Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Construções Civis). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Estágio realizado na SOLution e orientado pelo Eng.º João Oliveira / Tese de mestrado integrado. Engenharia Industrial e Gestão. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2012-10-23T02:24:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241196.pdf: 2944289 bytes, checksum: fffe07ab15f2d9c7e626499260193933 (MD5) / Este trabalho busca caracterizar o processo de aplicação do sistema construtivo em dois estudos de caso executados na região da grande Florianópolis, SC. Nas duas obras, o sistema foi aplicado de forma bastante distinta, com característica única de vedação, na outra, com função estrutural além de ser utilizado como vedação. Os estudos de caso foram caracterizados por seus aspectos compositivos, construtivos e por requisitos e critérios de desempenho térmico e verificação do comportamento estrutural. Análises comparativas foram realizadas entre os estudos de caso segundo os padrões normativos de modo a estabelecer correlação entre as variantes deste sistema construtivo. Através das análises e dos resultados obtidos, pode-se observar uma evolução tecnológica dos processos de fabricação dos painéis dos estudos de caso. Verifica-se, também, que, as obras executadas com esta tecnologia podem aumentar a qualidade dos ambientes construídos, além dos índices de industrialização da construção. Apesar de o sistema construtivo utilizar materiais com custos inicialmente maiores como aço e o poliestireno expandido, em comparação com os sistemas construtivos convencionais, as suas características construtivas possibilitam maior flexibilidade de aplicação, racionalização do processo construtivo e rapidez de execução. A utilização do sistema construtivo torna-se muito atrativa principalmente para grandes empreendimentos onde se pode ter uma produção em escala. O sistema construtivo com painéis industrializados tipo sanduíche com núcleo de poliestireno expandido e telas eletro soldadas teve sua origem na Europa na década de oitenta. É um sistema construtivo monolítico desenvolvido para atender as exigências climáticas e estruturais: possui elevado desempenho térmico, sendo também, resistente a abalos sísmicos. The constructive system based on industrialized sandwich-type panels of expanded polystyrene (eps) and steel welded Screen was originated in Europe at the decade of the 1980s. It is a monolithic constructive system, with anti-seismic and thermoacoustic insulation characteristics, developed to meet high structural and climate requirements. The present work aims to characterize the application process of the eps constructive system in two different cases in the city of Florianópolis, SC. In the first case, only the thermoacoustic insulating characteristic was required; in the second case, both structural and climate aspects were required. The constructive system of each case was characterized by its constitutive aspect and application process; thermal and structural performance requirements. Comparative analysis was performed according to normative patterns in order to establish correlation between variants of each case. The results of the analysis revealed a technological evolution of the manufacturing process of the panels. It was also verified that the technology provided by these types of constructive systems improves the quality of the built environments and increases industrialization levels. Despite the fact that these constructive systems utilize high cost materials as steel and eps initially, compared to conventional constructive systems there is more flexibility and rationalization in the application process, leading to a less time-consuming execution. The utilization of these constructive systems is very attractive to engineering enterprises which benefit from large scale production.

A construção de habitações em madeira ainda sofre preconceitos tanto por parte de seus usuários como também dos profissionais ligados à área da construção. Este fato pode ser motivado por questões culturais e pelo desconhecimento das reais características técnicas deste material. Considerando-se que o Brasil é um país de grande potencial agrícola e florestal e que a madeira é um material de construção facilmente renovável, seu uso adequado e o uso de painéis compostos laminados ou compostos particulados de madeira, como elementos construtivos, podem contribuir para o aproveitamento racional e integral da madeira. Este uso adequado pode resultar, ainda, na melhoria do desempenho de habitações em madeira e em alternativa para suprir o déficit habitacional brasileiro. Este trabalho teve como objetivo principal avaliar o comportamento térmico de painéis de madeira para uso em habitações de interesse social. O estudo realizado utiliza cinco tipos de painéis de madeira: painel "Wall" (da Eternit); compensado; aglomerado; painel OSB (Oriented Strand Board); e painel de cimento-madeira. O estudo abrange o monitoramento, simulações de modelos e análise do comportamento térmico de painéis de madeira empregados nas vedações de paredes de células-teste, denominadas protótipos, e de uma habitação de cunho social. A pesquisa foi conduzida na Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR, Campus Curitiba, Bairro Ecoville, onde os protótipos foram construídos. Trata do monitoramento dos protótipos, durante os períodos de inverno e verão; da caracterização das características termofísicas dos painéis - incluindo a condutividade e resistência térmica através da análise dos fluxos de calor; e de simulações dos protótipos e de uma habitação de cunho social, assumindo a troca do material originalmente utilizado nas vedações das paredes pelos painéis de madeira. Os resultados da pesquisa apontam quais painéis, dentre os pesquisados, apresentam o melhor comportamento térmico.

Estágio realizado na Bosch Termotecnologia, S. A. e orientado pelo Eng.º João Matos / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Estágio realizado na SPI - Sociedade Portuguesa de Inovação e orientado pelo Eng.º João Medina / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Orientador : Profª. Drª. Rosilani Trianoski / Coorientador : Prof. Dr. Setsuo Iwakiri / Coorientador : Prof. Dr. Rui André Maggi dos Anjos / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 02/09/2016 / Inclui referências : f. 26;35-36;58-62;88-92;135-140;181-185 / Área de concentração : Tecnologia e utilização de produtos florestais / Resumo: As florestas plantadas surgiram no Brasil como uma alternativa a demanda de madeira para o setor madeireiro e uma alternativa à utilização de florestas nativas. Em 2014, o Brasil totalizou 7,74 milhões de hectares de florestas plantadas, dos quais, 72% são representados por plantios do gênero Eucalyptus, 20,7% do gênero Pinus e 7,3% por outros gêneros e espécies. Além destas, outras espécies exóticas têm sido utilizadas em plantios experimentais e comerciais, buscando produzir madeira com características físicas, químicas e mecânicas adequadas aos mais diversos usos, bem como, com aspecto estético desejado. A introdução dessas espécies pouco conhecidas traz a necessidade de realizar estudos sobre a qualidade tecnológica de sua madeira. Neste contexto, a Cryptomeria japonica mesmo não sendo uma espécie difundida se apresenta como alternativa promissora. Sua madeira apresenta odor agradável, sendo que na região do alburno é clara e no cerne apresenta coloração castanha, com densidade baixa a média densidade e boa trabalhabilidade. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de utilização da madeira de Cryptomeria japonica para a aplicação na indústria moveleira, especificamente em painéis EGP e móveis de madeira maciça. A madeira utilizada no presente estudo possui 35 anos de idade e é proveniente de plantios experimentais localizados na cidade de Rio Negro - PR. A avaliação da utilização dessa espécie foi realizada em várias fases, originando a presente dissertação, a qual é composta de 6 capítulos, sendo: Capítulo 1: Visão geral do trabalho; Capítulo 2: Cryptomeria japonica: histórico e características; Capítulo 3: Caracterização química e física da madeira de Cryptomeria japonica; Capítulo 4: Usinagem: aplainamento e lixamento da madeira de Cryptomeria japonica; Capítulo 5: Utilização da madeira de Cryptomeria japonica para produção de painéis de colagem lateral (EGP); Capítulo 6: Avaliação do acabamento superficial da madeira de Cryptomeria japonica. De maneira geral, os resultados das análises indicaram que a Cryptomeria japonica possui potencial técnico de utilização podendo ser empregada principalmente na indústria de móveis com restrições. Palavras chave: Propriedades físico-químicas; usinagem, painéis de colagem lateral, acabamento superficial. / Abstract: Planted forests have emerged in Brazil as an alternative to wood demand for the timber industry and an option to cut down native forests. In 2014, Brazil totaled 7.74 million hectares of planted forests. Of which, 72% are represented by Eucalyptus plantations, 20.7% for Pinus and 7.3% for other species. Apart from these, other exotic species have been used in experimental and commercial plantations, seeking to produce wood with physical, chemical and mechanical characteristics suitable for various uses, as well as with desired aesthetic appearance. The introduction of these little known species brings the need for studies on the technological quality of its wood. In this context, Cryptomeria japonica is presented to a promising species, however, has no use so widespread. Its wood in the sapwood is clear, the heart has brown and pleasant odor color. It is a wooden mild to medium density and good workability. In this context, the objective of this study is to assess the technical potential of wood Cryptomeria japonica. The wood of this study has about 35 years old and comes from experimental plantations located in the city of Rio Negro. The evaluation of the quality of the wood of this kind was carried out in several stages, resulting in the present work, which is composed of six chapters: Chapter 1: Overview of work; Chapter 2: Cryptomeria japonica: history and characteristics; Chapter 3: Chemical and physical characterization of Cryptomeria japonica; Chapter 4: Machining: planing and sanding of Cryptomeria japonica; Chapter 5 Utilization of Cryptomeria japonica of wood for the production of edge gluing panels (EGP); Chapter 6: Implementation and evaluation of the finish in Cryptomeria japonica. In general, the results of the analysis indicated that the technical Cryptomeria japonica have potential use may be used in the furniture industry, mainly. Keywords: physicochemical properties; machining, Edge Glued Panels, surface finish.

Orientadora : Profª. Drª. Graciela Ines Bolzon de Muniz / Coorientador : Dr. Washington Luiz Esteves Magalhães / Coorientadora : Profª. Drª. Silvana Nisgoski / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 17/02/2017 / Inclui referências ao final de cada capítulo / Resumo: A adesão de materiais e revestimentos em madeira e produtos à base de madeira é um problema recorrente, o qual demanda o desenvolvimento e/ou melhor compreensão de tratamentos físicos e químicos. Uma das alternativas existentes e altamente empregadas em outros setores, porém ainda pouco explorada no setor florestal e madeireiro, é a tecnologia de plasma. O plasma é amplamente utilizado para a modificação da superfície, mantendo intacta as propriedades estruturais dos materiais. Nesse contexto, o presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de utilizar a tecnologia de plasma para modificar a superfície de madeira e produtos à base de madeira com foco na adesão e deposição de revestimentos. Dividiu-se o trabalho em capítulos e investigou-se o efeito do tratamento por plasma frio em atmosfera de hélio em painéis de fibras de madeira de densidade média (MDF); as propriedades de adesão, formação de um filme acrílico e o comportamento frente a exposição ao ambiente (aging) da superfície de painéis MDF tratados com plasma frio de argônio; a adesão de nanopartículas de óxido de alumínio na superfície de compósitos plástico-madeira (WPC) tratados com plasma frio de argônio; e a deposição de filmes hidrofóbicos de fluorocarbono em madeira sólida por meio de um reator a pressão atmosférica. As investigações em cada tópico abordado foram guiadas por meio de ensaios de caracterização física e química de superfícies, principalmente energia livre de superfície, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X, microscopia eletrônica de varredura, profilometria 3D, resistência a tração pelo método pull-off e espectroscopia de ondas difusas. Os principais resultados mostraram o aumento da molhabilidade de painéis MDF em função da maior potência e tempo de tratamento aplicados. Um maior nível de potência possibilita a redução do tempo de tratamento. O tratamento por plasma frio de argônio aumentou a adesão madeira/revestimento em painéis MDF, bem como reduziu o tempo de formação de um revestimento acrílico devido a rápida movimentação das partículas na superfície dos painéis. Porém, os painéis MDF recuperaram parcialmente a sua hidrofobicidade natural durante os primeiros dez dias de exposição ao ambiente. O tratamento por plasma frio de argônio melhorou a adesão e a dispersão de nanopartículas de óxido de alumínio na superfície dos WPC. Além disso, verificou-se maior molhabilidade e maior rugosidade da superfície. O tratamento por plasma frio de C3F8 a pressão atmosférica resultou na inserção de grupos funcionais de fluorocarbono na superfície das madeiras de Picea glauca e Erisma uncinatum, contribuindo para a formação de uma superfície hidrofóbica. A utilização de um pré-tratamento de oxigênio contribuiu negativamente no grau de repelência da superfície revestida com plasma de C3F8. A superfície hidrofóbica das madeiras das duas espécies não apresentou modificações significativas após exposição ao ambiente. Em geral, os tratamentos por plasma frio contribuíram positivamente para melhorar as propriedades de superfície da madeira e dos produtos à base de madeira, tanto para fins de maior adesão interfacial quanto para formação de uma superfície com alto grau de repelência a solventes polares. Palavras-chave: Tecnologia de plasma. Energia de superfície. Modificação de superfície. Molhabilidade. Hidrofobicidade. Adesão interfacial. / Abstract: The adhesion of materials and coatings in both wood and wood-based products is a recurrent problem, which demands the development and/or the better understanding of physical and chemical treatments. One of the existing alternatives is the plasma technology, which is highly applied in other sectors, but not fully explored in the forest sector. Plasma is widely used for surface modification, keeping the same structural properties of the materials. In this context, this work aimed to use the plasma technology to modify the surface of both wood and wood-based products, focusing their adhesion and their coating. This work was divided in chapters to investigate the effect of helium cold plasma in medium density fiberboard (MDF) panels; the adhesion properties, the formation of an acrylic film and the aging behavior of MDF panels treated with argon cold plasma; the adhesion of aluminum oxide nanoparticles on the wood-plastic composites (WPC) treated with argon cold plasma; and the deposition of hydrophobic fluorocarbon films on solid woods using an atmospheric pressure plasma reactor. The investigations for each topic were driven by physical and chemical surface characterizations, especially surface free energy, X-ray photoelectron spectroscopy, scanning electron microscopy, 3D profilometry, pull-off strength and diffusion wave spectroscopy. The main results showed the increase of wettability of MDF panels as a function of the energy level and the time of treatment applied. Higher energy levels decreased the time of treatment to obtain the same results. Argon cold plasma improved the wood/coating adhesion, and a film formation process occurred in shorter time for plasma treated MDF panels due to the faster motion of particles. Nevertheless, the MDF panels recovered partially their natural hydrophobicity in the first ten days of storage. The argon cold plasma improved both the adhesion and the dispersion of aluminum oxide nanoparticles on the WPC surface. Furthermore, the plasma treatment increased the wettability and the composites presented a rougher surface. The atmospheric pressure cold plasma treatments using gas C3F8 was able to coat the wood surface of Picea glauca and Erisma uncinatum with fluorocarbon functional groups, leading for a hydrophobic surface. A pre-treatment with oxygen plasma affected negatively the degree of repellence of the woods plasma-coated with C3F8. The hydrophobic surface of both wood species did not present significant changes after the aging exposure. In general, the cold plasma treatments contributed positively to improve the surface properties of both wood and wood-based products, either for higher interfacial adhesion or the formation of a surface with higher degree of repellence against polar solvents. Keywords: Plasma technology. Surface energy. Surface modification. Wettability. Hydrophobicity. Interfacial adhesion.

Orientador : Prof. Dr. Jorge Luis Monteiro de Matos / Co-orientadora : Profa. Dra. Josilena M.Z. Gonçalves / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 03/09/2009 / Inclui bibliografia / Área de concentração : Tecnologia e Utilização de Produtos Florestais / A madeira é uma alternativa apropriada para a construção civil por ser material renovável, por se adaptar bem a processos de pré-fabricação, por possibilitar obras secas e de montagem rápida, por apresentar boa relação entre peso e resistência mecânica, por ser posta em carga imediatamente nas estruturas, enfim, por ser mais leve e gerar menos impacto ambiental se comparada com outros materiais de construção. Além disso, o Brasil possui uma extensa área de florestas nativas e plantadas e excelentes condições de implementar sua produção madeireira, através de políticas públicas que coordenem e fiscalizem manejos sustentáveis e reflorestamentos. No entanto, apesar de todas as vantagens comparativas, a madeira é pouco utilizada no país. Isto se deve em grande parte a técnicas construtivas inadequadas, decorrentes da falta de conhecimento por parte dos profissionais e da escassez de pesquisas voltadas para o desenvolvimento de tecnologias que atendam às necessidades e aspirações da população. Há falta de bons projetos de sistemas e obras de madeira, que ofereçam qualidades tecnológicas, plásticas1 e funcionais. Posto isso, o objetivo principal deste trabalho foi investigar e refletir sobre o projeto de arquitetura como um todo e propor soluções de projeto de componentes constituídos por peças curtas de madeira maciça para paredes. O desenvolvimento de componentes, ou peças-sistema, se apresenta como uma alternativa para agregação de valor à matéria prima e geração de renda e empregos em diversos setores, além de aumentar a participação da madeira na construção e mercado nacionais. No que tange às construções de madeira, a prática demonstra que se precisa trabalhar a favor do desenvolvimento de uma tecnologia nacional e contra preconceitos culturais nos diversos segmentos econômicos da população. Para isso, a metodologia utilizada nesta tese é de pesquisa exploratória, seguindo as etapas: revisão bibliográfica, projeto de componentes e construção de protótipos. Como resultados, o trabalho apresenta reflexões sobre o projeto de arquitetura e o metaprojeto construtivo como um conjunto de ferramentas para uso diário do arquiteto - principalmente o uso de retícula projetual, modelos de categoria e coordenação dimensional -, como instrumento de racionalização e otimização do processo de concepção e construção da arquitetura; também propõe solução de projeto de peças-sistema construídas com peças curtas (com comprimentos inferiores a 70 cm) de madeira maciça, produzidas dentro de um esquema de pré-fabricação aberto, com uma propriedade aditiva que permite que se construa uma infinidade de longitudes e alturas com apenas 4 componentes para paredes de vedação e/ou estruturais, passíveis de serem montadas a seco; por fim, demonstra a sua viabilidade através da construção de protótipos com três espécies: uma nativa local, a bracatinga (Mimosa scabrella); uma exótica de reflorestamento, o pinus (Pinus sp.); e uma nativa amazônica, o ipê (Tabebuia sp.). Como conclusão, o conhecimento das características e propriedades tecnológicas da madeira e o projeto de peças-sistema são apresentados como ponto de partida para o desenvolvimento de tecnologias, projetos e obras que utilizem a madeira, como maneira de promover o uso deste material no Brasil. / Wood is a good alternative construction material for many reasons. It is renewable and adaptable to prefabrication; can be quickly dry assembled, has a good weight/mechanical strength ratio and can withstand loads immediately after erection. Also, it is lighter and causes less environmental impact when compared to other construction materials. Brazil has vast areas of both native and planted forests and conditions are ideal for the implementation of wood production, if public policies are implemented to coordinate and monitor sustainable management and planted forests. However, in spite of these marked comparative advantages, wood is not often used as a construction material in this country, mainly because of the dissemination of inadequate construction techniques by professionals who are not knowledgeable enough. Another problem is the lack of research work on the development of technologies to meet the needs and aspirations of Brazilians. Furthermore, there are not enough designs of wood systems or wood constructions that satisfy high technological, plastic and functional quality requirements. Considering the foregoing, the main objective of this study is to investigate and analyze architectural design in general and to propose design solutions based on wall components made of short solid wood parts. These components -- the socalled system-components -- would not only add value to the raw material, but also generate income and help create jobs in various sectors of the economy. Also they would increase the share of wood as a construction material in the domestic market. In practice, however, more work has to be done to develop technology locally and to fight the cultural prejudice that prevails in various classes of the Brazilian population. To this end, this study employed the concept of exploratory research consisting of the following phases: review of literature, design of components and construction of prototypes. The result was a collection of reflections on architectural design and constructive metadesign and on tools that should be routinely used by architects -- especially the design grid, category models and dimensional coordination - to ensure a more sensible and optimized approach towards concepts and execution in architecture. This study also proposes a design solution consisting of commercially available open system components made of short pre-fabricated solid wood pieces (70cm long max). Only four of those components are enough to allow for different combinations of lengths and heights of dry-assembled infill and/or structural walls. Finally, the feasibility of this study is demonstrated by prototypes constructed with three wood species: bracatinga (Mimosa scabrella), a local native species; pine (Pinus sp.), an exotic planted species; and ipê (Tabebuia sp.), a native Amazonian species. As a conclusion, this study proposes that a better knowledge of wood characteristics and properties combined with the prefabricated component-based design are prerequisites for the development of new wood technologies, designs and constructions that will eventually lead to a more disseminated use of this construction material in Brazil.

Orientador: Francisco Antonio Menezes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:37:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_NewtonDamasiodos_M.pdf: 7738020 bytes, checksum: ce9155c5ec543ebd9b009319e87f094a (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: O objetivo do trabalho foi realizar um estudo comparativo entre dois modos de obtenção de deslocamentos e esforços em edifícios altos submetidos a cargas laterais: a "técnica do meio elástico contínuo" e a "técnica discreta': baseada no método dos elementos finitos. Na técnica dos meios elásticos contínuos as equações foram deduzidas apenas para ações uniformes, sem variação ao longo da altura. As lajes foram admitidas como diafragmas rígidos e o problema de análise com esta formulação recaiu num sistema de equações diferenciais parciais de ordem três, nas variáveis deslocamentos u, v e e, respectivamente translação de direção x, translação de direção y e rotação, calculados ao longo de um eixo global vertical z. O sistema de equações diferenciais foi resolvido numericamente, utilizando dois programas alternativos elaborados pelo autor: o primeiro baseado no método das diferenças finitas e o outro baseado no método de Runge-Kutta de quarta ordem. A partir dos deslocamentos no eixo global, os deslocamentos de qualquer ponto foram calculados com cinemática de pequenos deslocamentos. A partir dos deslocamentos de um dado ponto, e de suas derivadas parciais, calculadas por diferenças finitas, foram obtidos os esforços solicitantes. Utilizou-se para as comparações pretendidas o software de elementos finitos SAP2000@, que permite o acoplamento de elementos reticulares denominados FRAME, com dois nós de extremidade e seis graus de liberdade por nó, com elementos SHELL, usados para a modelagem de cascas, placas e/ou membranas. Foram apresentados alguns exemplos para associações simples de painéis pórticos e painéis paredes, comparando-se os resultados obtidos pela técnica dos meios contínuos e pelo programa SAP2000@, com resultados bastante próximos / Abstract: The goal of this work was to perform a comparative study between two modes of determination of displacements and stresses in tall buildings subjected to lateral loads: solutions based on the "contínuous elastic medium technique" and the "discrete technique_ solutions based on the finite element method The continuous technique the equations were deduced only for uniform loads with no variations along its heights. The slabs were assumed as being rigid diaphragms and the resulting problem for such analysis falls back to third order PDE problem on the displacements variables u, v and e representing direction x translation, direction y translation and rotation respectively, obtained along a global vertical axis z. The resulting system of differential equations was solved numerically, using two alternative computational programs developed by the author: a first one based on finite differences method and a second one based on the fourth order Runge-Kutta method. Relatively to the displacements on the global axis, the displacement of any point is obtained with the small displacements kinematics methodology. From the displacements of a given point and its partial derivatives (obtained with finite differences) the resulting stresses are obtained. The structural analysis software SAP 2000@ was used for the proposed comparisons. This package provides the coupling of different shape elements such as frame, shell, membrane, plate and 50 on. Specifically for the current modelling, two nodes FRAME elements, with six degrees of freedom per node are combined with SHELL elements. Examples were presented for the simple association of wall frames and wall panel and the results obtained through the continuous technique were compared with those obtained with SAP 2000@ package with very similar results / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil