Neste livro são apresentados resultados de trabalhos científicos aplicados à grande área de Engenharia. De abordagem objetiva, a obra se
mostra de grande relevância para graduandos, alunos de pós-graduação, docentes e profissionais. Os capítulos estão agrupados em duas seções: i)
materiais; ii) águas continentais e oceânicas. Pelo capítulo um é apresentado o desenvolvimento de uma metodologia para obter-se reprodutibilidade da área superficial de um eletrodo de estanho durante o estudo do crescimento de óxidos de estanho. Por meio do capítulo dois é analisada a substituição de parte do carvão mineral, utilizado em siderúrgicas, por biomassa. Através do capítulo três é analisado o crescimento voltamétrico de óxido de estanho em solução tampão fosfato, pH 8,7. O capítulo quatro trata do Nitreto cúbico de boro (cBN), material imprescindível para usinagem com alta precisão e alta velocidade de materiais ferrosos como aço. Por meio do capítulo cinco é avaliada a aplicação de separação magnética de alta intensidade no beneficiamento de itabiritos pobres. Através do capítulo seis é realizada a otimização de injeção de poliamida PA66 com 50% GF usando o método Taguchi. O capítulo sete trata da análise de estabilidade hidrodinâmica de Manifolds submarinos durante a instalação pelo método pendular. Por meio do capítulo oito são apresentados os resultados da simulação da distribuição espacial das ondas geradas pela ação de ventos severos sobre o reservatório da barragem de Salto Caxias, no rio Iguaçu, estado do Paraná. Pelo capítulo nove é apresentada uma análise comparativa bidimensional entre alturas de ondas resultantes da aplicação dos modelos paramétricos MARQUES e JONSWAP ao reservatório da Usina Hidrelétrica
de Itaipu Binacional, localizado no Rio Paraná entre o Brasil e o Paraguai.

No Brasil a Engenharia Civil se utiliza de ciência aplicada na execução de ações indispensáveis prestadas à sociedade. Além da grande área das Engenharias, sua abrangência multidisciplinar frequentemente colabora com as demais áreas do conhecimento com soluções em benefício da sociedade.

Este livro reúne capítulos que trazem importantes avanços relacionados a estruturas, construção civil, eletrotécnica, hidráulica ambiental e geotecnia. Visando uma melhor organização, os capítulos estão agrupados nas seções: Ciência Onshore e Ciência Offshore.

A seção de Ciência Onshore é composta por cinco capítulos.

Pelo primeiro capítulo é avaliada a resistência e a rigidez de diafragmas horizontais, construídos em Sistemas Leves de Madeira. Foram ensaiados protótipos em escala real com diferentes arranjos construtivos concluindo-se que o emprego de dispositivos enrijecedores permite o aumento da resistência e rigidez dos diafragmas.

O segundo capítulo aborda construções em madeira sob a ótica de sistemas com estruturas leves, apresentando análise computacional através de modelagem pelo método de elementos finitos. As análises demonstraram que a flecha real e a calculada para as vigas individuais, que compõem o diafragma de piso, apresentam reduções que variam de 18 a 30% quando comparadas com valores calculados para vigas isoladas.

No contexto dos sistemas construtivo e estrutural da Construção Civil, observa-se uma inevitável e progressiva tendência de substituição dos sistemas convencionais por sistemas industrializados. Por meio do terceiro capítulo é apresentada uma revisão bibliográfica sobre conceitos de construção industrializada, abordando o atual cenário técnico no Brasil, e confrontando algumas das principais tecnologias industrializadas presentes hoje no segmento da Construção Civil.

O quarto capítulo trata da engenharia aplicada ao ambiente offshore e apresenta uma análise de fadiga estrutural de conexões entre um reforçador longitudinal do costado e uma antepara transversal de uma unidade flutuante de produção, armazenamento e transferência (FPSO) convertida a partir de um navio petroleiro, sendo possível estimar a vida remanescente do FPSO.

Por meio do capítulo cinco são apresentados detalhes de um reforço estrutural utilizando polímero reforçado com fibra de carbono (PRFC) em uma plataforma offshore de concreto armado. Apesar de adotada uma técnica consolidada, pouco se sabe sobre o desempenho do reforço ao longo do tempo quando exposto ao ambiente marinho. Pelo capítulo é apresentado um panorama geral da estrutura após 17 anos da execução do reforço que comprovou o bom desempenho da técnica empregada.

A seção de Ciência Offshore é composta por quatro capítulos.

Pelo capítulo seis é abordada a utilização de sistemas solares fotovoltaicos conectados à rede (SFVCR), enquanto apresenta uma proposta de metodologia para avaliar o potencial fotovoltaico para a Região Metropolitana de Curitiba. Foi realizado ainda, um levantamento do montante de gases de efeito estufa que são deixados de emitir. O capítulo contribui para a implantação de políticas públicas de incentivo para esta fonte energética.

Geopolímeros são materiais alternativos ao cimento Portland, apresentando alta resistência mecânica e durabilidade química e térmica. Pelo capítulo sete são avaliadas as propriedades mecânicas de argamassas geopoliméricas contendo adição de Nanotubos de Carbono (NTC) assim como o método de incorporação do nanocompósito a argamassa. Os resultados mostram que os NTC quando bem distribuídos na matriz promovem um aumento de resistência à compressão e flexão das amostras.

O capítulo oito trata do fetch, importante elemento na quantificação de fenômenos gerados pelo vento em reservatórios de Usinas Hidrelétricas. A abordagem apresentada amplia a compreensão do fetch através de um conceito bidimensional via processamento computacional, permitindo a geração de mapas e a determinação segura dos valores máximos para cada direção e a localização dos maiores comprimentos para o reservatório de Tucuruí, este importante reservatório no Brasil.

Na quantificação dos fenômenos hidrodinâmicos em lagos e reservatórios é frequente a necessidade de conhecer o alcance das perturbações alcançadas pelas ondas ao se propagarem. Este fenômeno está relacionado à ressuspensão de sedimentos, desestratificação térmica, e erosão das margens, afetando o ecossistema aquático, as cadeias produtivas aquícolas e a vida útil de componentes mecânicos das UHE’s. Por meio do capítulo nono é apresentado o conceito de profundidade de mistura aplicado ao reservatório da hidrelétrica de Lajeado, Tocantins. É realizado o mapeamento das profundidades máximas perturbadas pelas ondas de vento ao se propagarem, contribuindo para uma melhor compreensão da estratificação térmica e da ressuspensão de sedimentos no reservatório desta importante usina hidrelétrica.

No Brasil existem pouco mais de vinte e três mil corpos hídricos, entre lagos e reservatórios com mais de vinte hectares de superfície. Nestes locais o vento é o principal forçante na geração dos fenômenos de circulação e perturbação da superfície livre.

As ondas geradas pela ação do vento promovem impactos ambientais, como os decorrentes do transporte de sedimentos, da erodibilidade das margens, da desestratificação térmica do corpo hídrico e a emissão de gases de efeito estufa pelo desprendimento de gases devido à circulação de fundo, atuando na dinâmica dos ecossistemas aquáticos. Estas ondas podem interferir em atividades relacionadas à segurança de barragens, o transporte aquaviário, a instalação e manejo de fazendas aquícolas e as operações hidráulicas de reservatórios. Portanto, a compreensão das ondas em águas continentais é de interesse multidisciplinar.

Na formação da onda, a superfície da água em contato com o vento é representada pelo fetch. Ao se observar mais atentamente a definição do fetch, depara-se com um conceito um tanto controverso, já que, apesar de representar uma superfície, o fetch possui dimensão de comprimento.

Apesar da importância deste elemento na quantificação dos fenômenos relacionados às ondas de vento, o fetch ainda vem sendo tradado por variados métodos apresentados no decorrer dos anos.

Uma primeira contribuição deste trabalho constitui-se na forma de abordagem original pela qual o fetch passa a ser representado por um campo, ou seja, pelo espaço bidimensional na superfície livre do corpo hídrico, convenientemente acompanhada de escala cromática. Essa abordagem permite um alcance muito maior do que pode sugerir a simples representação gráfica, pois passa a viabilizar comparações bidimensionais entre campos de ondas resultantes da aplicação de diferentes modelos computacionais, no espaço bidimensional, ou seja, validar equações paramétricas, antes restritas à aplicação pontual, agora ao espaço bidimensional.

Uma segunda contribuição original diz respeito à concepção de um método que visa a obtenção objetiva sobre mapa ou imagem de satélite, do comprimento do maior fetch para qualquer corpo hídrico. É denominado Método Rápido. O método é validado pela exaustiva modelação de 68 corpos hídricos, originando 1088 mapas. Considerando o êxito da aplicação objetiva do Método Rápido e o índice de confiabilidade obtido de quase 99%, o fetch máximo possui grande potencial para se tornar um parâmetro importante na classificação de corpos hídricos, quanto à magnitude dos fenômenos gerados pelo vento que lá ocorrem.

Além da abordagem do desenvolvimento dos métodos de fetch no decorrer dos anos, é realizada uma análise comparativa bidimensional entre os três mais difundidos métodos de determinação do fetch, os métodos Oceânico (FO), Saville (MS) e Saville modificado (MSM). A análise é realizada para o reservatório de Itaipu.

Por fim é apresentado de modo sucinto o modelo ONDACAD, o qual permite automatizar o processo de determinação do fetch via processamento computacional, viabilizando a geração dos mapas cromáticos. O modelo comprova a viabilidade de concepção de sistemas computacionais de baixo custo operacional que permitam a previsão automatizada em tempo real, de fenômenos gerados pelo vento em águas continentais de grande superfície.

O êxodo rural, que ocorreu no Brasil e que teve seu auge entre as décadas de 1960 e 1980, fez com que o desenvolvimento das cidades ocorresse de maneira desgovernada, ou seja, sem planejamento de médio e longo prazos. Lembramos ainda que na época de grande desenvolvimento de muitas cidades brasileiras não se conhecia o conceito de desenvolvimento sustentável, ou seja, “o desenvolvimento que atenda às necessidades do presente sem comprometer a capacidade das gerações futuras de atender às suas próprias necessidades”. Como consequência, muitos problemas são hoje enfrentados pelos gestores.

Por outro lado, promover uma gestão urbana sustentável só é possível com o entendimento dos problemas existentes e com a implantação de planos, programas e projetos também sustentáveis, ou seja, que promovam a qualidade de vida do cidadão, que protejam o ambiente e que permitam desenvolvimento econômico.

A gestão urbana sustentável é um tema muito amplo; assim, nessa coletânea optamos por focar no Objetivo de Desenvolvimento Sustentável (ODS) 6 – Água Potável e Saneamento e no ODS 11 – Cidades e Comunidades Sustentáveis.

Neste contexto, no Capítulo 1 discorremos sobre o conhecimento da dinâmica das vertentes e dos efeitos da urbanização sobre elas, para fornecer subsídios para um planejamento urbano sustentável. No Capítulo 2, apresentamos alguns instrumentos de planejamento urbano e sua relação com a gestão urbana sustentável. No Capítulo 3, discorremos sobre a gestão intermunicipal de saneamento básico, com ênfase para os municípios de pequeno e médio porte brasileiros. No Capítulo 4, apresentamos a gestão dos resíduos sólidos urbanos como ferramenta do planejamento municipal. No Capítulo 5, buscamos apresentar os recursos e usabilidades que as ferramentas de geoprocessamento possuem e que podem ser utilizadas na gestão urbana. No Capítulo 6, focamos no tratamento de efluentes e nos processos oxidativos avançados, que promovem mineralização total ou parcial dos compostos orgânicos biodegradáveis e refratários. Por fim, no Capítulo 7, contamos um caso de rompimento de uma estação de tratamento de esgoto com consequente poluição de uma lagoa urbana e apresentamos o uso do biomonitoramento como parte da solução.

Esperamos que esse conteúdo contribua para auxiliar aqueles que enfrentam esses desafios em suas profissões e que novas coletâneas possam ser criadas a partir dessa e que abordem outros aspectos de uma gestão urbana sustentável, tais como mobilidade urbana, aspectos sociais como direito à moradia, à saúde, à educação e à segurança, e erradicação da pobreza, entre outros.

O complexo lagunar Costa Doce é composto um conjunto de corpos hídricos costeiros sendo quatro os principais: o lago Guaíba, a laguna dos Patos, a lagoa Mirim e o lago da Mangueira. Está localizado próximo à divisa entre o estado do Rio Grande do Sul e o Uruguai.

O presente livro apresenta os mapas de distribuição do fetch e a modelagem dos campos de ondas para os quatro maiores lagos da Costa Doce.

As simulações foram realizadas pelo emprego da técnica numérica e computacional denominada Modelagem Paramétrica Bidimensional (MPB) pelo emprego do modelo ONDACAD.

Os mapas foram concebidos adotando campos de vento uniforme de 5, 10, 15 e 20 ms^-1 para cada uma das dezesseis direções adotadas, totalizando 256 mapas.

As alturas de ondas foram determinadas pelo método paramétrico SMB, gerando resultados condicionados pelos comprimentos do fetch e pela intensidade do vento. Ao todo, entre mapas de fetch e altura de ondas, pelo presente trabalho foram gerados 320 mapas.

Esperamos que este livro possa contribuir para uma melhor compreensão dos fenômenos gerados pela ação do vento sobre os corpos hídricos continentais mais importantes do estado do Rio Grande do Sul.

Prof. Dr. Marcelo Marques

Na engenharia um eficiente gerenciamento de projeto pode garantir o sucesso e reduzir os impactos de atrasos e mudanças que ocorrem durante a execução do empreendimento. Para tal, existem os Fatores Críticos de Sucesso (FCS). Com a identificação dos FCS, mais eficientes serão as medidas a tomar, evitando-se projetos mal sucedidos. O objetivo foi criar um modelo para análise dos FCS que afetam ao Gerenciamento de Projetos na indústria da Construção civil com o uso de Redes Neurais Artificiais. Depois de identificados os potenciais fatores de sucesso (FS) que afetam o Gerenciamento de Projetos, foi preparado um questionário para avaliar o efeito de cada fator. A análise das respostas foi feita pelo Índice de Importância Relativa (RII). A RNA foi utilizada para avaliar os fatores de sucesso mais significativos usando o software Neuro4 com o algoritmo Resilient Propagation para otimização de processos na obtenção de RNA satisfatórias. Foram calculados os índices relativos de importância e confeccionada a matriz que foi inserida no Neuro4 para obtenção de pesos para determinação dos FCS com uso do Algoritmo de Garson. O fator: Inspeção irrealista e os métodos de ensaio propostos no contrato foi o mais crítico no gerenciamento de projetos nos dois tempos considerados, Tempo de Pesquisa e Tempo de Experiência dos respondentes. As RNAs produzem subsídios para se conhecer a relevância das variáveis de entrada adotadas, são eficientes para ordenar e transferir conhecimento não estruturado e se constituem um meio rápido e preciso para modelagem de variáveis não lineares.