ELASTICIDADE DE MATERIAIS CIMENTÍCIOS

A determinação experimental das propriedades mecânicas nas primeiras idades de materiais cimentícios é um desafio para a engenharia atual, pois neste intervalo de tempo, tais materiais passam por mudanças microestruturais intensas. Na Teoria da Elasticidade, essas propriedades mecânicas são o módulo de elasticidade, o módulo de cisalhamento e o coeficiente de Poisson, utilizados para descrever completamente o material e a relação tensão-deformação em sólidos elásticos.
A determinação experimental do módulo de elasticidade nas primeiras idades apresenta dificuldades práticas, especialmente pela transição da fase fluida para sólida e o ainda intenso desenvolvimento microestrutural. Alguns métodos de ensaio, como ondas ultrassônicas ou metodologias estáticas adaptadas, estão disponíveis, embora apresentem limitações que vão desde a natureza do módulo obtido a equipamentos caros e de difícil implementação em situações práticas.
Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram um dispositivo de monitoramento do módulo de elasticidade de materiais cimentícios e outros materiais que passem por uma fase de endurecimento ou transição fluido-sólido, como resinas.

DISPOSITIVO DE MONITORAMENTO DE ELASTICIDADE

A presente invenção consiste em um dispositivo de monitoramento do módulo de elasticidade de materiais cimentícios e outros materiais que passem por uma fase de endurecimento ou transição fluido-sólido, como resinas. Trata-se de um sistema especializado que permite a execução de ensaios sob condições de vibração ambiente ou vibração forçada, sendo que nesta o dispositivo de excitação a ser utilizado é flexível dada a compatibilidade do sistema com uma faixa de voltagem ampla. O sistema desenvolvido integra todas as funcionalidades necessárias para a execução do ensaio sob um único sistema harmônico e de fácil configuração pelo usuário. Nenhuma expertise em eletrônica, monitoramento ou instrumentação de estruturas é necessário. O sistema possui uma configuração e interface com usuário autoexplicativas.

VANTAGENS

• Eficácia: Permite leituras de elasticidade em materiais cimentícios de primeira idade (imediatamente após o início da fase fluido-sólido);
• Interatividade: Tela touchscreen que permite maior interação e acessibilidade das funcionalidades;
• Monitoramento: Informações em tempo real;
• Autonomia: Calibração autônoma;
• Simplificação: Estrutura do dispositivo simples e facilmente reprodutível.

Agenda 2030 da ONU:

Gostou dessa tecnologia?

Entre em contato com a Agência de Comercialização de Tecnologias (ACT) da Coordenação de Inovação eTransferência de Tecnologia (CITT) do Centro de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico (CDT).

NANOSSÍLICA COM APTES

O concreto de cimento Portland é o material estrutural mais utilizado no mundo e o desenvolvimento de concretos com propriedades mais adequadas à sua utilização é uma necessidade global. O estudo de materiais cimentícios de alto desempenho visa atender a demanda da indústria da construção civil por materiais com elevado desempenho mecânico e durabilidade.

O uso de nanossílica (NS) como nano material cimentício suplementar (NMCS) é uma prática consolidada no meio científico para a produção de materiais cimentícios de alto desempenho. Estudos mostram que o uso desse material melhora a qualidade dos materiais cimentícios principalmente em termos de suas propriedades mecânicas nas idades iniciais. Contudo, efeitos adversos com o uso na NS podem ocorrer, como aceleração da cinética de hidratação que pode ocasionar possíveis problemas na durabilidade e resistência em longo prazo. Dito isso, a funcionalização da superfície da nanossílica reduz esses efeitos negativos. Buscando uma melhoria do processo, essa patente aplicou um método para a funcionalização da NS, visando possibilitar sua utilização em materiais cimentícios.

O presente metodologia de obtenção de nanossílica funcionalizada com APTES se diferencia dos processos já existentes por se tratar de um processo otimizado e mais “verde”, sem qualquer perca de estabilidade química da suspensão coloidal e do tamanho de partículas, obtendo-se uma nanossílica funcionalizada apresentando as mesmas especificações técnicas importantes para a sua aplicação em formulações cimentícias.

VANTAGENS

• Eficácia: Resulta em um concreto útil para o campo tecnológico da construção civil e com melhoria dos resultados da resistência à compressão.
• Sustentabilidade: Processo “verde”.
• Eficiência: Produção simplificada de nanossílica funcionalizada com aminosilano.

Agenda 2030 da ONU:

Gostou dessa tecnologia?

Entre em contato com a Agência de Comercialização de Tecnologias (ACT) da Coordenação de Inovação eTransferência de Tecnologia (CITT) do Centro de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico (CDT).

MEDIDAS DIGITAIS

O ensaio EMM-ARM é uma metodologia que utiliza respostas ambientais ou vibrações naturais para medir a elasticidade de materiais e determinar a rigidez e deformação das estruturas. O ensaio EMM-ARM são importantes ferramentas para a análise e caracterização de materiais, sendo amplamente utilizados em diversos setores da indústria e da pesquisa científica.
O ensaio de EMM-ARM pode ser facilitado por meio de um software, que é utilizado para processar arquivos de dados experimentais obtidos pelo ensaio EMM-ARM. Esse ensaio é usado para determinar as propriedades mecânicas de materiais, como o módulo de elasticidade.
Pensando nisso os pesquisadores(as) da Universidade de Brasília criaram um software que é uma ferramenta importante para o processamento e análise de dados obtidos pelo ensaio EMM-ARM, permitindo a determinação do módulo de elasticidade do material testado e a avaliação da qualidade dos dados obtidos.

Processamento de Dados para Ensaio EMM-ARM

O software é utilizado para o processamento dos arquivos de dados experimentais obtidos pelo ensaio EMM-ARM. É composto pelos seguintes módulos, executados sequencialmente: (i) algoritmo de identificação modal, que produz um arquivo de resultado de processamento que contém a frequência natural do sinal e o horário de amostragem de cada arquivo processado; (ii) um algoritmo de cálculo do módulo de elasticidade do material, que utiliza o arquivo de resultado de processamento para estimativa do módulo de elasticidade do ensaiado; (iii) um algoritmo de pós-processamento dos dados.

O algoritmo de identificação modal possui a seguinte sequência de execução:
Inicialização, na qual o usuário realiza a configuração de parâmetros iniciais (e.g. configuração de filtros a serem utilizados) e indica a localização dos arquivos de dados experimentais a serem processados; Identificação modal executada iterativamente e automaticamente em cada um dos arquivos de dados experimentais, que é dividida na sequência.

VANTAGENS

• Eficiência: Coleta de dados e avaliação rápidas.
• Custo-benefício: Possibilidade de ser mais econômico do que outras técnicas de ensaio.
• Versatilidade: Possibilidade de avaliar estruturas em funcionamento.

Agenda 2030 da ONU:

Gostou dessa tecnologia?

Entre em contato com a Agência de Comercialização de Tecnologias (ACT) da Coordenação de Inovação eTransferência de Tecnologia (CITT) do Centro de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico (CDT).

TEMPERATURA E UMIDADE NA CONSTRUÇÃO CIVIL

Temperatura e umidade são dois parâmetros importantes no campo da construção civil. Essas variáveis impactam diretamente o trabalho de engenheiros civis que precisam dessas informações para desenvolver seus projetos. A exemplo, o excesso de umidade demanda maior uso de cimento e outros insumos ao mesmo tempo que aumenta o tempo de secagem e cura do material. Já as temperaturas altas provocam o aparecimento de rachaduras e pode exigir futuras reformas. Em ambos os casos, ferramentas de monitoramentos desses parâmetros possuem alta demanda no mercado, seja pelo fator econômico de redução dos custos como pela segurança das construções envolvidas.
Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram um programa de computador chamado Higroterm v0.4 que possibilita registrar e armazenar dados relativos a temperatura e umidade, disponibilizando em uma interface gráfica interativa, conectados diretamente a até 8 canais de aquisição (sensores), que são disponibilizados em forma de planilha.
O software permite:
• Escolher quais canais de sensores serão utilizados durante a varredura;
• Salvar e exportar dados para cartões de memória do tipo SD;
• Organizar e visualizar tabelas de dados de temperatura e umidade;
• Configurar a frequência de amostragem.

VANTAGENS

• Facilidade de Uso: Software de código open source (código aberto), facilmente manipulável e aberto ao público;
• Custo-benefício: Baixo custo;
• Versatilidade: Programa que incorpora o conceito de DIY (do-it-yourself), podendo ser personalizado para diferentes sensores e plataformas.

Agenda 2030 da ONU:

Gostou dessa tecnologia?

Entre em contato com a Agência de Comercialização de Tecnologias (ACT) da Coordenação de Inovação eTransferência de Tecnologia (CITT) do Centro de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico (CDT).

AUTODESK E O VED-DESEMPENHO

O programa computacional Autodesk Revit tem seu uso crescente na prática de projetos de arquitetura devido às vantagens pela incorporação da tecnologia BIM, a qual reúne todas as informações que representam uma edificação real em um único modelo virtual. Contudo suas capacidades ainda não são totalmente exploradas, inclusive no âmbito de simulação computacional de edificações no qual o programa carece de ferramentas para análises térmicas detalhadas do ambiente construído.
Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram um plug-in para Autodesk Revit chamado VED-Desempenho. Mediante a constatação de que mesmo em empresas com seus processos bem estruturados ainda havia dificuldade para organizar as informações necessárias para o atendimento à norma de desempenho, foi elaborada a Ferramenta NBR 155575 (VED-Desempenho), de forma a atender o objetivo específico: desenvolver uma ferramenta de modelagem (BIM – Building Information Modeling) que auxilie na aplicabilidade da norma de desempenho no desenvolvimento do empreendimento ao longo das etapas de design, construção, uso e operação.
Para isso, foi proposto um plug-in instalado no software da Autodesk Revit®, o qual permite o lançamento dos requisitos de desempenho do edifício, tais como especificações de projeto, resultados de simulações, resultados de ensaios e definição de responsabilidades como parâmetros do modelo os quais possibilitam um monitoramento das informações e a criação de um banco de dados, além disso permite o lançamento de informações, como os dados da obra, do modelo e dos agentes envolvidos.

VANTAGENS

• Eficiência: Otimização do uso dos insumos e economia de recursos financeiros; Maior organização e consciência projeto.
• Custo-benefício: Redução dos altos custos dos projetos.

.

Agenda 2030 da ONU:

Gostou dessa tecnologia?

Entre em contato com a Agência de Comercialização de Tecnologias (ACT) da Coordenação de Inovação eTransferência de Tecnologia (CITT) do Centro de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico (CDT).

CLIMATIZANDO AMBIENTES COM INTELIGÊNCIA

A ventilação é uma parte importante de qualquer projeto arquitetônico e é responsável por fornecer um ambiente saudável e seguro dentro dos edifícios. Um dos métodos mais eficazes para garantir uma boa ventilação é o uso de diagramas de ventilação. Os diagramas de ventilação são uma representação gráfica da distribuição de ar em um edifício e podem ajudar a projetar eficientemente a ventilação. No passado, os projetos arquitetônicos eram projetados usando métodos intuitivos. Isso era geralmente problemático pois resultavam em edifícios mal ventilados. Os diagramas de ventilação oferecem aos arquitetos uma maneira mais precisa de planejar a ventilação dos seus projetos. Adicionalmente, esses diagramas podem ajudar a identificar os fluxos de ar, bem como as áreas de alta e baixa pressão, ajudando a identificar os pontos onde a ventilação é mais eficiente.

Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram uma ferramenta inovadora desenvolvida com linguagem PHP e HTML para ajudar a promover a Qualidade Interna do Ar (QIA) e o Conforto Térmico Passivo (CTP) em projetos de habitação, denominada D-VENT (diagrama de ventilação). A ferramenta D-Vent permite a quantificação do potencial da ventilação natural e oferece informações sobre o número de renovações de ar por hora estimado para os ambientes de quarto, sala, cozinha e banheiro. Além disso, ela fornece ao usuário informações sobre os aspectos que o projeto cumpre em termos normativos e legais, bem como diretrizes para melhoria de possíveis problemas. A ferramenta D-Vent é uma grande vantagem para os projetos de habitação, pois permite que a qualidade do ar e o conforto térmico sejam melhorados de maneira eficiente. É possível gerar relatórios precisos sobre o potencial da ventilação natural, além de identificar quais diretrizes podem ser seguidas para melhorar as condições existentes.

VANTAGENS

• Bem-estar: Ajuda a promover a Qualidade Interna do Ar (QIA) e o Conforto Térmico Passivo (CTP) em projetos de habitação;
• Eficiência: Permite a quantificação do potencial da ventilação natural;
• Monitoramento: Fornece informações sobre o número de renovações de ar por hora estimado para os ambientes de quarto, sala, cozinha e banheiro;
• Conformidade: Fornece ao usuário informações sobre os aspectos que o projeto cumpre em termos normativos e legais, bem como diretrizes para melhoria de possíveis problemas;
• Usabilidade: Possui uma interface intuitiva e fácil de usar, tornando-se uma excelente opção para aqueles que buscam melhorar a qualidade e o conforto do ar em seus projetos.

.

Agenda 2030 da ONU:

Gostou dessa tecnologia?

Entre em contato com a Agência de Comercialização de Tecnologias (ACT) da Coordenação de Inovação eTransferência de Tecnologia (CITT) do Centro de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico (CDT).

FLUXO DE ÁGUA EM SOLOS NÃO SATURADOS

O fluxo de água em solos não saturados é um fenômeno complexo e importante para diversas áreas da ciência e da engenharia, como hidrologia, agricultura, geotecnia e meio ambiente. Trata-se do movimento da água através dos poros do solo que não estão completamente preenchidos pelo líquido, mas também pelo ar ou outros gases. Esse movimento é governado por leis físicas que relacionam a umidade do solo, o potencial da água no solo e a condutividade hidráulica do meio poroso. Uma das principais dificuldades para estudar o fluxo de água em solos não saturados é a grande variabilidade espacial e temporal das propriedades hidráulicas do solo, que dependem de fatores como textura, estrutura, temperatura e presença de sais. Além disso, o fluxo de água em solos não saturados é influenciado por processos como evaporação, transpiração, infiltração, drenagem e redistribuição da água no perfil do solo. Esses processos podem ocorrer simultaneamente ou em diferentes escalas de tempo e espaço, tornando o fluxo de água em solos não saturados um problema não linear e dinâmico.

Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram o CentrifugeFlow 1.0, um software inovador que simula o fluxo de água em solos não saturados sob a ação de centrifugação. O software é capaz de modelar o fenômeno de forma transiente e considerar acelerações centrífugas variáveis ao longo da amostra de solo. Além disso, ele pode utilizar os dados de um sensor de umidade instalado no solo para obter a curva característica e a curva de condutividade hidráulica não saturada do solo, por meio do procedimento de inversão numérica na equação diferencial parcial desenvolvida no modelo. O CentrifugeFlow 1.0 é uma ferramenta poderosa para estudar o comportamento hidráulico de solos não saturados, com aplicações em diversas áreas da geotecnia, como barragens, fundações, pavimentos e obras de contenção.

VANTAGENS

• Precisão: Simula o fluxo de água em solos não saturados sob a ação de centrifugação de forma transiente e considerando acelerações centrífugas variáveis;
• Eficácia: Obtém a curva característica e a curva de condutividade hidráulica não saturada do solo a partir dos dados de um sensor de umidade instalado no solo;
• Versatilidade: É uma ferramenta poderosa para estudar o comportamento hidráulico de solos não saturados, com aplicações em diversas áreas da geotecnia.

Agenda 2030 da ONU:

Gostou dessa tecnologia?

Entre em contato com a Agência de Comercialização de Tecnologias (ACT) da Coordenação de Inovação eTransferência de Tecnologia (CITT) do Centro de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico (CDT).

PERSPECTIVAS DA GEOTECNIA AMBIENTAL

Gerenciamento de riscos geotécnicos é um conjunto de políticas, procedimentos e práticas que visam identificar, analisar, avaliar, mitigar e controlar os riscos associados às estruturas geotécnicas de mineração, como barragens, taludes e pilhas de rejeitos. O objetivo é garantir a segurança das pessoas, dos equipamentos e do meio ambiente, além de preservar a viabilidade econômica dos empreendimentos. Esse gerenciamento requer uma abordagem integrada e multidisciplinar, que envolve desde o planejamento e o projeto das estruturas até o monitoramento e a manutenção das mesmas. Além disso, é necessário considerar os aspectos legais, normativos e regulatórios que regem a atividade de mineração no país. Para enfrentar esses problemas, é necessário adotar uma metodologia de gerenciamento de riscos geotécnicos que envolva as seguintes etapas: identificação dos modos de falha e seus controles críticos; análise da probabilidade e das consequências de cada modo de falha; classificação dos riscos em uma matriz de tolerabilidade; definição de medidas de mitigação e monitoramento; implementação e acompanhamento das medidas; revisão periódica do processo.

Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram um software chamado RegionalStability 1.0, que permite a análise da influência dos eventos de precipitação na estabilidade das encostas naturais e nos taludes em uma escala regional. O software integra a resposta hidrológica ao comportamento mecânico dos taludes na condição não saturada por meio de soluções analíticas matemáticas, definindo, assim, o mapeamento da estabilidade das encostas em função do tempo. Além disso, o software é baseado em patentes registradas pelo grupo Geofluxo da UnB, que possui experiência e reconhecimento na área de geotecnia ambiental.

VANTAGENS

• Eficácia: Permite a análise da influência dos eventos de precipitação na estabilidade das encostas e taludes em uma escala regional, o que pode auxiliar na previsão e prevenção de desastres naturais;
• Eficiência: Integra a resposta hidrológica ao comportamento mecânico dos taludes na condição não saturada por meio de soluções analíticas matemáticas, o que pode aumentar a precisão e a confiabilidade dos resultados;
• Monitoramento: Define o mapeamento da estabilidade das encostas em função do tempo, o que pode facilitar o monitoramento e o planejamento das intervenções necessárias; É uma ferramenta útil para o gerenciamento de riscos geotécnicos associados a deslizamentos de terra.

Agenda 2030 da ONU:

Gostou dessa tecnologia?

Entre em contato com a Agência de Comercialização de Tecnologias (ACT) da Coordenação de Inovação eTransferência de Tecnologia (CITT) do Centro de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico (CDT).

REFORÇO ESTRUTURAL NA CONSTRUÇÃO CIVIL

Muitos acreditavam que o concreto, argamassa, cimento e derivados eram materiais eternos devido sua capacidade de resistir a passagem do tempo. Entretanto, esta premissa não é totalmente verdadeira uma vez que as estruturas de concreto sofrem processos de degradação devido às ações químicas, físicas e mecânicas do ambiente. Para mediar esse problema, o reforço estrutural através da adição de armações, chapas, encamisamento e fibras têm sido uma das melhores alternativas da construção civil. A técnica de reforço com fibras já é um processo amplamente conhecido, com diferentes opções no mercado. Atualmente, destacam-se as fibras de carbono que adicionam grande resistência mecânica as estruturas, porém, a melhoria do concreto vem acompanhado de aumento de gastos significativos, já que as fibras de carbono possuem alto valor agregado. Em 1926, pesquisadores do Departamento de Estradas da Carolina do Sul (EUA) mostraram que é possível o emprego de fibras natural de algodão no reforço de camadas asfálticas de pavimentos. Fibras naturais possuem menor valor agregado, baixo impacto ambiental e oferecem resultados próximos aos produtos sintéticos disponíveis no mercado. Isso mostra que esse campo pode ser explorado a fim de oferecer soluções sustentáveis para o campo da construção civil. Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram um processo de aplicação de fibras naturais renováveis para melhoria e reforço de concretos Portland, argamassas, cimentos e solos. A presente invenção refere-se ao campo técnico de melhoria de argamassa, areia-asfalto, concretos betuminosos e de cimento Portland, usinados ou não, solos e outros agregados naturais ou artificiais incluindo-se os estabilizados quimicamente, compactados ou não, adjuvantes à construção civil pelo melhoramento das propriedades e comportamento desses materiais. O método proposto para aplicação da técnica de incorporação de fibras naturais consiste na adição de fibras naturais de origem humana e/ou animal, tais como cabelo, pelos e penas. A melhoria do comportamento mecânico e/ou hidráulico dos materiais através da incorporação de fibras naturais é imediata não sendo limitado pelo tempo de cura.

VANTAGENS

• Sustentabilidade: Material de origem renovável, de baixo impacto ambiental;
• Custo benefício: Matéria prima de baixo custo associado e alta disponibilidade no mercado;
• Eficiência: Melhoria significativa das propriedades mecânicas e hidráulicas do solo, argamassa, concerto e cimento;
• Versatilidade: Possibilidade de Incorporação de coadjuvantes físicos e químicos, se necessário, sem perda das propriedades ou aumento do tempo de cura.

Agenda 2030 da ONU:

Gostou dessa tecnologia?

Entre em contato com a Agência de Comercialização de Tecnologias (ACT) da Coordenação de Inovação eTransferência de Tecnologia (CITT) do Centro de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico (CDT).

CONTROLE VIBRACIONAL

As vibrações, de maneira geral, são potenciais causadores de problemas estruturais que comprometem a vida útil e a segurança da estrutura. Fadiga, trinca, flambagem, dilatação, desgaste são alguns exemplos dos problemas causados diretamente ou indiretamente pelas vibrações indesejadas nas estruturas. Uma alternativa para tentar suprimir a vibração e, consequentemente, seus problemas, é apontada na utilização de dissipadores para controle de vibrações. Esses dissipadores podem ser do tipo passivo, ativo ou híbrido. Diferentemente dos dissipadores ativos, os passivos não utilizam nenhum tipo de energia externa no sistema, enquanto os híbridos mesclam o uso da energia por um tempo determinado. Geralmente, os dissipadores de vibração do tipo passivo operam com capacidade de deformação inelástica. Assim, esses dispositivos se tornam basicamente absorvedores de energia que, ao serem instalados nas estruturas, concentram a dissipação da energia em si, a fim de minimizar os danos à estrutura principal. Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram um dissipador metálico, do tipo passivo, para controle de vibrações com elevada capacidade de reduzir os efeitos vibracionais gerados por ventos, terremotos e outros fenômenos naturais ou não naturais.

DISSIPADOR PARA CONTROLE DE VIBRAÇÕES

A presente invenção refere-se a um dissipador metálico para controle de vibrações, do tipo passivo, para utilização em edificações em geral, tais como pontes, viadutos, galpões e prédios. Esta se relaciona com o campo de dispositivos utilizados na construção civil com o objetivo de absorverem vibrações causadas por fortes rajadas de vento ou por sismos, aumentando a rigidez estrutural, e, por conseguinte, a segurança das edificações.

VANTAGENS

• Eficiência: Promove controle vibracional em edificações e consequentemente, evita os problemas associados (fadiga, trinca, dilatação, dentre outros);
• Controle: Permite um controle vibracional ideal para em edificações em geral, tais como pontes, viadutos, galpões e prédios;
• Versatilidade: Apresenta uma geometria diferenciada que proporciona uma maior capacidade de amortecimento à estrutura como um todo e aumenta o nível de segurança desta.

Agenda 2030 da ONU:

Gostou dessa tecnologia?

Entre em contato com a Agência de Comercialização de Tecnologias (ACT) da Coordenação de Inovação eTransferência de Tecnologia (CITT) do Centro de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico (CDT).