Orientadores: Fernando Jose Von Zuben, Cynthia Cristina Martins Junqueira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T19:03:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barra_TiagoVenturieri_M.pdf: 6614671 bytes, checksum: 4facb72e441f3af7afdbfc42f31ca50b (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O estudo de antenas de micro?ta envolve a especi?cação de um amplo espectro de parâmetros físicos, e cada proposta de antena requer o emprego de algoritmos avançados de cálculo numérico para medidas de desempenho, como impedância de entrada, padrão de irradiação e ganho em faixas especí?cas de freqüência. O principal objetivo desse trabalho é desenvolver um ambiente computacional combinando um software de análise de estruturas eletromagnéticas, MStrip40, baseado no método dos momentos (MoM), e um método de busca evolutivo, denominado algoritmo genético. Buscam-se valores ótimos de parâmetros físicos de antenas de micro?ta, como comprimento e largura do elemento irradiador e da linha de alimentação, entre outros. São tratados vários tipos de antenas de micro?ta, e um elenco amplo de critérios de desempenho é considerado, mantendo sempre um valor baixo para o coe?ciente de onda estacionária na freqüência de projeto. A validação dos resultados gerados pelo ambiente computacional é alcançada através da fabricação da melhor antena obtida em cada caso de estudo, seguida por testes de desempenho do dispositivo físico fabricado, realizados em laboratórios especializados / Abstract: The study of microstrip antennas involves the speci?cation of a broad spectrum of physical parameters, and each antenna proposal requires the use of advanced algorithms of numerical calculus to measure the performance, such as input impedance, radiation pattern and gain in speci?c frequency bands. The main objective here is to develop a computational environment joining a software for electromagnetic structure analysis, called MStrip40 and based on the Method of Moments (MoM), together with an evolutionary search method founded on a genetic algorithm. The outcome is composed of optimal values for physical parameters of the microstrip antenna, such as length and width of the radiator element and of the feeding line. Several kinds of microstrip antennas are treated, and a wide range of performance criteria are considered, always keeping a low value for the coef?cient of stationary wave at the design frequency. The validation of the results produced by the computational environment is achieved by means of the manufacture of the best obtained antenna in each case study, followed by performance evaluation of the manufactured physical device, which is accomplished in dedicated laboratories / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

Neste trabalho foi analisado o comportamento de um solo argiloso compactado (CCL) da Fm. Corumbataí e de um geocomposto bentonítico (GCL) composto por bentonita \'NA\', frente a gradientes hidráulicos e químicos. As propriedades físicas e mineralógicas dos solos foram avaliadas, bem como determinados em ensaios de adsorção em lote os parâmetros das isotermas de Freundlich e Langmuir. Foi desenvolvido um equipamento para avaliar o comportamento membrana e poder calcular o coeficiente de eficiência químico-osmótico (\'ômega\') em ensaio de difusão-membrana. Os ensaios de advecção foram executados com o equipamento já existente no departamento de Geotecnia. Em todos os ensaios foram utilizadas soluções monoiônicas de \'KCL\' e \'CU\'CL IND.2\' 2\'H IND.2\'O\'. O valor do factor de retardamento Rd determinado no ensaio em lote (batch test) foi maior que o Rd medido no ensaio de advecção, enquanto que, no ensaio de difusão-membrana, obteve-se o menor valor de Rd. Tanto o GCL quanto o CCL apresentaram comportamento membrana e geração de pressão osmótica para as soluções utilizadas. No entanto, com a solução de \'K POT.+\' as diferenças de pressão se mantiveram durante o ensaio, enquanto que no caso da solução de \'CU POT.+2\' a pressão induzida no corpo de prova do CCL e do GCL tem um pico e logo diminue até zero. O GCL teve um aumento na condutividade hidráulica, no ensaio de advecção, quando permeado com solução de \'CU POT.+2\'. Este comportamento é atribuído ao colapso da dupla camada difusa das partículas de argila. O CCL não apresentou este comportamento. Os resultados deste trabalho sugerem que o CCL da Fm. Corumbataí tem melhor desempenho como barreira que o GCL, nas condições de laboratório e para as soluções usadas. / In this research the behavior of a compacted clayey liner (CCL) of Corumbataí Fm. and a geosynthetic clay liner (GCL) containing \'NA\'-bentonite, was evaluated in presence of hydraulic and chemical gradients. Physical and mineralogical properties of the soils were determined and batch tests were executed to obtain the adsorption parameters of the Freundlich and Langmuir models. A laboratory apparatus was developed for assessment of the membrane behavior allowing determining the chemico-osmotic efficiency coefficient (\'ômega\') in diffusion-membrane test. The advection test was carried out with existent equipment in geotechnical department. Both tests were performed with single salt \'KCL\' and \'CU\'CL IND.2\' 2\'H IND.2\'O\' solutions. The measured value of the retardation factor (Rd) for the batch test is bigger than the Rd measured in advection test while in the diffusion-membrane test, the Rd obtained is the smallest. Both GCL and the CCL exhibit membrane behavior and they generate osmotic pressure with both solutions. However with \'KCL\' solution the difference of pressure are maintained during the test, while in the case of \'CU POT.+2\' solution the induced pressure across the specimen of CCL and GCL have a peak to after decrease to zero. The GCL had an increase in the hydraulic conductivity for a \'CU POT.+2\' solution in the advection test. This behavior is attributed to the collapse of the diffuse double layers of clay particles. The CCL did not exhibit this behavior. The results of this study suggest that the CCL of Corumbataí Fm. has a better performance as clay barrier tha the GCL, considering the solutions used and in the laboratory conditions.

Neste trabalho foi analisado o comportamento de um solo argiloso compactado (CCL) da Fm. Corumbataí e de um geocomposto bentonítico (GCL) composto por bentonita \'NA\', frente a gradientes hidráulicos e químicos. As propriedades físicas e mineralógicas dos solos foram avaliadas, bem como determinados em ensaios de adsorção em lote os parâmetros das isotermas de Freundlich e Langmuir. Foi desenvolvido um equipamento para avaliar o comportamento membrana e poder calcular o coeficiente de eficiência químico-osmótico (\'ômega\') em ensaio de difusão-membrana. Os ensaios de advecção foram executados com o equipamento já existente no departamento de Geotecnia. Em todos os ensaios foram utilizadas soluções monoiônicas de \'KCL\' e \'CU\'CL IND.2\' 2\'H IND.2\'O\'. O valor do factor de retardamento Rd determinado no ensaio em lote (batch test) foi maior que o Rd medido no ensaio de advecção, enquanto que, no ensaio de difusão-membrana, obteve-se o menor valor de Rd. Tanto o GCL quanto o CCL apresentaram comportamento membrana e geração de pressão osmótica para as soluções utilizadas. No entanto, com a solução de \'K POT.+\' as diferenças de pressão se mantiveram durante o ensaio, enquanto que no caso da solução de \'CU POT.+2\' a pressão induzida no corpo de prova do CCL e do GCL tem um pico e logo diminue até zero. O GCL teve um aumento na condutividade hidráulica, no ensaio de advecção, quando permeado com solução de \'CU POT.+2\'. Este comportamento é atribuído ao colapso da dupla camada difusa das partículas de argila. O CCL não apresentou este comportamento. Os resultados deste trabalho sugerem que o CCL da Fm. Corumbataí tem melhor desempenho como barreira que o GCL, nas condições de laboratório e para as soluções usadas. / In this research the behavior of a compacted clayey liner (CCL) of Corumbataí Fm. and a geosynthetic clay liner (GCL) containing \'NA\'-bentonite, was evaluated in presence of hydraulic and chemical gradients. Physical and mineralogical properties of the soils were determined and batch tests were executed to obtain the adsorption parameters of the Freundlich and Langmuir models. A laboratory apparatus was developed for assessment of the membrane behavior allowing determining the chemico-osmotic efficiency coefficient (\'ômega\') in diffusion-membrane test. The advection test was carried out with existent equipment in geotechnical department. Both tests were performed with single salt \'KCL\' and \'CU\'CL IND.2\' 2\'H IND.2\'O\' solutions. The measured value of the retardation factor (Rd) for the batch test is bigger than the Rd measured in advection test while in the diffusion-membrane test, the Rd obtained is the smallest. Both GCL and the CCL exhibit membrane behavior and they generate osmotic pressure with both solutions. However with \'KCL\' solution the difference of pressure are maintained during the test, while in the case of \'CU POT.+2\' solution the induced pressure across the specimen of CCL and GCL have a peak to after decrease to zero. The GCL had an increase in the hydraulic conductivity for a \'CU POT.+2\' solution in the advection test. This behavior is attributed to the collapse of the diffuse double layers of clay particles. The CCL did not exhibit this behavior. The results of this study suggest that the CCL of Corumbataí Fm. has a better performance as clay barrier tha the GCL, considering the solutions used and in the laboratory conditions.

[pt] O objetivo desta dissertação foi avaliar os mecanismos de ruptura em solo residual não saturado, nos locais da Comunidade da Prainha e Condomínio do Lago, em Nova Friburgo, após os deslizamentos ocorridos do dia 11 para 12 de janeiro de 2011, evento conhecido como Megadesastre 11 da Serra Fluminense. Para isso foram realizados ensaios de caracterização física, química e mineralógica, ensaios de permeabilidade in situ e no laboratório, ensaios para a determinação da curva característica e porosimetria de mercúrio. Para a determinação dos parâmetros de resistência foram realizado ensaios de cisalhamento convencional em amostras indeformadas submersas. A partir destes resultados foram realizadas análises numéricas de infiltração e estabilidade com a utilização dos programas Vadose/W e Slope/W ambos do pacote GeoStudio 2007. Os resultados das análises mostraram que as rupturas foram do tipo planar, ocorrendo na transição do solo maduro para o solo jovem para ambos locais. No caso do Condomínio do Lago verificou-se que a ruptura foi iniciada na base do talude, indicando um movimento de baixo para cima. Na Comunidade da Prainha a ruptura foi iniciada no topo da encosta. Em ambos os casos, ruptura ocorreu em decorrência da infiltração das águas de chuva. / [en] The objective of this dissertation was to assess the failure mechanisms in unsaturated residual soil, in places of Comunidade da Prainha Prainha (Comunity of Prainha) and Condomínio do Lago (Lago Condominium), in Nova Friburgo, after the landslides that occurred from the 11th to 12th of January of 2011. The event is known as Megadesastre 11 da Serra Fluminense. For this, tests of physical, chemical and mineralogical characterization, in situ permeability tests and the in laboratory, tests to determine the characteristic curve and mercury porosimetry were performed. To determine the strength parameters, were conducted conventional shear tests on submerged soil samples. From these results, numerical analyzes of infiltration and stability were performed with the use of Vadose/W and Slope/W, both programs of GeoStudio 2007. The analysis results showed that the ruptures were planar, occurring in the transition from the mature soil to the young soil for both locations. In the case of Condomínio do Lago, the failure surface was located at the base of the slope, indicating a movement from bottom to top. In the Comunidade da Prainha the failure surface was located at the top of the slope. In both cases rupture occurred due to infiltration of the rainwater.

This master thesis investigates the possibility of using a concrete recipe with only 70 % cement clinker for a building project named Gretas Glänta, regarding the demands of cracking for a suspended slab. The requirement to fulfill was a maximum crack width of 0.2 mm due to drying shrinkage and long- term loading. The purpose of using a lower amount of cement clinker in the concrete mix is to reduce the climate impact from the concrete. The thesis considers material testing and modelling of different concrete recipes with variation of the amount of cement clinker. Fly ash was used as the alternative binder. A total of five concrete mixes was tested. One mix with 100% cement clinker was through laboratory testing compared to mixes with 85 % and 70 % cement clinker content. A concrete mix with only 50 % cement clinker was also tested, but this mix is today not allowed according to the concrete standards, but was included in the study to test different material properties of the fresh and hardened concrete. All concrete mixes were tested with the effectivity factor 1, except for the recipe with 70 % cement clinker, which was tested for effectivity factors of 1 and 0.4. The performed study showed that the concrete mix 4 with 70 % cement clinker and with the effectivity factor 0.4 reached the strength class C35/45 after 28 days and also fulfilled the specified requirement of a maximum crack width of 0.2 mm due to drying shrinkage and long-term loading. Water permeability test showed that the concrete mix with 70 % cement clinker and an effectivity factor of 0.4 was waterproof. The concrete mix 3 with 70 % cement clinker and the effectivity factor 1 reached a strength class C30/37. The concrete mix 1 with 100 % cement clinker obtained the highest strength class C50/60 and the mix 2 with 85 % cement clinker reached strength class C45/55. The concrete mix 5 with 50 % cement clinker reached the strength class C20/25 which is the lowest strength class among the tested recipes. All the concrete recipes seemed to be waterproof according to the water permeability test. A background description of carbon dioxide emission from concrete and cement production is presented in the report. Research about ongoing methods to minimize the emission from concrete and cement industry is also summarized. FE-modelling with the software FEM-design and analytical calculations were performed to investigate the crack width due to drying shrinkage and long-term loading for the slab, for concrete mix 2 with 85 % cement clinker with effectivity factor 1 and mixes 3 and 4 with 70 % cement clinker and effectivity factors of 1 and 0.4. The properties obtained from the laboratory tests were used in the modelling and analytical calculations. Results from FEM-design and analytical calculations showed that concrete mixes 3 and 4 with 70 % cement clinker and effectivity factors of 1 and 0.4, and the concrete mix 2 with 85 % cement clinker with effectivity factor 1, fulfilled the demand on crack width. The calculation was not performed for concrete mixes 1 and 5 with 100 % and 50 % cement clinker, respectively, because they were not to be used in the building project. The results from the performed study showed that concrete mix 4 with 70 % cement clinker and an effectivity factor of 0.4 can be used in the building project Gretas Glänta in order to lower the climate impact from the concrete. / Examensarbetet undersöker möjligheten att använda ett betongrecept med endast 70 % cementklinker för ett husbyggnadsprojekt kallat Gretas Glänta med hänsyn till krav på sprickbildning i en fribärande platta. Kravet som ska uppfyllas är en sprickvidd på max 0.2 mm med hänsyn till krympning och långtidsbelastning. Syftet med att använda en lägre andel cementklinker i betongblandningen är att minska klimatpåverkan från betongen. Examensarbetet består av materialförsök och konstruktionsteknisk modellering för olika betongrecept, där andelen cementklinker varieras. Flygaska användes som alternativt bindemedel. Totalt undersöktes fem betongmixer. En mix med 100 % cementklinker jämfördes genom laboratorietestning med motsvarigheter med 85 % och 70 % cementklinkerinnehåll. Ett betongrecept med 50 % cementklinker undersöktes också i detta examensarbete, trots att detta idag inte tillåts enligt betongstandarderna, men inkluderades i studien för att testa olika materialegenskaper i färskt och hårdnat tillstånd. Alla betongmixerna testades med effektivitetsfaktorn 1 förutom receptet med 70 % cementklinkerandel som testades för både 1 och 0.4 i effektivitetsfaktor. Den genomförda studien visade att betongmix 4 med 70 % cementklinker och med effektiviseringsfaktor 0.4 uppnådde hållfasthetsklass C35/45 efter 28 dagar och uppfyllde också angivet krav på maximal sprickbredd 0,2 mm med hänsyn till krympning och långtidslast. Vattenpermeabilitetstest visade att betongmixen med 70 % cementklinker och effektiviseringsfaktor 0.4 var vattentätt. Betongmix 3 med 70 % cementklinker och effektivitetsfaktor 1 uppnådde hållfasthetsklass C30/37. Betongmix 1 med 100 % cementklinker erhöll den högsta hållfasthetsklassen C50/60 och betongmix 2 med 85 % cementklinker gav hållfasthetsklass C45/55. Betongmix 5 med 50 % cementklinker uppnådde hållfasthetsklass C20/25 vilket var den lägsta av de testade betongrecepten. Alla betongrecepten verkade ge vattentät betong enligt vattenpermeabilitetstest. En bakgrundsbeskrivning av koldioxidutsläpp från betong- och cementproduktion genomförs i rapporten. Forskning om pågående metoder för att minimera utsläppen från betong- och cementindustrin sammanfattas också. FE-modellering med programmet FEM-design och analytiska beräkningar utfördes för att undersöka sprickbredden med hänsyn till krympning och långtidslast för betongplattan för betongmix 2 med 85 % cementklinker och effektiviseringsfaktor 1 och betongmixerna 3 och 4 med 70 % cementklinker och effektiviseringsfaktorerna 1 och 0.4. Egenskaperna som erhölls i laboratorietesterna användes i modellerings och de analytiska beräkningarna. Resultat från FEM-design och analytiska beräkningarna visade att betongmixerna 3 och 4 med 70 % cementklinker med effektiviseringsfaktorerna 1 och 0.4 och betongmix 2 med 85 % cementklinker och effektiviseringsfaktor 1 uppfyllde kravet på sprickbredd. Beräkningen utfördes inte för betongmixerna 1 och 5 med 100 % cementklinker och 50 % cementklinker då de inte var aktuella för att användas i bostadsprojektet. Resultaten från den genomförda studien visade att betongmix 4 med 70% cementklinker och med en effektivitetsfaktor 0.4 kan användas i husbyggnadsprojektet Gretas Glänta för att sänka klimatpåverkan från betongen.

[pt] Os agrotóxicos são utilizados principalmente nas lavouras e se dispersam no ambiente após aplicação, interferindo na qualidade do ar através da volatilização. Esta é influenciada pelas características do solo, características do agrotóxico, condições climáticas, cobertura vegetal e manejo agrícola. O objetivo deste trabalho foi caracterizar com parâmetros geotécnicos quatro solos de diferentes texturas que serviram de base para estudos preliminares de volatilização do herbicida 2,4-D. As propriedades de cada solo são importantes para identificar quais os parâmetros que mais influenciam na volatilização. Estudos foram feitos para desenvolver a metodologia de medição e pesquisar variações de manejo que resultem na menor perda por volatilização. A metodologia adotada utilizou microcosmos preenchidos com os solos previamente acondicionados, simulando a densidade natural. Após a aplicação do 2,4-D, os produtos voláteis foram captados por um processo de aspiração suave para uma resina XAD-2 capaz de sorver o herbicida. O sistema não é fechado para evitar distorções ambientais na temperatura, umidade e no vento, de forma a simular as condições naturais do ambiente. A extração do 2,4-D na resina foi feita pela extração com diclorometano e N-hexano (1:1) e sua quantificação foi realizada através da análise em cromatógrafo líquido com detector UV. A abordagem experimental mostrou que a metodologia utilizada permite grande perda pela ação dos ventos, requerendo um aperfeiçoamento metodológico. Os experimentos em campo foram conduzidos com quatro solos distintos do Rio de Janeiro em que a exposição do herbicida 2,4-D foi feita em duas sucessões distintas: uma com aplicação no início do dia – noite e a outra com aplicação no início da noite – dia, ambas com exposição de 24 horas. Nos cromatogramas das amostras com exposição ao sol foi observado, além do 2,4-D, outro composto em concentrações maiores, indicando possível metabólito. Foi observado que o efeito da umidade intersticial é preponderante sobre os outros parâmetros do solo, como o teor de matéria orgânica, e a volatilização foi maior nos experimentos que começaram no início da manhã comparados aos experimentos iniciados no final da tarde. A captação de voláteis somando os valores medidos na resina e nas espumas de poliuretano mostraram que a máxima volatilização foi no solo arenoso de Tinguá no turno da manhã, enquanto que o mínimo foi no turno da tarde para o mesmo solo. A redução de produtos volatilizados não é só um prejuízo na perda do produto, mas sobretudo uma redução da contaminação aérea, que poderá reduzir a exposição da flora e fauna, assim como a saúde humana. / [en] Pesticides are mainly used in crops and are dispersed into the environment, affecting the quality of the air by volatilization. This is influenced by the characteristics of the soil, pesticide properties, climate conditions, vegetation and agricultural management. It was performed geotechnical caracterization in four different soil textures to use them for preliminary studies of 2,4-D s volatilization. The properties of each soil are important to identify the parameters that most influence the volatilization. Studies have been done to develop the measurement methodology and to study management changes that result in reduced volatilization loss. In microcosm filled with soils simulating natural density was applied the herbicide 2,4-D in field concentrations. Volatilization products were captured by a gentle aspiration device with a XAD-2 resin. The system is not closed to prevent environmental distortions of temperature, umidity and wind, in order to simulate the natural conditions of the environment. The 2,4-D extraction of the resin was performed by extraction with dichloromethane and n-hexane (1:1) and quantification was performed by analyzing a liquid chromatograph with UV detector. The experimental methodology used needs to be improved to have a higher capture efficiency with wind loss reduction. The field experiments were conducted with four different soils of Rio de Janeiro state where exposure of 2,4-D herbicide was made in two separate sequences: one application earlier in the morning and the other application in the late evening, both with 24 hours exposure. In the chromatograms of all samples with sun exposure was observed, in addition to 2,4-D, another compound with higher concentrations indicating a possible photodegradation metabolite. It was observed that the effect of interstitial moisture is predominant over other soil parameters and volatilization was higher in the early morning experiments compared to the experiments started in the late afternoon. Considering the sum of XAD-2 resin and PUF, the maximum volatilization at 24 hour exposure was in the sandy soil of Tinguá during the morning shift, while the minimum was in the afternoon for the same soil. The reduction of volatilized products is not only a manner to enhance agronomic efficiency but mainly to reduce air pollution with a decrease of toxic effects on flora and fauna as well in human health.

Thesis submitted in fulfilment of the requirements for the degree Master of Technology: Electrical Engineering in the Faculty of Engineering at the Cape Peninsula University of Technology Supervisor: Prof. R. Tzoneva Co-supervisor: Prof. P. Petev 2013 / Busbars are the most important components in the distribution networks. Faults on the busbar are uncommon, however an occurrence of a busbar fault can lead to a major loss of power. Busbars are the areas in a substation where the levels of current are high and therefore the protective relay application is very critical. In order for the protection scheme to be successful it is important to carry out the following specifications: Selectivity, Stability, Sensitivity, and Speed. To meet all of the above requirements protection must be reliable, meaning that the protection scheme must trip when called up to do so (dependability) and it must not trip when it’s not supposed to (security). The thesis focuses on the reverse blocking busbar protection scheme with aim to improve the speed of its operation and at the same time to increase operational reliability, flexibility and stability of the protection during external and internal faults by implementation of the extended functionality provided by the IEC61850 standard-based protective IEDs. The practical implementation of the scheme by the use of IEC 61850 standard communication protocol is investigated. The research analyzes in detail the reverse blocking busbar protection scheme that is used at the moment in the power systems and it develops an improved IEC 61850 based reverse blocking busbar protection scheme for a distribution network. The proposed scheme is designed for a radial type of a distribution network and is modeled and simulated in the DigSILENT software environment for various faults on the busbar and its outgoing feeders. The results from the simulations are used further for implementation of the designed protection scheme. A laboratory test bench is build using three compliant with the IEC 61850 standard ABB IEDs 670 series, CMC 356 Omicron test injection device, PC, MOXA switch, and a DC power supplier. Two ways of the reverse blocking signals between the IEDs implementation are considered: hard wired and Ethernet communication by using IEC 61850 standard GOOSE messages. Comparative experimental study of the operational trip response speed of the two implementation shows that the performance of the protection scheme for the case of Ethernet communication is better The thesis findings and deliverables will be used for postgraduate studies of other students, research, short courses, and solution of industrial problems. Keywords: Busbar, Power system, reverse busbar blocking scheme; IEC61850; Distribution, Protection relays, IEDs, GOOSE message, laboratory test bench

The determination of strain properties of masonry in the direction parallel to bed joints is a fundamental pre-requisite for designing structures, where masonry is subjected to horizontal stresses (e. g. strengthening with prestressing). The diploma thesis summarized techniques of determination of masonry modulus of elasticity presented in available literature. The goal is to suggest suitable methodology of determination of masonry modulus in direction parallel to the bed joints. In the practical part of the diploma thesis is that methodology verified by experimental test and results of tests are analyzed and discussed.