University of Pernambuco - Engineering School/ Editorial System Journals
Not a member yet
37197 research outputs found
Sort by
Modelo reduzido: análise comparativa do comportamento do radier sobre solo com e sem estacas a partir da aplicação de cargas
No full textO objetivo deste projeto de modelo reduzido é reproduzir e estudar o comportamento do radier estaqueado (fundação mista) sobre o solo conforme são aplicadas cargas sobre ele. Entender como o solo reage à aplicação de cargas irá auxiliar a compreender o funcionamento da distribuição de cargas e sua relação com a estabilidade e a segurança de uma estrutura. Por isso, o projeto propõe a construção de um modelo reduzido, que é baseado na Teoria da Semelhança, que por sua vez permite que ensaios laboratoriais sejam aplicados na sua escala real ou até mesmo reduzir a escala real a fim de estudar os fenômenos ocorridos na obra (Melo, 2011), onde simula o fenômeno de um radier estaqueado e do solo subjacente e a medição do deslocamento causado pela aplicação de cargas, permitindo a observação e análise do comportamento da fundação mista e do solo em resposta a essas cargas. Esta solução de fundação tende a apresentar recalques menores, as vezes muito menores do que o tolerado pela estrutura (OLIVEIRA, 2023)
Caracterização da Planta Aquática Baronesa (Eichhornia crassipes) do Canal da Malária em Olinda - Pernambuco como Biomassa para Produção de Biocombustível Renovável
No full textA crescente demanda por fontes de energia renováveis impulsiona a pesquisa e o desenvolvimento de tecnologias para a conversão de biomassa em biocombustíveis. A Eichhornia crassipes, conhecida como baronesa, é uma planta aquática amplamente distribuída em regiões tropicais e subtropicais. Embora frequentemente considerada uma planta invasora devido ao seu rápido crescimento e capacidade de dominar corpos d'água, essas características também a tornam uma candidata promissora para a produção de biocombustíveis (ALVI, 2014). A planta possui uma alta taxa de crescimento e é composta por componentes orgânicos que podem ser convertidos em biocombustíveis. No entanto, o uso da Eichhornia crassipes como biomassa para a produção de biocombustíveis ainda não é amplamente explorado, especialmente em contextos locais como o Canal da Malária, em Olinda, Pernambuco (PEREIRA, 2019). Este estudo visa caracterizar fisicamente e termicamente a Eichhornia crassipes coletada nesse canal, avaliando seu potencial como matéria-prima para a produção de biocombustível (FERREIRA, 2013). A pesquisa será conduzida em várias etapas, utilizando uma abordagem experimental para determinar as características e propriedades energéticas da planta. Após a coleta, as plantas serão lavadas para remover impurezas, secas ao ar livre e trituradas para análises subsequentes, como termogravimetria, calorimetria, cromatografia, densidade a granel, análise elementar, teor de umidade, massa específica, índice de acidez, viscosidade cinemática e teor de cinzas (SUKARNI, 2018). Os resultados dessas análises ainda serão obtidos. Espera-se que as características físicas e térmicas da Eichhornia crassipes indiquem um potencial significativo para a produção de biocombustível. A viabilidade técnica do uso dessa biomassa poderá oferecer uma solução renovável para a produção de energia a partir de uma planta amplamente disponível e de crescimento rápido. O uso de plantas invasoras como matéria-prima para biocombustíveis oferece uma solução dupla: controle ambiental e produção de energia sustentável. As conclusões finais dependerão dos resultados experimentais, mas este estudo promete contribuir significativamente para o desenvolvimento de biocombustíveis renováveis a partir de biomassa aquática
Modelagem de Degradação de Baterias LiFePO4 (LFP) em Aplicações de Armazenamento de Energia
No full textA crescente demanda global por energia renovável e a necessidade de reduzir a dependência de combustíveis fósseis impulsionaram a implantação de Sistemas de Armazenamento de Energia em Baterias (Battery Energy Storage System - BESS). As baterias de íon-lítio (Lithium-Ion Batteries - LIBs) são a tecnologia dominante em aplicações BESS, estimuladas por uma redução de 90% nos custos desde 2010, alta densidade de energia e longa vida útil (IEA, 2023). Entre as químicas de LIBs, o fosfato de ferro-lítio (LiFePO4 ou LFP) se destaca por sua alta estabilidade térmica, segurança e taxa de degradação relativamente baixa (Wang et al, 2022; Zheng et al, 2024). A degradação da bateria é a perda gradual de capacidade e eficiência, e ocorre por mecanismos como o crescimento do SEI (Solid Electrolyte Interphase) e a deposição de lítio. Em aplicações de serviços ancilares, os BESS passam por ciclos frequentes sob condições térmicas e elétricas variáveis, o que intensifica a degradação tanto por calendário quanto por ciclos. A modelagem precisa da degradação da bateria é essencial para prever o State of Health (SoH), otimizar estratégias de despacho e planejar manutenções ou substituições, que são críticos para a viabilidade econômica dos investimentos em BESS. Dessa forma, este estudo propõe uma estrutura híbrida para estimar o SoH de LIBs com base em dados operacionais reais, integrando modelos de degradação baseados em física com técnicas baseadas em dados. Um conjunto de dados de seis meses de um sistema de bateria LFP (24V, 160Ah), operando em aplicações móveis e de backup, foi utilizado. Os dados incluem medições de corrente, tensão, temperatura e SOC a cada 5 segundos, totalizando mais de 25.000 ciclos (Schaeffer et al., 2024). O estudo descreve e compara quatro abordagens para estimar o SoH usando dados operacionais reais de um sistema de bateria LiFePO4 implantado em campo: i) Modelo Físico Empírico: Incorpora degradação por tempo acumulado (envelhecimento de calendário), ciclos de carga/descarga (envelhecimento por ciclo) e desvios térmicos em relação a 25°C. Ele garante que o SoH comece em 100% e diminua suavemente, com um limite inferior de 60%. ii) Modelo Proxy de SoH (Sintético): Construído empiricamente a partir de uma combinação linear de tempo, profundidade de descarga e temperatura. Este proxy foi usado como um alvo substituto para treinar modelos supervisionados, especialmente quando o monitoramento direto do SoH não está disponível. iii) Regressor Random Forest (RFR): O principal modelo preditivo, sendo um método de aprendizado de conjunto que constrói múltiplas árvores de decisão. É robusto a overfitting e ruído, capturando relações não lineares. iv) Modelo de Regressão Linear: Usado como linha de base para comparação. Para avaliar e comparar o desempenho dos modelos, foram adotadas três métricas de avaliação: Mean Absolute Error (MAE), Root Mean Squared Error (RMSE) e o coeficiente de determinação (R2). Um MAE menor indica maior precisão de previsão, enquanto um RMSE abaixo de 1% é geralmente considerado como forte evidência de robustez em tarefas de estimativa de SoH. O coeficiente R2 varia de 0 (sem poder explicativo) a 1 (previsão perfeita). O modelo Random Forest obteve erros muito baixos (MAE ≈ 0,000063% e RMSE ≈ 0,000124%) e um alto coeficiente de determinação (R2 de até 0,998740) quando treinado no modelo físico. Para o proxy de SoH, os erros de previsão foram maiores (MAE ≈ 0,009742%, RMSE ≈ 0,016598%, R2 ≈ 0,997080), mas o Random Forest ainda superou consistentemente a Regressão Linear. A validação cruzada baseada em grupos (semanal) para o Random Forest mostrou bom desempenho geral (R2 médio de 0,972), embora com alguma variabilidade em diferentes contextos temporais. Uma previsão de SoH de 5 anos com o modelo Random Forest treinado no modelo físico indicou uma degradação leve (até 98,6%), mas com uma faixa de confiança crescente, refletindo o aumento da incerteza preditiva ao longo do tempo. O estudo avaliou duas estratégias para modelar o SoH de baterias de íon-lítio usando dados operacionais: um modelo empírico com informações físicas e um proxy sintético. Ambos serviram como alvos de treinamento para aprendizado supervisionado, permitindo a previsão do SoH sem medições diretas de saúde da bateria. O modelo empírico produziu uma curva de SoH suave com variação mínima e erros muito baixos (MAE < 0.0001%), enquanto o proxy introduziu maior variabilidade (MAE < 0.01%), oferecendo um cenário de aprendizado mais realista, embora heurístico. A validação com Random Forest demonstrou boa generalização dentro do sistema analisado (R² de 0.93 a 0.998).
Palavras-chave: degradação de baterias; baterias de íons de lítio; state of health; machine learning.
Referências
IEA. Executive summary – Batteries and secure energy transitions – Analysis. Paris: International Energy Agency, 2023. Disponível em: https://www.iea.org/reports/batteries-and-secure-energy-transitions/executive-summary. Acesso em: 13 jul. 2025.WANG, L. et al. Insights for understanding multiscale degradation of LiFePO₄ cathodes. eScience, v. 2, p. 125–137, 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.esci.2022.03.006.
ZHENG, S. et al. A review of equivalent-circuit model, degradation characteristics and economics of Li-ion battery energy storage system for grid applications. Journal of Energy Storage, v. 101, 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.est.2024.113908.
SCHAEFFER, J. et al. Lithium-Ion Battery Field Data: 28 LFP battery systems with 8 cells in series, up to 5 years of operation. Cell Reports Physical Science. Zenodo, p. 102258, 14 set. 2024. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.13715694
A descarbonização da Universidade de Pernambuco como parte do Plano de Logística Sustentável: Etapa 1 - Escola Politécnica de Pernambuco
No full textA frequência cada vez maior de atividades relacionadas ao clima exigiu um chamado à ação. De acordo com a Conferência das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas (COP21), a temperatura média global subiu acima dos níveis pré-industriais de 2 °C, enquanto esforços estão sendo feitos para restringir o aumento da temperatura a 1,5 oC acima dos níveis pré-industriais (UNFCCC, 2015). Tornou-se crucial adaptar-se e trabalhar para reduzir a vulnerabilidade dos sistemas naturais e humanos aos efeitos atuais e previstos das mudanças climáticas (PNMC, 2009). Entretanto, apesar do consenso sobre a meta a ser alcançada em termos de temperatura global, cabe a todos os envolvidos superar as limitações existentes para sua implementação. Diante desse cenário, a crise climática global impõe à sociedade moderna a necessidade urgente de ações concretas para reduzir as emissões de gases de efeito estufa (GEE). Assim, um importante processo chamado descarbonização surgiu como uma estratégia essencial para mitigar os impactos das mudanças climáticas e promover um futuro mais sustentável. As instituições de ensino superior estão sendo consideradas como uma "pequena sociedade" (Li; Jia, 2022) e, como tal, desempenham um papel fundamental no enfrentamento das mudanças climáticas, na promoção do conhecimento científico, no incentivo aos avanços tecnológicos e na preparação de futuros profissionais para uma participação social ativa. Para avançar em direção a um futuro de economia de baixo carbono, é essencial entender as emissões de gases de efeito estufa e questionar criticamente os dados disponíveis (Stridsland et al., 2024). Por esta razão, são necessários fazer questionamentos essenciais como: Qual é a extensão da nossa contribuição para as emissões GEE resultantes do consumo de energia ou água? De que forma nossas atividades de aquisição influenciam essas emissões? Que medidas podem ser tomadas para reduzir o impacto das emissões GEE em nossos campi universitários? A Universidade de Pernambuco (UPE) é uma instituição que reconhece os impactos das mudanças climáticas, conforme descrito em seu Plano de Logística Sustentável (PLS) que tem o objetivo de apoiar o Estado de Pernambuco a alcançar a neutralidade climática até 2050 (UPE, 2024). A contribuição para a campanha mundial Race to Zero (Da Silva et al., 2022) enfatiza a necessidade de realizar inventários de emissões de GEE em seus campi e compartilhá-los de forma transparente para promoção dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da Organização das Nações Unidas (ONU) e o desenvolvimento sustentável do campus. Este estudo teve como objetivo apresentar os resultados alcançados de um inventário detalhado das emissões GEE da Escola Politécnica de Pernambuco (POLI), campus Benfica, para os anos de 2022 e 2023, e sugerir medidas de mitigação a unidade capazes de reduzir seu impacto ambiental, fornecendo uma referência para alcançar a neutralidade dos níveis de carbono com foco no consumo de eletricidade, água, produção de resíduos sólidos e em alguns aspectos do transporte. O método utilizado para o cálculo das emissões foram o Protocolo de Gases de Efeito Estufa (GHG) e as Diretrizes do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC). Na classificação das emissões GEE da POLI foram realizados os cálculos atendendo os escopos 1, 2 e 3 do Protocolo GHG. O total de emissões calculado em 2022 e 2023 foi de 23,1 tCO₂e e 24,57 tCO₂e, respectivamente. Desse total, o consumo de eletricidade foi responsável por 73,6% e 76,5% das emissões, os resíduos sólidos foram responsáveis por 15,9% e 14,9%, e o consumo de água foi responsável por 6,7% e 4,5% das emissões, respectivamente. Em relação ao contexto de transporte, o estudo considerou o único veículo de propriedade da POLI que é classificado no Escopo 1, que contribuiu com 3,8% e 4%, respectivamente, do total de emissões. Assim, este estudo estabeleceu uma referência fundamental para a instituição, que pode ser utilizada para avaliar as ações de mitigação a serem desenvolvidas nos próximos anos, não apenas para a POLI, mas também para outras instituições de ensino e unidades de saúde. Nesse contexto, são propostas as seguintes recomendações: Implementar uma política de eficiência energética no campus para troca e aquisição de equipamentos elétricos que tenham o selo PROCEL (energeticamente eficientes); Promover campanhas de conscientização sobre consumo eficiente para toda comunidade acadêmica; Instalar medidores inteligentes de energia e de água para monitoramento contínuo do consumo; Implementar a coleta seletiva de resíduos na POLI - requalificar os coletores de resíduos e treinar a equipe de serviços gerais para a coleta e o armazenamento adequados de resíduos recicláveis, de forma a aderir à rota de coleta seletiva de resíduos da EMLURB e realizar uma campanha de conscientização com toda a comunidade para garantir a sua adesão à causa. Também, deve ser realizada uma análise gravimétrica na cafeteria instalada na POLI, para determinar as emissões correspondentes aos vários produtos alimentícios consumidos e aos resíduos gerados. Por fim, sugere-se aplicar um questionário a ser enviado a toda comunidade da Escola Politécnica, incluindo professores, funcionários e alunos sobre o meio de transporte utilizado, quais são os percursos e as distâncias percorridas semanalmente para ir à POLI e voltar para casa. Além disso, enfatiza-se que a UPE estimule as outras unidades que a constituem, a realizarem seus respectivos inventários de emissões, criar uma plataforma que integre todas as informações obtidas em todos os campi de modo que se consiga rastrear e gerenciar as emissões de carbono total e por unidade. Por fim, enfatiza-se que a iniciativa de obtenção do inventário das emissões da POLI visou incentivar uma mudança comportamental em todos os agentes da instituição para uma consciência mais sustentável, promovendo uma ação capaz de sensibilizar docentes, discentes e técnicos administrativos sobre os impactos causados pelas as emissões da instituição e mostrar ações que devem ser realizadas para mitigar as emissões de GEE e contribuir para que Pernambuco alcance a meta climática da COP 26, a COP de Paris que é a neutralidade das emissões de CO2e em 2050.
Palavras-chave: Sustentabilidade; instituição de ensino superior; emissão de gases de efeito estufa; descarbonização.
 
Análise mineralógica de blocos cerâmicos de embasamento em edifício de alvenaria resistente: Estudo de Caso em Jaboatão dos Guararapes/PE.
No full textEdifícios construídos em alvenaria resistente, mais conhecidos como prédio tipo caixão, teve importante impulso a partir do início da década de 1970, devido aos incentivos do Banco Nacional da Habitação (BNH) e seu sucesso deveu-se, em grande parte, ao baixo investimento, alto retorno financeiro e à rapidez na execução (Santos e Sobrinho, 2018). Os prédios foram executados sem fundamentação tecnológica e normas técnicas pertinentes, o que ocasionou, com o passar do tempo, o surgimento de diversas manifestações patológicas e inclusive o colapso de algumas dessas edificações (Figueiredo, 2017). Segundo Oliveira (2017), a alvenaria resistente é uma técnica construtiva que se caracteriza pela utilização de unidades (cerâmicas ou de concreto) de vedação empregadas com finalidade estrutural, suportando cargas além do seu próprio peso. Braga et. al. (2016), pontua que os laudos mais recentes apontam para as principais causas do colapso dessas edificações destacando, a baixa resistência do bloco de embasamento, a alta porosidade dos blocos cerâmicos de embasamento, a baixa qualidade do concreto e da argamassa empregados, a degradação do bloco do embasamento, o uso de blocos inadequados no embasamento e a ausência de elementos estruturais de concreto que possam suportar as deformações inerentes ao método construtivo. Nesta direção o trabalho discute a influência da mineralogia e da temperatura de queima nos blocos cerâmicos, defendendo que esses parâmetros afetam diretamente as características microestruturais e físicas, como densidade, porosidade e resistência à compressão (Zhu et. al., 2025). Com o intuito de identificar possíveis causas relacionadas ao colapso ou desenvolvimento das manifestações patológicas nas alvenarias de embasamento do edifício Cambôa, localizado em Candeias, Jaboatão dos Guararapes/PE. O método de pesquisa envolveu a seleção de três pontos para extração das amostras das alvenarias do embasamento, em seguida a realização do ensaio de difração de raio x (DRX) para a análise mineralógica, fornecendo informações sobre sua microestrutura e propriedades. Os estudos constataram que a ausência de intervenções técnicas adequadas contribuiu para a ocorrência de diversas manifestações patológicas e não conformidades construtivas, comprometendo significativamente a integridade estrutural e funcional da edificação. Após as análises das amostras dos blocos cerâmicos do embasamento do edifício Cambôa conclui-se que a influência da composição mineralógica e a temperatura de queima dos blocos cerâmicos, podem contribuir na porosidade e resistência, atrelados ao contato com agentes agressivos, essas condições tornam os blocos cerâmicos de embasamento mais suscetíveis à degradação progressiva e a perda de desempenho, podendo, em casos extremos, contribuir para processos de instabilidade e colapso da estrutura. O ensaio de Difração de Raios X (DRX) utilizado na caracterização mineralógica se mostrou particularmente relevante, pois permitiu identificar com precisão que a presença significativa de caulinita, mineral característico de argilas in natura em temperaturas superiores a 900 °C, presente na matriz das amostras dos blocos cerâmicos, não foram completamente transformados, o que pode indicar que o processo de queima foi incompleto ou com temperatura inadequada, influenciando na porosidade, resistência mecânica e durabilidade dos blocos cerâmicos do embasamento. A complementação por outros ensaios físico-químicos como Termogravimetria (TG), Fluorescência de Raios X (FRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), é ainda recomendada, para melhorar o embasamento técnico do diagnóstico e obter uma caracterização completa, especialmente em estudos de blocos cerâmicos, alvenarias históricas ou materiais de construção degradados.
Palavras-chave: Prédio tipo caixão, difração de raio x (DRX), embasamento, manifestações patológicas
Reaproveitamento de Perfis e Chapas Metálicas em Construção de Obra de Arte Especial na Cidade de Recife/PE
No full textA reutilização de materiais metálicos na construção civil é uma estratégia eficaz para promover práticas sustentáveis alinhadas à economia circular, pois essa abordagem contribui para a conservação de recursos naturais ao possibilitar o uso de componentes já existentes, minimizando os impactos ambientais associados à fabricação e ao transporte de novos materiais, além de reduzir os custos com aquisição de matéria-prima, redução da geração de entulho em aterros sanitários e redução de custos com despesas com a destinação de resíduos (FOHL et al., 2025; PINTO et al., 2022). Neste contexto, torna-se relevante compreender os benefícios associados ao reaproveitamento de perfis e chapas metálicas, especialmente em empreendimentos que adotam estas soluções estruturais reutilizáveis ao longo das etapas construtivas. O presente trabalho tem como objetivo analisar a aplicabilidade e os benefícios econômicos deste reaproveitamento, por meio do estudo de caso da construção de uma Obra de Arte Especial (OAE), tratando-se de uma ponte, na cidade do Recife. Como metodologia foram obtidos dados de campo e registros documentais de medições dos materiais metálicos. Foi constatado que na atual fase construtiva da OAE (equivalente a 61% concluída) houve a utilização total de 1.433 t deste material (perfis e chapas metálicas), onde 217 t foram reaproveitados de outra obra pública da cidade. A compra deste material representa um fator determinante para a tomada de decisão do reaproveitamento dele em obra. Desta forma, foi identificada uma economia superior a R$ 2.000.000,00. Entretanto, outros fatores também influenciaram, como a disponibilidade imediata para utilização no canteiro, a redução de resíduos e a redução de poluentes atmosféricos. Estima-se que este reaproveitamento resultou em uma redução de aproximadamente 84,9% nas emissões totais de dióxido de carbono. Conforme descrevem Allen et al. (2025) a mitigação do impacto ambiental relacionado a fabricação e transporte deste insumo, pode representar uma economia considerável nas emissões de CO₂ em comparação com o uso de aço novo. A abordagem adotada demonstra a importância de se incentivar políticas e protocolos que estimulem o reuso contínuo destes elementos como componente de uma gestão circular de resíduos, promovendo práticas sustentáveis no setor da construção civil (CBCS, 2025). Considerando a significativa economia financeira e os impactos ambientais evitados, constata-se que a reutilização de insumos metálicos representa não apenas uma alternativa tecnicamente viável, mas também uma estratégia ambiental e economicamente vantajosa, capaz de contribuir de forma efetiva para a transição do setor da construção rumo a modelos mais resilientes
Segurança e saúde ocupacional na produção de concreto com cinza de casca de arroz (RHA): riscos da sílica e medidas preventivas – uma revisão sistemática
No full textA crescente preocupação com a escassez de recursos naturais e os impactos ambientais das atividades humanas tem levado à busca por soluções sustentáveis em diversos setores produtivos, especialmente na agricultura e na indústria da construção civil. A produção mundial de arroz, por exemplo, gera anualmente milhões de toneladas de resíduos e representam aproximadamente 20% do volume total produzido, sendo identificados como uma das maiores fontes de resíduos agrícolas no mundo (Schmidt et al., 2020), o que intensifica a necessidade de desenvolver soluções que promovam a reutilização desses materiais na cadeia produtiva de forma mais sustentável. Simultaneamente, a produção de cimento Portland, base da construção civil, é uma das principais responsáveis pelas emissões de dióxido de carbono (CO₂), o que reforça a urgência em identificar materiais alternativos que reduzam os impactos ambientais do setor (Paris et al., 2016; Schmidt et al., 2021). Nesse contexto, a cinza da casca de arroz (RHA, do inglês rice husk ash), subproduto da queima controlada das cascas para geração de energia de biomassa, tem se mostrado um material cimentício suplementar (MCS) promissor. Composta majoritariamente por sílica amorfa (SiO₂), que pode alcançar teores entre 90% e 95% em peso (He, 2012), a RHA tem potencial de substituir parcialmente o cimento na produção de concreto, agregando valor a um resíduo agrícola e contribuindo para práticas mais alinhadas à economia circular (Meyer, 2009; Thiedeitz; Ostermaier; Kränkel, 2022). O objetivo deste trabalho foi identificar, por meio de uma Revisão Sistemática da Literatura (RSL), os riscos ocupacionais associados à exposição à sílica presente na RHA durante o manuseio e a produção de concreto, bem como as medidas preventivas propostas na literatura científica, com foco em Segurança e Saúde Ocupacional (SSO). A metodologia seguiu o protocolo PRISMA, utilizando cinco bases de dados eletrônicas (Wiley Online Library, Taylor & Francis, Scopus, Web of Science e Science Direct), os operadores booleanos AND e OR e as seguintes palavras-chave: “workers”, “employees”, “manpower”, “work safety”, “occupational health”, “occupational diseases”, “cementitious elements”, “supplementary cementitious materials”, “concrete mixing”, “biomass ash”, “rice husk ash”, “sugarcane bagasse ash". Também se fez uso da técnica de snowballing reverso para rastreamento de referências complementares, conforme as diretrizes de Pinheiro, Comis e Rodrigues (2024). A pesquisa abrangeu artigos publicados entre janeiro de 2016 e dezembro de 2025 e, ao final, foram identificados 22 estudos na síntese primária. Os resultados revelam que a RHA representa um risco ocupacional relevante principalmente devido à sua natureza particulada e ao alto teor de sílica, que em determinadas condições pode assumir forma cristalina em escala nanométrica, reconhecida como altamente tóxica (Torres-Carrasco et al., 2019). A literatura indica que nanopartículas de sílica têm elevada capacidade de penetração no organismo humano por vias respiratória, dérmica e até digestiva, podendo alcançar tecidos e órgãos internos, ultrapassando barreiras fisiológicas convencionais (Crosera et al., 2009; Oberdörster et al., 2019). Tal comportamento é particularmente preocupante em ambientes industriais com exposição contínua à poeira fina, como ocorre durante o transporte, mistura, moldagem e cura do concreto com RHA. Além disso, autores como Reches (2018) alertam para os desafios da nanotecnologia aplicada à construção civil, pois os efeitos toxicológicos das nanopartículas ainda são pouco compreendidos, e as avaliações de risco ocupacional frequentemente não consideram sua especificidade. Os resultados da RSL indicaram, ainda, a escassez de estudos que quantifiquem com precisão a exposição dos trabalhadores à sílica da RHA e de avaliações experimentais sobre a eficácia de medidas de controle e proteção individual tipicamente adotadas. Conclui-se que a RHA tem forte potencial como insumo sustentável na produção de concretos, podendo contribuir significativamente para a redução da pegada de carbono do setor da construção. No entanto, sua incorporação em larga escala só poderá ocorrer de forma segura mediante o estabelecimento de medidas eficazes de proteção à saúde ocupacional. Assim, é fundamental que sejam estabelecidos limites seguros de exposição e desenvolvidas estratégias específicas de prevenção e controle baseadas em dados empíricos, pois a ausência de tais informações representa uma limitação crítica para a normatização e regulamentação do uso da RHA em escala industrial
Modelagem de Marés com Inteligência Artificial: Melhorando a Análise e a Previsão
No full textIntrodução. Prever dados de maré é crucial para a operação segura e eficiente de um porto, pois influencia a navegação, a atracação de embarcações e a gestão de cargas. A previsão precisa ajudar a minimizar riscos de acidentes e otimiza as operações logísticas, garantindo a integridade das infraestruturas portuárias. Além disso, contribui para a proteção ambiental ao prevenir possíveis danos causados por variações extremas nas marés. Os modelos estatísticos, como o ARIMAX (AutoRegressivo Integrado de Médias Móveis com Variáveis Exógenas), são amplamente utilizados para previsão de séries temporais com variáveis exógenas (KOCHERLAKOTA, 1996). Contudo, esses modelos têm suas limitações, como a necessidade de um tratamento adequado dos dados para garantir uma boa previsão (MENCULINI,2021). Com o avanço das tecnologias da informação, a coleta de dados de múltiplas fontes causou um aumento de dados não estruturados, tornando o processamento desses dados para modelos clássicos uma tarefa árdua. Nesse contexto, o uso de inteligência artificial para previsão de séries temporais ganhou espaço, uma vez que modelos de deep learning podem se comportar melhor em cenários mais caóticos sem precisar do processamento necessário nos modelos estatísticos (MASINI,2023). Objetivos. O objetivo deste trabalho é utilizar o modelo NeuralProphet para prever dados de Corrente Superficial, Altura da Maré, Direção de Propagação da Onda e Altura da Onda, empregando variáveis exógenas como direção e intensidade dos ventos. Métodos. A previsão dos dados foi realizada utilizando modelagem de séries temporais, um campo amplamente difundido devido à sua aplicabilidade em diversas áreas do conhecimento. Foram considerados modelos endógenos e exógenos, sendo que o modelo ARIMAX (AutoRegressivo Integrado de Médias Móveis com Variáveis Exógenas) foi utilizado como referência. Entretanto, devido às limitações dos modelos estatísticos tradicionais, optou-se pelo uso de inteligência artificial. Os dados foram processados em intervalos de 5 e 60 minutos e divididos em conjuntos de treinamento (70%) e validação (30%). Resultados. Os resultados mostraram-se satisfatórios, com um menor RMSE nas séries com granularidade de 5 minutos, devido ao maior volume de dados disponíveis para treinamento. O modelo não utilizou uma estratégia de rolling window, o que permite uma execução mais rápida em cenários reais, mas pode sofrer com o drift de cenário. Observou-se a necessidade de uma estratégia de retreino em intervalos de tempo para lidar com mudanças significativas nos dados, embora tal necessidade não tenha sido verificada nos dados utilizados, pois o erro manteve-se estável entre os conjuntos de treinamento e validação. Conclusão. O modelo NeuralProphet demonstrou eficácia na previsão de dados de maré, especialmente em séries temporais com alta granularidade. A ausência de drift significativo nos dados de treinamento e validação sugere que o modelo é robusto para as condições testadas. No entanto, a implementação de uma estratégia de retreino em intervalos regulares pode melhorar ainda mais a precisão das previsões em cenários com mudanças significativas ao longo do tempo
REFORÇOS EM ALVENARIAS NÃO ARMADAS: UMA REVISÃO SISTEMÁTICA
No full textEste artigo tem como objetivo analisar e sintetizar as técnicas de reforço utilizadas em alvenarias não armadas, identificando as metodologias mais eficazes e os materiais mais utilizados. A necessidade de reforço estrutural em construções de alvenaria tem se tornado cada vez mais relevante, principalmente em regiões sujeitas a atividades sísmicas e outras forças externas que comprometem a integridade dessas estruturas. No contexto específico da Região Metropolitana do Recife (RMR), a vulnerabilidade dos prédios do tipo caixão, construídos sem a devida fundamentação tecnológica e normas técnicas pertinentes, aumenta a urgência de pesquisas que proponham soluções eficazes de reforço. A metodologia adotada para este estudo seguiu os protocolos de revisão sistemática da literatura, permitindo uma organização rigorosa e uma avaliação crítica das informações disponíveis. A metodologia adotada para este estudo seguiu os protocolos de revisão sistemática da literatura, permitindo uma organização rigorosa e uma avaliação crítica das informações disponíveis. A estratégia PICOC (População, Interesse, Controle, Resultado e Contexto) foi utilizada para definir a questão de pesquisa: "Quais são as técnicas de reforço existentes em alvenarias não armadas?". A coleta de dados foi realizada em quatro bases de dados científicas renomadas: Science Direct, Scopus, Scielo e Engineering Village. A string de busca específica utilizada foi “Masonry reinforcement" AND "compressive strength” e “"Masonry" AND "innovative reinforcement”, empregando o operador booleano “AND” para assegurar que os resultados estivessem alinhados aos temas de interesse. A busca foi limitada a artigos publicados nos últimos cinco anos, em inglês ou português, garantindo a atualidade dos achados. Foram definidos critérios rigorosos de exclusão para assegurar a relevância dos estudos selecionados. Excluíram-se textos que não apresentavam novos dados quantitativos, como opiniões e editoriais; pesquisas que não se concentravam em reforços de alvenarias não armadas; estudos focados em alvenarias armadas; e documentos inacessíveis. A revisão foi conduzida de janeiro a maio de 2023 inicialmente, foram identificados 281 artigos nas bases de dados selecionadas. Após um rigoroso processo de triagem, aplicando os critérios de elegibilidade, um conjunto final de 36 artigos foi selecionado para análise aprofundada. Essa seleção foi crucial para garantir a relevância e a aderência dos estudos ao objetivo da pesquisa. Os resultados da revisão indicam que as técnicas de reforço mais estudadas incluem o uso de polímeros reforçados com fibras (FRP), argamassa reforçada com têxteis (TRM), fibras naturais como bambu e coco, e técnicas híbridas que combinam diferentes materiais. Estudos como os de Sandoli et al. (2020) e Ferrara (2020) evidenciam que o uso de FRP e TRM pode aumentar substancialmente a capacidade de carga e a resistência ao cisalhamento das estruturas de alvenaria. Essas técnicas também melhoram a ductilidade, crucial para a resiliência sísmica das construções. Shahzaman (2023) e Raavi et al. (2023) destacam a eficácia das fibras naturais em melhorar a resistência e a durabilidade das alvenarias, oferecendo uma solução viável e econômica, especialmente em regiões com recursos limitados. As técnicas híbridas, que combinam materiais diferentes, como geopolímeros e têxteis de alta performance, também foram destacadas. Esses materiais permitem criar reforços mais leves e sustentáveis, com propriedades mecânicas aprimoradas, conforme demonstrado por Cholostiakow et al. (2023). Apesar dos avanços significativos, a escolha do método de reforço adequado deve considerar vários fatores, incluindo a eficácia mecânica, a sustentabilidade, o custo e a facilidade de implementação. Enquanto técnicas como FRP e TRM são altamente eficazes, sua aplicação pode ser limitada por questões de custo e necessidade de mão de obra especializada. Por outro lado, materiais locais e sustentáveis, como bambu e fibra de coco, são mais acessíveis e podem ser aplicados em contextos de baixo custo. A aplicação de reforços deve ser cuidadosamente planejada e executada, garantindo que a intervenção melhore significativamente as propriedades estruturais da alvenaria sem comprometer sua integridade. Estudos experimentais e numéricos são essenciais para avaliar o desempenho das técnicas de reforço e validar suas aplicações práticas. A incorporação de fibras naturais, como bambu e coco, melhora a performance estrutural das alvenarias e contribui para a redução da pegada de carbono na construção civil, sendo especialmente viável em regiões com recursos limitados. A disseminação do conhecimento sobre técnicas de reforço de alvenarias não armadas é fundamental para sua adoção em larga escala, exigindo treinamentos e capacitações para engenheiros e profissionais da construção. Os avanços tecnológicos no campo dos materiais compósitos, como as técnicas híbridas que combinam diferentes materiais, têm permitido criar reforços mais leves e sustentáveis, com propriedades mecânicas aprimoradas. A escolha do método de reforço apropriado deve ser informada por uma análise abrangente que considere a eficácia mecânica, a sustentabilidade, o custo, a facilidade de implementação e o contexto específico da estrutura a ser reforçada. Técnicas como FRP e TRM são altamente eficazes, mas sua aplicação pode ser limitada por questões de custo e necessidade de mão de obra especializada. Por outro lado, materiais locais e sustentáveis, como bambu e fibra de coco, oferecem uma solução econômica e ambientalmente amigável, refletindo a amplitude das soluções disponíveis para o reforço de alvenarias. Em conclusão, a escolha do método de reforço deve ser informada por uma análise abrangente, considerando as necessidades específicas de cada aplicação e os recursos disponíveis. Os estudos analisados contribuem significativamente para o corpo de conhecimento na área de reforço de estruturas de alvenaria, oferecendo insights valiosos para o desenvolvimento de soluções eficazes e adaptadas às necessidades específicas de cada região ou aplicação.
Palavras-chave: Reforço de Alvenaria; Técnicas de Reforço; Sustentabilidade; Revisão Sistemática.
Referências
CHOLOSTIAKOW, Szymon; KOUTAS, Lampros N.;PAPAKONSTANTINOU, Christos G. Geopolymer versus cement-based textile-reinforced mortar: Diagonal compression tests on masonry walls representative of infills in RC frames. Construction and Building Materials, v. 373, p. 130836, 2023.
SANDOLI, A. et al. FRP-reinforced masonry spandrels: Experimental campaign on reducedscale specimens. Construction and Building Materials, v. 261, p. 119965, 2020.
SHAHZAMANI, Sasan; EFTEKHAR, Mohammad Reza. Experimental study on using steel wires via the NSM method to improve the behaviour of masonry panels. Construction and Building Materials, v. 385, p. 131473, 2023.
RAAVI, Satya Sai Deep; TRIPURA, Deb Dulal. Compressive and shear behavior of cement stabilized rammed earth wallettes reinforced with coir, bamboo splints and steel bars. In: Structures. Elsevier, 2023. p. 1389-140
Avaliação das Variáveis Climáticas na Geração de Energia Fotovoltaica: Ajuste de Modelos de Regressão e Análise Estatística
No full text A energia renovável é essencial para a geração de energia no novo milênio, contribuindo para a redução das emissões de gases do efeito estufa e a diminuição da dependência de combustíveis fósseis. A energia solar, que atinge a Terra em cerca de 1,5 x 10^18 kWh/ano, pode resolver problemas energéticos se aproveitada de maneira eficiente. Este projeto tem como objetivo estimar a eficiência e a produção de módulos fotovoltaicos (PV) em cidades do Nordeste, utilizando dados coletados por um sistema baseado em Arduino. Para isso, foram coletados dados meteorológicos, incluindo temperatura ambiente e radiação solar. Células fotovoltaicas foram usadas para converter energia solar em eletricidade. A temperatura operacional dos módulos foi monitorada, pois a temperatura do módulo (Tpv) é crucial para a previsão da potência de saída (OLLE et al., 2021; DIAS; SILVA, 2020; MOUSTAPHA; HARRY; CAMEL, 2021; RIVAS et al., 2019; RUOBING et al., 2015). Expressões matemáticas explícitas (LIMA; DIAS; SILVA, 2020; LIPING et al., 2019) foram aplicadas para estimar Tpv, levando em consideração variáveis como a temperatura ambiente e o coeficiente de radiação solar.
Modelos empíricos foram utilizados para correlacionar a eficiência das células fotovoltaicas com a temperatura e parâmetros de referência. Desenvolveu-se um modelo empírico para calcular a eficiência elétrica dos módulos, incorporando fatores de correção para temperatura e radiação solar. Modelos matemáticos foram então utilizados para quantificar a energia produzida, combinando dados de eficiência das células e radiação solar disponível. Este estudo proporciona uma compreensão abrangente da performance dos sistemas PV, oferecendo insights valiosos para a otimização em diversas condições meteorológicas. Foi concluída a montagem de um sistema portátil de coleta de dados de temperatura, umidade e pressão baseado em Arduino, que está atualmente em operação e coletando dados continuamente. Em breve, será possível iniciar a análise dos modelos com a quantidade suficiente de informações, permitindo validar a eficiência e a precisão dos modelos propostos, contribuindo significativamente para a compreensão do desempenho dos sistemas fotovoltaicos em diferentes condições ambientais