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Análise geotécnica de plataformas para operação de guindastes de grande porte
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-06-09) Silva, Romário Stéffano Amaro da; Santos Júnior, Olavo Francisco dos; Freitas Neto, Osvaldo de; https://orcid.org/0000-0001-9488-4123; http://lattes.cnpq.br/6335708403185496; https://orcid.org/0000-0001-7552-6646; http://lattes.cnpq.br/1573496204231636; https://orcid.org/0000-0002-9246-6961; http://lattes.cnpq.br/6611334073134129; Amorim, Ênio Fernandes; Bezerra, Raimundo Leidimar
O uso de guindastes sobre esteiras de grande porte em obras de engenharia introduz várias complexidades ao escopo dos projetos. Nesse âmbito, destaca-se a preparação de plataformas de operação capazes de oferecer a segurança e a funcionalidade necessárias para que o equipamento realize as suas atividades. Essas plataformas devem ser construídas a partir de projetos geotécnicos específicos. A prática internacional demonstra que tais projetos são elaborados segundo a consideração da problemática do guindaste sobre camadas de solo como similar ao caso de fundações diretas assentes sobre a superfície de um terreno. Dessa forma, a investigação geotécnica e os métodos de dimensionamento são adaptados da engenharia de fundações. No Brasil, entretanto, projetos dessa natureza são usualmente desenvolvidos a partir de uma perspectiva oriunda da engenharia rodoviária, a qual não se mostra a mais adequada para o tipo de situação. Nesse contexto, esta dissertação apresenta uma discussão a respeito dos principais aspectos associados às práticas internacional e nacional no que concerne ao projeto e a execução de plataformas para operação de guindastes sobre esteiras de grande porte. Dá-se um enfoque particular aos métodos de investigação geotécnica e de dimensionamento mais utilizados. A partir dessas discussões, propõe-se uma metodologia para a elaboração de planos de investigação geotécnica e projetos aplicáveis a plataformas de operação para guindastes sobre esteiras de grande porte, especificamente adaptada à realidade brasileira. Adicionalmente, apresentam-se dois exemplos de dimensionamento de plataformas de operação realizado segundo a metodologia proposta. A partir desses exemplos, ilustra-se a forma como aspectos tais como a magnitude do carregamento e a geometria dos elementos de apoio influenciam nas análises.
Desempenho técnico de misturas de diferentes tipos de solos com RCD para uso em obras de pavimentação
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-03-27) Barreto, Alisson Cabral; Amorim, Ênio Fernandes; ; ; Ingunza, Maria Del Pilar Durante; ; Araújo, Renato Samuel Barbosa de;
O crescimento do processo de urbanização das últimas décadas tem provocado um aumento nas atividades da indústria da construção civil e, consequentemente, o aumento na geração de resíduos oriundos deste processo. O resíduo de construção e demolição de obras civis (RCD) representa a maior parte do volume de resíduos que são gerados em grandes centros urbanos, sendo necessário que uma destinação adequada seja realizada para mitigar os impactos ambientais e os problemas sociais que eles provocam. Baseado nestes fatores, diversas pesquisas foram realizadas em diversas regiões do Brasil e do mundo com a finalidade de empregar este resíduo como material alternativo em obras de pavimentação. Diante deste contexto, este trabalho tem como objetivo analisar o uso do RCD associado a diferentes tipos de solos oriundos de três regiões do estado do Rio Grande do Norte, visando o seu emprego em obras de pavimentação. O programa experimental foi realizado a partir de amostras de RCD obtidas em uma empresa privada, e amostras de solos extraídas de três grandes regiões do estado do Rio Grande do Norte. Os métodos de investigação de laboratório basearam-se nos ensaios de caracterização física, compactação, CBR e análise de quebra dos grãos. Para isso, as porcentagens de RCD de 25%, 50% e 75%, em massa, foram adicionadas aos solos, para assim verificar o benefício que este incremento pode causar nas características dos materiais. Os resultados obtidos mostram que dependendo da porcentagem de resíduo e do tipo de solo, o incremento de RCD ao solo faz com que os valores do CBR se elevem e melhorem as propriedades das amostras. Deste modo, a substituição de parte do material natural por RCD é uma potencial alternativa para aplicação em obras de pavimentação.
Desenvolvimento de agregados leves a partir de resíduo de scheelita, lodo de esgoto e cinza da casca do arroz
(2019-10-30) Souza, Maelson Mendonça de; Anjos, Marcos Alyssandro Soares dos; Araújo, André Luis Calado; ; ; ; Amorim, Ênio Fernandes; ; Barbosa, Normando Perazzo;
A utilização de agregados leves (LWAs) é uma prática consolidada na indústria da construção civil. Suas características são relevantes para diversos serviços de engenharia. Contudo, a fabricação comercial deste produto ainda é bastante limitada. O Brasil, por exemplo, possui apenas uma fábrica de LWAs, localizado no estado de São Paulo. Ao longo dos anos, a utilização de argilas expansíveis vem sustentando a produção nacional, no entanto, a gradativa escassez de recursos naturais, exige o emprego de práticas mais sustentáveis. Dessa forma, a presente pesquisa tem por objetivo desenvolver LWAs adequados para utilização em obras e serviços de engenharia, a partir do uso do resíduo de scheelita (RPS), do lodo de esgoto (SS), e da cinza da casca do arroz (RHA), em substituição a dois tipos distintos de argila. Estudos recentes vêm demonstrando que a produção destes três resíduos é crescente em diversos países. Porém, em oposição a tal cenário, os órgãos de controle vêm aumentando o rigor das leis ambientais, inviabilizando vários métodos tradicionais de descarte. Sendo assim, esta pesquisa pode auxiliar na preservação de recursos naturais e na redução dos impactos ambientais provocados por tais resíduos. De forma específica, buscou-se também estabelecer análise comparativa entre os LWAs fabricados e aqueles comercialmente disponíveis, e avaliar os efeitos da temperatura de sinterização e das matérias-primas sobre as propriedades dos LWAs sustentáveis. Todas as matérias-primas foram beneficiadas e posteriormente analisadas por granulometria a laser, microscopia eletrônica de varredura (MEV), fluorescência de raios X (FRX), difração de raios X (DRX) e análise térmica simultânea (STA). Em seguida, foram formuladas 50 misturas distintas, a partir da substituição de argila por até 100% de resíduos. As amostras foram secas e depois sinterizadas a 1100, 1150, 1200 e 1250 °C. Os agregados fabricados foram então caracterizados através de análises do índice de inchaço (BI), perda de massa (LOI), densidade de partículas (ρd), absorção de água (WA24H), resistência ao esmagamento (S), composição mineralógica, comportamento termogravimétrico e microestrutura. Por fim, foi avaliada a viabilidade de uso dos LWAs fabricados, a partir de análise comparativa com LWAs comerciais. Os agregados resultantes apresentaram: (BI) máximo de 77,44%, (LOI) de até 43,6%, (ρd) variando entre 0,63 e 2,01 g/cm³, (WA24H) mínima de 0,7% e (S) de até 17,3 MPa. Ao todo, 102 exemplares demonstraram propriedades no mínimo semelhantes aquelas encontradas em LWAs comerciais, exibindo a possibilidade de uso em pelo menos 1 das principais aplicações deste produto em obras e serviços de engenharia. Os resultados obtidos neste programa experimental revelam que é tecnicamente viável utilizar RPS, SS e RHA para produzir agregados leves, com propriedades adequadas para as principais aplicações comerciais de LWAs. Além disso, foi constatado que a temperatura de sinterização e as proporções das matérias-primas exercem forte influência sobre as principais propriedades dos LWAs, e que a previsão de inchaço baseada na composição química das misturas demonstrou-se pouco confiável, quando aplicada em LWAs elaborados com RPS, SS e RHA.
Estabilização de solo típico de Natal/RN com emulsão asfáltica para fins de pavimentação
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-12-08) Fernandes, Lucas Fonseca; Freitas Neto, Osvaldo de; Fagner Alexandre Nunes de França; Silva, Moacir Guilhermino da; Amorim, Ênio Fernandes
As rodovias são o modal mais utilizado para o escoamento de cargas e pessoas no Brasil, o que torna necessário grandes investimentos nelas. Entretanto, é comum que os solos disponíveis para construção não possuam as características necessárias para garantir qualidade. Surge então a necessidade de realizar mais estudos a fim de promover a melhoria dessas rodovias. Dentre as alternativas de melhorias, a estabilização dos solos consiste em alterar as características do solo disponível. Assim, este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento de um solo da cidade de Natal/RN com características pouco adequadas para uso na pavimentação, após a estabilização deste com emulsão asfáltica. O solo caracterizado como areia siltosa bem-graduada (SM-SW) foi misturado com uma emulsão de ruptura rápida (RR-2C). Posteriormente foram realizados ensaios de Índice de Suporte Califórnia (CBR) que foram correlacionados com o Penetrômetro Dinâmico de Cone (DCP) para então comparar os resultados obtidos com resultados disponíveis para o solo puro. As misturas foram feitas em três teores de emulsão (3%, 5% e 7%) e os ensaios realizados em três condições: sem cura e sem imersão, sem cura e com imersão, com cura de 7 dias e com imersão. Os resultados mostraram que a mistura de emulsão promove uma redução da capacidade de suporte quando comparado ao solo puro, mas por outro lado as correlações entre CBR e DCP apresentaram ajustes mais adequados e maiores valores de coeficientes de determinação (R²), na maior parte das amostras, todos acima de 0,80. Os resultados também mostram a importância da cura, haja vista que os valores de capacidade de suporte foram elevados, quando comparados com os valores das amostras da mistura sem cura, mas não superiores aos do solo puro. Tudo isso corrobora para atestar que o uso de emulsão asfáltica de ruptura rápida como estabilizador tende não ser satisfatório.
Estudo de correlação entre os índices de DCP e CBR de solos típicos da cidade de Natal/RN
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019) Souza, Bruma Morganna Mendonça de; Freitas Neto, Osvaldo de; Santos Júnior, Olavo Francisco dos; Amorim, Ênio Fernandes
Para garantir a segurança e a funcionalidade de uma obra de pavimentação, o controle tecnológico por meio de investigações de campo e de laboratório é uma ferramenta fundamental. Neste contexto, o uso do Penetrômetro Dinâmico de Cone (PDC, ou Dynamic Cone Penetrometer, DCP) tem ganho popularidade para a estimativa de parâmetros do solo, como o Índice de Suporte Califórnia (ISC, ou California Bearing Ratio, CBR), por meio de estudos de correlação. Portanto, este trabalho objetivou estabelecer correlações empíricas entre os índices de CBR e de DCP de solos típicos da cidade de Natal/RN, no Nordeste brasileiro. A necessidade desta pesquisa parte da ausência de estudos dessa natureza e a sua crescente demanda em função da recente execução de obras de pavimentação. Foram coletadas e analisadas em laboratório duas amostras de solo provenientes das zonas norte e oeste da cidade. Após a caracterização dos solos, foram correlacionados resultados de um total de aproximadamente 80 ensaios de CBR e DCP, distribuídos entre as duas amostras em duas condições de compactação e diversos teores de umidade de moldagem, submetidos ou não a condições de imersão. De acordo com os ensaios de caracterização, o solo da zona norte foi classificado como areia siltosa (SM), e o da zona oeste como areia siltosa bem-graduada (SM-SW); ambos os solos assumiram a classificação rodoviária A-2-4. A obtenção de coeficientes de determinação (R²) superiores a 0,90 em 75% das correlações desenvolvidas caracteriza a aplicabilidade do DCP como uma ferramenta de ensaio de campo eficaz para o controle tecnológico de obras de pavimentação locais, por ser um ensaio simples, expedito e de baixos custos. Os achados do presente estudo representam um avanço na definição e padronização de uma metodologia simples, eficiente e segura para a estimativa de correlações empíricas entre estes dois parâmetros do solo.
Estudo de métodos de auto recuperação de pavimentos asfálticos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019) Morais Neto, João Aurimar Correia de; Chaves, Leonardo Flamarion Marques; Silva, Moacir Guilhermino da; Amorim, Ênio Fernandes
Este trabalho aborda os três diferentes tipos de tecnologias envolvidas na auto recuperação do asfalto disponíveis na literatura atual. São eles: a utilização de fibras metálicas, provenientes de resíduo industrial de cutelaria, como fonte de aquecimento para amolecimento e posterior cicatrização do pavimento asfáltico; cápsulas de alginato de cálcio como método de armazenamento de rejuvenescedor de ligante; e fibras de alginato de cálcio compartimentadas que contêm agente de cura. Este trabalho detalha o desenvolvimento de cada um desses métodos, suas posteriores análises térmicas e mecânicas e uma comparação entre os métodos de armazenamento de rejuvenescedor de cápsulas e fibras de alginato de cálcio.
Estudo dos efeitos da incorporação de resíduo asfáltico como agregado miúdo no concreto
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018) Cunha Filho, Josian Ferreira da; Souza, Paulo Alysson Brilhante Faheina de; Marcos Lacerda Almeida; Souza, Paulo Alysson Brilhante Faheina de; Almeida, Marcos Lacerda; Amorim, Ênio Fernandes
A necessidade de remodelar vias, implementar estruturas de saneamento, bem como algumas medidas de manutenção da pista geram resíduo que precisa ser destinado corretamente. A aprovação da Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), em 2010, torna o gerador do resíduo responsável por sua destinação, fazendo com que seja de seu interesse alternativas sustentáveis e economicamente viáveis. Com a dificuldade de encontrar espaços para destinar os resíduos adequadamente, bem como com o crescimento de sua geração, além de existir a possibilidade de reduzir o uso de recursos naturais, torna-se interesse geral o desenvolvimento de novas possibilidades. Sendo assim, este trabalho visa estudar a viabilidade da incorporação do resíduo no concreto de cimento Portland e as suas implicações, de modo a propiciar uma alternativa econômica, eficiente, segura e ambientalmente adequada para sua destinação. Para tanto, foram investigadas as principais características do concreto a partir da inclusão de diferentes concentrações do resíduo asfáltico como elemento substitutivo ao agregado miúdo natural. O traço de referência é o 1:2:3, levando em consideração sua popularidade e facilidade de execução, sendo produzidos mais 5 traços com teores de resíduo incorporados ao traço variando entre 0% e 100%, com incrementos de 20%. Também foi avaliada a aplicação do resíduo em um traço com alto consumo de cimento. O resíduo apresenta uma granulometria fina e, por isso, absorveu consideravelmente a água de amassamento do concreto, influenciando, assim, na trabalhabilidade do mesmo. Portanto, o valor do abatimento diminui com o aumento da concentração do resíduo no traço, embora não tenha ocorrido alteração significativa da resistência do concreto. Esses parâmetros atestam a qualidade do concreto produzido com resíduo, permitindo sua utilização para diversas finalidades.
Incorporation of recycled aggregates from construction and demolition waste in paver blocks
(IBRACON - Instituto Brasileiro do Concreto, 2020-08-24) Ingunza, Maria Del Pilar Durante; Pederneiras, Cinthia Maia; Amorim, Ênio Fernandes; Ferreira, Ruan Landolfo da Silva
The consumption of natural resources and energy increased proportionally with the growth of the world population and its economic level. There was an increasing exponential consumption of natural resources, which implied an increase in environmental impacts. The construction sector is responsible for a very significant production of construction and demolition waste (CDW). Thus, there is a concern in search of a more sustainable final disposal. Many studies have been investigated the development of new materials with the incorporation of recycled aggregates from CDW. This paper presents a study of performance evaluation of concrete blocks produced with CDW. For that purpose, an experimental campaign was performed, including a characterization of the aggregates used. The incorporation of 100% of fine and coarse recycled aggregates. The mixtures were designed according to the condition of the aggregate (dry, washed or saturated). The performance of these blocks was evaluated in terms of mechanical strength and water absorption. Some additional tests were also performed to deeper analyze of the microstructure of these blocks. To assess the durability of the concrete blocks, a full-scale road was built. The results were very positive, since there were no significant differences between the modified concrete blocks and the reference sample (0% of the CDW). The modified block with fine aggregate presented the best performance of all the blocks, concerning mechanical strength. In addition, the performance of concrete blocks with washed recycled aggregates had a better performance compared to the others. The results obtained were satisfactory for the application of the blocks in the streets with low movement and low load
Modelagem numérica de radier estaqueado em solo arenoso
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2017) Macedo, Jeandson Willck Nogueira de; Freitas Neto, Osvaldo de; Freitas Neto, Osvaldo de; Santos Junior, Olavo Francisco dos; Amorim, Ênio Fernandes
O grande potencial dos solos arenosos para uso da técnica de radier estaqueado e a escassez de estudos desta concepção de projeto, em solos da região, estimulam o desenvolvimento de pesquisas para o melhor entendimento do comportamento deste tipo de fundação. As fundações em radiers estaqueados diferenciam-se da concepção tradicional de projeto pela consideração das diversas interações que ocorrem entre os elementos estruturais e o solo, especialmente as originadas pelo contato do elemento superficial com o solo. A presente pesquisa analisa, numericamente, um banco de dados experimentais obtidos por Soares (2011), que simulou através de provas de carga estática o carregamento de fundações, construídas em escala real, nas concepções de radiers estaqueados, grupo de estacas e radier isolado, localizadas em região de solo arenoso, na faixa litorânea de João Pessoa - PB. Os parâmetros geotécnicos utilizados na simulação numérica foram estimados através de correlações empíricas a partir de valores de NSPT. Por ser uma das alternativas de melhor desempenho para análise de fundações, escolheu-se o método dos elementos finitos, através do Software Plaxis 3D Foundation v1.1, para simular as provas de cargas das diferentes fundações, objetivando-se avaliar a ferramenta numérica para futuras análises de radiers estaqueados em solos arenosos. Essa avaliação foi concretizada a partir de análises comparativas entre os resultados obtidos na modelagem numérica e os provenientes das provas de cargas estáticas, confrontando não somente as curvas carga-recalque e as respectivas cargas admissíveis correspondente as sete fundações analisadas, como também, o quantitativo de carga transmitida, individualmente, por cada um dos elementos estruturais componentes dos radiers estaqueados. Com os resultados obtidos nesta pesquisa foi possível concluir que houve considerável aproximação na previsão de cargas e recalques obtidas nas modelagens numéricas em comparação aos resultados experimentais, o que acarretou em resultados satisfatórios quanto a estimativa das cargas admissíveis. Na análise de transmissão de cargas nos radiers estaqueados, percebeu-se que a consideração do contato bloco-solo propicia ganhos em capacidade de carga, com o elemento superficial transmitindo ao solo, pelo menos, 41,17% do carregamento total.

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