A alvenaria estrutural vem ganhando um grande impulso no Brasil ao longo das últimas décadas, sendo cada vez mais utilizada, principalmente em empreendimentos habitacionais de interesse social. No caso específico do Estado do Rio Grande do Sul, nos últimos dois anos, a maioria dos empreendimentos habitacionais de baixa renda foram executados com esse processo construtivo. Por exigência dos órgãos financiadores destes tipos de empreendimentos, as empresas construtoras dos mesmos devem ser possuidoras de certificação do seu sistema de gestão da qualidade. Entretanto, apesar desta certificação, tem-se observado a presença de manifestações patológicas, com predominância de fissuras, nos empreendimentos de baixa renda, por elas executadas. As causas das manifestações patológicas em empreendimentos construídos em alvenaria estrutural têm sido objeto de estudo de diversas pesquisas. Porém, não se fez até então um estudo das possíveis causas destas manifestações do ponto de vista multicausal, envolvendo as várias etapas do processo construtivo. Neste sentido, a presente pesquisa teve como objetivo principal analisar as relações de causa e efeito entre as fissuras dos empreendimentos construídos em alvenaria estrutural e as suas causas, utilizando-se de ferramentas de melhorias da qualidade que adotam uma visão multi-casual, muito utilizadas em outras indústrias Para este estudo foram utilizados relatórios de monitoramento de execução de empreendimentos que pertencem aos modos de provisão habitacional do Programa de Arrendamento Residencial (PAR) e Imóvel na Planta (IP), no Estado do Rio Grande do Sul, ambos gerenciados pela Caixa Econômica Federal. A pesquisa consistiu em: (a) revisão bibliográfica; (b) levantamento e análise dos dados provenientes dos relatórios, identificando falhas, recomendações técnicas e boas práticas adotadas pelas empresas construtoras; (c) aplicação de um método de análise de relações de causa e efeito composto por ferramentas da qualidade; e (d) geração de mapas de relações de causa e efeito, recomendações para tratamento das principais causas e listagem de algumas boas práticas construtivas. Através desta pesquisa foi possível verificar as principais falhas ao longo do processo construtivo em vários níveis de análise e analisar as relações de causa e efeito entre eles e propor uma priorização de melhorias da qualidade. Com base nesta priorização foi sistematizado um conjunto de recomendações técnicas e de boas práticas que podem ser disseminadas entre as empresas construtoras tendo em vista a melhoria da qualidade dos empreendimentos em estudo. / Structural masonry has had a substantial development in Brazil in the last few decades, becoming increasingly important, especially in social interest housing projects. In the specific case of Rio Grande do Sul, in the last two years, most low cost housing projects have been built using this construction process. Due to the demand of the funding organizations, the construction companies that build those projects must have a certified quality management system. However, despite this certification, a large number of building pathologies have been observed in those projects, especially cracks. In fact, the causes of building pathologies in structural masonry buildings have been the focus of several research studies. However, very little has been investigated on the causes of those pathologies from a multi-causal perspective, considering several stages of the construction process. The main objective of this research work is to analyze the cause-effect relationships between cracks in structural masonry buildings and their causes, using quality improvement tools that provide such multi-causal perspective, widely used in other industries. This study was based on quality monitoring reports of projects from two housing programs, the Residential Leasing Program (PAR) and the Blue-print Program (IP), in the State of Rio Grande do Sul. Both programs are managed by the National Savings Bank. The research study consisted of: (a) a literature review; (b) data collection and analysis using those reports, with the aim of identifying building failures, necessary improvements, and good practices adopted by construction companies; (c) application of a method for analyzing the cause-effect relationships which combined a set of quality tools; (d) development of cause-effect relationship maps, proposition of a set of improvements and a production of a list of good practices. Based on this study, it was possible to identify failures in the construction process, as well as to analyze the cause-effect relationships and propose some priorities in terms of improvements measures. Based on those priorities, a set of technical recommendations was established, as well as a list of good practices that should be disseminated among construction companies, in order to improve the quality of low-cost housing projects.

O desenvolvimento de métodos que permitam reproduzir numericamente o comportamento el de sistemas estruturais reais tem desa ado cientistas e pesquisadores a abordarem questões que vão além das condições de integridade do sistema. Neste sentido, uma série de novos parâmetros devem ser considerados durante um processo de otimização estrutural, zelando pela con abilidade em níveis aceitáveis enquanto que os custos esperados de falhas sejam minimizados. Aparentemente, os objetivos segurança e economia competem entre si, nesse contexto, a otimização do risco estrutural surge como uma formulação que permite equacionar este problema através do chamado custo esperado total. Nesta Tese, apresenta-se o desenvolvimento de uma técnica precisa para satisfazer os termos que compõem a função custo esperado total, isto é, uma técnica capaz de estimar a con abilidade de sistemas estruturais redundantes pela identi cação dos múltiplos modos de falha de uma maneira mais precisa que os métodos convencionais aproximados e de simulação. Além disso, análises inelásticas de estruturas de aço incluindo as não linearidades físicas e geométricas são consideradas utilizando o MCDG, além de leis constitutivas para prever o comportamento inelástico. Em posse destas informações, o algoritmo calcula o risco como sendo a probabilidade de falha multiplicada pela consequência econômica resultante desta falha. Ao risco são acrescentados os demais custos associados ao sistema estrutural, os quais não dependem dos parâmetros aleatórios do sistema e por isso denominados custos xos. Como produto, tem-se o custo esperado total, o qual corresponde a função objetivo do problema de otimização estrutural. Aplicações numéricas demonstram a precisão e e ciência da metodologia na avaliação da probabilidade de falha de problemas envolvendo funções de estado limite altamente não lineares com múltiplas regiões de falhas, assim como os efeitos causados pelas não linearidades físicas e geométricas nas análises probabil ísticas e na otimização do risco das estruturas. Os resultados demonstraram que, em relação às incertezas e consequências monetárias da falha, a estrutura ótima pode ser encontrada apenas pela formulação da otimização do risco, onde a con guração da estrutura e os limites de segurança são otimizados simultaneamente. A otimização do risco resulta numa estrutura ótima em termos mecânicos, custo esperado total e segurança. / The development of methods that allow to numerically reproduce the actual behavior of real structural systems has challenged scientists and researchers and urged them to address issues that extend beyond the integrity of a system. Therefore, a series of new parameters must be taken into account during the structural optimization process, looking for acceptable reliability levels while minimizing the expected failure costs. Apparently, safety and economy compete with each other, and in this context, structural risk optimization arises as a formulation that allows equating this problem through the so-called total expected cost. In this Thesis, an accurate technique is developed to satisfy the minimization of the total expected cost function i:e:; a technique that allows estimating the reliability of redundant structural systems by the identi cation of multiple failure modes in a more precise way than conventional approximation and simulation methods. Besides, inelastic analysis of steel trusses including both geometric and physical nonlinearities are considered using the generalized displacement control method, in addition to constitutive laws to predict the inelastic behavior. Based on this information, the algorithm calculates risk as the failure probability multiplied by the economic losses resulting from such failure. The other costs associated to the structual system are added to the actual risk and since they do not depend on system's random parameters, they are referred as xed costs. As result, one obtains the total expected cost, which corresponds to the objective function of the structural optimization problem. Numerical applications shows the accuracy and e ciency of the methodology in the evaluation of the failure probability of problems represented by high nonlinear limit state functions with multiple failure regions. It is also included the e ects of geometric and physical nonlinearities originated in the probabilistic analysis and risk optimization of truss structures. Results show that, in consideration of uncertainty and the monetary consequences of failure, the optimum structure can only be found by a risk optimization formulation, where structural con guration and safety margins are optimized simultaneously. Risk optimization yields a structure which is optimum in terms of mechanics and in terms of the compromise between cost and safety.

Esta tese propõe avaliar a integridade estrutural de projetos de válvulas do tipo esfera trunnion e/ou gaveta. Por meio desta pesquisa, são avaliados os principais modos de falhas e parâmetros funcionais. Os estudos foram realizados utilizando a técnica dos elementos finitos e permitiram a construção de modelos para avaliar os seguintes modos de falha. (i) colapso estrutural dos principais componentes; (ii) vazamento na interface esfera/sede; (iii) travamento do sistema de acionamento devido à influência da vazão de escoamento do fluido. A avaliação da integridade estrutural é de fundamental importância para mitigar e/ou evitar erros, durante a fase de desenvolvimento de válvulas. Os modelos desenvolvidos também possibilitam o aprimoramento de novos projetos de válvulas e o aperfeiçoamento de projetos já desenvolvidos. O estudo proposto pode ser utilizado como indicador da qualidade de projeto de válvulas, auxiliando a equipe de desenvolvimento no dimensionamento de novos produtos, permitindo assim a avaliação dos requisitos funcionais e a avaliação da possível melhoria do projeto. Os resultados mostraram que o uso do método dos elementos finitos durante as fases iniciais do processo de desenvolvimento de válvulas é extremamente útil na concepção de novos produtos, permitindo a elaboração de produtos otimizados, sendo que por meio de um conhecimento multidisciplinar falhas prematuras podem ser detectadas nas fases iniciais do processo de desenvolvimento de projeto de válvulas, possibilitando com isso o desenvolvimento de um projeto mais racional com melhoria significativa de qualidade, confiabilidade, desempenho e competividade. O uso do método dos elementos finitos também possibilita uma redução do número de ensaios com protótipos físicos, o tempo de desenvolvimento e consequentemente o custo final do produto. / This thesis proposes to evaluate the structural integrity of the trunnion ball valves and/or gate. By means of this research, are evaluated main failure modes and functional parameters. The studies were conducted using the finite elements technique and allowed the construction of models to evaluate the following modes of failure. (i) structural collapse of the main components; (ii) leakage in the ball/seat interface; (iii) torque and/or locking of drive system due the influence of fluid flow rate. The evaluation of the integrity structural is of fundamental importance to mitigate and/or avoid errors, during the valve development phase. The models developed also enable the improvement de new valves design and the upgrade the valves design already developed. The proposed study can be used as an indicator the quality of valves design, assisting the development team in the design of new products, thus enabling the assessment of the functional requirements and evaluation of possible improvements in the design. The results showed that the use of finite element method during the early stage of valve development process is extremely useful in the conception the new products, allow to develop products optimized, and by means of a multidisciplinary knowledge premature failures can be detected in the early stages of the product design, besides enable the development of a design more rational with significant improvement in quality, reliability, performance and competitiveness. The use of finite element method also allows reduction the number of with physical prototype tests, time of development and the final cost of the product.

Nas indústrias química e petroquímica o uso de sistemas redundantes é comum. Exceto pelos programas de lubrificação, a estratégia de manutenção adotada para estes sistemas é, principalmente, a manutenção corretiva. Os objetivos desta dissertação são, a partir do registro do histórico de falhas dos equipamentos de uma unidade fabril petroquímica e conceitos de confiabilidade, estimar o tempo limite que estes sistemas podem operar sem intervenções de manutenção, mantendo a disponibilidade do sistema em níveis adequados. Esse tempo limite foi usado para desenvolver um indicador a ser utilizado no processo de priorização das atividades de manutenção. Para atingir os objetivos foram desenvolvidas as seguintes etapas: a) revisão dos dados de confiabilidade; b) elaboração de modelagem de sistemas de bombeamento. Inicialmente foi realizada uma revisão dos dados de confiabilidade coletados pela empresa em estudo, a partir da qual se obteve análise dos problemas encontrados com os dados, sumário de procedimentos a serem adotados para cada tipo de problema e sugestões para evitar sua reincidência. Por meio dos resultados iniciais, foi elaborada a modelagem de sistemas de bombeamento, utilizando o método de Monte Carlo. Obtevese, como resultado, curvas de disponibilidade do sistema versus tempos para reparo. O método proposto é simples de ser utilizado em campo e, definida a disponibilidade desejada para o sistema redundante, permite o cálculo do máximo tempo para reparo do equipamento em falha. / In chemical and petrochemical industries redundant systems are usual. Except by lubrication programs, the maintenance strategy adopted for these systems is mainly corrective maintenance. Considering the historical failure records of the equipment of a factory and the use of reliability concepts, the goal of this work is to estimate the maximum time that these systems can operate without maintenance interference, while keeping the system availability on adequate levels. This maximum time was used to develop an indicator to be used in the process of prioritization of maintenance activities. To achieve these goals, the following steps have been developed: a) reliability data review; b) elaboration of a pumping system model. Initially, a review of the reliability data collect at the studied company was performed, from which an analysis of the problems encountered at these data, a summary of procedures to be adopted for each type of problem, and suggestions to avoid its recurrence were established. As a consequence of first results, a model for each pumping system using the Monte Carlo method was developed and availability curves of the system versus time to repair were obtained. The proposed method is simple to use in the field and, considering the desired availability for the redundant system, it allows the calculation of the maximum time to repair equipment failures.

É notável que o Sistema Elétrico de Potência (SEP) está constantemente exposto a adversidades ocasionadas por forças da natureza ou desgastes naturais de seus componentes. A localização com certa exatidão de uma falta no Sistema de Transmissão de Energia Elétrica (STEE), ocasionada por uma destas adversidades, contribui para a confiabilidade e segurança da operação do SEP. Neste contexto, este trabalho apresenta um método computacional de Localização de Faltas (LDF), desenvolvido em ambiente MATLAB®, baseado na Impedância Aparente (IA), utilizando dados de apenas um terminal, sendo o equacionamento desenvolvido em componentes simétricas. Este método tem como dados de entrada as componentes fundamentais de tensão e corrente do terminal local e a Potência de Curto Circuito (SCC) do sistema equivalente conectado ao terminal remoto. Para validar o método proposto foram realizadas diversas simulações para todos os tipos de faltas shunt, contemplando inúmeras condições destas, utilizando para isso, o programa computacional ATP-EMTP, alimentado com dados de parâmetros reais de um sistema de transmissão. Objetivando analisar a eficiência deste método, realizou-se a comparação de seus resultados com os resultados obtidos por um método estado-da-arte. A partir de análises e comparações, os resultados alcançados pertencentes ao método de LDF proposto, apresentam-se promissores para a LDF em sistemas de transmissão. / Electric Power Systems (EPS) are constantly exposed to adversities caused by forces of nature and components lifetime. The precise fault location in the Transmission System (TEPS), caused by these adversities, contributes to the reliability and safety the operation of the EPS. In this context, this work presents a computational method for fault location (FL), developed in MATLAB ® environment, based on the Apparent Impedance (AI) of the transmission line. The proposed method uses only one terminal data and is developed in symmetrical components equations. This method has as input data the fundamental components of voltage and current of the local terminal and the short circuit power (SCP) of the equivalent system connected to the remote terminal. The proposed method is validated through several simulations for all fault types, covering many fault conditions, making use of the software ATP-EMTP, fed with data from the actual parameters of a real life transmission system. Aiming to analyze the efficiency of this method, a comparison was made against the an state-of-the-art method. From analysis and comparison of the results obtained, is observed that the proposed scheme is capable to obtain precise fault location estimations and presents as promising method for the FL in transmission systems.

As linhas de transmissão são usadas para transmitir energia elétrica por longas distâncias e estão naturalmente expostas a condições climáticas severas e à ocorrência de faltas, especialmente as linhas aéreas. Estatísticas mostram que entre 70% - 90% das faltas em linhas de transmissão aéreas são momentâneas (ou transitórias) e apresentam formação de arco elétrico. O arco elétrico é a principal característica de uma falta de alta impedância e resulta do pobre contato entre um condutor energizado e a superfície envolvida. Esta tese aborda o problema de localização de faltas de alta impedância em linhas de transmissão curtas. Propõese uma nova técnica de localização de faltas de alta impedância baseada na impedância aparente, desenvolvida no domínio da frequência e que utiliza componentes de fase. A estimativa da distância da falta é obtida a partir da solução de um sistema sobredeterminado de equações lineares, obtida pela aplicação do método de mínimos quadrados. A abordagem proposta permite estimar a distância de faltas de alta impedância momentâneas e permanentes, em linhas de transmissão curtas simples e paralelas, transpostas ou não. O desempenho da técnica de localização de faltas proposta é avaliado mediante estudos de casos simulados no Alternative Transients Program (ATP) considerando análises de sensibilidade e comparativa, bem como casos reais de faltas. Os resultados obtidos, considerando faltas de alta impedância simuladas e reais, indicam claramente que a abordagem proposta possui validade como técnica de localização de faltas em linhas de transmissão curtas em decorrência do desempenho demonstrado e, também, por características tais como: formulação simplificada no domínio da frequência, simplicidade e facilidade de implementação em dispositivos reais e aplicabilidade a casos reais. / Transmission lines are used to transmit electric power over long distances and are naturally exposed to severe weather conditions, especially overhead lines. Such conditions are highly favorable to the occurrence of faults. Statistics show that between 70% - 90% of faults on overhead lines are nonpermanent (or transient), and present arcing. Arcing is the main characteristic of a nonlinear high impedance fault and is the result of poor contact between an energized conductor and the ground or a grounded object. This thesis approaches the high impedance fault location on short transmission lines problem. It is proposed an impedancebased nonlinear high impedance fault location formulation developed in frequency domain and phase components. The formulation uses the least square method and synchronized phasors, measured by, for example, digital fault recorders installed at both line terminals. The proposed approach allows to estimate the distance of high impedance momentary and permanent faults on short transposed or untransposed transmission lines. The performance of the proposed fault location approach is evaluated through analysis of simulated cases in the Alternative Transients Program (ATP) considering sensitivity and comparative analyzes, and actual cases of high impedance faults. The results, considering simulations of high impedance faults and actual cases, indicate clearly that the proposed approach is valid as fault location technique in short transmission lines due to the demonstrated performance.

A alvenaria estrutural vem ganhando um grande impulso no Brasil ao longo das últimas décadas, sendo cada vez mais utilizada, principalmente em empreendimentos habitacionais de interesse social. No caso específico do Estado do Rio Grande do Sul, nos últimos dois anos, a maioria dos empreendimentos habitacionais de baixa renda foram executados com esse processo construtivo. Por exigência dos órgãos financiadores destes tipos de empreendimentos, as empresas construtoras dos mesmos devem ser possuidoras de certificação do seu sistema de gestão da qualidade. Entretanto, apesar desta certificação, tem-se observado a presença de manifestações patológicas, com predominância de fissuras, nos empreendimentos de baixa renda, por elas executadas. As causas das manifestações patológicas em empreendimentos construídos em alvenaria estrutural têm sido objeto de estudo de diversas pesquisas. Porém, não se fez até então um estudo das possíveis causas destas manifestações do ponto de vista multicausal, envolvendo as várias etapas do processo construtivo. Neste sentido, a presente pesquisa teve como objetivo principal analisar as relações de causa e efeito entre as fissuras dos empreendimentos construídos em alvenaria estrutural e as suas causas, utilizando-se de ferramentas de melhorias da qualidade que adotam uma visão multi-casual, muito utilizadas em outras indústrias Para este estudo foram utilizados relatórios de monitoramento de execução de empreendimentos que pertencem aos modos de provisão habitacional do Programa de Arrendamento Residencial (PAR) e Imóvel na Planta (IP), no Estado do Rio Grande do Sul, ambos gerenciados pela Caixa Econômica Federal. A pesquisa consistiu em: (a) revisão bibliográfica; (b) levantamento e análise dos dados provenientes dos relatórios, identificando falhas, recomendações técnicas e boas práticas adotadas pelas empresas construtoras; (c) aplicação de um método de análise de relações de causa e efeito composto por ferramentas da qualidade; e (d) geração de mapas de relações de causa e efeito, recomendações para tratamento das principais causas e listagem de algumas boas práticas construtivas. Através desta pesquisa foi possível verificar as principais falhas ao longo do processo construtivo em vários níveis de análise e analisar as relações de causa e efeito entre eles e propor uma priorização de melhorias da qualidade. Com base nesta priorização foi sistematizado um conjunto de recomendações técnicas e de boas práticas que podem ser disseminadas entre as empresas construtoras tendo em vista a melhoria da qualidade dos empreendimentos em estudo. / Structural masonry has had a substantial development in Brazil in the last few decades, becoming increasingly important, especially in social interest housing projects. In the specific case of Rio Grande do Sul, in the last two years, most low cost housing projects have been built using this construction process. Due to the demand of the funding organizations, the construction companies that build those projects must have a certified quality management system. However, despite this certification, a large number of building pathologies have been observed in those projects, especially cracks. In fact, the causes of building pathologies in structural masonry buildings have been the focus of several research studies. However, very little has been investigated on the causes of those pathologies from a multi-causal perspective, considering several stages of the construction process. The main objective of this research work is to analyze the cause-effect relationships between cracks in structural masonry buildings and their causes, using quality improvement tools that provide such multi-causal perspective, widely used in other industries. This study was based on quality monitoring reports of projects from two housing programs, the Residential Leasing Program (PAR) and the Blue-print Program (IP), in the State of Rio Grande do Sul. Both programs are managed by the National Savings Bank. The research study consisted of: (a) a literature review; (b) data collection and analysis using those reports, with the aim of identifying building failures, necessary improvements, and good practices adopted by construction companies; (c) application of a method for analyzing the cause-effect relationships which combined a set of quality tools; (d) development of cause-effect relationship maps, proposition of a set of improvements and a production of a list of good practices. Based on this study, it was possible to identify failures in the construction process, as well as to analyze the cause-effect relationships and propose some priorities in terms of improvements measures. Based on those priorities, a set of technical recommendations was established, as well as a list of good practices that should be disseminated among construction companies, in order to improve the quality of low-cost housing projects.

Nas indústrias química e petroquímica o uso de sistemas redundantes é comum. Exceto pelos programas de lubrificação, a estratégia de manutenção adotada para estes sistemas é, principalmente, a manutenção corretiva. Os objetivos desta dissertação são, a partir do registro do histórico de falhas dos equipamentos de uma unidade fabril petroquímica e conceitos de confiabilidade, estimar o tempo limite que estes sistemas podem operar sem intervenções de manutenção, mantendo a disponibilidade do sistema em níveis adequados. Esse tempo limite foi usado para desenvolver um indicador a ser utilizado no processo de priorização das atividades de manutenção. Para atingir os objetivos foram desenvolvidas as seguintes etapas: a) revisão dos dados de confiabilidade; b) elaboração de modelagem de sistemas de bombeamento. Inicialmente foi realizada uma revisão dos dados de confiabilidade coletados pela empresa em estudo, a partir da qual se obteve análise dos problemas encontrados com os dados, sumário de procedimentos a serem adotados para cada tipo de problema e sugestões para evitar sua reincidência. Por meio dos resultados iniciais, foi elaborada a modelagem de sistemas de bombeamento, utilizando o método de Monte Carlo. Obtevese, como resultado, curvas de disponibilidade do sistema versus tempos para reparo. O método proposto é simples de ser utilizado em campo e, definida a disponibilidade desejada para o sistema redundante, permite o cálculo do máximo tempo para reparo do equipamento em falha. / In chemical and petrochemical industries redundant systems are usual. Except by lubrication programs, the maintenance strategy adopted for these systems is mainly corrective maintenance. Considering the historical failure records of the equipment of a factory and the use of reliability concepts, the goal of this work is to estimate the maximum time that these systems can operate without maintenance interference, while keeping the system availability on adequate levels. This maximum time was used to develop an indicator to be used in the process of prioritization of maintenance activities. To achieve these goals, the following steps have been developed: a) reliability data review; b) elaboration of a pumping system model. Initially, a review of the reliability data collect at the studied company was performed, from which an analysis of the problems encountered at these data, a summary of procedures to be adopted for each type of problem, and suggestions to avoid its recurrence were established. As a consequence of first results, a model for each pumping system using the Monte Carlo method was developed and availability curves of the system versus time to repair were obtained. The proposed method is simple to use in the field and, considering the desired availability for the redundant system, it allows the calculation of the maximum time to repair equipment failures.

O desenvolvimento de métodos que permitam reproduzir numericamente o comportamento el de sistemas estruturais reais tem desa ado cientistas e pesquisadores a abordarem questões que vão além das condições de integridade do sistema. Neste sentido, uma série de novos parâmetros devem ser considerados durante um processo de otimização estrutural, zelando pela con abilidade em níveis aceitáveis enquanto que os custos esperados de falhas sejam minimizados. Aparentemente, os objetivos segurança e economia competem entre si, nesse contexto, a otimização do risco estrutural surge como uma formulação que permite equacionar este problema através do chamado custo esperado total. Nesta Tese, apresenta-se o desenvolvimento de uma técnica precisa para satisfazer os termos que compõem a função custo esperado total, isto é, uma técnica capaz de estimar a con abilidade de sistemas estruturais redundantes pela identi cação dos múltiplos modos de falha de uma maneira mais precisa que os métodos convencionais aproximados e de simulação. Além disso, análises inelásticas de estruturas de aço incluindo as não linearidades físicas e geométricas são consideradas utilizando o MCDG, além de leis constitutivas para prever o comportamento inelástico. Em posse destas informações, o algoritmo calcula o risco como sendo a probabilidade de falha multiplicada pela consequência econômica resultante desta falha. Ao risco são acrescentados os demais custos associados ao sistema estrutural, os quais não dependem dos parâmetros aleatórios do sistema e por isso denominados custos xos. Como produto, tem-se o custo esperado total, o qual corresponde a função objetivo do problema de otimização estrutural. Aplicações numéricas demonstram a precisão e e ciência da metodologia na avaliação da probabilidade de falha de problemas envolvendo funções de estado limite altamente não lineares com múltiplas regiões de falhas, assim como os efeitos causados pelas não linearidades físicas e geométricas nas análises probabil ísticas e na otimização do risco das estruturas. Os resultados demonstraram que, em relação às incertezas e consequências monetárias da falha, a estrutura ótima pode ser encontrada apenas pela formulação da otimização do risco, onde a con guração da estrutura e os limites de segurança são otimizados simultaneamente. A otimização do risco resulta numa estrutura ótima em termos mecânicos, custo esperado total e segurança. / The development of methods that allow to numerically reproduce the actual behavior of real structural systems has challenged scientists and researchers and urged them to address issues that extend beyond the integrity of a system. Therefore, a series of new parameters must be taken into account during the structural optimization process, looking for acceptable reliability levels while minimizing the expected failure costs. Apparently, safety and economy compete with each other, and in this context, structural risk optimization arises as a formulation that allows equating this problem through the so-called total expected cost. In this Thesis, an accurate technique is developed to satisfy the minimization of the total expected cost function i:e:; a technique that allows estimating the reliability of redundant structural systems by the identi cation of multiple failure modes in a more precise way than conventional approximation and simulation methods. Besides, inelastic analysis of steel trusses including both geometric and physical nonlinearities are considered using the generalized displacement control method, in addition to constitutive laws to predict the inelastic behavior. Based on this information, the algorithm calculates risk as the failure probability multiplied by the economic losses resulting from such failure. The other costs associated to the structual system are added to the actual risk and since they do not depend on system's random parameters, they are referred as xed costs. As result, one obtains the total expected cost, which corresponds to the objective function of the structural optimization problem. Numerical applications shows the accuracy and e ciency of the methodology in the evaluation of the failure probability of problems represented by high nonlinear limit state functions with multiple failure regions. It is also included the e ects of geometric and physical nonlinearities originated in the probabilistic analysis and risk optimization of truss structures. Results show that, in consideration of uncertainty and the monetary consequences of failure, the optimum structure can only be found by a risk optimization formulation, where structural con guration and safety margins are optimized simultaneously. Risk optimization yields a structure which is optimum in terms of mechanics and in terms of the compromise between cost and safety.

Relés de distância são muito utilizados para proteger linhas de transmissão. Porém, há baixa precisão dos limites de sua zona de proteção devido a fenômenos de subalcance e sobrealcance. Assim, nesta dissertação de mestrado é proposto um algoritmo com compensação da resistência de falta, baseado em coordenadas de fase, objetivando aumentar a precisão dos limites da zona de proteção. A formulação proposta utiliza uma estimativa da corrente de falta para estimar a resistência de falta e compensar a impedância aparente calculada. Foram realizados o equacionamento e desenvolvimento do algoritmo para faltas tipo fase. Simulações e testes numéricos comparativos com formulações estado-da-arte verificaram a eficiência do método proposto. / Distance Relays are widely used to protect transmission lines. However, due to underreaching and overreaching phenomena, there is a low precision in protection zone limits of distance relays. Thus, in this dissertation, a new algorithm based in phase coordinates is proposed to increase the precision in zone protection limits. The proposed method uses the fault corrent to estimate the fault resistance and compensate the apparent impedance calculated. The equation development was done for phase type faults. Comparative tests with state-of-the-art formulations verified the efficiency of the proposed method.