A eletroforese capilar é uma técnica largamente empregada em Química Analítica e em Bioquímica. Ela tem provado ser rápida e versátil; suas principais vantagens, em relação a outras técnicas analíticas, são a grande resolução e o pequeno volume de amostra necessário. Nosso principal objetivo, neste trabalho,é incluir efeitos físicos que nos permitam influenciar a migração em eletroforese capilar de maneira que atinjamos compressão da banda da amostra injetada. Em particular, consideraremos as mudanças globais nas mobilidades e na forma da banda causadas ou por efeitos de temperatura, ou por efeitos fotoquímicos específicos induzidos por luz laser. Após uma breve revisão sobre a técnica convencional, apresentaremos um estudo dos seus aspectos físicos e desenvolveremos sua formulação matemática usando propagadores. Prediremos compressão térmica, ou seja, estreitamento da banda do analito após sua passagem por uma região com um gradiente de temperatura, e apresentaremos soluções numéricas. Discutiremos, também, a compressão óptica de bandas e apresentaremos resultados experimentais obtidos, pela primeira vez, por nosso grupo, os quais corroboram a teoria. Por fim, listaremos algumas perspectivas de continuidade do trabalho. / Capillary electrophoresis is a widely employed technique in Analytical Chemistry and Biochemistry. It has proved to be fast and versatile; its main advantadges, with respect to other analytical techniques, are the high resolution and small volume of sample required. Our main goal in this work is including physical effects which allow us to influence migration in capillary electrophoresis in such a way that we achieve band compression of the injected sample. In particular, we shall consider the overall changes on mobilities and on band shape caused either by temperature effects or by specific photochemical effects induced by laser light. After a brief review of the conventional technique, we shall present a study of its physical aspects and develop its mathematical formulation using propagators. We shall predict thermal compression, i.e., sharpening of the analyte band after its passage through a region with a temperature gradient, and present numerical solutions. We shall also discuss the optical compression of bands and present experimental results obtained, for the first time, by our group, which corroborate the theory. Concluding, we shall present some perspectives for the continuation of this work.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2006. / Submitted by Thaíza da Silva Santos (thaiza28@hotmail.com) on 2009-10-24T12:39:31Z No. of bitstreams: 1 2006_Pedro de Azevedo Berger.pdf: 4569752 bytes, checksum: c795dddd5675d39690812fde4ea661b4 (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2009-10-27T12:44:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Pedro de Azevedo Berger.pdf: 4569752 bytes, checksum: c795dddd5675d39690812fde4ea661b4 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-10-27T12:44:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Pedro de Azevedo Berger.pdf: 4569752 bytes, checksum: c795dddd5675d39690812fde4ea661b4 (MD5) Previous issue date: 2006-04-06 / Este trabalho pretende colaborar com o desenvolvimento de tecnologias de codificação de sinais biológicos (sinais eletrofisiológicos e sinais de voz) através da criação, avaliação e, principalmente, a otimização de codificadores utilizando redes neurais artificiais. Durante a pesquisa realizada, desenvolveu-se um codificador para compressão de sinais eletrofisiológicos baseado em transformada wavelet discreta e com alocação dinâmica de bits. Na codificação de sinais eletrofisiológicos é necessário garantir a fidelidade da forma de onda do sinal reconstruído, dando certa liberdade para a quantidade de bits necessária para representar a informação. Para outros tipos de sinais, ao contrário, o objetivo é garantir uma taxa de bits por símbolo (quantidade de bits necessária para representar a informação), proporcionando o grau de liberdade para a distorção entre a forma de onda original e a resultante do processo de decodificação. Nesta pesquisa procura-se mostrar que o uso da inteligência artificial pode trazer vantagem em ambos os casos. Para isso, apresenta-se também o desenvolvimento, o estudo e a simulação de um esquema de codificação perceptiva para sinais de voz de banda larga. O esquema é uma versão modificada do codificador de áudio AC-3, para atender, especificamente, às características de sinais de voz de banda larga. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This paper intends to collaborate with the development of biological signals compression technologies (electrophysiological signals and voice signals) through the creation, evaluation, and mainly, the optimization of codifiers, by using artificial neural nets. During the research, we developed an algorithm for compression of electrophysiological signals based on discrete wavelet transform and with dynamic bit allocation. In the compression of electrophysiological signals it is necessary to guarantee the faithfulness of the wave form of the reconstructed signal, by giving certain liberty to the necessary quantity of bits to represent the required information. For other types of signals, on the contrary, the objective is to guarantee a certain bit rate by symbol (the necessary quantity of bits to represent the information), by providing the right degree of freedom for the distortion between the form of the original wave and that resultant from the decoding process. This research is an attempt to demonstrate that the use of artificial intelligence can bring important advantages in both cases. Therefore, we also present the development, the study and the simulation of a perceptive codification scheme for wideband speech signals. This scheme is a modified version of the audio coder AC-3, to be specifically suitable to the characteristics of wideband voice signals.

Nesta dissertação, descreveremos as primeiras medidas de ruído quântico em um oscilador paramétrico ótico (OPO) bombeado em 780 nm, construído no nosso laboratório. Esse OPO servirá de fonte de estados não clássicos da luz para interação com átomos de rubídio. Faremos uma revisão da teoria clássica do OPO: o bombeamento de um cristal não linear inserido dentro de uma cavidade ótica, produzindo dois feixes intensos de luz (sinal e complementar) com cores distintas. Calcularemos as expressões para o limiar de oscilação, potências de saída dos feixes convertidos e compararemos as principais diferenças entre OPOs com cristais do tipo I e tipo II. Analisaremos a descrição quântica do OPO, calcularemos os espectros de ruído para as quadraturas do bombeio refletido e para as quadraturas dos feixes gêmeos. Veremos que o OPO gera feixes com correlações quânticas, como o emaranhamento tripartido, entres os três feixes envolvidos no processo não linear. O cristal não linear utilizado no nosso experimento é um PPKTP tipo I. Ajustando a temperatura do cristal, podemos gerar feixes próximos da degenerescência até uma diferença de comprimentos de onda de aproximadamente 350 nm. A compressão de ruído quântico observado na diferença das amplitudes dos feixes sinal e complementar é 44%(-2.5 dB). O próximo passo é a implementação da técnica da rotação da elipse de ruído por cavidades óticas, para medir os ruídos de fase dos três campos . Fazendo a verificação do emaranhamento tripartido e determinando a sua dependência com o ruído de fônons inserido pelo cristal, a caracterização do OPO estará completa. A caracterização deste OPO é um passo importante nos objetivos do LMCAL, que é realizar a troca de informação entre luz e átomos em uma rede quântica. / In this dissertation, we will describe the first measurements of quantum noise in an optical parametric oscillator (OPO) pumped at 780 nm, built at our laboratory. This OPO will be the source of nonclassical states of light to interact with rubidium atoms. We will review the classical OPO theory: the pumping of a nonlinear crystal inside a cavity producing two bright light beams (signal and idler) with different colors. We will calculate the power threshold, output power of the converted beams and compare the main differences between type-I and type-II OPO.We will analyze the quantum description of the OPO, and calculate the noise spectrum of the reflected pump quadratures and for the twin beams quadratures. We will observe that the OPO generates beams with quantum correlations, for example, the tripartite entanglement among the three fields involved in the nonlinear phenomena. The nonlinear crystal used in our experiment is a PPKTP type-I. By adjusting the temperature of the crystal, we can generate beams from close to degenerate regime to a difference between them of 350 nm. The squeezing of quantum noise measured in the amplitude quadratures subtraction for signal and idler is 44%(-2.5 dB). The next step is to implement the method of ellipse noise rotation by an optical cavity, to be able to measure phase quadratures of the three different fields. By verifying the tripartite entanglement and determining the phonon noise due to the crystal, our source characterization will be complete. The characterization of this OPO is an important step in LMCAL goals, which is to realize exchange of information between light and atoms in a quantum network.

Em muitas partes do mundo, engenheiros geotécnicos freqüentemente lidam com solos não saturados, e o desempenho de obras nestes solos depende de suas características mecânicas, como a resistência ao cisalhamento. A determinação experimental da resistência de solos não saturados pode ser feita em laboratório utilizando técnicas que permitem controle ou medida da sucção, sendo uma delas o ensaio de compressão triaxial com teor de umidade constante. Neste contexto, essa pesquisa analisa a resistência ao cisalhamento de um solo arenoso compactado não saturado por meio de ensaios de compressão triaxial. Ensaios do tipo adensado-drenado e adensado-não drenado foram realizados com solo saturado, enquanto ensaios com teor de umidade constante foram realizados para caracterizar o comportamento do solo não saturado. Os resultados dos ensaios com solo saturado foram combinados e forneceram uma envoltória de resistência comum em termos de tensões efetivas. Para o solo não saturado, as curvas tensão-deformação foram representadas pela diferença de tensões principais e por esta normalizada por algumas das variáveis de estado de tensão do solo. Tais curvas se assemelham a curvas típicas de um material plástico, com exceção das obtidas para a menor tensão confinante, nas quais se observou a ocorrência de picos de resistência. Já a sucção apresentou um comportamento comum a todos os ensaios, com redução inicial seguida de estabilização. As diferentes representações da curva tensão-deformação permitiram definir superfícies planares de resistência no espaço tensão x sucção x resistência, nas quais foram observadas pequenas variações nos valores de coesão efetiva e ângulo de atrito com relação à sucção. Apesar do bom ajuste destas envoltórias planares, os resultados mostraram alguma não-linearidade. Por fim, testaram-se os métodos de Khalili e Khabbaz (1998) e Vilar (2007) de previsão da resistência ao cisalhamento de solos não saturados. / In many parts of the world, geotechnical engineers frequently deal with unsaturated soils, and the performance of constructions on such soils depends on their mechanical characteristics, and among them, the shear strength. The unsaturated soil shear strength can be experimentally determined by using techniques which allow soil suction control or measurement and one of the available techniques is the constant water content triaxial compression test. In this context, this research analyzes the shear strength of an unsaturated compacted sandy soil using triaxial compression tests. Consolidated-drained and consolidated-undrained triaxial compression tests were performed with the saturated soil, while constant water content triaxial compression tests were performed to characterize the unsaturated soil behavior. Results of tests with saturated soil were gathered and yielded a common shear strength envelope in terms of effective stress. Regarding the unsaturated soil, the stress-strain curves were represented by the deviator stress and the deviator stress normalized by some stress state variables of the soil. Such curves were similar to typical curves of a plastic material, except for those obtained for the lower confining pressure, in which peak of stress were observed. Suction development during shearing presented a common behavior to all the tests, with initial reduction followed by stabilization. The different representations of stress-strain curves allowed defining shear strength planar surfaces on stress x suction x strength space, which showed small variations of effective cohesion and angle related to suction. Despite of the good adjustment of these planar shear strength envelopes, the results showed some non-linearity. Finally, the methods proposed by Khalili and Khabbaz (1998) and Vilar (2007) for predicting the shear strength of unsaturated soils were tested.

Esta pesquisa experimental destina-se à avaliação da resistência à compressão do concreto na estrutura através da análise das resistências de corpos-de-prova padrão moldados fc(M), denominada potencial e de testemunhos extraídos da estrutura fc(E), denominada efetiva objetivando quantificar o coeficiente de correção devido aos efeitos do broqueamento na extração - nesta tese considerado como a relação entre elas R(M/E) = fc(M)/fc(E) - a ser aplicado à resistência dos testemunhos de mesmas dimensões dos corpos-de-prova. Admitindo-se que a resistência dos testemunhos representa a resistência do concreto na estrutura, esta relação R(M/E) corresponde a parcela yc2 do coeficiente normativo de ponderação da resistência do concreto yc. A norma brasileira NBR 6118:2003 - Projeto de Estruturas de Concreto - Procedimento, para o caso de não-conformidade na aceitação do concreto, indica a extração de testemunhos segundo a NBR 7680:1983. Admite, neste caso de extração, dividir o valor de yc por 1,1 nas avaliações estruturais no estado limite último. Em sua versão anterior de 1978 e registrada como NBR 6118:1980 recomendava que os resultados dos testemunhos fossem corrigidos em virtude dos efeitos do broqueamento, sem, no entanto, especificar o coeficiente para a correção referida, sugerindo que os resultados fossem majorados em 10% ou 15%, dependendo da amostragem, por se tratar da resistência do concreto na própria estrutura. A NBR 6118:2003 estabelece para o coeficiente yc o valor de 1,4 sem especificar valor para a parcela yc2. O CEB igualmente recomenda 1,4 para o yc citando o valor de 1,10 para o yc2. Especificamente quanto à correção devida aos danos causados pela extração aos testemunhos, o ACI 214 4R-2003 indica o coeficiente de 1,06 para ser multiplicado pela resistência dos testemunhos nas avaliações estruturais. Trabalhando-se com corpos-de-prova padrão curados úmidos e com testemunhos extraídos de blocos tanto curados úmidos quanto curados ao ar buscou-se avaliar esse coeficiente referente aos danos causados pela extração. Utilizaram-se ainda corpos-de-prova padrão curados ao ar para comparação de resultados. No presente estudo procurou-se também verificar a viabilidade da utilização de testemunhos de diâmetros inferiores aos de 15cm e 10cm normalmente previstos na normalização nacional e internacional, extraindo-se, além daqueles, testemunhos de 7,5cm; 5,0cm e do diminuto diâmetro de 2,5cm; que podem vir a facilitar e agilizar as avaliações de estruturas acabadas. Permitem ainda evitar cortes de armaduras, reduzir custos, possibilitar a obtenção da relação altura/diâmetro igual a 2 e ainda o aumento significativo da amostragem. No programa de ensaios desenvolvido foram estudados concretos produzidos por central dosadora que atende à Região Metropolitana do Recife, em quatro níveis de resistência à compressão aos 28 dias, respectivamente de 20Mpa, 50Mpa e 70MPa e amostragem suplementar de 65MPa, para rupturas também aos 90 dias de idade. Foram realizados também ensaios esclerométricos, ultrassônicos e de massa específica aparente do concreto como subsídios aos ensaios de resistências à compressão. Após análise estatística chegou-se a um valor final promédio para o coeficiente de correção dos efeitos de broqueamento R(M/E) de 1,07; demonstrando-se ainda por correlações ao nível de significância de 1% a viabilidade da utilização dos testemunhos de diâmetros 7,5cm; 5,0cm e do minitestemunho de 2,5cm na avaliação de estruturas acabadas. / The present research aims to evaluate concrete\'s compressive strength in the structure through the analysis of the strength of cast concrete specimens fc(M), hereafter called \"potential\", and that of concrete cores extracted from the structure fc(E), hereafter called \"effective\". The objective was to quantify the coefficient to correct for drilling effects during core extraction - in the present work taken as the ratio R(M/E)=fc(M)/fc(E) - to be applied to the strength of cores with the same dimensions as the specimens. By assuming that the strength of the cores represents the strength of concrete within the structure, R(M/E) corresponds to the term yc2 of the normative coefficient of concrete strength yc. Brazilian Standard NBR 6118:2003 - Procedures for the Design of Concrete Structures - whenever non-conformity in concrete acceptance arises, indicates the extraction of cores in accordance with Standard NBR 7680:1983. It accepts, in this case, that yc be divided by 1.1 in structural evaluations at the ultimate limit state. Former versions of Standard 6118:1980 recommended that core results be corrected due to drilling effects, but made no mention to the correction coefficient itself, merely suggesting that results were increased in 10 to 15 %, depending on the sampling, because it is dealing with the strength of concrete in the structure. NBR 6118:2003 establishes a figure of 1.4 for yc without specifying any value for yc2. The European Concrete Committee (CEB) also recommends a figure of 1.4 for yc, mentioning a figure of 1.1 for yc2. With regard to the corrections due to the damage caused by core extraction, ACI 214 4R-2003 proposes a coefficient of 1.06 to be multiplied by core strength in structural evaluations. By working with wet-cured standard cast specimens and with cores extracted from concrete blocks - either wet-cured or air-cured - an attempt was made to assess this coefficient related to the damage caused by drilling. Standard air-cured cast specimens were used to verify the results. The present study also managed to verify the feasibility of using cores with diameter smaller than those nationally and internationally adopted (15 and 10 cm), namely, 7.5cm, 5.0cm and 2.5cm, which can potentially speed up the evaluation of finished structures. Smaller diameters also decrease the risk of reinforcement damage, lead to lower costs and allow that height: diameter ratios of 2:1 be obtained, thus increasing sampling. During the test programme developed for the present investigation concretes produced by one of the main suppliers in Recife\'s Metropolitan Region were studied, at four compressive strength levels at 28 days: 20, 50 and 70MPa, with a supplementary sampling at 65MPa, for rupture tests at 90 days. Sclerometric, ultrasound and apparent density tests were also performed, as further subsidies to compressive strength tests. The application of statistical analysis led to a final average figure of 1.07 for yc2. The feasibility of using cores with diameters of 7.5, 5.0 and even 2.5 cm was also established at a significance level of 1%.

O presente projeto de pesquisa trata da investigação das características de imagens digitais em termos dos diversos formatos e tipos de compressão a fim de verificar seu efeito no desempenho de esquemas de processamento de mamogramas digitalizadas. Em função disso, uma avaliação preliminar sobre os aspectos da digitalização de imagens radiográficas - propriedades e características de digitalizadores e softwares gerenciadores da aquisição da imagem digitalizada - é parte integrante dessa pesquisa. Muitos pesquisadores experientes em todo o mundo consideram que, para detecção eficiente das principais estruturas de interesse na mamografia, como as microcalcificações, os métodos de processamento necessitam de imagens digitalizadas com, pelo menos, 10 bits e resolução espacial em torno de 0,1 mm. Esses requisitos -sobretudo o nível de quantização na conversão A/D - não são facilmente encontrados em muitos digitalizadores comerciais, além de não serem atingidos pela maioria dos monitores de vídeo disponíveis nos computadores utilizados para a aplicação daquelas técnicas. Por isso, a finalidade dessa pesquisa é propor, a partir da análise dessas características de digitalização e dos diversos formatos de imagens digitais geradas nesse processo, um modelo ótimo para ser utilizado com diversas técnicas de processamento desenvolvidos para a detecção e caracterização de microcalcificações mamárias. Além disso, como a imagem de mama densa é um dos grandes problemas para adequada identificação de estruturas suspeitas, esse trabalho voltar-se-á para esse tipo de imagem. / The present work is about the investigation of digital images characteristics in terms of its several formats and compression techniques in order to evaluate your effect on the performance of mammography image processing schemes. Thus, a preliminary evaluation of radiographic images digitization aspects - digitizers and image acquisition softwares properties and characteristics - is also part of this work. Many experienced researchers al over the world consider that, for the detection of the main interest structures of a mammography, as microcalcifications, the image processing schemes needs digital images with, at least, 10 bits and about 0.1 mm of spatial resolution. Those requirements - in special the A/D converter sample rate - are not easily found in many commercial digitizers, besides they are not reached by most of the available computers monitors used for the application of those techniques. Therefore, this work is about to purpose, starting from the analysis of the digitization characteristics and of the several digital images formats generated in that process, the best model to be used with several processing techniques developed for the detection and characterization of breast microcalcifications. Besides, as dense breast image is one of the greatest problem for appropriate identification of suspicious structures, this work will focus on this image type.

Com o objetivo de se estudar a estabilidade da resistência mecânica da fixação pedicular do segmento vertebral, foram realizados ensaios mecânicos de sistemas de fixação pedicular compostos por parafusos hastes, sapatas e porcas, fabricados em titânio. Os ensaios foram flexo-compressão e flexão lateral, realizados na máquina universal de ensaio com a finalidade de se avaliar a influência da estrutura dos parafusos pediculares canulados (ocos) e não canulados (maciços) e a utilização ou não das sapatas na estabilidade de fixação do sistema. Os ensaios foram realizados na fase elástica, durante todo o tempo de aplicação das cargas. Foram realizadas três combinações de cada ensaio, com troca dos parafusos e sapatas do seguinte modo: parafusos canulados com sapata (CCS), canulados sem sapata (CSS) e não canulados sem sapata (NCSS). Os corpos de prova foram confeccionados em madeira mogno, e foram ensaiadas dez montagens de cada combinação, para os dois tipos de ensaios. Os resultados dos ensaios permitiram o cálculo do momento fletor para os valores das deflexões máximas em cada ensaio, assim como a rigidez e a energia absorvida. No ensaio de flexo-compressão, a análise de variância do momento fletor entre os grupos mostrou que não houve diferença significativa (CCS x CSS (p=0,304; CCS x NCSS (p=0,447); CSS x NCSS (p=0,183). O mesmo resultado foi encontrado para a rigidez (CCS x CSS (p=0,988); CCS x NCSS (p=0,500); CSS x NCSS (p=0,272), e para a energia absorvida (CCS x CSS (p=0,751); CCS x NCSS (p=0,673); CSS x NCSS (p=0,738). No ensaio de flexão lateral, a análise de variância do momento fletor entre os grupos mostrou que não houve diferença significativa (CCS x CSS (p=0.304); CCS x NCS (p=0,883); CSS x NCSS (p=0,186). O mesmo resultado foi encontrado para a rigidez (CCS x CSS (p=0,285); CCS x NCSS (p=0,957); CSS x NCSS (p=0,147), e para a energia absorvida (CCS x CSS (p=0,304); CCS x NCSS (p=0.892): CSS x NCSS (p=0,182). / Mechanical tests of the pedicle fixation systems composed of screws, rods, devices and nuts, made of titanium were realised with the purpose of studying the stability of mechanical resistance of the pedicle fixation of vertebral segments. The tests were bending-compression and lateral flexion done in the universal machine of test aiming at analysing the influence oft he structure of the hollowed pedicles screws and massy pedicles screws and the use or not of the devices in the stability of system fixation. The tests were carried out during the elastic phase, while the loads were being applied. Three combinations of each test were carried out, exchanging the devices and screws in the following way: screws with a device (CCS), screws without a device (CSS) and massy screws without devices (NCSS). The implants were made of \"mogno\" and ten (10) specimens used for each combination for both kinds of tests. The results of the tests allowed the calculation of the bending moment for the value in the maximum deflection of each test as well as the stiffness and energy absorbed. In test of bending compression, the analysis of variation of the bending moment among the groups showed that there was no difference (CCS x CSS (p=0,304); CCS x NCSS (p=0,447); CSS x NCSS (p=0,183)). The same result was found for the stiffness (CCS x CSS (p=0,988); CCS x NCSS (p=0,500); CSS x NCSS (p=0,272)), and the absorbed energy (CCS x CSS (p=0,751); CCS x NCSS (p=0,673); CSS x NCSS (p=0,738)). In the flexion lateral, the analysis of the variation of the bending moment the groups showed no difference (CCS x CSS (p=0,304); CCS x NCSS (p=0,883); CSS x NCSS (p=0,186)). The same result was found for the stiffness (CCS x CSS (p=0,285); CCS x NCSS (p=0,957); CSS x NCSS (p=0,147), and the absorbed energy (CCS x CSS (p=0,304); CCS x NCSS (p=0,892); CSS x NCSS (p=0,182)).

O presente trabalho foi realizado por meio de uma abordagem tríplice do problema de compressão dinâmica em risers, fundamentado em ensaios em um Calibrador Hidrodinâmico, com posterior confrontação dos resultados com formulações analíticas e o uso de programas comerciais dedicados ao estudo da estática e dinâmica de linhas flexíveis. O principal objetivo foi a determinação acurada, a partir de uma instrumentação pouco invasiva, dos comprimentos das ondas de flexão geradas no TDP, durante a compressão dinâmica. Esse objetivo, de per si, encerra o caráter de ineditismo da presente tese. Os ensaios consistiram na realização de movimentos circulares no topo de um modelo flexível lançado em catenária, sob diversas configurações, totalizando um total de 72 experimentos: foram utilizados três frequências de movimento, três amplitudes, quatro ângulos de topo e dois sentidos de rotação. Um sistema de monitoramento óptico foi utilizado como principal instrumentação. Além desse equipamento, foi utilizada uma célula de carga, posicionada entre o equipamento que prescrevia os movimentos ao modelo flexível e uma rótula, que permitia que a célula de cargas e movimentasse solidariamente ao sistema. Rotinas numérica próprias foram utilizadas para o pós-processamento dos dados obtidos. Os resultados foram, então, comparados com formulações analíticas constantes da literatura, bem como a adaptação da equação para a carga crítica de flambagem de vigas curvas, para as condições de contorno dos ensaios realizados. Como resultado principal, é possível citar a confirmação experimental da suposição corrente com relação ao número de onda associado às ondas de flexão geradas na compressão dinâmica, até então assumida como uma hipótese ad hoc. Além disso, o procedimento adotado, embasado teoricamente, foi utilizado desde o estabelecimento do material com que o modelo foi construído, passando pela elaboração racional da matriz de ensaios e finalizando com as análises realizadas, quando os resultados experimentais foram confrontados com as previsões analíticas. / This work was carried out through a threefold approach to dynamic compression in risers, based on tests in a Hydrodynamic Calibrator, with subsequent comparison of results with analytical formulations and the use of commercial softwares dedicated to the study of static and dynamic flexible lines. The main aim was an accurate determination, from a minimally invasive instrumentation, the lengths of flexural waves generated in the TDP, during dynamic compression. This goal, in itself, is the novelty of this thesis. The tests consisted in performing circular motion on top of a flexible catenary model launched under several conditions, amounting to a total of 72 experiments: three motion frequencies, three imposed amplitudes , four top angles and clockwise and counter-clockwise rotation. A tracking monitoring system was used as main instrumentation. In such equipment, a load cell was used, positioned between rotor used to prescribe top movements at the top of a flexible model, allowing the load cell jointly move around a bar conected to the shaft motor. Numerical routines, made by author, were used for data post-processing. The results were then confronted with analytical formulations from specialized literature, as well as the adaptation of the equation for the buckling critical load for curved beams under the boundary conditions of the tests. As a main result, it is possible to mention the experimental confirmation of the current assumption with respect to the wave number associated with bending waves generated during the dynamic compression, hitherto assumed as an ad hoc hypothesis. In addition, the procedure adopted, based in analytical theories, was used since the establishment of the material with which the model is built, through the rational development of the test matrix and ending with the analyzes carried out when the experimental results were compared with analytical predictions.

O Brasil necessita de uma ampla implantação de sistemas de saneamento básico, como os de águas pluviais e, principalmente, coleta e tratamento de esgoto. Para resolver este problema pode ser interessante o emprego de tubos de concreto. Apesar de recente, o estudo de tubos de concreto reforçados com fibras já possibilitou a revisão da norma brasileira NBR 8890:2007 que prevê a utilização das fibras como único reforço do componente. No entanto, apenas fibras de aço são permitidas. Apesar de terem um potencial de durabilidade maior do que os tubos convencionalmente armados, ainda há a possibilidade de ampliar sua vida útil se forem utilizadas macrofibras poliméricas, que são resistentes à corrosão eletrolítica e hoje se encontram disponibilizadas no mercado Nacional. A dúvida que permanece é se essas fibras conseguem apresentar o mesmo desempenho mecânico das fibras de aço. Assim, esta dissertação de mestrado tem por objetivo principal realizar uma avaliação comparativa de desempenho mecânico das macrofibras poliméricas e das fibras de aço destinadas ao reforço de tubos de concreto para obras de saneamento básico. De forma a possibilitar estas avaliações foi feita uma verificação de desempenho por meio do ensaio de compressão diametral, com controle de deslocamentos, em tubos de concreto reforçados com fibras. Complementarmente, foram feitos o ensaio de absorção de água, a determinação do teor de fibra incorporado ao concreto por meio de testemunhos extraídos dos tubos e o ensaio de compressão axial em corpos-de-prova moldados. Os resultados demonstraram que as macrofibras poliméricas não obtiveram desempenho mecânico satisfatório, principalmente no que se refere à resistência residual pós-fissuração do tubo. Tal desempenho só foi obtido com a utilização de fibras de aço, o qual apresentou o dobro da capacidade resistente residual das macrofibras poliméricas para o mesmo teor em volume. Dessa forma, os tubos de concreto de 1 m de diâmetro reforçado com fibras, analisados neste estudo, apresentaram dificuldade de obtenção do desempenho pós-fissuração, o que dificultou a aprovação nos critérios da NBR 8890:2007. Assim, para que estes tubos pudessem atingir as cargas especificadas nesta norma seria preciso aumentar o teor ou o comprimento das fibras, o que iria dificultar a moldagem dos tubos. / Brazil requires a wide deployment of systems for drainage and, especially, sewage collection and treatment. To resolve this issue may be interesting the use of concrete pipes. Although recent, the study of fiber reinforced concrete pipes has already enabled the revision of the Brazilian standard NBR 8890:2007. This standard allows the use of fibers as the sole reinforcement for the components. However, only steel fibers are allowed. Despite the possibility that fibers can provide a potential higher durability compared to the conventionally reinforced concrete pipes, there is also the possibility of extension of the pipe lifetime by the use of polymeric fibers. This kind of fiber is resistant to electrolytic corrosion and, nowadays, is available in the Brazilian market. The remaining doubt is if these fibers can provide the same mechanical performance of steel fibers. Thus, this work has the main objective of carried out a comparative evaluation of the mechanical performance of polymeric fibers and steel fibers reinforcement for drainage concrete pipes. In order to enable these assessments, a verification of mechanical performance was made through the crushing test, where the diametric displacement of the pipes was also measured. In addition, tests were made in order to measure the concrete water absorption, the fiber actual consumption determination in cores extracted from the pipes, and compressive strength determination. The results showed that the polymeric macrofibers did not reach satisfactory performance, especially regarding to the residual post-crack strength. Only the steel fiber reinforced concrete pipes were able to fit the requirements, which had twice the post-crack residual strength presented by the polymeric fibers with the same content by volume. Thus, the fibers reinforced concrete pipes with diameter of one meter, used in this experimental program, showed difficult to obtaining the post-cracking behavior, which turns difficult the approval in the Brazilian standard criteria. So, the pipes reinforced with polymeric fibers could only possibly reach the load levels specified for post-crack strength by the use of a higher content or an increased length of fibers, which would turns much more difficult the concrete pipes production.

Este trabalho apresenta métodos de dimensionamento analíticos de armaduras de compressão para chapas de concreto com malha de armadura ortogonal. É feita uma revisão bibliográfica mostrando a evolução do estudo das chapas e citando os métodos analíticos de dimensionamento propostos. Estes métodos, em geral, definem como quantificar a armadura necessária para equilibrar os esforços de tração e verificar se a compressão no concreto atende ao limite de resistência. Para os casos em que a compressão na chapa é excessiva, uma das soluções possíveis seria a adoção de armaduras que funcionam comprimidas. Entretanto, não há muita informação na literatura para dimensionamento para estas situações. Assim, é proposto um procedimento para determinação dessas armaduras que se fundamenta no método baseado nos critérios utilizados por Baumann, o qual é apresentado neste trabalho. Neste trabalho são utilizados como limites de resistência à compressão aqueles recomendados pelo CEB (1990), porém, é proposto um modelo em que este limite varia de acordo com a deformação de tração que ocorre perpendicularmente a compressão atuante. Este modelo resistente é baseado nos conceitos propostos por Vecchio e Collins (1986). / This work presents a method to design membrane concrete elements with orthogonal mesh of reinforcement which are subjected to compression stress. A literature review was carried of and it shows the evolution of membrane elements research, pointing the design analytic methods proposed. These methods, in general, define a way to quantify the reinforcement necessary to support the tension stress and verify if the compression in concrete respects the strength limit. In case which the compression in membrane is excessive, it is possible use reinforcements subject to compression. However, there is no much information in literature about how design reinforcement for these cases. Thus, this paper presents a procedure with this objective which it use the model based on Baumanns criteria as basis. In this paper, it are used as limits of strength those recommended by CEB (1990), however, it is proposed a model which this limit vary according to tension deformation which occurs perpendicular to compression. This model of strength is based on concepts proposed by Vecchio e Collins (1986).