University of Pernambuco - Engineering School/ Editorial System Journals
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Análise lumínica de uma sala de aula do bloco B da POLI UPE utilizando o DIALux EVO
No full textNeste trabalho são apresentados os resultados medidos e calculados dos níveis de iluminância em uma sala de aula do bloco B da Escola Politécnica de Pernambuco (POLI) da Universidade de Pernambuco (UPE). O objetivo deste trabalho foi introduzir os discentes no procedimento metodológico a ser aplicado na análise lumínica que será realizada em uma escola municipal em observância aos objetivos específicos estabelecidos no projeto aprovado no Programa de Desenvolvimento Tecnológico e Educacional 2024 da POLI. Após uma revisão bibliográfica sobre o tema (ABNT, 2004; CARLO, PEREIRA, e LAMBERTS, 2004; ABNT, 2013), os discentes iniciaram a leitura da planta baixa do bloco B a fim de estudar previamente a coleta dos parâmetros físicos de uma sala do bloco anteriormente escolhida, sala de aula B09. Após visita técnica ao local foram medidos o pé direito da sala (2,45 m), espaçamento médio entre as cadeiras no sentido vertical, com distância de 79 cm de encosto a encosto e 76 cm de braço a braço e na horizontal, contabilizando 89 cm de encosto a encosto e 88 cm de braço a braço. A sala apresentou uma capacidade de 41 cadeiras existentes. Também foram identificadas as cores de parede, chão da sala e forro no teto. O ambiente também apresenta paredes na cor bege, azulejo branco no chão e forro branco no teto. Posteriormente, foram realizadas medições no local, no período noturno, para avaliar a contribuição da iluminação artificial no ambiente estudado. Na superfície das cadeiras (área de trabalho) foi obtido um nível médio de iluminância no valor de 226,3 lx. Já na área do ambiente do professor foi obtido uma média de 228,3 lx, enquanto no apoio do quadro branco o nível alcançado foi de 116 lx. Cabe destacar que os níveis de referência recomendados para esse ambiente são de 500 lx, de acordo com a NBR 8995. Assim, percebeu-se um déficit lumínico em todo o ambiente da sala analisada. Para melhorar esse déficit identificado e alcançar o nível de 500 lx (referência), foram realizadas simulações computacionais no software DIALux EVO, considerando a quantidade de lâmpadas, potência, temperatura e cores similares a das superfícies medidas para que tornasse essa simulação mais verossímil com a realidade. A simulação proposta como reforma baseou-se no aumento da potência das lâmpadas de 18W para 30W, com uma temperatura de 4000K. Também foi proposto alterar as cores das 4 paredes para branco, com o forro de teto e piso permanecendo na mesma cor. A quantidade de luminárias aumentou de 6 para 10 unidades, com espaçamento vertical entre as lâmpadas de 1,57m e na horizontal de 1,43m. Os resultados alcançados podem ser considerados satisfatórios, uma vez que a média de iluminância nas superfícies das cadeiras foi de 500,53 lx, com um média do ambiente de trabalho do professor de 588 lx e no apoio do quadro ser de 502 lx. Como os resultados alcançados foi possível compreender o processo de reforma de um sistema de iluminação existente e adquirir experiência em simulações computacionais no Dialux EVO, ferramenta robusta e complexa para modelagem de soluções tridimensionais
Palavras-chave: Eficiência energética; Energia elétrica; Edificações; Luminotécnica; NBR 8995.
Referências
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5410: Instalações elétricas de baixa tensão. Rio de Janeiro, ABNT 2004.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8995: Iluminação de ambientes de trabalho. Rio de Janeiro, ABNT 2013.
CARLO, Joyce; PEREIRA, Fernando O. R.; LAMBERTS, Roberto, Iluminação natural para redução do consumo de energia de edificações de escritório aplicando propostas de eficiência energética para o Código de Obras do Recife. X ENTAC. São Paulo. 2004
Aplicação do Princípio dos Trabalhos Virtuais (PTV) para avaliação do efeito de grupo em fundações superficiais em uma obra na cidade do Recife-PE
No full textDentro da construção civil é importante compreender os deslocamentos que ocorrem nas edificações, não apenas nos elementos estruturais, mas também nas fundações. Nesse sentido, o estudo aborda a aplicação do Princípio dos Trabalhos Virtuais (PTV) para avaliação do efeito de grupo em fundações superficiais em uma obra na cidade do Recife/PE. Para isso foi feita uma análise de dados em um caso real, realizada através de dados de monitoramento de recalque e revelou variações significativas nos deslocamentos ao longo da estrutura, com recalques variando entre 38,70 mm e 58,52 mm. Os pilares à direita apresentaram recalques maiores, em comparação com os pilares da esquerda, mostrando recalques diferenciais na edificação. Baseado nos dados de medição de recalque foi aplicado o conceito do Princípio dos Trabalhos Virtuais e métodos energéticos para obter a flexibilidade da peça isolada e a flexibilidade média do grupo, a partir desses dados foi possível determinar o coeficiente de efeito de grupo (ξ), variando entre 1,39 e 1,87, com uma média de 1,62. Os resultados se apresentaram coerentes, demonstrando a eficácia do método aplicado, indicando que o PTV é adequado para a determinação do efeito de grupo. A pesquisa destacou a influência de diversos fatores, como a posição e o carregamento do pilar, o recalque, a rigidez e as características do subsolo. Finalmente, o trabalho contribui para a geotecnia ao desenvolver um método analítico que pode ser utilizado para avaliar o efeito de grupo em fundações superficiais
ONTOE-Down: Uma Ontologia para Apoio na Escolha e Customização de Ambientes Virtuais de Aprendizagem para auxiliar na alfabetização de pessoas com Síndrome de Down
No full textPara uma pessoa com Síndrome de Down(SD) que esteja inserido no ensino básico, a construção do conhecimento na fase de alfabetização em muitos lugares é complexa, uma vez que as instituições de ensino muitas vezes não apresentam uma organização e/ou cenários ou profissionais habilitados para ajudar na aprendizagem desses indivíduos, causando problemas no processo de ensino-aprendizagem (ALVES, 2011). Entre esses obstáculos, é considerável salientar a carência de ações pedagógicas específicas que englobam tecnologias no desenvolvimento de alfabetização de discentes com SD (LUIZ et al., 2008). Neste contexto, já foram debatidas alternativas de uso de recursos tecnológicos para auxiliar na aprendizagem, como software educacional (SANCHO et al., 2008) usando interfaces naturais (ENAP, 2022), processamento de linguagem natural (COLLINS, 2003) e sistemas inteligentes (Distance Learning Center, 2017). Apesar disso, uma brecha considerável verificada no referencial teórico é a lacuna de elaborações de trabalhos na utilização de ambientes virtuais de aprendizagem (AVA) como mediador no desenvolvimento da alfabetização como uma formação complementar e personalizada. Bem como, uma ontologia de escolha e configuração de AVA que leve em conta as condições de aprendizagem de alunos com SD. Neste sentido, o objetivo deste resumo é apresentar uma ontologia de apoio na escolha e customização de um ambiente virtual de aprendizagem que seja aplicada ao ensino de pessoas com síndrome de Down em seu desenvolvimento no processo de alfabetização, direcionado no uso de recursos tecnológicos (em específico ambientes virtuais de aprendizagem), considerando os aspectos organizacionais, metodológicos e tecnológicos. Assim, este estudo, apresenta uma perspectiva de customização da interação de ambientes virtuais de aprendizagem para indivíduos com SD (E-down) através de um método de análise e avaliação de ambientes virtuais de aprendizagem considerando as necessidades e características de pessoas com SD, desta forma tornando o método E-Down mais inteligente através do desenvolvimento de ontologia para a escolha e customização deste AVA. Todavia, o desenvolvimento da estrutura da ontologia ONTOE-Down, possibilita viabilizar a metodologia E-Down de modo fragmentada, apoiando, assim, para a reutilização de objetos de aprendizagem possibilitando a configuração de ferramentas aberta. Como metodologia de construção da ontologia ONTOE-Down, foi usada a Methontology, com o propósito de apoiar na construção da ontologia e assegurar um artefato adequado das tarefas fundamentais e documentos realizados. Como benefícios de utilização da metodologia, percebeu-se que as tarefas iniciais de especificação e conceitualização ajudam no desenvolvimento de objetos habilitados para melhor orientar no desenvolvimento da ontologia almejada. É interessante destacar que este estudo é provável ser uma premissa para outras pesquisas. Circunstanciais dificuldades, tais como, uma classificação indesejada de uma determinada classe e/ou objeto e/ou característica que não foram apresentadas aqui. Logo, pesquisas mais aprofundadas, com o propósito de resolver tais situações, ainda são primordiais. Para mais, estudos podem ser feitos no sentido de resolver dificuldade mais complexas, como a representação de objetos de aprendizagem mais indicada no processo de alfabetização de pessoas com síndrome de Down alcançados a partir da utilização da metodologia E-Down (MIRANDA et al., 2023) para a escolha e customização de um AVA que seja mais adequado às necessidades de pessoas com SD no processo de alfabetização.Palavras-chave: Síndrome de down; educação básica; ontologia; ambiente virtual de aprendizagem.ReferênciasSANCHO, Juana M: HERNÁNDEZ, Fernando. Tecnologias para transformar a educação.Porto Alegre: Artmed, 2008.ENAP. Especialistas defendem uso da tecnologia para transformar educação. 2022. Disponível em: https://enap.gov.br/pt/acontece/noticias/especialistas-defendem-uso-da-tecnologia-para-transformar-educacao. Acesso em: 26 jan. 2023.Distance Learning Center. 2017. Disponível em: <http://www.nead.feituverava.com.br/index.php/faq/27-quais-as-vantagens-da-educacao-a-distancia>. Acesso em: 10 fev. 2024LUIZ, F.M.R. e; BORTOLI, P.S.D.; FLORIA-SANTOS, M. e N., CASTANHEIRA L. A inclusão da criança com Síndrome de Down na rede regular de ensino: desafios e possibilidades. Rev. bras. educ. espec. [online]. 2008, vol.14, n.03, pp.497-508.MIRANDA, A. F.S.; RODRIGUES, C. M. O. . E-Down: A Methodology to Support the Choice and Configuration of VLEs in the Training of Students with Down Syndrome. In: CISTI'23 - 18th Iberian Conference on Information Systems and Technologies, 2023, Aveiro. CISTI'23 - 18th Iberian Conference on Information Systems and Technologies, 2023.ALVES, Fátima. Para entender Síndrome de Down. Rio de Janeiro. 2 Ed. – Wak Ed., 2011.COLLINS, Michael. Head-Driven Statistical Models for Natural Language Parsing. Computational Linguistics, v. 29, n. 4, p. 589-637, 2003
Previsão de Energia em Sistemas Fotovoltaicos Residenciais Utilizando Gêmeos Digitais e Aprendizado Profundo
No full textPrevisão de Energia em Sistemas Fotovoltaicos Residenciais Utilizando Gêmeos Digitais e Aprendizado Profundo
Luciano Roberto da Silva Leal, Universidade de Pernambuco ([email protected])
Byron Leite Dantas Bezerra, Universidade de Pernambuco ([email protected])
Introdução – A crescente adoção de sistemas fotovoltaicos (PV) em áreas residenciais tem intensificado a demanda por previsões cada vez mais precisas da geração de energia solar. A tecnologia de Gêmeo Digital, que cria uma réplica virtual de um sistema físico, oferece uma abordagem promissora para melhorar a precisão das previsões ao simular o desempenho sob diferentes condições operacionais (GRIEVES;VICKERS, 2017). O desenvolvimento de um gêmeo digital de um sistema fotovoltaico residencial integrado com técnicas de aprendizado profundo melhora significamente a previsão de geração fotovoltaica, fornecendo insights valiosos para a gestão de energia em ambientes residenciais
Objetivos – Os principais objetivos deste estudo foram: • criar um gêmeo digital de um sistema fotovoltaico residencial com características especificadas. • incorporar algoritmos de aprendizado profundo para aprimorar a precisão das previsões do sistema fotovoltaico. • avaliar a melhoria na precisão das previsões por meio de comparação com dados reais de geração. • Discutir os potenciais benefícios dessa abordagem para a gestão de energia solar residencial.
Revisão da literatura – Gêmeos digitais emergiram como uma tecnologia transformadora em várias indústrias, incluindo energia renovável. Eles permitem monitoramento em tempo real, simulação e otimização de sistemas físicos (Fuller et al., 2020). No contexto de sistemas fotovoltaicos, gêmeos digitais podem modelar o impacto de condições ambientais, degradação do sistema e anomalias operacionais na produção de energia (Yang et al., 2022). Algoritmos de aprendizado profundo, particularmente redes neurais recorrentes (RNNs) e redes de memória de curto e longo prazo (LSTM), têm mostrado promessas significativas na previsão de dados de séries temporais como geração de energia fotovoltaica (Aziz et al., 2021). Esses modelos podem capturar relações não lineares complexas e dependências temporais, melhorando a precisão da previsão. A sinergia entre gêmeos digitais e aprendizado profundo aprimora as capacidades preditivas dos sistemas fotovoltaicos. Gêmeos digitais oferecem um ambiente de simulação abrangente, enquanto modelos de aprendizado profundo processam dados históricos e atuais para aprimorar previsões (Zhang et al., 2020).
Metodologia – Este estudo utilizou dados de um sistema fotovoltaico residencial instalado em um telhado orientado para o noroeste com inclinação de 45 graus em Amstelveen, Países Baixos (52.3° N, 4.9° E) (PVP, 2024). O sistema é composto por 8 módulos Trina Full Black de 385 Wp cada, totalizando uma capacidade instalada de 3,08 kWp, e a energia gerada é gerenciada por um inversor central SolarEdge 3000H. Com estas especificações foi desenvolvido o gêmeo digital desta planta modelando as características físicas do sistema fotovoltaico, incluindo a orientação dos painéis, inclinação e propriedades elétricas dos componentes. A modelagem foi feita utilizando o PVLIB (Anderson et al, 2023). A instalação de Amstelveen forneceu dados históricos de geração fotovoltaica durante 356 dias, com leituras a cada 15 minutos. Além dos dados de geração, foram incorporados ao gêmeo digital dados climáticos adicionais—como irradiância solar, temperatura ambiente e condições meteorológicas—coletados do Visual Crossing Weather (CORPORATION, 2024). Duas abordagens foram utilizadas para implementar o modelo de aprendizado profundo. A primeira utilizou uma rede LSTM isolada, alimentada apenas com dados históricos de geração PV, irradiância, temperatura e condições meteorológicas. A segunda integrou dados adicionais gerados pelo gêmeo digital, como efeitos de sombreamento, temperatura dos módulos e perdas sistêmicas. Em ambas as abordagens, a LSTM foi configurada com duas camadas ocultas de 100 neurônios e uma camada de saída para prever a geração PV. O modelo foi treinado com 70% dos dados, utilizando 15% para validação e 15% para teste, permitindo a comparação entre as duas estratégias.
Resultados – O modelo de Gêmeos Digitais e LSTM alcançou um MAPE de 6,1% na previsão de geração de energia. A integração do gêmeo digital com o modelo LSTM resultou em uma redução significativa nos erros de previsão (redução de 25% no MAPE) em comparação com o modelo LSTM isolado.
Discussão – Os resultados confirmam que a integração de um gêmeo digital com um modelo de aprendizado profundo aprimora de forma significativa a precisão das previsões de geração de energia solar fotovoltaica. O gêmeo digital replica com alta fidelidade o sistema físico, fornecendo informações adicionais cruciais, enquanto o modelo LSTM captura com eficácia padrões temporais e relações não lineares presentes nos dados.
Conclusão – Este estudo demonstrou que a combinação de um gêmeo digital com um modelo LSTM resulta em uma melhoria significativa na precisão das previsões de geração de energia em sistemas fotovoltaicos residenciais. O gêmeo digital forneceu características derivadas que aprimoraram os dados de entrada do LSTM, permitindo ao modelo captar influências específicas do sistema ausentes nos dados históricos de geração e nas variáveis climáticas. Esses resultados indicam que o uso de gêmeos digitais aliado a técnicas avançadas de aprendizado profundo pode ser uma abordagem promissora para otimizar a previsão de energia em sistemas de energia renovável.
Palavras-chave: Séries Temporais, Gêmeos Digitais, Deep Learning, Energia Renováveis.
Referências
ANDERSON, K.; HANSEN, C.; HOLMGREN, W.; JENSEN, A.; MIKOFSKI, M.; DRIESSE, A. pvlib python: 2023 project update. Journal of Open Source Software, v.8, n.92, art. 5994, 2023. DOI: https://doi.org/10.21105/joss.05994
AZIZ, M.; UDDIN, Z.; MURSHED, M. Deep learning approaches for solar photovoltaic power forecasting: a review. Energies, v.14, n.8, art. 2194, 2021.
CORPORATION, Visual Crossing . Visual crossing weather. Historical weather data . Disponível em: https://www.visualcrossing.com/. Acesso em: 22 set. 2024.
FULLER, A.; FAN, Z.; DAY, C.; BARLOW, C. Digital twin: enabling technologies, challenges and open research. IEEE Access, v.8, p.108952-108971, 2020.
GRIEVES, M.; VICKERS, J. Digital twin: mitigating unpredictable, undesirable emergent behavior in complex systems. In: KAHLEN, F.-J.; FLUMERFELT, S.; ALVES, A. (Eds.). Transdisciplinary perspectives on complex systems: new findings and approaches. Cham: Springer, 2017. p.85-113.
PVP, Portal. Residential PV power plant. Open Database Systeem Amstelveen . Disponível em: https://pvportal-3.ewi.tudelft.nl/PVP3.1/Open_Databases/Systeem_Amstelveen.zip. Acesso em: 22 set. 2024.
YANG, F.; ZHANG, Y.; LI, X.; WANG, Q. A digital twin approach for smart energy management of photovoltaic systems. Renewable Energy, v.182, p.1245-1257, 2022.
ZHANG, Z.; SUN, Y.; LI, H. Application of digital twin technology in photovoltaic power generation prediction. Journal of Renewable and Sustainable Energy, v.12, n.6, art. 063301, 2020
Inspeção Visual e Priorização de Manutenção de Pontes nas Microrregiões do Estado de Pernambuco
No full textAs pontes são elementos essencial para transportes e tráfegos de pessoas. A presente pesquisa teve como objetivo principal avaliar e estabelecer critérios de priorização para manutenção de pontes rodoviárias localizadas no interior do estado de Pernambuco, utilizando como base a metodologia de inspeção visual e o método GUT, que se destaca por sua simplicidade e aplicabilidade prática na gestão de ativos. O estudo concentrou-se em duas microrregiões: o Agreste, sob responsabilidade do 3º Distrito Rodoviário (DRO) com sede em Caruaru, onde foram inspecionadas 61 pontes; e o Sertão Central, vinculado ao 6º DRO de Salgueiro, com um total de 50 pontes analisadas, totalizando 111 estruturas inspecionadas. A escolha dessas regiões se deu por sua relevância no escoamento de produção e pelo alto tráfego de veículos pesados, o que intensifica o desgaste estrutural das pontes. A metodologia empregada consistiu em inspeções visuais simples, conforme os parâmetros estabelecidos pela norma ABNT NBR 9452:2016, que define os procedimentos mínimos para avaliação das condições estruturais, funcionais e operacionais de obras de arte especiais (OAE). Essa norma, segundo ABNT (2023), permite a padronização de critérios técnicos durante as vistorias, favorecendo diagnósticos mais confiáveis. Durante a etapa de campo, foram observadas patologias em diferentes componentes estruturais, como vigas, pilares, lajes, aparelhos de apoio e sistemas de drenagem. As informações coletadas foram registradas em fichas de inspeção, com registros fotográficos e observações técnicas. Para complementar essa análise e orientar decisões quanto à manutenção, foi aplicado o método GUT, que considera três dimensões: Gravidade (G), Urgência (U) e Tendência (T), classificadas com notas de 1 (menor impacto) a 5 (impacto máximo). O produto G×U×T forneceu um índice numérico individualizado para cada ponte, indicando a criticidade e a prioridade de intervenção. Essa abordagem foi inspirada em estudos recentes que evidenciam a efetividade do método GUT em diferentes contextos de gestão pública, como apontam Barros e Souza (2022), ao aplicarem a ferramenta em infraestrutura urbana com bons resultados. A análise dos dados revelou que as pontes situadas na microrregião do Agreste apresentaram os maiores índices GUT médios, evidenciando um estado mais crítico em relação às estruturas do Sertão Central. Entre as manifestações patológicas mais comuns identificadas estavam corrosão de armaduras aparentes, trincas longitudinais e transversais, desplacamento de concreto, presença de infiltrações e falhas nos dispositivos de apoio e juntas de dilatação. Algumas estruturas, inclusive, apresentaram sinais de comprometimento em elementos principais, com risco potencial à estabilidade e à segurança dos usuários, fato também abordado por Freitas et al. (2022), que alertam sobre as limitações da inspeção visual quando não acompanhada por análises complementares. Apesar disso, o uso da inspeção visual, quando bem estruturada, permite diagnósticos eficazes para fins de triagem e planejamento, como reforçado por Oliveira e Moura (2023), que destacam sua importância no contexto brasileiro, especialmente em regiões onde faltam recursos para avaliações mais sofisticadas. O método GUT mostrou-se uma ferramenta valiosa para hierarquização das intervenções, uma vez que suas notas, quando aplicadas com critérios técnicos bem definidos, indicam de forma clara quais estruturas demandam atenção imediata. A análise dos dados demonstrou ainda que muitas das estruturas com maior índice GUT estão localizadas em vias de ligação regional ou acesso a centros urbanos, o que amplia o impacto social e econômico da degradação estrutural. Como observado por Silva e Lima (2022), métodos multicritério como o GUT auxiliam na tomada de decisão ao transformar variáveis técnicas em indicadores quantitativos, o que favorece o planejamento orçamentário e logístico das manutenções. A ausência de agrupamento das pontes em faixas de prioridade (como baixa, média ou alta) foi deliberada, de modo a manter a leitura individualizada de cada estrutura e preservar o foco na gravidade real dos problemas detectados. Essa estratégia já foi adotada por outros estudos, como o de Martins e Ferreira (2024), que sugerem que a análise caso a caso evita a subvalorização de problemas pontuais em estruturas com histórico crítico. A metodologia adotada na presente pesquisa permite, portanto, uma avaliação técnica precisa e realista, contribuindo diretamente para a gestão da infraestrutura viária estadual. A principal contribuição prática do trabalho está na proposta de um modelo simplificado, porém eficaz, para definição de prioridades em obras de arte especiais, unindo a objetividade da inspeção visual padronizada à versatilidade do método GUT. Além disso, os dados levantados nesta pesquisa podem servir de base para a elaboração de planos de manutenção periódica, atualização cadastral e futuras inspeções de maior profundidade, como a inspeção principal ou ensaios estruturais. Conclui-se, assim, que a aplicação conjunta da ABNT NBR 9452 com o método GUT é eficaz para o diagnóstico preliminar e priorização técnica de pontes, sendo uma estratégia viável e acessível para estados e municípios que enfrentam desafios orçamentários, especialmente em regiões interioranas com alta densidade de estruturas e carência de manutenção sistemática. O trabalho também reforça a necessidade urgente de políticas públicas voltadas à conservação de obras de arte especiais, considerando que a deterioração dessas estruturas compromete diretamente a segurança viária, a mobilidade regional e a eficiência logística. Diante disso, recomenda-se a institucionalização de programas de inspeção contínua com base em metodologias simplificadas e eficazes, como a utilizada neste estudo, a fim de garantir maior durabilidade e desempenho das infraestruturas rodoviárias brasileiras
Ferramenta para análise de viabilidade econômico-financeira da implantação de reservatórios com aduelas de concreto em projetos de infraestrutura urbana - estudo de caso em Recife-PE
No full textO crescimento desenfreado da urbanização na cidade do Recife tem intensificado os desafios relacionados à drenagem urbana, principalmente em períodos de chuva, os quais tornam a cidade incapaz de possuir um sistema de escoamento suficiente para a vazão decorrente (João dos Santos et al., 2019). Diante desse cenário, a proposta do estudo concentrou-se em avaliar a adoção de estruturas pré-moldadas como alternativa viável do ponto de vista financeiro, visto que a construção civil tem um papel de destaque na economia brasileira (De Araújo et al., 2023), portanto, as empresas devem se adaptar ativamente às mudanças da tendência de desenvolvimento social e econômico, realizando constantemente inovações (Longlong et al., 2018). Este trabalho analisou a viabilidade econômica da implantação de reservatórios utilizando aduelas de concreto pré-moldado, aplicados como solução de drenagem urbana para mitigar os recorrentes alagamentos na cidade de Recife-PE, utilizando análises econômicas que se aprofundam em indicadores como o Valor Presente Líquido (Bordeaux-Rêgo et al., 2013), a Taxa Interna de Retorno (Bordeaux-Rêgo et al., 2013), o Índice de Lucratividade (De Abreu et al., 2008), o Payback simples (Bordeaux-Rêgo et al., 2013) e o Payback descontado (Bordeaux-Rêgo et al., 2013), mediante que a viabilização de um projeto de investimento não se propõe a exclusivamente em gerar valor líquido, deve-se também analisar a estrutura de financiamento, podendo agregar interesse e a viabilidade do investimento (Medeiros et al., 2021). O objetivo foi avaliar de forma automatizada e numérica o desempenho financeiro desse tipo de empreendimento frente a diferentes condições de pagamento e custos de financiamento. A metodologia envolveu os levantamentos de quantitativos, elaborações de orçamentos detalhados, desenvolvimentos de cronogramas físicos-financeiros, estruturação da Estrutura Analítica do Projeto (EAP) e desenvolvimento de uma ferramenta de análise financeira automatizada desenvolvida no Software Excel®. Foram propostos cinco cenários distintos de fluxo de caixa, considerando taxas de juros e diferentes formas de desembolso, e calculados os principais indicadores de viabilidade. Para melhor julgamento dos resultados, cada indicador dos cenários recebeu uma pontuação variando de 0 a 5, sendo a nota 0 atribuída em casos de inviabilidade, conforme metodologia baseada em De Araújo, Carneiro e Palha (2020). Os resultados mostraram que o cenário mais vantajoso obteve VPL de R 116.933,81, TIR de 1,26%, IL de 1,055, Payback simples de 7 semanas e Payback descontado de 8 semanas. A avaliação global das notas dos indicadores possibilitou uma conclusão quantitativa e objetiva, sendo a maior pontuação de 125 para o cenário mais vantajoso e pontuação 0 para o cenário menos vantajoso e inviável. A análise comparativa dos cenários destacou a influência significativa da taxa de juros e da estrutura de pagamento sobre a rentabilidade do empreendimento. Os resultados reforçaram a importância da integração entre gestão financeira e planejamento executivo na adoção de soluções construtivas industrializadas para obras de drenagem urbana. Concluiu-se que o uso de sistemas pré-moldados é tecnicamente e economicamente viável, especialmente quando associado a um planejamento financeiro bem estruturado, proporcionando ganhos em eficiência, sustentabilidade, segurança e redução de riscos operacionais
Aplicação da Fotogrametria no Levantamento Arquitetônico: Estudo de Caso do Bloco A da Escola Politécnica da Universidade de Pernambuco
No full textSegundo Docci (2011), o levantamento arquitetônico, que consiste em aferir as medidas de uma edificação de modo a desenhá-la com precisão, é uma das etapas desenvolvidas por arquitetos e engenheiros para elaboração de projetos e obras em edificações existentes. Em paralelo, a fotogrametria tem se consolidado como uma ferramenta auxiliar para levantamentos e mapeamentos na construção civil. Segundo Silva (2015), a fotogrametria surgiu ainda antes da popularização do computador, sendo praticada por meio de câmeras analógicas e processos manuais de montagem de fotografias para geração de ortomosaicos e ortofotocartas. Ortomosaicos é uma imagem resultante da combinação de fotografias sequenciais, com ajustes e correções de combinação de pontos coincidentes, gerando uma imagem final ortogonal, com medidas e escala reais. As ortofotocartas, por sua vez, se aplicam a terrenos, áreas urbanas e rurais em geral. Na atualidade, Arruda (2013) aponta que a fotogrametria, no cenário digital, combina princípios ópticos e processamento computacional para gerar modelos fotográficos tridimensionais e imagens ortográficas bidimensionais, resultado do alinhamento de fotografias capturadas em sequência. Desta forma, é possível representar objetos e edificações em escala, que podem ter diversas finalidades, como servir de base para elaboração de desenhos e modelagem tridimensional por meio de digitalização em programas CAD e BIM, com alto grau de precisão e confiabilidade. A fotogrametria evoluiu para processos automatizados, capazes de integrar nuvens de pontos a modelos 3D precisos, sendo aplicada em várias áreas de conhecimento e atuação, a exemplo de cartografia, arquitetura, restauro de edifícios históricos e operações urbanas (Historic England, 2017). Tirello e Corrêa (2012) combinam o levantamento métrico tradicional com técnicas de fotogrametria, associação que permite gerar representações precisas de fachadas, sem distorções geométricas. As medições obtidas em campo são utilizadas como pontos de referência para dimensionar os elementos, como fenestrações, ou mesmo a extensão dimensão total do edifício. Arruda (2013) destaca que, após a geração do modelo geométrico tridimensional, é possível aplicar texturas diretamente extraídas das imagens fotográficas do objeto real, o que confere maior realismo à representação digital — Além disso, é possível exportar o modelo 3D produzido para diversas plataformas, como softwares de renderização, animação ou simulação computacional. Trata-se de um processo que possibilita uma compreensão aprofundada da geometria, estrutura e forma do objeto construído, superando os limites da observação empírica. Diante do exposto, a presente pesquisa tem como objetivo geral avaliar a produtividade e a eficiência da aplicação da fotogrametria digital no levantamento arquitetônico, por meio da análise comparativa entre métodos tradicionais e digitais, baseando-se no estudo de caso do Bloco A da Escola Politécnica de Pernambuco (POLI / UPE). Dos objetivos específicos, visa observar o tempo de execução, nível de detalhamento e a qualidade dos produtos gerados, fazendo uma análise comparativa entre a fotogrametria e o método tradicional (Entende-se como "tradicional" aquele levantamento que consiste na medição manual do espaço, com auxílio de trenas). A metodologia adotada é classificada como pesquisa de campo, com abordagem quali-quantitativa, consistindo na aplicação da fotogrametria. Durante a etapa de coleta de dados, foi realizado um sobrevoo com Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT), modelo DJI Mini 4 Pro, para captura das imagens da edificação. Em seguida, as imagens foram adicionadas e processadas em software para fotogrametria, por meio de técnicas de alinhamento e reconstrução digital, utilizando medidas de referência como a largura da fachada frontal e altura de janelas, gerando os produtos finais: ortomosaico e modelo tridimensional do edifício em escala real. Os resultados obtidos evidenciam a eficiência da fotogrametria em comparação com os métodos tradicionais. Enquanto o levantamento manual demandaria aproximadamente três dias para a medição e quatro dias para a elaboração dos desenhos, totalizando sete dias, a assistência do drone permitiu a realização de todo o processo fotográfico em poucas horas, com a geração de ortomosaicos e desenhos em apenas dois dias. Os resultados apresentaram uma significativa otimização de tempo, além de proporcionar melhores condições ergonômicas ao operador, uma vez que o processo dispensou deslocamentos repetitivos e permitiu a execução das atividades em ambiente protegido da exposição direta ao sol. Em suma, houve uma redução de 86% do tempo de um levantamento tradicional. Vale ressaltar que, em um cenário onde fosse necessário um mapeamento de danos, estima-se que demoraria cerca de uma semana para a realização manual do trabalho, enquanto as ortofotos geradas para o levantamento já atenderam às exigências técnicas para essa etapa projetual. Entretanto, também foram verificados alguns itens a serem considerados antes da utilização dessa metodologia — VANTs não são obrigatoriedades, o registro fotográfico pode ser realizado por câmera profissional ou telefone, contanto que possam garantir uma boa qualidade de imagem e visualização de todos os trechos do objeto de estudo; os softwares, além de pagos, exigem que o computador tenha boas especificações. Diante do resultado, pode-se concluir que a fotogrametria se mostra eficaz não só para fins de levantamento como para o mapeamento de danos, minimizando o trabalho in loco sem sacrificar qualidade
Elementos sensores de campo magnético baseados no efeito da magnetoimpedância gigante fabricados por eletrodeposição
No full textNeste trabalho, são apresentados os processos de fabricação e caracterização de elementos sensores de campo magnético baseados na magnetoimpedância gigante (MIG). A MIG é um fenômeno físico caracterizado por uma notável variação na impedância de certos materiais, especialmente condutores ferromagnéticos amorfos, quando expostos a campos magnéticos externos (PHAN, 2008). A literatura apresenta diversas aplicações para esses sensores, tais como detecção de metais perdidos em corpos humanos, identificação de falhas em dutos de transporte de petróleo, detecção de células cancerígenas e medição de campos biomagnéticos extremamente fracos (CHEN, 2011). Os sensores foram desenvolvidos na forma de meandros (VILELA, 2017), onde uma camada de um material condutor ferromagnético mole, Co₉₀P₁₀ (DA SILVA, 2004; GARCIA, 2001; SINNECKER, 2000), é crescida sobre uma trilha de cobre (Cu) no formato de meandro previamente depositado sobre um substrato de vidro utilizando a técnica de alto vácuo Sputtering. Para analisarmos a resposta magnética e eficácia dos sensores, foram realizadas medidas da magnetoimpedância do meandro em função do campo magnético aplicado para diferentes frequências da corrente elétrica alternada utilizada na determinação da impedância. Os resultados preliminares demonstram que os filmes de CoP crescidos por eletrodeposição apresentam um bom comportamento magnético e uma boa aderência à trilha de cobre. Os passos seguintes consistirão em testes de sensibilidade dos elementos sensores em função de espessura do filme de CoP. Os sensores MIG fabricados se destacam por sua acurácia, baixo custo, inocuidade, e tamanho reduzido e operação a temperatura ambiente. O projeto tem potencial para gerar patentes
Predição de casos de arboviroses transmitidas pelo mosquito Aedes aegypti: uma abordagem utilizando computação de reservatório
No full textIntrodução: As arboviroses, grupo de doenças causadas por vírus os quais são transmitidos por meio de um vetor de transmissor, artrópode hematófago e um hospedei grupo de doenças, atingem, principalmente, as regiões tropicais e subtropicais, que abrigam cerca de 3,9 bilhões de pessoas. Os modelos de predição baseados em aprendizagem de máquina podem ser ferramentas importantes no combate às arboviroses, pois são capazes de evidenciar os padrões das doenças, permitindo que haja tempo hábil para tomar medidas de prevenção antes do surto ocorrer. As máquinas de aprendizado extremo (do inglês, Extreme Learning Machine, ELM) podem ser uma ferramenta para criar esses modelos de predição uma vez que são mais rápidas de treinar quando comparadas com modelos clássicos como redes neurais, por exemplo. Objetivo: Sendo assim, o objetivo deste trabalho é a construção de um modelo de classificador utilizando arquitetura de computação de reservatório para indicar o intervalo da concentração dos casos de arboviroses nos bairros da cidade do Recife, a partir dos dados públicos da quantidade de casos das doenças, variáveis climáticas. Metodologia: Os dados relacionados aos casos de arboviroses foram obtidos através do Portal de Dados Abertos da Prefeitura do Recife para os anos de 2013-2016. Para cada bairro do Recife, foi considerada a soma dos casos confirmados de Dengue, Zika e Chikungunya. Além disso, os dados referentes aos casos foram organizados por bimestre, visto que as políticas de combate às arboviroses adotadas pelo Sistema Único de Saúde (SUS) são realizadas a cada bimestre . As variáveis climáticas foram retiradas das bases de dados da Agência Pernambucana de Águas e Climas (APAC) e do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Da APAC, obtiveram-se as séries históricas das precipitações mensais para os anos de 2013-2016, enquanto os dados da velocidade dos ventos e temperatura, para o mesmo período, foram obtidos do INMET. Com as informações de casos e dadas variáveis climáticas da cidade do Recife, construíram-se mapas da distribuição espacial dessas doenças por meio da interpolação IDW (Inverse Distance Weighted). Em seguida, os mapas de distribuição espacial construídos foram varridos simultaneamente, armazenando as informações na seguinte ordem: latitude, longitude, distribuição bimestral dos casos e distribuição da temperatura, chuva e velocidade dos ventos para os respectivos meses do bimestre. Para a elaboração de cada conjunto de predição, considerou-se informações de seis bimestre consecutivos que antecedem o bimestre de predição. Para encontrar o número ótimo de classes para o problema, aplicou-se a Regra de Sturges. A técnica SMOTE (do inglês, Synthetic Minority Oversampling Technique) foi utilizada para balancear os conjuntos de dados, com um k=3. Para o treinamento dos modelos, foram utilizadas as máquinas de aprendizado extremo (ELMs) da biblioteca PyRCN, nas seguintes configurações: camada única, duas, cinco e 10 camadas de input-to-node. Em cada configuração, o número de neurônios foi de 10, 20, 50 e 100 neurônios em cada uma das camadas. Os modelos treinados foram avaliados de acordo com a acurácia, precision e recall. Cada experimento foi rodado 30 vezes com validação cruzada de 10-folds. Resultados: De acordo com os resultados preliminares, os experimentos apontaram um bom desempenho para a maioria dos modelos treinados. O valor da acurácia atingida pela maioria dos modelos esteve entre 0,7620 e 0,9623, com exceção da configuração com 10 camadas e 100 neurônios, em que o valor atingido foi de 0,6261. Para esta mesma configuração, os valores obtidos para as métricas de precision e recall foram de 0,6266 e 0,63419, respectivamente. As configurações de camada única e duas camadas, com 100 neurônios em suas respectivas camadas, obtiveram resultados semelhantes. Para a primeira, os valores da acurácia, precision e recall foram de 0,9622, 0,9622 e 0,9629, respectivamente, enquanto para a segunda, os resultados para essas mesmas métricas foram de 0,9623, 0,9623 e 0,9629, respectivamente. Conclusão: Conforme indicam os experimentos, as arquiteturas de extreme learning machines podem auxiliar na construção de modelos com altas taxas de assertividade para a predição dos casos de arboviroses no Recife. Como trabalhos futuros pretende-se construir os mapas de distribuição espacial a partir dos dados da predição para que sejam fornecidas informações espaciais de interesse epidemiológico. Os mapas de distribuição espacial podem embasar as autoridades de saúde nas tomadas de decisão tanto no planejamento quanto na implementação de políticas públicas de prevenção de arboviroses
Ocorrência de corrosão em pilares de uma edificação em área litorânea
No full textA corrosão pode ser definida como a deterioração de um metal ou liga, a partir de sua superfície, pelo meio no qual está inserido. O processo envolve reações de oxidação e de redução (redox) que convertem o metal ou componente metálico em óxido, hidróxido ou sal (SILVA et al., 2015). A inspeção predial é um procedimento importante para acompanhar o grau de degradação de uma edificação e promover ações de manutenção (DE SOUZA; DE CARVALHO KAISER, 2022). Na construção civil, a corrosão é frequentemente observada em fachadas (DE MEDEIROS; HELENE, 2021) e em áreas costeiras, a incidência de corrosão é ainda maior, devido à presença de sais marinhos, gerando corrosão por cloretos (SOCARRÁS-CORDOVÍ; GONZÁLEZ-DÍAZ; ÁLVAREZ-DEULOFEU, 2022; TONDELO; BARTH, 2019). As manifestações patológicas em edificações comprometem a estética, a funcionalidade e a estrutura (MONTEIRO, 2018). Portanto, o objetivo deste trabalho é identificar, avaliar e apresentar a técnica empregada na recuperação da corrosão em pilares de concreto armado no pavimento pilotis de uma edificação localizada em uma região litorânea do Recife. O presente estudo é caracterizado como estudo de caso, cuja metodologia foi dividida em duas etapas: inspeção visual e análise qualitativa dos dados. A edificação utilizada no estudo foi construída em 1977 e está localizada na cidade de Jaboatão dos Guararapes no bairro de Piedade, ela possui quatro pavimentos, sendo um pilotis e três pavimentos de apartamentos, encontra-se aproximadamente um quilômetro de distância até a praia, podendo classificar a agressividade do meio forte do tipo III, de acordo com a NBR 6118. Durante a inspeção visual e análise qualitativa dos dados realizadas neste estudo de caso, foi identificado um total de 22 pilares, de um total de 30, que apresentavam fissuras paralelas à armadura e desplacamento do revestimento cerâmico, indicando a ocorrência de corrosão na armadura. Esses resultados são consistentes com a deterioração causada pela corrosão em estruturas de concreto armado expostas a ambientes agressivos, como é o caso de uma região litorânea com presença de sais marinhos. É importante ressaltar que a falta de realização dos testes de carbonatação e teste de ataque de íons cloreto durante a intervenção de manutenção corretiva dos pilares, em novembro de 2020, compromete a caracterização precisa da causa da corrosão. Esses testes são fundamentais para identificar os mecanismos de degradação presentes e direcionar as ações de recuperação de forma mais efetiva. Portanto, a ausência desses testes pode resultar em um diagnóstico incompleto e em medidas de reparo que não abordam integralmente o problema. Com base nos resultados obtidos neste estudo de caso, pode-se concluir que a corrosão em pilares de concreto armado é um problema significativo que afeta a durabilidade e a integridade estrutural das edificações. Nesse sentido, destaca-se a importância da manutenção preventiva como medida fundamental para evitar a necessidade de intervenções corretivas em estruturas de concreto armado. A realização regular de inspeções e testes adequados pode identificar precocemente os sinais de corrosão e permitir a adoção de medidas preventivas, como a aplicação de revestimentos protetores, o controle da exposição ao meio agressivo e a manutenção adequada das estruturas. Portanto, é recomendado que os proprietários e responsáveis por edificações adotem um programa de manutenção preventiva abrangente, com base em diretrizes normativas e boas práticas da engenharia civil. Isso contribuirá para prolongar a vida útil das estruturas, reduzir os custos de reparo e garantir a segurança e o desempenho adequado das edificações ao longo do tempo.
Palavras-chave: Inspeção predial; Manutenção; Corrosão.
Referências
DE MEDEIROS, M. H. F.; HELENE, P. Inspection and rehabilitation of the marquee of the Ibirapuera Park in Brazil. Journal of Building Pathology and Rehabilitation, v. 6, n. 1, p. 1-15, 2021.
DE SOUZA, D. F.; DE CARVALHO KAISER, S. W. M. Interfaces entre inspeção predial e segurança do trabalho: aplicação a um prédio público federal em Cuiabá/MT. E&S Engineering and Science, v. 11, n. 3, p. 93-104, 2022.
MONTEIRO, E. C. B. Fundamentos da corrosão. Notas de aula do Curso de Especialização. Escola Politécnica de Pernambuco. Universidade de Pernambuco, Recife, 2018. 5p.MONTEIRO, E. C. B. Manifestações patológicas em estruturas de concreto. Notas de aula do Curso de Especialização. Escola Politécnica de Pernambuco. Universidade de Pernambuco, Recife, 2018. 5p
SILVA, M. V. F. et al. Corrosão do aço-carbono: uma abordagem do cotidiano no ensino de química. Química Nova, v. 38, p. 293-296, 2015.
SOCARRÁS-CORDOVÍ, Y.; GONZÁLEZ-DÍAZ, L.; ÁLVAREZ-DEULOFEU, E. Significant reductions in the area in corroded steel and its repercussion in prefabricated large-panel buildings. Revista Facultad de Ingeniería, v. 31, n. 59, 2022.
TONDELO, P. G.; BARTH, F. Análise das manifestações patológicas em fachadas por meio de inspeção com VANT. PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção, v. 10, p. e019009-e019009, 2019