Trabalhos de Conclusão de Curso

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Análise da resiliência de pavimentos de concreto quanto ao aumento da temperatura devido às mudanças climáticas
(2023-06-13) Kamo, Adriano Massato ; Rocha, Débora Monteiro da; Sanson, João Henrique Silva Romero ; Oliveira, Rarielle Sousa de ; Lima, William Santos
Ao longo dos anos, observa-se o aumento dos efeitos decorrentes do avanço das mudanças climáticas e aquecimento global. Da mesma forma, cada vez mais, aumenta-se as intensidades e as frequências de eventos meteorológicos extremos, sendo pontos de destaque as variações nas ondas calor e precipitações. Diversos setores são impactados e, no âmbito dos transportes, considera-se que estas variações climáticas influenciam diretamente as rodovias, ferrovias, aeroportos e portos. Neste contexto, diferentes autores realizaram análises de pavimentos flexíveis quanto às variações de temperatura, entretanto, os estudos para pavimentos rígidos ainda são escassos. Dessa forma, este documento objetiva a análise da influência da temperatura em pavimentos de concreto. Para isto, foram consideradas extrapolações das variáveis climáticas temperatura, precipitação de chuvas e velocidade do vento a partir de séries históricas, utilizando o Método de Holt-Winters, o dimensionamento de pavimentos rígidos pelo Método da PCA 84 e a realização da análise estrutural utilizando simulações no software EverFE e o Modelo de Fadiga. Após as análises, observou-se que, até o ano de 2050, a temperatura média anual poderá aumentar em cerca de 15%, o que impactará diretamente o desempenho dos pavimentos, visto que o aumento das variáveis climáticas elevará o diferencial térmico entre o topo e a base das placas de concreto, resultando em empenamento térmico, deformações nos pavimentos e redução da vida útil dos mesmos. Para evitar estes efeitos é necessária a utilização dos diferenciais térmicos anuais durante as etapas de dimensionamento dos pavimentos. No entanto, observou-se que o método convencional atual não considera os efeitos dos diferenciais térmicos para o dimensionamento das placas de concreto e, como consequência, tem-se pavimentos subdmensionados. Assim, é necessário que seja realizada a calibração das geometrias e espessuras mínimas para o acumulado de fadiga aceitável dentro do período de projeto, visando a inclusão dos impactos térmicos e agregando aumento da vida útil do pavimento em cerca de 45% do período de projeto.
Análise da utilização de polímeros para estabilização de camadas de base em pavimentos semirrígidos
(2022-06-21) Silva, Anderson Rolemberg da; Liu, Daniel Maicon; Rodrigues, Gustavo Larios; Nakagawa, Kevin Ryu
O cimento é um dos materiais mais utilizados no mundo, porém seu processo produtivo é muito nocivo para o meio ambiente, operários da fábrica e pessoas que vivem nos arredores. Os respectivos impactos são a geração de particulados suspensos com óxidos químicos, contaminação dos solos durante a extração de matéria prima, emissão de CO2 durante a fase de clinquerização do cimento e alto índice de consumo energético para operação de maquinário. Atualmente o uso do cimento é muito comum para estabilização de camadas granulares, como a brita graduada tratada com cimento para bases e sub-bases de pavimentos. Apesar do aumento de rigidez da camada, o baixo consumo de cimento resulta em retração e leva ao aparecimento de trincas. As trincas de retração podem refletir para o revestimento asfáltico em casos do emprego da BGTC como material de base. No presente trabalho foi analisada a substituição do cimento por polímero liquido à base de éster acrílico para estabilização de camadas granulares de pavimentos semirrígidos. Foi definido um projeto de mistura e teor de umidade ótima para esta e, a partir desses parâmetros, realizada uma análise comparativa entre o desempenho da BGTC convencional e do material estabilizado com polímero líquido por meio de ensaios laboratoriais, como resistência à tração por compressão diametral, resistência à compressão axial, ensaio de retração e ensaio de flexão a 4 pontos. Com os resultados foi possível observar o comportamento das misturas com diferentes ligantes em concentrações variadas. Apesar do bom desempenho do polímero em relação à resistência mecânica, houve acentuada retração e foi possível identificar os efeitos gerados pela exposição ao calor bem como a diferença de resistência à compressão axial para dois diferentes métodos de compactação
Análise do impacto do aumento da temperatura devido às mudanças climáticas na resiliência de pavimentos asfálticos no Brasil
(2023-06-15) Sampaio, Bruna Bival ; Silva, Davi de Oliveira ; Martiniano, Erik Thadeu ; Lopes, Jéssica Cristina Ferreira ; França, Lucas Andrade
O aumento contínuo nas temperaturas médias e máximas globais ao longo dos anos despertou a preocupação, a necessidade de manter a integridade e, consequentemente, de garantir a vida útil de projeto das estruturas dimensionadas para a infraestrutura de transportes. Neste trabalho serão abordadas questões como a influência do calor nos meios de transporte atuais e como as altas temperaturas, como projeções estudadas para os anos de 2030 e 2050, irão afetá-los. Isso especificamente em três misturas de pavimentos asfálticos, que utilizam o tradicional ligante Cimento Asfáltico de Petróleo sem incrementos (CAP 30/45) e outros dois modificados por polímero (CAP 60/85 A e B). As projeções de temperatura foram realizadas por meio do método de Holt-Winters, utilizando os dados climáticos históricos de 50 anos da cidade de São Paulo. As temperaturas médias anuais de 2030 e 2050 calculadas foram 27,4°C e 29,7°C, respectivamente. Com o resultado de ensaios de módulo dinâmico das misturas asfálticas foi possível realizar uma análise mecânica da estrutura no software FlexPAVE 1.1 Alpha. Dessa forma, foi capaz de analisar como as misturas se comportam quando expostas às temperaturas propostas com base nos critérios de confiabilidade estabelecidos pelo DNIT. Os resultados mostraram que o aumento da temperatura do ar diminui a vida útil da estrutura quanto à deformação permanente, porém, o mesmo não se repete quanto à área trincada devido a fadiga. A estrutura com melhor desempenho na deformação permanente total foi a que contém o ligante de CAP 30/45. Além disso, foi proposto estudar estruturas que continham duas das três misturas analisadas individualmente. Neste caso, a camada de revestimento inteira com asfalto modificado por polímero, mas com uma camada inferior com o CAP 60/85 A e uma camada superior com o CAP 60/85 B, apresentou o melhor desempenho entre as estruturas mistas e até mesmo que o CAP 30/45 individual. A dosagem e especificação da mistura asfáltica se mostra relevante quando resultou em diferentes comportamentos entre as misturas asfálticas ao longo do tempo de projeto nas temperaturas analisadas.
Análise dos parâmetros funcionais de pavimentos na rodovia SP300:
(2024-06-10) Lelis, Francisco Tsuneo; Cabral, João Victor de Paula; Sartorio, Mauro Passadiço; Medeiros, Vitoria Sousa de; Amorim, Yago Gomes de
Existem diversas estimativas de previsão da vida útil dos pavimentos em todo o Brasil. Pelo fato do aumento do desgaste das rodovias, devido a intensificação do número de veículos ao longo dos anos, surgiu uma grande preocupação dos órgãos públicos em se obter informações cada vez mais precisas para assegurar maior assertividade e segurança e conforto ao rolamento a todos presentes. Para isso, existem índices como IRI e IGG, no entanto, não há correlações precisas entre esses índices com a vida útil. Devidoa isso, este trabalho tem como objetivo analisar o uso de modelos no desenvolvimento de correlações entre os índices com a vida útil funcional, sendo o objetivo de prever a vida útil funcional do pavimento. Foi estabelecido como estudo de caso a rodovia SP 300, que conecta o estado de São Paulo ao estado do Mato Grosso do Sul. Os dados coletados nessa rodovia passaram por uma etapa de pré-processamento, cálculo dos parâmetros e tratamento de dados. Foram utilizados os modelos de regressão linear e de rede neural artificial (IA) para correlacionar os parâmetros funcionais IRI e IGG com a vida útil do pavimento. Os resultados de certa forma seguiram o que foi previsto, contudo os modelos apresentaram coeficiente de determinação R² significativamente baixos.
Estudo de métodos de tratamento de poeira para estradas não pavimentadas
(2022-12-16) Mucciolo, Andressa B.; Borgato, Bárbara; Fernandes, Domenico T.; Martins, Juliana O.; Bettiol, Tiago
O sistema de transporte do Brasil é caracterizado pelo seu sistema rodoviário abundante, existindo as vias pavimentadas e não pavimentadas, também conhecidas como estradas de terra. Entre essas vias não pavimentadas, a emissão de poeira gerada pela passagem de veículos é uma das principais preocupações tanto para o setor agropecuário quanto para a população local. Além dos potenciais riscos à saúde humana, também deve-se levar em consideração os impactos ambientais gerados e os danos ao desenvolvimento de plantações. Existem várias soluções no mercado atualmente para combater essas emissões, conhecidas como Supressores de Poeira, sendo compostas por soluções aquosas aplicadas nas superfícies das vias. Alguns exemplos desses supressores são a água, os produtos orgânicos e os à base de petróleo. Neste trabalho buscou-se caracterizar e comparar diferentes métodos de supressores de poeira, simulando condições climáticas semelhantes ao local de coleta de amostras de solo, utilizando o equipamento túnel de vento. O ponto de foco do estudo é a comparação da eficiência do uso de um polímero sintético com as amostras de solo puro e solo com água. As comparações de eficiências dos supressores neste trabalho mostram que o polímero sintético apresentou melhores resultados para redução da poeira, pois possui menor dano ambiental em comparação com as demais alternativas e também por demonstrar ser mais eficiente do ponto de vista de controle da emissão de poeira. Nos testes realizados atualmente, são observadas um destaque na eficiência do uso do polímero sintético como uma alternativa pelo seu desempenho de supressão comparadas aos diferentes métodos também estudados, proporcionando uma redução de 93,66% de particulados em relação ao solo puro e uma redução de 90,78% em relação ao método qual utiliza-se água.
Implantação de EMAS em aeroportos sujeitos à excursão de pista por meio de análise de risco
(2022-06-14) Almeida, Abner Yzumi Maciel; Rissardi, Daniele Garcez; Carvalho, Felipe Santos; Okuma, Patrícia Tieko Lopes
Com o avanço da aviação, foram criados modelos de aeronaves cada vez maiores e mais pesados, levando ao aumento necessário da área de RESA (Runway End Safety Area), que é uma área no final da pista destinada à redução de danos em caso de overrun e/ou undershoot. Entretanto, o aumento dessa área não era possível em alguns aeroportos, devido à falta de espaço da estrutura do local, seja por conta de construções civis ao redor ou da topografia. Contudo, em 1990, foi lançado um sistema de segurança extra para as pistas, o chamado Engineered Material Arresting System (EMAS), feito, principalmente, para esses aeroportos, cujos espaços são limitados. O EMAS deve ser instalado no final da pista, mantendo uma distância segura da mesma para que não sofra nenhum dano devido ao jet blast. Para a construção do EMAS, atualmente, tem-se apenas um fabricante e dois tipos de materiais, o bloco de concreto celular e a espuma de sílica de vidro, apesar de existirem vários estudos para outros tipos de materiais. O dimensionamento do leito supressor é muito importante, pois deve-se levar em consideração parâmetros como o mix de aeronaves do aeroporto, o tamanho e peso das aeronaves e a pressão de enchimento dos pneus dos trens de pouso, já que a profundidade das ranhuras do sistema variará de acordo com esses fatores descritos. Ao entrar no leito supressor, a aeronave esmagará sua superfície, gerando a força de arrasto que fará com que a aeronave seja parada em segurança, sem danos aos passageiros e à própria aeronave. No presente trabalho, foi realizada pesquisa bibliográfica sobre o sistema em análise quanto à eficácia, apresentando exemplos de paradas bem sucedidas realizadas pelo EMAS; foram mencionados alguns acidentes aeroportuários, bem como a possíveis causas e consequências; foram estudadas metodologias para análise de risco, incluindo o ACRP Report 50 que, posteriormente, foi aplicado em estudos, com o auxílio do software RSARA2, para aeroportos brasileiros definidos no decorrer deste trabalho, os quais apresentaram resultados satisfatórios, por exemplo, com a implantação do EMAS, a probabilidade de ocorrência dos Aeroportos Santos Dumont e Jorge Amado – Ilhéus, teve uma queda de 38,44% e 68,17%, respectivamente, mostrando-se uma opção, tecnicamente, viável e eficaz e; para finalizar, foi realizada a análise econômica para o Aeroporto Santos Dumont, o qual se mostrou mais viável a implantação do EMAS para velocidade de saída de pista igual a 50 nós que, quando comparados os gastos atuais com os gastos caso fosse implantado o EMAS, obteve-se 13,99% de redução nos custos anuais.
Implantação do EMAS no Aeroporto de Congonhas:
(2023-12-07) Sousa, Adenis Rocha; Oshiro, Bianca Tyemi; Rodrigues, Leonardo Granado; Souza, Luiz Eduardo Pereira de; Sanches, Matheus Berbet; Carletti, Pedro Gonçalves
A história do Aeroporto de Congonhas reflete o crescimento do transporte aéreo no Brasil e os desafios enfrentados para atender às demandas de uma cidade em constante expansão. O aeroporto passou por diversas modificações para atender ao crescente tráfego aéreo, como a construção de novas pistas, ampliações de terminais e criação de sistemas de navegação aérea, que foram atualizados para melhorar a eficiência e segurança das operações desde sua inauguração (1936). Por ser atualmente um dos aeroportos mais movimentados do Brasil, questões relacionadas a segurança e mobilidade são assuntos que estão rotineiramente em pauta e que devem ser tratados com cautela pela equipe administrativa da Infraero. O objetivo deste trabalho é avaliar a eficácia da implantação do Engineered Material Arresting System (EMAS) no Aeroporto de Congonhas, o qual é um sistema projetado para aumentar a segurança da pista e mitigar os danos causados por acidentes e incidentes aéreos, principalmente aqueles que ocorrem durante decolagens abortadas ou pousos de emergência. Neste estudo será realizado a análise de risco de acidentes no aeroporto antes e após a implantação do EMAS, além de uma simulação da situação pré pandemia com o EMAS. Para atingir este objetivo, o software de simulação "RSARA2" foi utilizado para realizar uma análise de risco nas três situações e verificar os verdadeiros impactos da implantação do EMAS no aeroporto.

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