EE – Mestrado em Engenharia Oceânica

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Estudo da solução laje de concreto armado sobre base elástica para pavimentos portuários através do método dos elementos finitos
(2003) Paliga, Charlei Marcelo; Real, Mauro de Vasconcellos
Os pavimentos dos portos normalmente estão sujeitos à cargas de grande intensidade. Quando a posição da carga é fixa, pode-se adotar a solução de estaqueamento, como é feito sob as bases dos guindastes fixos, por exemplo. Contudo, quando a posição das cargas é variável, como nos pátios de armazenamento de contêineres e nos locais de trânsito das empilhadeiras e guindastes móveis, uma solução em pavimento de concreto deve ser adotada. Dependendo da intensidade das cargas este pavimento de concreto deverá ser armado. O objetivo deste trabalho é estudar o comportamento de lajes de concreto armado apoiadas diretamente no solo (base elástica) sob a ação de cargas distribuídas e concentradas, devidas à equipamentos portuários, empregando o método dos elementos finitos. O concreto é modelado através de elementos finitos isoparamétricos quadráticos de oito nós, no qual a formulação de placas de Mindlin e o estado plano de tensões são combinados. O modelo constitutivo do concreto é bidimensional, e inclui o comportamento não-linear do material e a fissuração. A armadura é considerada como uma camada mais rígida dentro do elemento de concreto, que apenas resiste a esforços axiais na direção das barras.Através do Princípio dos Trabalhos Virtuais é incluída uma base elástica contínua sob todo o elemento, para representar o solo. O modelo foi testado comparando seus resultados com resultados numéricos e experimentais obtidos por outros autores. É apresentado um estudo de casode pavimento portuário submetido à cargas de grande intensidade, onde foram testadas várias variáveis como espessura da placa, resistência à compressão do concreto, taxa de armadura e coeficiente de reação vertical do solo.
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Processo que regem a qualidade da água da Lagoa dos Patos, segundo o modelo Delft3D.
(2003) Pereira, Régis da Silva; Niencheski, Luis Felipe Hax
Os modelos numéricos se propõem a simular tanto os processos de transporte como os processos químicos que ocorrem num corpo hídrico. O objetivo deste trabalho é avaliar os processos que determinam a qualidade das águas da Lagoa dos P atos, utilizando pela primeira vez o modelo Delft3D da WL | Delft Hydraulics. Neste modelo foram aplicados os dados obtidos no Programa para o Desenvolvimento Racional, Recuperação e Gerenciamento Ambiental da Lagoa dos Patos/Mirim – Pró Mar de Dentro, que realizou onze cruzeiros de amostragem, durante o período compreendido entre fevereiro de 1999 e janeiro de 2000. A primeira etapa realizada foi a validação do modelo hidrodinâmico, que foi feita comparando-se os dados de salinidade obtidos em campo ao longo da Lagoa com os resultados das simulações. Em seguida, com o modelo hidrodinâmico validado, foi aplicado o modelo de qualidade de água. Os seguintes parâmetros foram avaliados: material em suspensão, oxigênio dissolvido, DBO, nitrato, nitrito, amônio, nitrogênio total, fosfato, fósforo total, carbono orgânico total, sílica, cromo, cobre, zinco, chumbo, níquel, cádmio, ferro. Os resultados mostraram que o modelo foi validado, apresentando bons resultados na simulação da circulação da Lagoa dos Patos. Apesar de alguns desvios terem sido percebidos, não se deveram propriamente ao modelo e sim a ausência de uma melhor distribuição temporal e espacial de dados para alimentá-lo. A avaliação dos parâmetros de qualidade de água indicou que os processos químicos e físicos que ocorrem na Lagoa variam espacialmente e temporalmente, dependendo principalmente das condições metereológicas da região. Apesar das diversas influências antrópicas presentes na Lagoa dos Patos, as águas do eixo principal da Lagoa não apresentaram sérias contaminações que tragam riscos aos ecossistemas que a cercam e dela dependem. De acordo com os resultados obtidos, o modelo poderia tornar-se uma importante ferramenta na previsão e avaliação da qualidade da água da Lagoa dos Patos.
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Elementos da variabilidade climática no extremo sul do Brasil, no Período de 1990 a 2001
(2004) Reboita, Michelle Simões; Krusche, Nisia
A variabilidade climática,por exercer grande influência nas civilizações ao longo do tempo, tem atraído a atenção dos pesquisadores contemporâneos que buscam o desenvolvimento de modelos climáticos que consigam reproduzi-la. O objetivo deste estudo é a determinação dos sistemas atmosféricos que causam maior variabilidade climática no extremo sul do Brasil, a fim de prover informações para a elaboração futura de um modelo climático regional. Paratanto, empregou-se a transformada de ondeleta a dois conjuntos de dados, um medido na estação meteorológica convencional situada a 32º04’S e 52º10’W, no período de 1º de janeiro de 1990 a 19 de março de 2001, e outro medido em uma bóia de fundeio localizada aproximadamente a 32º54’S e 50º48’W no oceano Atlântico sudoeste, no período de 1º de junho de 2001 a 8 de maiode 2002. Observou-se que a maior variância de ondeleta em todas as variáveis atmosféricas esteve associada ao ciclo anual, com exceção das componentes zonal e meridional da velocidade do vento e da precipitação. Nestas três variáveis a maior energia foi relacionada à passagem de massas de ar e a formação de sistemas frontais e estes sistemas, por sua vez,assumiram maior importância quando o ciclo anual foi descontado das demais variáveis. Portanto, pode-se inferir que o ciclo anual é o responsável pela maior parte da variabilidade climática no extremo sul do Brasil juntamente com as massas de ar e sistemas frontais. Entretanto, o clima desta região também é afetado pelas oscilações de Madden-Julian, bloqueios atmosféricos e fenômeno El Niño-Oscilação Sul. A associação dos períodos observados na transformada de ondeleta com os eventos atmosféricos foi possível devido a grande eficiência desta metodologia em decompor os sinais em ambos os domínios de tempo e escala.
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Determinação polarográfica de metais em ambientes do sistema patos-mirim
(2004) Milani, Idel Cristiana Bigliardi; Niencheski, Luis Felipe Hax; Milani, Márcio Raimundo
A permanente troca de massas d’água entre o sistema Patos-Mirim, faz com que a região estuarina apresente alta variabilidade de salinidade e que, em um mesmo dia, as condições do estuário sejam alteradas de homogêneo a estratificado e vice-versa, sendo um ambiente riquíssimo a ser estudado. Historicamente, o teor de metais pesados tem sido usado como parâmetro para definir o nível de contaminação de ambientes aquáticos, sendo necessário monitorar continuamente suas fontes, transporte e destino. O objetivo deste trabalho é desenvolver e validar uma metodologia polarográfica para determinação dos metais chumbo, cádmio, níquel e cobalto dissolvidos em água superficial, aplicando-a para avaliar a qualidade das águas da Lagoa Mirim, Lagoa dos Patos e Oceano Atlântico. Objetiva também estabelecer uma rotina operacional de procedimentos adequados, com equipamentos e materiais envolvidos na análise, amostragem, filtração e conservação, irradiação e estocagem da amostra, para garantir a qualidade dos resultados gerados na análise de metais traço. Os limites de detecção encontrados para os metais em estudo possuem a mesma magnitude dos citados na literatura. Os resultados dos teores dos metais cádmio, chumbo, níquel e cobalto dissolvidos, das amostras coletadas nos dois cruzeiros realizados na Lagoa Mirim, encontram- se abaixo do limite máximo permitido pela legislação holandesa, não evidenciando contaminação deste ambiente, porém indicam que os teores dos metais são persistentemente mais elevados no inverno, quando comparados ao outono. Foi identificado aporte antropogênico dos metais chumbo, cádmio e níquel nas águas da Lagoa Mirim, próximas às desembocaduras de rios e do porto da cidade de Santa Vitória do Palmar; uma possível relação entre nutrientes e metais, indicando que esses elementos possuem um fonte comum; e por fim, que os locais afastados das descargas continentais não estão sujeitos a aportes antropogênicos. A avaliação do gradiente salino ao longo do estuário da Lagoa dos Patos e Oceano Atlântico identificou perfis de distribuição semelhantes dos metais cádmio, níquel e cobalto e comportamento aleatório para chumbo.
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Morfodinâmica do “saco do laranjal”: costa noroeste do estuário da laguna dos Patos - RS
(2005) Fischer, Andrea; Calliari, Lauro Júlio; Santos, Maria Ângela Vaz dos
O presente trabalho tem por objetivo caracterizar a morfodinâmica costeira do Saco do Laranjal localizado na costa noroeste da região estuarina da Laguna dos Patos para avaliar alterações recentes e atuais associadas aos processos morfológicos e sedimentares da linha de costa. Para isto foi realizado um estudo da evolução da linha de costa entre os anos de 1980 e 1995, levantamento topográfico e granulométrico das porções subaéreas e subaquosas, durante o período de maio de 2003 a agosto de 2004. Adicionalmente, usou-se um modelo para previsão de ondas geradas na área de pesquisa e observações visuais esporádicas. A caracterização da evolução morfológica, do comportamento morfodinâmico e os processos associados fornecem subsídios importantes para planos de gerenciamento costeiro que objetivem minimizar os problemas erosivos que vem ocorrendo na área. Através da análise da variação da linha de costa, foi possível observar que a praia do Barro Duro sofre taxas erosivas de 1,04 m/ano. A Colônia Z3 possui pontos com taxas erosivas, a praia do Totó apresenta pontos estáveis e outros com erosão. Contrariamente, a praia do Laranjal mostra acresção e estabilidade. As observações permitem inferir que as principais causas de erosão nas praias lagunares são as ondas de curto período geradas na própria laguna por ventos locais, o transporte litorâneo associado e o aumento do nível lagunar durante períodos de enchente. Foram verificados alturas e períodos significativos de onda, entre 0,10 e 0,35 m e 1,2 a 2,9 s, respectivamente. Os cinco perfis praiais monitorados podem ser classificados como íngremes, devido à baixa energia de onda (≤ 25 m) e a presença de sedimentos grossos ao longo de toda a margem noroeste do estuário. Os parâmetros morfométricos indicam alto índice de mobilidade para a praia do Barro Duro decrescendo para as praias do Totó e Colônia Z3 e mínimo para a praia do Laranjal. Sugere-se engordamento de praia associado a outro método de fixação (solução mista) como o método mais aconselhável para minimizar a erosão e melhorar a qualidade das praias na região do Barro Duro. Fontes de areia de boa qualidade com características similares as amostras de sedimentos analisados no Barro Duro foram encontradas nos perfis batimétricos levantados nas proximidades dos locais onde a erosão é crítica.
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Estudo sobre solos arenosos finos lateríticos da planície costeira sul do RS para emprego em pavimentação econômica
(2005) Felten, Débora; Bastos, Cezar Augusto Burkert
In the Southern Coastal Plain of the RS, the large distances of rock’s transport materials have been making unfeasible the economic paving of roads characterized by the low volume of traffic. Aiming the cost’s reduction, alternatives are looked to substitute the noble materials by local soils in the project and execute of the pavement’s structures. In this dissertation are presented results about the investigation of physical, mineralogical and technological properties of fine sandy soils in a geotechnical grouping denominated “ lateritic sands” (Bastos, 2002). These soils wich constitute the horizon’s subsuperficial profiles of Argissolo Vermelho-Amarelo developed on the Coastal Barrier BII (Pleistocene), with physical and morphologic characteristics similar to the lateritic fine sandy soils (SAFL) found in the southeast of Brazil, they were submitted to the criterion of choice based on MCT Methodology (Villibor and Nogami, 1982). Any researched soils assists in totally the proposal criterion. The ARMAR soil, although presents expansion above the limit of the specification, is the one that presents better acting in support’s capacity, and is the one of the soils that less stands back of the suitable superior limit as the capillary sorption. This fact, ally to the same belong to a commercial’s place, motivated their utilization in the measure ments by the PMSP (PMSP, 1992) method, of the hypothetical pavement structure with base in SAFL accomplished in this work. The results show that no soil of this nature can be used indiscriminately like SAFL, without a discerning technological control for MCT Methodology tests is accomplished and that all the recommended executive procedures, in matter that they guarantee that the base doesn’t suffer “softening” for saturation effect, be assisted. In spite of, the employment of lateritic fine sandy soils constitutes an alternative technically viable for low cost paving in the Southern Coastal Plain of RS.
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Análise estrutural de torres anemométrica e de sustentação de turbinas eólicas
(2005) Vergara, Ricardo Freitas; Almeida, Jorge Alberto
Este trabalho apresenta a análise estrutural desenvolvida de torres utilizadas em projetos para determinar o potencial eólico da região em estudo (torre anemométrica) e na instalação de turbinas eólicas na altura de projeto(torres de sustentação reticulada e tubular). Determinando as forças e momentos atuantes, assim como as freqüências e modos naturais de vibração das torres através das técnicas utilizadas pela mecânica clássica e pelo método dos elementos finitos, para a análise estrutural segundo os critérios de falha por fadiga e flambagem na situação normal de trabalho e quando a estrutura encontra-se sob a ação de uma força harmônica.
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Um modelo de elementos finitos para a análise acoplada de problemas de adensamento com simetria axial
(2005) Moreira, Maicon Soares; Dias, Claudio Renato Rodrigues
Este trabalho apresenta um modelo de elementos finitos para a análise de deformação e adensamento de maciços de solo sob condições de simetria axial. O ponto de partida são as equações diferenciais de governo que são resolvidas utilizando o método dos elementos finitos baseado no método dos resíduos ponderados adotando a formulação de Galerkin. As equações de governo são integradas sobre um domínio composto de elementos finitos quadrilaterais com quatro nós e produzem um sistema de equações algébricas em função dos deslocamentos e da poropressão. As equações de cada um dos elementos são somadas no sentido de obter um sistema global de equações. Resolver este sistema leva à solução do problema. A validação ocorre a partir da comparação com resultados de soluções analíticas baseadas na teoria da elasticidade, teoria do adensamento e ensaios de laboratório. Os resultados foram considerados satisfatórios e mostram diferenças que podem ocorrer em virtude das simplificações consideradas no modelo.
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Estudo experimental e probabilístico da vida útil de estruturas de concreto armado situadas em ambiente marítimo influência do grau de saturação do concreto sobre a difusividade de cloretos
(2005) Souza, Karen Nunes de; Guimarães, André Tavares da Cunha
Nas estruturas de concreto armado, situadas em zona costeira, é comum se observar problemas de corrosão nas armaduras, principalmente aquela iniciada pelos íons cloreto. Em estudos recentes, verificou-se que um dos fatores de grande relevância na difusão desses íons é o grau de saturação (GS) do concreto. Existem vários modelos matemáticos utilizados para a previsão da vida útil de estruturas de concreto armado sob ataque de íons, contudo, diversos parâmetros envolvidos nestes modelos, relacionados ao concreto e ao meio ambiente, são na realidade variáveis aleatórias, sendo o GS exemplo de tal variabilidade. A fim de contribuir no processo de previsão da vida útil das estruturas quando inseridas em ambientes contendo cloretos, desenvolveu-se um modelo probabilístico, onde a variável aleatória (grau de saturação) é inserida em um modelo matemático (2ª Lei de Fick). A partir daí, é feita uma análise de confiabilidade através de método de simulação numérica (Simulação de Monte Carlo), determinando assim, a probabilidade de falha no tempo quando levado em conta a variabilidade do GS na previsão da vida útil das estruturas. Também foi estudada nesta pesquisa a influência das características do concreto, da superfície exposta em relação à superfície de concretagem e do meio ambiente sobre o comportamento do GS. Posteriormente, um método de medição do GS foi analisado, avaliando estatisticamente períodos de medições necessários para caracterizar sua variação. Desta forma, pode-se reduzir expressivamente tanto o tempo quanto os custos empregados em tal prática. O comportamento do modelo probabilístico mostrou-se consistente com os resultados de investigações experimentais realizadas por outros pesquisadores. O mesmo foi aplicado em um estudo de caso para verificar a resposta em relação à penetração de cloretos em um ponto de uma estrutura de concreto armado inserida em área salina. As características do concreto, a superfície exposta em relação à superfície de concretagem e o meio ambiente mostraram uma influência significativa nas médias sazonais do GS, sendo que uma medição semanal,mostrou-se suficiente para caracterizar este parâmetro em cada estação.
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Remodelação de obras portuárias: fundações em estacas mistas no porto novo do Rio Grande
(2005) Dziekaniak, Nelissa Gonçalves; Dias, Claudio Renato Rodrigues
Um porto é um sistema dinâmico, que cresce e sofre mudanças. Quando o tipo de carga ou o modo de transportá-la muda, o porto necessita ser modernizado para ser adaptado a essas mudanças. E por estar sujeito a um ambiente extremamente severo e a condições de serviço bastante pesadas, um programa constante de manutenção e reparo precisa ser conduzido pelas autoridades portuárias. Neste contexto, esta dissertação apresenta diversas opções de projeto e métodos de execução para serem utilizados na recuperação, remodelação ou modernização das mais diferentes estruturas de atracação. Além disso, são apresentados dois casos em particular. O primeiro trata-se da recuperação do Cais do Porto Velho do Rio Grande, onde se aponta as providências emergenciais já tomadas e indicam-se soluções que podem ser empregadas de maneira definitiva para a completa recuperação do cais de gravidade, que localiza-se no Centro Histórico da cidade. O outro caso particularmente estudado, é a obra de remodelação do cais do Porto Novo do Rio Grande. Neste segmento deu-se maior ênfase a uma análise das estacas do mar do novo cais, objetivando avaliá-las e obter conclusões sobre sua segurança. Para isto, foram aplicados Métodos Dinâmicos(Fórmulas Dinâmicas) e Método Estático (Método de Aoki e Velloso) para a previsão da capacidade de carga. Foram feitas análises de ensaios Dinâmicos (Equação da Onda) com variação de energia a fim de comparar o comportamento observado com os valores previstos. De um modo geral, foram obtidos valores médios aceitáveis para os coeficientes de segurança adotados. Por fim, procedeu-se a análise estatística dos resultados de capacidade de carga obtidos através da verificação do desempenho pelo emprego de 3 metodologias: pelo conceito de Resistência Característica, pelo conceito de Coeficiente de Segurança Global e pelo Conceito de Probabilidade de Ruína, com o intuito de complementar o estudo sobre a resistência e a integridade do elemento estrutural e a resistência do solo. Ficou comprovado que as estacas suportarão satisfatoriamente a carga de projeto, inclusive absorvendo-a somente pelo fuste, o que ocasiona coeficientes de segurança aceitáveis para o estaqueamento.
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Estudo para o desenvolvimento de um previsor descargas elétricas atmosféricas aplicado à região costeira do estado do Rio de Janeiro
(2005) Zepka, Gisele dos Santos; Gomes, Sebastião Cícero Pinheiro
The atmospheric dynamics evidently is very complex. There are many macro and micron scales processes and meteorological variables involved in the atmospheric physical phenomena. The storms with electrical dischargesare distinguished, among these phenomena, by the damage consequences to the human beings, directly or indirectly. Many researchers have pursued the possibility of forecasting the occurrence of a storm with electrical discharges, principally in the last three decades. However, there are not improvements in forecast performance, mainly due to phenomenon complexity. The main objective of the present dissertation was to accomplish a study to determine the viability or not of constructing a forecast system of atmospheric electrical discharges from artificial intelligence techniques, specifically artificial neural networks (NN). The base of the system was constituted of numerical simulations results of the atmospheric dynamics obtained from the mesoscale model MM5. It was identified meteorological variables (outputs of MM5) that would have some correlation with the electrical discharges. These variables act as input in the NN, which generate the forecast, consisting in the number of electrical discharges that will reach the ground some posterior time to the relative time of the simulated atmospheric fields. The region chosen for this study includes the state of Rio de Janeiro, the south of Espírito Santo, the southeast of Minas Gerais and the AtlanticOcean. Besides possessing a detection system of electrical discharges, this region contains the most important concentration of oil platforms of Brazil, being strategic to better know the atmospheric behavior in this place. Before developing the forecast system based on NN, some comparative tests were made using the MM5 simulation results and GOES infrared imagery, in order to survey the model prognostic capability. The forecast system showed reasonable results, indicating that the NN application may be a promising way to the electrical discharge forecast. However, it is necessary a better investigation, mainly with relation to the accomplishment of others tests with a bigger set of electrical discharges real data.
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Estudo da eficiência energética em sistemas de refrigeração mecânica que utilizam R-717 contaminado por água uma aplicação para a indústria pesqueira de Rio Grande
(2006) Rahn, Marco Aurélio dos Santos; Santos, Paulo Renato Perez dos
Este trabalho aborda, a influência da contaminação por água, sobre a eficiência energética de uma instalação de refrigeração mecânica funcionando com fluido refrigerante R-717. O estudo toma como base as amostras de refrigerante coletadas e as grandezas termodinâmicas levantadas em pesquisa de campo realizadas nos sistemas de refrigeração da indústria pesqueira local. Com as informações obtidas e utilizando o pacote computacional CoolPack, foram calculadas as performances dos ciclos termodinâmicos operando com o fluido anidro e contaminado com água em diversas concentrações. Mostra-se por meio desse estudo, que a contaminação por água, normalmente negligenciada, deve ser considerada como um dos parâmetros mais significativos na avaliação do potencial de economia de energia destas instalações.
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Análise do desempenho de um aerogerador de pequeno porte
(2006) Acunha Junior, Ivoni Carlos; Almeida, Jorge Alberto
O objetivo deste trabalho é analisar o desempenho de um gerador eólico de pequeno porte. Para isto foi instalado um aerogerador de velocidade variável com potência nominal de 250 W. O aerogerador utiliza o sistema de estol ativo para controle de rotação e proteção, maximizando a eficiência aerodinâmica, minimizando a complexidadee os custos de fabricação do sistema os quais poderiam ser impeditivos à geração de energia com estes equipamentos em função da sua pequena capacidade de geração. Para monitoramento do sistema foi instalada uma torre anemométrica contendo dois anemômetros de três conchas, um sensor de direção do tipo leme direcional e um sistema de aquisição e armazenamento de dados (data logger), um amperímetro tipo alicate utilizado para medição da corrente elétrica e um voltímetro para medição da tensão, ambos com um sistema de armazenamento de dados e um medidor de energia. Com os dados de vento medidos no local e a potência convertida, calculada através da tensão e corrente elétrica produzida pelo aerogerador foi construída acurva de potência deste e comparada com a curva de potência fornecida pelo fabricante, onde concluímos que o desempenho deste foi muito próximo do desempenho apresentado pelo fabricante, sendo em algumas situações superior. O gráfico do coeficiente de potência deste aerogerador foi construído a fim de verificar a relação entre a potência real convertida e o potencial eólico disponível para as diversas velocidades do vento experimentadas. Com os dados de vento tratados estatisticamente utilizando a função densidade de probabilidade de Weibull e a curva de potência, foi calculada aenergia convertida pelo aerogerador e o seu fator de capacidade, o qual representa a relação entre a energia convertida pelo aerogerador em um certo intervalo de tempo e a energia existente no vento para o mesmo intervalo. Foi concluído que o aerogerador possui um desempenho aceitável para as velocidades do vento a que o mesmo foi submetido durante a operação.
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Projeto e construção de um veículo subaquático não tripulado de baixo custo
(2007) Centeno, Mário Lobo; Gomes, Sebastião Cícero Pinheiro
A escassez de alguns recursos naturais como petróleo e gás na superfície terrestre, têm feito com que a raça humana volte sua atenção para as profundezas dos oceanos nestas últimas décadas. Os ROVs (Remotely Operated Vehicle) possuem função importante para o estudo, preservação e execução de tarefas em ambiente subaquático com segurança. Infelizmente no Brasil, as iniciativas de produzir um ROV com tecnologia nacional e de baixo custo, quando comparado a equivalentes importados, são ainda raras e se restringem a algumas poucas instituições acadêmicas, não tendo sido localizado nenhum fabricante comercial deste tipo de veículo no país. Visando preencher esta lacuna, o presente trabalho deu continuidade ao projeto e construção de um ROV de baixo custo iniciado por Moraes em 2005, do qual efetivamente foi aproveitado o projeto estrutural mecânico, que através de pequenas modificações, ganhou uma câmera de vídeo, propulsores mais potentes, e sistema de iluminação. A eletrônica embarcada foi totalmente modificada visando atender às novas exigências de potência do sistema, e de funções antes inexistentes tais como: zoom, foco,nível de iluminação e controle de trajetória efetivado através de um único joystick. O novo modelo de acelerômetro empregado permitiu a medição de aceleração em três eixos ortogonais. Na fase final do trabalho foi incorporado ao ROV um altímetro, o que propiciou alguns resultados experimentais envolvendo controle de profundidade em malha fechada. No último capítulo desta dissertação foram incluídas algumas conclusões e considerações que deverão colaborar para futuras melhorias deste projeto.
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O uso de realidade virtual na manufatura da indústria de construção naval/offshore
(2007) Espíndola, Danúbia Bueno; Botelho, Silvia Silva da Costa
Este trabalho propõe uma metodologia para visualização distribuída de plantas de manufatura. A metodologia considera o uso de um conjunto de ferramentas capazes de propiciar a visualização imersiva de cenários virtuais. Projetos CAD, modelos e simulações são obtidos através de ferramentas de manufatura digital utilizadas na indústria e podem ser visualizados neste experimento em um dispositivo tipo CAVE. A proposta é validada em um estudo de caso associado à Indústria Naval/Offshore. Inicialmente o estudo apresenta os conceitos sobre os Sistemas de Construção Naval e Offshore no cenário mundial e os Sistemas de Manufatura Digital utilizados para esses fins. Após, o trabalho focaliza a utilização da Realidade Virtual em processos industriais identificando os objetivos e desafios da implantação de uma metodologia para visualização imersiva distribuída. Por fim, são apresentados testes e resultados obtidos com a utilização da metodologia de solução proposta, validados através de um estudo de caso realizado na Indústria Naval/Offshore.
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Balanço hídrico superficial da Lagoa dos Patos e sua influência sobre a água subterrânea
(2007) Machado, Caroline dos Santos; Niencheski, Luis Felipe Hax
Nas águas subterrâneas da região de restinga localizada entre a Lagoa dos Patos e o oceano Atlântico, ocorre um mecanismo mais dinâmico do que o que se observa na maioria dos aqüíferos,fato este, devido à presença de uma recarga(Lagoa dos Patos) localizada próxima à descarga(oceano Atlântico)e a presença de sedimentos arenosos permeáveis entre ambas. A avaliação dedados de nível superficial simulados ao longo da Lagoa dos Patos indicou que, apesar de consideráveis variações entre o norte e o sul da lagoa, não se observou variações significativas de nível entre uma margem e outra nas regiões em estudo, que abrangem a região intermediária dalagoa. Tal fato permitiu que dados de nível da margem oeste fornecidos pela Agência Nacional de Águas representassem a margem leste em interesse, uma vez que o aqüífero costeiro em estudo localiza-se neste lado da lagoa. Com a obtenção dos dados de nível pôde-se avaliar a influência das águas superficiais da lagoa sobre o aqüífero em estudo, onde constatou-se que suas águas, juntamente com a precipitação, corresponderam as principais fontes de recarga deste aqüífero. Desenvolveu-se uma metodologia para calcular o tempo de residência entre o processo de recarga a partir das águas superficiais da lagoa e a descarga das águas do lençol freático no oceano. Constatado que as águas superficiais da Lagoa dos Patos e a precipitação correspondem à principal fonte de recarga do aqüífero freático em estudo, avaliou-se, a partir dos teores de silicato presentes nas águas do lençol freático, como as condições superficiais da lagoa e as taxas pluviométricas afetam os fluxos subterrâneos. Utilizou-se, portanto as concentrações de silicato como traçadores dos fluxos subterrâneos em virtude de serem diretamente proporcionais. Pelo fato da restinga ter sido originada por um substrato sedimentar a condutividade hidráulica não é constante, pois existe uma seqüência de deposições de sedimentos permeáveis e lama. Entretanto, quando existem sedimentos impermeáveis, como na região da célula central e sul estas atuam como separadoras de aqüífero, constituindo assim um aqüífero suspenso, o qual é influenciado pelas águas da Lagoa dos Patos, pela precipitação e por um aqüífero mais profundo. Este também deve ser influenciado pela Lagoa dos Patos, pois na célula norte, onde não se observa esta camada impermeável, os poços profundos (15m) possuem águas com as mesmas características dos poços superficiais.
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Preenchimento de falhas em séries temporais
(2007) Fenandez, Marfiza Negrine; Piccoli, Humberto Camargo
O estudo de observações meteorológicas históricas é importante para dar continuidade em estudos ambientais, de previsão do tempo e variabilidade climática. Neste trabalho foram analisadas séries temporais com falhas das variáveis de temperatura máxima, temperatura mínima, temperatura média, umidade relativa e precipitação e foram usadas as médias mensais do ano de 1990 a 2000, de treze estações do Rio Grande do Sul. Nas séries que estavam completas criaram-se falhas artificiais e aplicaram-se os métodos estatísticos de: análise de regressão múltipla, média simples, Steurer, média de três estações, proporção normal e análise harmônica, a fim de prever os dados faltantes. Após a aplicação de cada método, calculou-se o erro absoluto, o erro quadrático e o erro percentual e avaliou-se o desempenho do método para o preenchimento em cada variável. Nestas análises constatou-se que, dos métodos estudados, os que melhor obtiveram bons resultados para previsão de dados foram os de análise de regressão múltipla, Steurer e média de três estações.
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Análise numérica da propagação de ondas na costa do Rio Grande do Sul entre Torres e Mostardas
(2008) Silva, Jair Vignolle da; Teixeira, Paulo Roberto de Freitas
Ao longo do litoral norte e médio do RS, entre Torres e Mostardas, o relevo do fundo é homogêneo, suave, íngreme e com variações batimétricas e sedimentológicas da antepraia e da plataforma continental interna. Ao norte de Pinhal, a plataforma interna é mais larga, enquanto que a largura de antepraia é mais estreita. O oposto ocorre ao Sul de Pinhal. O objetivo deste trabalho é o de analisar numericamente a variação de energia de ondas nesta região, investigando a influência das variações da largura da plataforma interna e da largura de antepraia, e da fricção com o fundo nos processos morfodinâmicos costeiros. Para tal, usa-se como ferramenta de processamento o programa REF/DIF1 (Kirby e Darlymple, 1994), que é um modelo de propagação e deformação da agitação marítima em zonas de profundidade variável, baseado na aproximação parabólica da equação do declive suave. O modelo considera os efeitos de refração, difração, empolamento e dissipação de energia por atrito com o fundo e por rebentação. Baseando-se em estudos do clima de ondas da região, efetuaram-se simulações numéricas decorrentes da combinação de períodos de onda, alturas significativas e direções de propagação, com e sem atrito com o fundo. Primeiramente foi analisado o padrão de refração de ondas na região, realizando simulações de ondas de período T=9s e altura significativa de Hs=2m para diversos ângulos de incidência. Desta análise, conclui-se que o padrão dominante para essa região é o divergente. Entretanto, notaram-se convergências ao sul de Quintão, para ondas vindas dos quadrantes sudeste e sul, devido à presença do Banco da Berta, que causa um foco quase permanente. Para a análise da influência das larguras da plataforma interna e da antepraia e da fricção do fundo sobre a energia das ondas, foram propostas modelagens para onda de T=9s, Hs=2m; onda modal (T=7s, Hs=1,75m); onda de projeto (T=16s, Hs=4,8m) e onda de tempestade (T=12s, Hs=4m). Observou-se, de forma geral, um equilíbrio na atenuação da onda causada pelo atrito com o fundo ao longo da costa em estudo, indicando que a influência do aumento da largura da antepraia do sul de Pinhal para o norte no atrito com o fundo é compensada pela influência da diminuição da largura da plataforma continental interna.
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Estudo do potencial eólico do pontal do abreu – município de Viamão - RS
(2008) Machado, Rogerio Rossi; Almeida, Jorge Alberto
Este trabalho tem por objetivo calcular a energia anual, o FC (fator de capacidade) e o potencial eólico da regiãodo Pontal do Abreu, no município de Viamão no Rio Grande do Sul, para uma instalação contendo umúnico aerogerador do tipo FURLANDER com torre de 100m de altura do cubo, raio do rotor de 50m, potência nominal de 2500kW, velocidade de partida de 3m/s e velocidade de corte de 25m/s. As ferramentas utilizadas no tratamento dos dados levantados foram a planilha Excel e o software WindPro, fazendo um comparativo dos resultados obtidos. Foram usados dois métodos distintos para o cálculo: O método “Measure” baseado nos dados brutos baixados do computador de vento e o método “Weibull” baseado na distribuição de probabilidade de Weibull com parâmetros de escala c de forma k. A densidade de potência a altura do cubo considerada (100m) tem um valor em torno de 500 W/m². A direção predominante do vento é L (leste) seguida de SE (sudeste) e SO (sudoeste). A energia anual calculada fica em torno de 10.000 MWh. O FC para instalação considerada fica em torno de 45%. É apresentada também uma introdução aos principais tópicos que dizem respeito a potencial eólico, cálculos energéticos e parques eólicos.
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Análise das condições operacionais do porto do Rio Grande utilizando a técnica de simulação
(2008) Lemke, Natalia; Lima, Milton Luiz Paiva de
Este trabalho teve como propósito realizar uma análise da operação do Porto do Rio Grande, através da técnica de Simulação, com o auxílio dosoftwareArena. O estudo foi feito para o terminal público Porto Novo e para os terminais de iniciativa privada do Superporto, os quais são: Bianchini, Bunge Alimentos, Copesul, Petrobrás, Tecon, Tergrasa, Termasa e Trevo Operadora. Nos terminais que possuem mais de um local de atracação, foram efetuadas duas análises: para o sistema íntegro, e para cada berço separadamente. Esta dissertação apresentou ainda como objetivo, comparar os resultados obtidos pela técnica de Teoria de Filas com a técnica de Simulação, as quais são utilizadas em modelagem de sistemas. Para tal, utilizaram-se os resultados fornecidos por Duarte (2007), que em sua dissertação de mestrado, realizou a análise operacional do Porto do Rio Grande, através do método de Teoria de Filas. Primeiramente, foram averiguados os dados de movimentação de navios do porto, durante os anos de 2004, 2005 e 2006, os quais foram fornecidos pela Superintendência do Porto do Rio Grande (SUPRG). Em seguida, analisaram-se os intervalos entre as chegadas de navios, e os tempos de cada atendimento, com intuito de representar estes dados através de uma determinada distribuição estatística. Especificamente, para o terminal Tecon, foram realizadas análises mensais dos processos de chegada e de atendimento, com a finalidade de estimar a demanda para os próximos anos, pois este terminal passará a operar com mais um berço de atracação. Posteriormente, construíram-se fluxogramas de simulação, para cada situação, de acordo com o número de locais de atracação, onde foram aplicados os valores estatísticos corretos que representaram os dados de chegada e deatendimento. Para cada simulação, o programa Arena forneceu inúmeros resultados, entre eles, o índice de congestionamento. Como um dos principais resultados, constatou-se que o terminal Tecon apresentou consideráveis reduções em termos de congestionamento, nas simulações realizadas para o ano de 2009, em que este terminal contará com mais um local de atracação.