[pt] A crise atual pela qual passo mundo tornou-se a grande responsável pelo desenvolvimento científico-tecnológico, que se fará presente no próximo século. Dentre as diversas fontes alternativas, que se apresentam, a energia eólica tornou-se uma das mais destacadas, sobretudo devido ao uso de moinhos de vento (Cataventos). Os moinhos de vento são máquinas de fluxo que convertem a energia cinética dos ventos em outras formas de energia, fornecendo, portanto, substancias melhores ao dia-a-dia da humanidade. O trabalho que se apresenta trata do desenvolvimento teórico-experimental sobre o rotor de resistência, do tipo de eixo vertical, conhecido como rotor Savanius ou vulgarmente rotor S. Este tipo de rotor pode possuir as mais diversas formas geométricas para as pás. Entretanto, a mais divulgada, devido a sua facilidade de construção, é a semi-circunferencial, sobre a qual incidiu o desenvolvimento teórico deste trabalho. Um dos objetivos básicos do projeto da turbina eólica do tipo Savonius, é desenvolver tecnologia e obter experiência em operação de cata-ventos, em especial, visando o projeto e construção de unidades de grande porte. O desempenho do projeto do rotor é feito através de uma análise simplificada do modelo matemático. Por intermédio de valores experimentais, foram obtidas as curvas adimensionalisadas de torque (Ct) e de potência (Cp) versus a razão de velocidade (E), as quais podem servir para predizer o desempenho do rotor. Através deste procedimento, fez-se a análise para diversas formas geométricas de rotores. Finalmente comparando-se os resultados experimentais com a teoria desenvolvida, foram obtidas as curvas que relacionam o coeficiente de entrada (Ko) e a razão de velocidade(E). (Estas curvas foram obtidas somente, para o caso rotores de configuração de pás semi- circunferencial, que é o mais usual). / [en] The present crisis though which world passes now has become responsible for the scientific technological development that will take place in the next centrury. Among the various alternative aources in existence eolic energy has become one of the most outstanding, mainly by the use of the windmills (weathervane). Windimille are flow machines that convert wind kinetic energy into other of energy, whitch provide substancial goods to mankind. The present work deals wind kinetic energy into other of energy, which provide substancial goods to mankind. The present work deals with the theoretical-experimental development of the resistance rotor, of the vertical axle type, known as Savonius or commonly as S Rotor. One of the basic aims of the savonius type turbine is to develop techonology and to obtain experience in the operation of windmills, specially aiming at the desing and construction of large sinze unit ies. The analysis of performace of the rotor is made base on a simplified mathematical model. By means of experimental values, non admimensional curves of torque (Ct) and power (Cp), verusu speed rate (E) were obtained, and are usefull in predicting the rotor s performace. Through this procedure the analysis of various forms of geometryc rotors was performed. Finally, comparing the experimental results with the theory developed, curves of entry coeficient (Ko) related to the spedd rate ware obtarned for rotors of sami-circunferencial blades configuration only.

[pt] Atualmente o mundo enfrenta uma grave crise ambiental e elevados índices de pobreza. Com a intenção de minimizar estes problemas esta Tese propõe a alternativa do uso do bambu como armadura em pilares de concreto armado, substituindo o aço em construções civis. O comportamento dos pilares de concreto armado é descrito através de uma revisão bibliográfica e de ensaios realizados em pilares curtos submetidos à carga axial, dos quais três foram armados com bambu e um com aço. Abordam-se aspectos relativos à taxa de armadura longitudinal, a resistência do bambu à compressão e a aderência entre bambu e concreto, para isto ensaios complementares em ripas pequenas de bambu sob carga de compressão centrada e testes de arrancamento utilizando o produto sikadur 32 gel para acrescentar aderência ao bambu e constatar sua eficiência, foram realizados e comparados com um corpo de prova armado com aço. Os pilares de concreto armados com bambu e aço foram comparados e analisados. Segundo recomendações das normas trabalhos futuros foram propostos. / [en] Nowadays the world faces a serious environmental crisis and high poverty rates. Intending to minimize these problems, this thesis proposes the alternative usage of bamboo as reinforcement on columns of reinforced concrete, substituting steel in civil constructions. The reinforced concrete columns performance is described through a bibliographical revision and experiments done on short columns submited to axial load: three were built with bamboo and one with steel. Aspects related to the surcharge of longitudinal reinforcement, bamboo resistance to compression and adherence between bamboo and concrete are discussed extensively. With this purpose, subsequent experiments were made using small chips of bamboo submited to strong centered compression and also, Pull Out tests, utilizing the product Sikadur 32 gel to add adherence to bamboo and appraise its efficiency, were performed and compared to a body of proof built with steel. The concrete columns reinforced with bamboo and steel were thoroughly compared and analyzed. According to the pattern experiments, future developments on this research were proposed.

O objetivo deste trabalho é identificar e correlacionar as propriedades mecânicas do concreto e da argamassa de assentamento com o comportamento estrutural de blocos vazados de concreto, prismas e paredes, por meio de modelagem física e numérica. Realizou-se detalhada investigação experimental, recorrendo à premissa metodológica de se utilizar um mesmo concreto, de consistência plástica, para a moldagem de blocos vazados e corpos-de-prova cilíndricos, para assegurar propriedades idênticas dos materiais em cada série de ensaios. Analisou-se o efeito de confinamento que se apresenta nos ensaios de blocos isolados, o qual induz uma distribuição não-uniforme de deformações e acarreta aumento da sua capacidade resistente em relação à resistência à compressão do concreto. Em ensaios nos quais se reduziu o efeito de confinamento, constatou-se que os blocos apresentam menor capacidade resistente e alteração do modo de ruína, decorrente da distribuição mais uniforme das deformações, similar àquela que se observa nos blocos centrais dos prismas e paredes. Analisou-se também a influência do efeito de confinamento e do processo de cura das juntas de argamassa e se associou parâmetros indicativos do seu comportamento à capacidade resistente e ao modo de ruína de prismas e paredes. As propriedades mecânicas dos materiais, obtidas experimentalmente, foram implementadas em um modelo numérico de elementos finitos, que se mostrou capaz de representar o comportamento dos diversos elementos de alvenaria submetidos à compressão, com boa predição da resistência, deformabilidade e modo de ruína. Com base nos resultados numéricos e experimentais, estabeleceu-se um modelo de interpretação da distribuição de tensões e deformações nos blocos vazados de concreto, o que resultou na recomendação de um procedimento para determinação de sua rigidez axial. Associou-se também o efeito da resistência e da deformabilidade da argamassa no comportamento estrutural dos prismas e paredes. Correlações e formulações algébricas foram estabelecidas para análise do comportamento e previsão quantitativa da resistência e da deformabilidade de blocos, prismas e paredes. / This work aims to identify and correlate the mechanical properties of concrete and bedding mortar to the structural behavior of hollow concrete blocks, prisms and walls, by mean of physical and numerical modeling. A detailed experimental investigation was carried out by assuming as a premise the use of plastic consistency concrete to produce hollow blocks and cylindrical samples. This was done to assure the same material properties in each test series. Confinement effect in block compression tests causes a non-uniform strain distribution through face-shells and webs. This effect induces an increase of the block ultimate load. Modified block tests by reducing the confinement effect were performed. The results showed that confinement reduction brings a more uniform strain distribution, which is similar to the observed one in the central blocks of prisms and walls. A decrease of compressive strength and changes the failure mode were also evidenced. Confinement effect and influence of water loss during the curing of mortar joints were also considered. Indicative parameters about bedding mortar behavior were obtained and the resistant capacity and the failure mode of prisms and walls were associated to them. The mechanical properties of materials obtained in tests were implemented in a finite elements numerical model to analyze the behaviour of masonry elements under compression. The numerical analysis gave good predictions of strength, deformability and failure mode. Based on the numerical and experimental results, a stress and strain distribution model was realized, which enabled an experimental procedure for the determination of the block axial stiffness. Correlations and algebraic formulation were proposed for the behavior analysis and quantitative evaluation of strength and deformability of blocks, prisms and walls.

O objetivo deste trabalho é identificar e correlacionar as propriedades mecânicas do concreto e da argamassa de assentamento com o comportamento estrutural de blocos vazados de concreto, prismas e paredes, por meio de modelagem física e numérica. Realizou-se detalhada investigação experimental, recorrendo à premissa metodológica de se utilizar um mesmo concreto, de consistência plástica, para a moldagem de blocos vazados e corpos-de-prova cilíndricos, para assegurar propriedades idênticas dos materiais em cada série de ensaios. Analisou-se o efeito de confinamento que se apresenta nos ensaios de blocos isolados, o qual induz uma distribuição não-uniforme de deformações e acarreta aumento da sua capacidade resistente em relação à resistência à compressão do concreto. Em ensaios nos quais se reduziu o efeito de confinamento, constatou-se que os blocos apresentam menor capacidade resistente e alteração do modo de ruína, decorrente da distribuição mais uniforme das deformações, similar àquela que se observa nos blocos centrais dos prismas e paredes. Analisou-se também a influência do efeito de confinamento e do processo de cura das juntas de argamassa e se associou parâmetros indicativos do seu comportamento à capacidade resistente e ao modo de ruína de prismas e paredes. As propriedades mecânicas dos materiais, obtidas experimentalmente, foram implementadas em um modelo numérico de elementos finitos, que se mostrou capaz de representar o comportamento dos diversos elementos de alvenaria submetidos à compressão, com boa predição da resistência, deformabilidade e modo de ruína. Com base nos resultados numéricos e experimentais, estabeleceu-se um modelo de interpretação da distribuição de tensões e deformações nos blocos vazados de concreto, o que resultou na recomendação de um procedimento para determinação de sua rigidez axial. Associou-se também o efeito da resistência e da deformabilidade da argamassa no comportamento estrutural dos prismas e paredes. Correlações e formulações algébricas foram estabelecidas para análise do comportamento e previsão quantitativa da resistência e da deformabilidade de blocos, prismas e paredes. / This work aims to identify and correlate the mechanical properties of concrete and bedding mortar to the structural behavior of hollow concrete blocks, prisms and walls, by mean of physical and numerical modeling. A detailed experimental investigation was carried out by assuming as a premise the use of plastic consistency concrete to produce hollow blocks and cylindrical samples. This was done to assure the same material properties in each test series. Confinement effect in block compression tests causes a non-uniform strain distribution through face-shells and webs. This effect induces an increase of the block ultimate load. Modified block tests by reducing the confinement effect were performed. The results showed that confinement reduction brings a more uniform strain distribution, which is similar to the observed one in the central blocks of prisms and walls. A decrease of compressive strength and changes the failure mode were also evidenced. Confinement effect and influence of water loss during the curing of mortar joints were also considered. Indicative parameters about bedding mortar behavior were obtained and the resistant capacity and the failure mode of prisms and walls were associated to them. The mechanical properties of materials obtained in tests were implemented in a finite elements numerical model to analyze the behaviour of masonry elements under compression. The numerical analysis gave good predictions of strength, deformability and failure mode. Based on the numerical and experimental results, a stress and strain distribution model was realized, which enabled an experimental procedure for the determination of the block axial stiffness. Correlations and algebraic formulation were proposed for the behavior analysis and quantitative evaluation of strength and deformability of blocks, prisms and walls.