to modify the environment, including the foreseen ones in the article 2° of the CONAMA Resolution number 01/86 and, at the same time, to guaranty that the goals of the environmental prevention and preservation are assured. As form to analyze the use of this instrument in the environmental licensing of natural gas pipeline in the State of São Paulo, three different checklists had been elaborated to survey, respectively, the attendance of the legal requirements, to identify the occurrence of the nonconformities in the elaboration of studies of environmental impact assessment and analyze the conformity of environmental impact assessment studies with national and the international best practices in EIA. These elaborated indicators had been applied to the RAPs in the years of 2006 and 2007, in a total of two case studies, the PER of Lins/Marília Gas Line and the PER of Bauru/Agudos/Pederneiras Gas Line. The gotten results demonstrate that for both the analyzed cases: (I) the elaborated PER do not achieve adequately the legal requirements of the Secretariat of Environment of the State of São Paulo; (II) the number of imperfections identified in the studies are very significant, with imperfections occurring in 83,5% of the analyzed questions for the PER of the Lins/Marília Gas Pipeline and in 89,5% for the PER of the Bauru/Agudos/Pederneiras Gas Pipeline; (III) the case studies analyzed are very far from the national and international EIA best practices, with 76% of unsatisfactory results for the PER of Lins/Marília Gas Pipeline and 83.5% for the PER of Bauru/Agudos/Pederneiras Gas Pipeline. The gotten results had demonstrated that the PER is a very precarious instrument of licensing. Is possible to identify series of questions from a great relevance for the decision making process who are not effectively achieved. In such a way, it is explicit the necessity of a revision of the São Paulos environmental licensing system, as a way for more accordance with EIA best practices.