Bauru - FEB - Faculdade de Engenharia

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Simulação numérica de fraturamento hidráulico em meios porosos naturalmente fraturados utilizando elementos de interface com elevada razão de aspecto
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-12-20) Barbosa, Lucas Guarnieri ; Manzoli, Osvaldo Luís ; Cleto, Pedro Rogério ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O fraturamento hidráulico e uma técnica utilizada na indústria de petróleo e gás para estimular reservatórios e contornar a baixa permeabilidade de reservatórios não convencionais. Sua aplicação consiste na injeção de um fluido sob alta pressão no poco de modo a induzir a propagação de fraturas hidráulicas (FH), otimizando a recuperação dos hidrocarbonetos através do aumento da permeabilidade da rocha. Contudo, diferentes aspectos envolvendo a rocha reservatório, como a presença de fraturas naturais (FN), estado de tensão in situ, abertura da FN e angulo de aproximação entre fraturas, dificultam estudos mais aprofundados dessa técnica, pois adicionam mais parâmetros na análise. Nesse contexto, essa dissertação apresenta um estudo numérico, via elementos de interface com elevada razão de aspecto (HAR-IE), para descrever os efeitos das interações entre FH e FN no processo de aplicação da técnica do fraturamento hidráulico. As equações governantes consideram o meio poroso deformável, sendo o fluxo de fluido regido pela Lei de Darcy. A propagação da fratura e descrita por um modelo de dano a tração e o escoamento de fluido em seu interior e governado pela clássica lei cubica. As analises demonstram, satisfatoriamente, como o comprimento, angulo de aproximação e a abertura da FN, assim como o estado de tensões in situ e os diferentes regimes de propagação de fraturas, influenciam a propagação da FH. Além disso, os estudos realizados também indicam que os HAR-IEs são eficientes em reproduzir diferentes interações entre FHs e FNs para diferentes cenários.
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Avaliação da resistência ao cisalhamento do poliestireno expandido em diferentes interfaces
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-28) Viana, Laura Aline Nogueira ; Lodi, Paulo César ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O Poliestireno Expandido (EPS) é um material polimérico de interesse geotécnico para utilização em solos com baixa capacidade de suporte sendo geralmente utilizado em combinação com outros geossintéticos que servem para sua proteção, devido as suas características como baixo peso específico, alta resistência e baixa compressibilidade. Analisando as possibilidades de ruptura, observa-se que a maior probabilidade de falha ocorre na interface entre os materiais, em especial em obras nas quais atuam cargas horizontais (paralelas ao plano da interface). Assim, este trabalho avaliou a resistência ao cisalhamento do EPS em cinco massas específicas nominais (10; 14,5; 18; 28 e 33,5 kg/m³) com geotêxteis (GTs) PET não tecidos,geomembranas (GM) de policloreto de vinila (PVC) lisas e solo arenoso e argiloso. Os ensaios foram realizados de acordo com as orientações da ASTM D1621 – 2000 nas condições seca e molhada (saturada). Foram determinados os parâmetros do cisalhamento direto (adesão e ângulo de atrito) para situações de pico e pós-pico. Os resultados mostram que o ângulo de atrito é o principal parâmetro a ser analisado e tem o comportamento crescente tratando-se das maiores massas específicas do EPS.
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Análise comparativa do consumo energético e das emissões na colheita mecanizada de cana-de-açúcar para etanol
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-11-22) Fernandes, Danilo Zanucoli ; Bezerra, Barbara Stolte ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A produção de etanol combustível a partir da cana-de-açúcar demanda elevado consumo de óleo diesel, um combustível fóssil derivado de petróleo, especialmente na etapa de corte, carregamento e transporte (CCT). Essa fase envolve o uso intensivo de colhedoras, caminhões, pulverizadores e tratores responsáveis pelo movimento dos transbordos nos canaviais, elementos cruciais para a colheita mecanizada. Como resposta aos desafios ambientais, algumas usinas têm implementado sistemas inovadores que substituem os tratores e vagões tradicionais por caminhões autônomos no transbordo. Este estudo avaliou os impactos ambientais dessa mudança, com foco nas emissões de gases de efeito estufa (GEEs), comparando o sistema de transbordo tradicional com o sistema de caminhões autônomos. Utilizando os métodos de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) IPCC 2013 e EDIP 2003, os resultados revelaram reduções expressivas nas emissões de GEEs em todos os cenários analisados. Os achados destacam o potencial dos caminhões autônomos como alternativa sustentável para a mitigação de impactos ambientais na colheita mecanizada da cana-de-açúcar.
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Efeito da retificação sustentável de aço molde aplicando a técnica de lubrirrefrigeração por mql utilizando rebolo de carbeto de silício preto
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-12-13) Tavares, Andre Bueno ; Lopes, José Claudio ; Bianchi, Eduardo Carlos ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A indústria de moldes para injeção plástica evoluiu ao longo dos anos, desde a produção de peças sem precisão dimensional, como pentes e botões, até peças de alta precisão para diversos setores como embalagens, construção, automotivo, aeroespacial e médico. São necessários moldes de alta precisão e um processo de fabricação que proporcione um excelente acabamento superficial. Além disso, as indústrias em todo o mundo buscam uma produção mais verde e limpa, visando reduzir o descarte de resíduos, consumo de energia e evitar produtos químicos prejudiciais ao meio ambiente. Nessa perspectiva, estudos relacionados à retificação de aço molde com técnicas de lubrificação mais ecológicas são de extrema importância. No entanto, publicações sobre este tema ainda são raras. Portanto, o presente trabalho investigou o desempenho da retificação cilíndrica de mergulho associada a diferentes técnicas de lubri-refrigeração utilizando rebolo de carbeto de silício preto sob três velocidades de avanço: 0,25, 0,50, 075 mm/min. Foram utilizados dois métodos de aplicação de fluidos de corte no processo: técnica de lubrificação convencional e MQL, com vazões de 10 l/min e 0,120 l/min, respectivamente. Além disso, também foi analisada a técnica MQL associada ao sistema de limpeza do rebolo. Os parâmetros de saída avaliados foram: rugosidade superficial da peça (Ra), desvio de circularidade, desgaste diametral do rebolo, razão G, potência de retificação, força tangencial de corte, emissão acústica e análise de custos do processo. Os resultados indicaram que a utilização da limpeza da superfície de corte do rebolo na técnica MQL melhora consideravelmente os resultados obtidos no processo possibilitando a substituição da técnica convencional de lubrificação na retificação do aço VP50IM com rebolo de carbeto de silício preto.
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Desempenho metrológico de um torno horizontal e qualidade de fabricação: estudo sobre a separação de erros como técnica de calibração
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-11-29) Rocha, Guilherme Castilho Encinas da ; Morais, César Augusto Galvão de ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O objetivo deste trabalho é demonstrar de maneira prática a aplicação de métodos que permitem a identificação dos erros geométricos que impactam a qualidade de processos de torneamento, atestando o desempenho metrológico da máquina ferramenta, e verificando a relação entre os erros geométricos e a qualidade de peças usinadas com diâmetros e comprimentos diferentes. Experimentos foram conduzidos em um torno mecânico horizontal, com medições realizadas por um apalpador indutivo, um artefato metálico e uma coluna de medição. Aplicou-se o método dos mínimos quadrados para corrigir o desalinhamento experimental e o método de reversão de artefato para separar o erro de retitude do torno mecânico. Análises estatísticas paramétricas e não paramétricas, com análises de variância e comparações múltiplas foram empregadas para avaliar a influência das diferentes posições dos carros de deslocamento da máquina sobre os erros medidos. Os resultados demonstraram que os erros geométricos variam de acordo com as diferentes posições longitudinais e transversais ao longo do espaço de trabalho da máquina. Os erros horizontais e verticais atingiram valores médios máximos de 11,16 e 15,49 μm, respectivamente. A simulação da usinagem de peças com diferentes diâmetros constatou que o desvio geométrico diminui para peças com diâmetros maiores e permite estabelecer tolerâncias de projeto para peças cilíndricas. Por fim, destaca-se que o método de separação de erros proposto permitiu identificar de maneira eficaz o perfil dos erros geométricos do torno mecânico e apresenta grande potencial para aplicações em ambientes industriais e em diferentes tipos de máquinas.
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Análise de ressonadores não lineares aplicados ao controle passivo de vibração em guias de onda unidimensionais
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-12-10) Anezio, Felipe Alves ; Gonçalves, Paulo José Paupitz ; Santo, Douglas Roca ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Atualmente, estruturas periódicas com ressonadores anexados ao longo de seu comprimento estão sendo muito estudadas para controle de vibração. Este conceito está intimamente ligado às pesquisas na área dos metamateriais. Quando ondas elásticas se propagam através dessas estruturas, elas são remodeladas, resultando em intervalos de frequência onde não podem se propagar livremente, conhecidos como bandgaps. A ideia central nesta dissertação é modelar a célula unitária de uma estrutura periódica unidimensional com ressonador não linear anexado. As frequências de ressonância da estrutura acoplada a dispositivos não lineares dependem dos níveis de deslocamento, podendo deslocar as ressonâncias dentro do intervalo. Isso torna a resposta não linear interessante, pois o efeito metamaterial é alcançado devido aos diferentes níveis de vibração de cada ressonador. O método analítico denominado Balanço Harmônico é usado para produzir uma equação polinomial aproximada que permite calcular as funções de resposta em frequência (FRFs). São feitas comparações com soluções numéricas, integrando deslocamentos pelo método Runge-Kutta e implementação de um modelo de elementos finitos (FEM). Além disso, uma estratégia diferente é proposta usando o algoritmo de continuação por homotopia para um sistema de polinômios algébricos não lineares utilizando Bertini. Para o caso não linear, as funções de transmissibilidade do deslocamento estrutural mostraram um aumento na região do bandgap, onde também ocorreram três respostas possíveis, em comparação ao ressonador puramente linear. A rigidez não linear associada ao absorvedor de vibrações gerou algumas vantagens em frequências mais baixas, ilustrando ser possível a melhoria da resposta sem acréscimo substancial de massa, quando comparado ao linear. As constatações abrem perspectivas interessantes sobre o controle passivo de vibrações de estruturas periódicas.
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Comparação ambiental de duas embalagens usando ACV: estudo de caso
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-11-27) Kamimura, Camila Oliveira ; Mancini, Sandro Donnini ; Gianelli, Bruno Fernando ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O aumento da geração de resíduos tem sido um grande desafio para o direcionamento de políticas ambientais das empresas e poder público. Neste sentido, esta pesquisa se propôs a comparar os impactos ambientais decorrentes da mudança da embalagem de uma ferramenta largamente comercializada no Brasil e outros países. A embalagem (A) era fabricada em papel e plástico e foi descontinuada, abrindo espaço para uma nova, menor, fabricada somente com papel (B). A mudança visava adequação às políticas de redução do uso de plástico, exigência do mercado europeu, para onde parte da produção da ferramenta é vendida. Foi utilizada a metodologia de Avaliação de Ciclo de Vida, empregando como instrumento analítico o software OpenLCA e utilizando-se para tanto a base de dados EcoInvent e o método ReCiPe Midpoint (H) para avaliação do impacto de ciclo de vida. Foram mapeados os processos utilizados para fabricação das duas embalagens e quantificados os materiais utilizados nas embalagens A, de 6,34 gramas no total, e B, de 4,68 g no total. Estudou-se um total de 18 categorias de impacto, sendo que cerca de 80% do impacto ambiental da fabricação das embalagens A e B é proveniente das categorias de: ecotoxicidade marinha, ecotoxicidade de água doce e eutrofização de água doce. A comparação entre as embalagens nessas três categorias de impacto mostrou que a embalagem B é de 33 a 74% menos impactante que a embalagem A, sendo que essa variação ocorreu devido a retirada do plástico e a redução do papel na composição da embalagem B. Outros ganhos não mensurados são menor geração de resíduos, menor geração de efluentes líquidos e um transporte mais eficiente.
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A integração de sistemas lid-grei na busca pela resiliência urbana no córrego Água das Flores na cidade de Bauru-SP
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-10-08) Zanatta, Maria Beatriz Hernandes de Barros ; Moruzzi, Rodrigo Braga ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Com a urbanização crescente, problemas como a impermeabilização do solo e falta de infraestrutura tendem a gerar alagamentos e inundações. Este trabalho propõe a implantação de sistemas LID-GREI para o controle do escoamento superficial e da infiltração de águas pluviais com simulação de processos hidrológicos naturais. Neste estudo, foi considerado um cenário de chuva intensa para avaliar a situação atual do sistema de drenagem urbana do Córrego Água das Flores - região central de Bauru-SP - além de prever a implementação de trincheiras de infiltração, jardins de chuva e bacias de detenção, bem como pavimentos permeáveis, ao longo do trecho do córrego analisado. Para desenvolver esse cenário, utilizou-se o modelo numérico Storm Water Management Model (SWMM), adotando o modelo de propagação de ondas dinâmicas, tempo de retorno de 5 anos com intensidade de 48,3 mm/h - conforme dados da estação do Centro de Meteorologia de Bauru (IPMET) - bem como o índice RESO, desenvolvido por Mugume et al. (2015) e utilizado para avaliar a resiliência operacional de sistemas de drenagem urbana. A simulação considerou uma chuva com tempo de recorrência de 5 anos e duração de 60 minutos. Os resultados apontam para redução de 42% no volume escoado e um aumento de 98% na resiliência urbana, comparado ao cenário sem LID, com destaque a eficácia das intervenções propostas na mitigação de eventos hidrológicos recorrentes. Além disso, o estudo promove a busca por cidades resilientes que possam resistir e prevenir impactos ambientais futuros por meio de planejamento urbano e social. Portanto, na combinação desses dois conceitos – para o cenário simulado - é possível desenvolver sistemas dinâmicos e resilientes, capazes de gerenciar as águas urbanas de maneira eficiente e minimizar os riscos associados a eventos de menos frequência.
Previsão da vida útil de estruturas de concreto armado frente à corrosão das armaduras por carbonatação
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-07-31) Conte, William ; Nogueira, Caio Gorla ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A corrosão do aço das armaduras é uma das principais causas de manifestações patológicas em estruturas de concreto armado em todo o mundo. As normas e códigos de projeto de estruturas de concreto enfatizam em suas recomendações a importância de se garantir a durabilidade, a partir do conhecimento da vida útil de projeto e total dos elementos estruturais. No entanto, não existem nessas normas procedimentos explícitos e sistemáticos para a previsão do tempo de vida útil das estruturas. Nesse contexto, diversos modelos determinísticos de previsão de concentração de cloretos e da profundidade de carbonatação vêm sendo desenvolvidos, com o objetivo de se obter o tempo estimado para a despassivação das armaduras e, portanto, estabelecer o início da corrosão. Embora existam tais modelos de previsão atualmente, ainda se carece de bons e vastos resultados de estruturas reais em serviço que permitam validar a utilização desses modelos para uso na etapa do projeto estrutural. Com isso, o presente trabalho apresenta dados de resistência à compressão do concreto, cobrimento e frente carbonatada (corrosão por carbonatação) obtidos de uma ponte, com aproximadamente 40 anos, em serviço no município de Bauru-SP. Modelos de previsão determinística da profundidade de carbonatação (Vesikari, 1988; Bob e Afana, 1993; Helene, 1993; EHE – 08, 2010; Possan, 2010 e Ekolu, 2018) são utilizados para comparação com os dados reais da frente carbonatada da estrutura analisada. São verificadas diferentes resistências à compressão e umidade relativa, com o objetivo de simular os possíveis cenários da estrutura. Boa concordância entre os modelos e os dados reais foi obtida, o que sugere que tais modelos podem ser adotados para a estimativa do tempo de vida de projeto de estruturas de concreto.
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Um modelo para indicar locais para instalação de usinas fotovoltaicas no Brasil
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-06-17) Saccardo, Ronaldo Ricardo ; Siqueira, Regiane Máximo ; Santos Neto, João Batista Sarmento dos ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A energia fotovoltaica tem se tornado uma matéria de muito interesse, devido ao desenvolvimento desta tecnologia vir ao encontro aos anseios da sociedade, fato que pode ser verificado devido ao vigoroso aumento da geração de energia elétrica a partir da fonte fotovoltaica, onde a implantação de grandes empreendimentos geradores deste tipo de energia, os quais demandam a disponibilidade de consideráveis áreas de terra com certas características para poderem ser consideradas viáveis, tem sido objeto de estudo por parte de profissionais do ramo. Neste sentido, apoiado pela metodologia do pensamento focado em valor (VFT) e de recursos de informações geográficas (GIS) para, metodologicamente de forma simples e prática, gerar uma lista ordenada de locais, os mais indicados em termos de viabilidade e economicidade possíveis, este trabalho se desenvolveu, utilizando recursos de análise de decisão multicritério, baseado no método MACBETH, para que, como resultado, esta lista possa ser utilizada por profissionais que trabalham com a implantação de usinas fotovoltaicas e assim se decidir, mais fácil e assertivamente sobre o melhor local para tal implantação. Como forma de testar a operacionalidade do processo sugerido, foi feita uma aplicação prática, da metodologia proposta, a qual após a análise de sensibilidade do peso do ponto de vista mais relevante (Irradiação Solar), retornou que a ordenação gerada é considerada confiável e sendo assim como conclusão, a estrutura proposta pode ser considerada uma estrutura consistente e útil, podendo o método proposto, ser seguido para a tomada de decisão.
Lodos de ETAS: potenciais impactos, efeitos da secagem térmica e perlocação de metais pesados em aterros exclusivos, sanitários e e obras geotécnicas
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-05-03) Silva, Juscimara Rodrigues ; Pinto, Fabiana Alves Fiore ; Jesus, Amanda Maria Dantas de
A tendência de urbanização e de rápido crescimento da população mundial estabelecem uma demanda de água potável cada vez maior. As Estações de Tratamento de Águas (ETAs) desempenham papel crucial no tratamento da água para consumo humano. No entanto, o processo resulta na geração contínua de resíduos, conhecidos como Lodos de Estação de Tratamento de Água (LETA), cuja composição varia conforme a qualidade da água bruta, os métodos e insumos de tratamento empregados. A gestão e o gerenciamento desses resíduos é um desafio ambiental em função do volume gerado, da recorrente e crescente geração, da disposição inadequada e do aterramento como rejeito em aterros sanitários. Diante deste cenário, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a secagem térmica e os aspectos e impactos da disposição de LETAs em solos. Para isso, mapeou-se e classificou se os principais impactos ambientais da disposição de LETAs em solos e comparou-se as perspectivas de pesquisadores e profissionais do saneamento. Também foi avaliado o impacto da secagem térmica nas características físico-químicas e microbiológicas de lodos de estação de tratamento de água, por meio de estudo de caso exploratório em ETA localizada no estado de São Paulo. Além disso, avaliou se os aspectos ambientais associados às disposições dos LETAs (seco termicamente, naturalmente e desaguado) no solo. Com isso, verificou-se que ainda há uma lacuna no conhecimento sobre os impactos da disposição dos LETAs entre pesquisadores e profissionais do saneamento e que a temática demanda a realização de estudos e ampla divulgação para garantir que medidas preventivas sejam adotadas nas ETAs. Foi observado também, que a secagem térmica propicia a inativação de microorganismos e que o produto dela resultante traz benefícios para as demais etapas do manejo deste resíduo. No entanto, a presença dos elementos: bário, cromo e mercúrio, nos extratos lixiviados, evidencia a necessidade de realização de ensaio complementar de toxicidade para a adequada classificação desses resíduos. E ao avaliar adisposição de LETAs em solo através de um aparato experimental, simulando diferentes condições, verificou-se que tanto as condições operacionais quantoo tipo de secagem de lodo exercem influência significativa na concentração de metais dos percolados. Isso evidencia que as simulações foram capazes de representar as diferentes condições de disposição de LETAs em solos.
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Atualização e desenvolvimento de um sistema para ensaios down-hole em conjunto com piezocone
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-28) Braus, Guilherme Bravo ; Giacheti, Heraldo Luiz
Na investigação do subsolo deve-se definir o perfil estratigráfico e estimar os parâmetros geotécnicos necessários para cada obra. Para isso, ensaios híbridos são alternativas interessantes aos tradicionais, pois permitem a obtenção de dados complementares aos normalmente obtidos por meio de ensaios de campo como o SPT, CPT e DMT. O objetivo desta pesquisa foi atualizar um sistema composto por uma ponteira sísmica e um programa para aquisição e tratamento de dados, para determinar o tempo de chegada de ondas de compressão (P) e cisalhantes (S) pela técnica do down-hole. Assim, é possível calcular a velocidade de propagação dessas ondas (VP e VS) e procurar identificar a posição do nível d’água. Ensaios de laboratório possibilitaram adequar todo o sistema, verificar a estanqueidade da ponteira e atualizar o programa computacional. Ensaios sísmicos down-hole realizados nos campos experimentais da USP de São Carlos e da Unesp de Bauru foram comparados com valores de VS e VP de referência, determinados em ensaios sísmicos cross-hole e down-hole. Os ensaios realizados na USP de São Carlos e no Jardim Botânico Municipal de Bauru foram utilizados para procurar identificar a posição do nível de água. Nos dois campos experimentais investigados, as diferenças médias entre valores de VS determinados foram adequadas, entre 6% e 8,6%, quando comparados com valores de ensaios de referência. No entanto, os perfis de VP só foram possíveis de serem determinados pelo pseudo intervalo de tempo empregando um programa comercial e resultou em valores de VP muito superiores aos de referência, com diferenças médias de 29,1% e 35,9%, respectivamente nos campos experimentais da USP e da Unesp. Constatou-se também que os perfis de VP em áreas com presença de nível de água saltaram para valores superiores a 1500 m/s próximo ao nível de água. No entanto, isso não ocorreu onde o nível de água se encontrava, mas a 1,5 m abaixo dele para um campo experimental e cerca de 2,0 m abaixo para o outro. Assim, considera-se que o sistema desenvolvido é eficiente para determinação de perfis de VS da forma que foi empregado e ainda não é confiável para determinação de perfis de VP. É necessário realizar mais estudos para melhor compreender a propagação de ondas P e propor um sistema e uma forma de interpretação de resultados que possibilite perfis de VP equivalente aqueles que se obtém para as ondas S.
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Avaliação do potencial de remoção de corante têxtil em efluente a partir de biocarvão da casca de laranja como adsorvente
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-05-06) Floriano Neto, Pedro ; Rocha, Kleper de Oliveira
O Brasil figura-se dentre os maiores produtores de tecidos do mundo, possuindo por volta de 25 mil empresas operando em território nacional, demonstrando também destaque ainda maior através da produção e exportação de suco de laranja, gerando grandes riquezas ao país. Na contramão do desenvolvimento vem uma elevada geração de resíduos e efluentes, que por sua vez implicam em altas concentrações de corantes, usados em sua composição. Neste contexto, novas alternativas vêm sendo buscadas para o tratamento de efluentes contendo corantes, dentre as diversas técnicas que podem ser empregadas para o tratamento deste tipo de efluentes estão os processos adsortivos. Neste trabalho avaliou-se a utilização do biocarvão como adsorvente, produzido a partir de residuos agroindustriais do bagaço de laranja. Desta forma, foram realizados testes de adsorção com os seguintes corantes: Alaranjado de metila, Azul de metileno, Vermelho congo e Rodamina B, sendo avaliado a capacidade adsortiva do biocarvão. Foi produzido um carvão de forma simplificada através de pirólise e separação granulométrica em 28 mesh (0,6mm). Foram avaliados a influencia na variação da massa de adsorvente e velocidade deagitação em função do corante Rodamina B. A análise pHPCZ mostrou que o ponto de carga zero do biocarvão foi de 8,5. O processo de equilíbrio foi atingido em 24h, 48h e 96 para o Azul de metileno, Vermelho congo e Rodamina B, propiciando uma cinética retratada pelo modelo de Pseudo-primeira ordem para os dois primeiros e Pseudo-segunda ordem para a Rodamina B, apresentando valores de remoção na faixa de 86%, 69% e 72% respectivamente.
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Estudo numérico das deformações volumétricas de um talude rodoviário frente à alteração do estado de tensões por influência de mudanças do nível d’água e da sucção no solo
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-18) Silva, José Eduardo Prates Fernandes da ; Maedo, Michael Andrade ; Rodrigues, Roger Augusto
A compreensão da dinâmica e o conhecimento da magnitude das deformações em obras de engenharia desempenha um papel fundamental na escolha da concepção de projetos, impactando diretamente na viabilidade, segurança, e vida útil de empreendimentos. O presente trabalho estuda, por meio de experimentos numéricos, o comportamento hidro-mecânico (HM) ao longo do perfil geotécnico de um talude de uma rodovia e os recalques desenvolvidos na superfície, resultantes da alteração do estado de tensões do solo devido ao efeito do rebaixamento do nível d’água realizado para possibilitar a implantação de uma travessia subterrânea. O talude caracteriza-se por um aterro compactado e apresenta-se com uma porção superior de solo não saturado, e outra, subjacente, saturada. Os experimentos foram conduzidos utilizando-se o Modelo Básico de Barcelona (BBM) por meio do programa CODE_BRIGHT, que permite o tratamento do problema de forma totalmente acoplada. Com o propósito de reproduzir um estado de tensão representativo da condição de campo do maciço, foram estabelecidas condições iniciais e de contorno ao modelo: carga distribuída, desempenhando o efeito do tráfego sobre a rodovia; condição de fluxo caracterizando a sucção matricial na superfície do terreno; condição de pressões ao longo do perfil do solo representativa à distribuição das pressões intersticiais da água e à posição inicial do nível freático; pressão aplicada nos drenos instalados no talude para simular a sucção a vácuo, encarregada pelo processo de rebaixamento do nível d’água. Como subsídio à análise do comportamento HM do talude, as variáveis grau de saturação, pressão do líquido, deslocamento vertical e deformação vertical foram selecionadas. Avaliou-se ao longo da profundidade do aterro a influência dos parâmetros p0*, λ(0), r, β, P0, ξ e k do modelo adotado em relação ao processo de variação volumétrica do solo em resposta ao efeito do rebaixamento do nível freático. Análises paramétricas foram conduzidas promovendo-se variações individuais nos valores de cada parâmetro avaliado, mantendo-se os demais parâmetros com seus valores originais. Os parâmetros p0*, λ(0) e k demonstraram uma influência significativa na resposta da variável deformação e no comportamento dos deslocamentos desenvolvidos na superfície do maciço. Por outro lado, os parâmetros r, β e P0 apresentaram uma baixa influência no comportamento volumétrico observado. A avaliação do parâmetro ξ foi comprometida pela condição de contorno inicial de pressões aplicada ao modelo, ainda assim os resultados obtidos evidenciaram uma relevante influência da massa de água retirada do solo no comportamento dos recalques desenvolvidos na superfície do terreno.
Sustainability and renewable energy: a data envelopment analysis application
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-26) Bello, Geovanna Bernardino ; Ferraz, Diogo
The current global context presents the challenge of reducing the impact of production and consumption on the environment through the reuse of materials and energy. This dissertation aims to evaluate the performance of countries in this field. The research uses both quantitative and qualitative approaches, with two chapters: the first conducts a bibliometric review on sustainability and Data Envelopment Analysis (DEA), while the second focuses on constructing a renewable energy efficiency indicator through DEA. The results reveal variations in renewable energy efficiency between groups of countries, allowing for benchmarking and identification of nations with low efficiency in the use of renewable energy. The main contribution of this study is the creation of the Renewable Energy Index (REI), which highlights the potential for top 10 global performance in both developed countries (such as Sweden) and developing countries (such as Costa Rica and Sri Lanka). The study reveals that countries in central and northern Europe are among the most efficient, while those with political and economic instability remain among the lowest performers. Furthermore, nations with a predominant agricultural sector, such as Australia and Argentina, exhibited poorer REI performance due to significant methane emissions. This study also contributes to the mitigation of climate change and the advancement of the global sustainability agenda.
Modelo para operação estratégica de sistemas de distribuição em mercados transativos de energia via curva de suprimento residual
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-06) Goldoni, Eduardo Luis ; Nepomuceno, Leonardo
Os mercados transativos de energia envolvem o mercado atacadista (no nível da transmissão) e os mercados varejistas (no nível da distribuição). Nos mercados transativos, a interação entre os mercados atacadista e varejistas tem sido realizada por meio de abordagens em que o operador do sistema de distribuição (OSD) interage com mercado atacadista de forma ativa ou passiva. Na abordagem de interação passiva, o OSD assume que não tem poder de alterar os preços de equilíbrio do mercado atacadista, enquanto que na abordagem de interação ativa, o OSD assume que possui flexibilidades, em função de seus recursos de energia distribuídos (REDs), que podem alterar os preços de equilíbrio do mercado atacadista. A alteração dos preços no mercado atacadista é feita por meio de lances estratégicos submetidos pelo OSD ao mercado atacadista. Este trabalho propõe um modelo que adota a abordagem estratégica para o OSD, o qual busca calcular os lances estratégicos ao mesmo tempo em que planeja o despacho ativo/reativo do dia seguinte de um sistema de distribuição. A interação entre os mercados atacadista e varejista é feita através da curva de suprimento residual (CSR) aqui proposta, que relaciona possíveis demandas do sistema de distribuição aos preços esperados do mercado atacadista. Também é proposta neste trabalho uma metodologia que avalia os erros nos custos de produção relacionados à interação entre os mercados atacadista e varejista. Os resultados mostram que o modelo baseado na CSR possibilita ao OSD a redução de 12% a 40% nos erros estimados para os custos de produção quando comparados àqueles obtidos por abordagens de interação passiva, e de 3% a 9% quando comparado com abordagens de iteração ativa.
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Investigação de múltiplos pontos de ótimo do problema de despacho econômico com efeito dos pontos de carregamento de válvula através de um método baseado em sistemas dinâmicos
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-06) Massambani, Nathalia ; Balbo, Antonio Roberto ; Martins, André Christóvão Pio
O despacho econômico com representação do efeito dos pontos de carregamento de válvula (PDE-PV) é um problema desafiador na operação de sistemas elétricos de potência e de energia. Este problema busca a minimização dos custos de combustível das unidades geradoras, sujeitas a restrições de balanço de potência e limites físicos e operacionais de geração. O PDE-PV é formulado como um problema de otimização não linear, não convexo, não diferenciável e multimodal. Suas características de multimodalidade dificultam a busca de soluções globais por meio de métodos exatos ou heurísticos de otimização. Várias abordagens meta-heurísticas e determinísticas têm sido propostas na literatura para resolver o problema PDE-PV. Neste trabalho é proposta uma nova abordagem de solução capaz de encontrar múltiplos ótimos locais e, possivelmente, a solução ótima global do problema. Esta proposta é uma extensão de um método descrito na literatura para problemas irrestritos de otimização, posteriormente estendido a problemas com restrições de igualdade. Assim, propõe-se a generalização dessa abordagem de modo a introduzir o tratamento de restrições de igualdade e desigualdade (variáveis canalizadas), visando resolver o PDE-PV. Na abordagem de solução proposta, substitui-se o problema PDE-PV original por um sistema dinâmico auxiliar, obtido de forma que seus pontos de equilíbrio correspondam às soluções ótimas locais do problema de otimização original. O método busca iterativamente todos os pontos de equilíbrio que correspondem aos ótimos locais e, possivelmente, ao ótimo global do problema PDE-PV original. A abordagem de solução proposta é aplicada para encontrar múltiplos ótimos locais do PDE-PV para sistemas com 3, 6, 10, 13, 19 e 40 geradores e em outro problema multimodal, proposto na literatura. Neste contexto, o método identifica diversos pontos de mínimo e, ao final, seleciona o melhor deles, com o propósito de comparar os resultados com aqueles determinados por métodos meta-heurísticos e determinísticos previamente propostos na literatura.
Acesso Aberto
Gerenciamento de resíduos de poliestireno expandido (EPS) pós-consumo para obtenção de ecopainéis
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-02-07) Pizza, João Victor Bertolino ; Bertolini, Marília da Silva ; Souza, Ricardo Gabbay de
Atualmente, questões ambientais têm sido um tema encontrado frequentemente nas discussões mundiais, no que tange o reaproveitamento, reciclagem, coleta seletiva, redução de resíduos em suas origens, entre outros aspectos que contribuem para a proteção do meio ambiente. Neste aspecto, tem sido crescente a busca por produtos sustentáveis, que aliem materiais alternativos, menor custo de produção e reduzido consumo de energia, melhorando a qualidade do meio ambiente. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo a produção e caracterização de painéis de partículas produzidos com madeira e poliestireno expandido (EPS) pós-consumo, contribuindo com o gerenciamento destes resíduos e com a obtenção de um novo produto de conceito sustentável. Os painéis foram produzidos com partículas industriais de madeira de eucalipto com duas composições granulométricas, onde as partículas maiores foram acondicionadas no núcleo enquanto as partículas finas foram acondicionadas na superfície do painel, além de resina poliuretana à base de óleo de mamona como adesivo e inclusão de poliestireno expandido (EPS) pós-consumo. O EPS foi proveniente de embalagens térmicas pós consumo processadas, sob forma de grânulos. Foram estudadas as quantidades de 12,5% e 25% de EPS adicionado, avaliando a influência destes teores nas propriedades físicas, mecânicas e térmicas dos painéis obtidos. As caracterizações física e mecânica ocorreram conforme a NBR 14810 (2018), e condutividade térmica, de acordo com a norma ASTM E1530 (2011). As amostras também foram analisadas quanto à estabilidade térmica, por meio de termogravimetria (TGA), e sua microestrutura por MEV, para verificação da interação entre madeira-EPS. Como resultados, os painéis apresentaram desempenho físico, mecânico e térmico condizentes com as normas e literaturas da área. As micrografias mostraram a interação satisfatória dos materiais utilizados para suas respectivas funções na composição dos painéis. O ensaio termogravimétrico revelou boa estabilidade térmica dos compósitos, demonstrando a viabilidade de produção destes painéis em conjunto com materiais mais sensíveis a elevadas temperaturas, como o EPS.
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Efeitos das mudanças climáticas e alterações do uso e ocupação do solo sobre as vazões de bacias hidrográficas da Serra da Mantiqueira, UGRHI-1 (SP)
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-01-23) Teramoto, Aline Satie ; Vilanova, Mateus Ricardo Nogueira
Alterações do uso e ocupação do solo e mudanças climáticas afetam o ciclo hidrológico e, consequentemente, os regimes das variáveis hidrológicas. Tendências ou mudanças em séries de vazão acarretam prejuízos para as bacias hidrográficas, exigindo a aplicação de instrumentos para o planejamento de recursos hídricos, como os testes não paramétricos e realização do mapa dinâmico da região. Para tanto, foram aplicados os testes de Mann-Kendall, para averiguar a existência de tendências de aumento ou diminuição das séries médias/totais anuais e sazonais de precipitações e vazões das bacias estudadas, bem como a identificação de possíveis momentos de mudança dos padrões destas variáveis por meio do teste de Pettitt. Conjuntamente, para avaliar se possíveis mudanças foram decorrentes de mudanças do clima e/ou de alterações do uso e ocupação do solo, analisou-se a tendência e ponto de mudança nas séries de evapotranspiração de referência (Etr) e real (Eta), e imagens de satélite das bacias da UGRHi-1 (Serra da Mantiqueira), utilizando técnicas de classificação supervisionada. Os resultados obtidos no teste de Mann-Kendall consistiram em tendências crescentes nas chuvas durante o inverno das duas estações de precipitação analisadas, e tendências de diminuição no verão da estação 61250000 e de aumento no verão da Eta. O teste de Pettitt constatou reduções nas vazões da estação 61250000 nos anos de 1967, no verão, e de 1988, no outono, bem como na Etr no verão em 1998, e em 2006 na Eta durante o outono. A análise de uso e ocupação do solo detectou degradação gradativa na bacia do Rio Sapucaí-Mirim, e conversão e expansão da área urbana na área da bacia do Rio Sapucaí-Guaçu. Isto posto, com fundamento na análise da contribuição das variáveis hidrológicas nas alterações das vazões, verificou-se que a hipótese da tendência e ponto de mudança nas séries fluviométricas de verão e outono é baseada no uso e ocupação do solo.
Acesso Aberto
Técnicas de processamento de sinais aplicadas a separação de dados e análise em frequência de sinais UHF emitidos por falhas de transformadores
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-01-10) Schiewaldt, Karl ; Castro, Bruno Albuquerque de ; Ardila-Rey, Jorge Alfredo ; Universidad Técnica Federico Santa María
Sistemas de monitoramento de transformadores de potência visam realizar o diagnóstico de falhas incipientes e evitar o colapso total da máquina. Tal fato tem extrema importância para o adequado planejamento de manutenção como também evitar o ônus de cobranças pelo não fornecimento de energia elétrica. A degradação dielétrica causada por operações em sobrecarga, contaminação dos materiais isolantes ou mesmo defeitos oriundos da fabricação ou transporte do transformador, podem dar início a falhas como descargas parciais e arcos elétricos. Esses últimos também podem ser conhecidos como descargas totais. Diversos são os métodos para se diagnosticar descargas sendo a detecção de ondas de ultra alta frequência, ou método UHF, um dos mais promissores. Neste contexto, um dos desafios desta análise é estabelecer uma determinada faixa de frequência que caracterize corretamente o espectro emitido pelas falhas oriundas de transformadores. Outro desafio é o desenvolvimento de sistemas de classificação de falhas para se permitir um maior planejamento de manutenção, uma vez que diferentes falhas demandam diferentes ações de manutenção. Todavia, muitos algoritmos de classificação de falhas se valem do próprio espectro de frequência destas, e a limitação espectral da faixa de frequência a ser considerada para o diagnóstico de falhas em transformadores, embora possa auxiliar em projeto de hardwares de sistemas de aquisição de dados, pode limitar algoritmos de classificação. Desta forma, essa dissertação avalia 3 sistemas de classificação de falhas (técnica cromática, análise de componentes principais e análise de forma) em 3 faixas de frequências UHF consolidadas pela literatura técnico-científica (banda total, banda de 100 MHz a 1 GHz e banda de 400 MHz a 900 MHz) considerando descargas totais internas e descargas parciais superficiais em isoladores de um transformador. Os resultados indicam que a análise de componentes principais foi a técnica mais eficaz em classificar as falhas. No mais, a menor banda considerada pelo estudo (400 MHz a 900 MHz) não impacta na eficácia da classificação, o que pode ser fator primordial para sistemas de aquisição de dados mais simples, ou seja, com menores taxas de aquisição para sistemas de identificação e classificação de falhas em transformadores.