TC022 – Introdução à Engenharia Turma B – Segundas-Feiras: 9:30h – 11:30h - Sala: PH03

Prof. Regina Tiemy Kishi

Universidade Federal do Paraná Setor de Tecnologia

Departamento de Hidráulica e Saneamento

1

2016/1

1º Semestre do Curso de Engenharia Civil

Prof. André Fabiani

http://www.ufpr.br/~rtkishi.dhs/TC022

Boas-Vindas!

• Ensino médio x Universidade

• Aprendizagem: um processo dinâmico que exige tempo, dedicação e esforço.

• Como você se vê como engenheiro?

Aluno = receptor passivo

Estudante = agente ativo, participativo, autônomo e crítico

Por quê?

Deslumbramento, Encantamento

Todo conhecimento é importante

Objetivos da disciplina

• A Universidade • Áreas de atuação • Ciência, Tecnologia e Sociedade • Ferramentas de trabalho

Objetivos da disciplina • Oferecer elementos para que os alunos conheçam, discutam e

aprendam sobre os temas do programa: a Universidade; o curso de Engenharia Civil; a profissão de engenheiro e suas implicações éticas e sociais; as relações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade; o projeto como a essência do trabalho do engenheiro; ferramentas de trabalho da engenharia: modelos, simulação e otimização;

• Desenvolver através de atividades práticas, as seguintes habilidades necessárias a um engenheiro: pensamento crítico; pensamento criativo; iniciativa; comunicação oral e escrita; liderança; relacionamento humano interpessoal e em grupo; e auto-desenvolvimento.

Inserção dentro do curso de Engenharia Civil: A disciplina de Introdução à Engenharia (TC022) constitui uma disciplina de conteúdo básico que visa fornecer ao aluno ingressante no curso de Engenharia Civil uma visão ampla do campo de atuação do Engenheiro Civil e informar sobre a estrutura do Curso e as principais resoluções existentes no âmbito do curso e da UFPR de forma a auxiliá-lo na transição do Ensino Médio para o Ensino Superior e no bom desempenho dentro do curso.

Professores Semana Data PH01 Turma A PH03 Turma B PH11 Turma C PH18 Turma D

1ª. 07/03

Sergio Scheer (DCC)

Regina e André (DHS)

Wilson Bettega (DTT)

Júlio Gomes (Coord)

2ª. 14/03

3ª. 21/03

4ª. 28/03

5ª. 04/04

Júlio Gomes Sergio Scheer Regina e André Wilson Bettega 6ª. 11/04

7ª. 18/04

8ª. 25/04

9ª. 02/05

Wilson Bettega Júlio Gomes Sergio Scheer Regina e André 10ª. 09/05

11ª. 16/05

12ª. 23/05

13ª. 30/05

Regina e André Wilson Bettega Júlio Gomes Sergio Scheer 14ª. 06/06

15ª. 13/06

16ª. 20/06

17ª. 27/06 Sergio Scheer Regina e André Wilson Bettega Júlio Gomes

Turma A = Turma-piloto com horário estendido: encontros semanais na sala PH01 das 11:30 às 12:30 horas

Procedimentos Didáticos

• Exposição teórica em sala de aula com projeção. • Atividades práticas de uso de redes, pesquisa em

bibliotecas e sistemas de buscas e trabalho colaborativo. Leitura de textos selecionados, resumo e debates.

• Apresentação de trabalhos realizados em grupo e discussão de conceitos e ideias, visando à construção coletiva de conhecimento.

• Uso recursos de colaboração e mídias na Web, aberta a toda a comunidade do curso (site/portal de apoio, fórum, listas e grupos de discussão, blogs, wikis, AVA, etc.).

Avaliação da disciplina

• As avaliações produzidas por um professor para a turma sob a sua responsabilidade representarão 40% da nota desta turma; – O professor responsável por uma turma estabelecerá um trabalho de

longa duração e que constituirá uma das notas da turma sob a sua responsabilidade, constituindo, portanto, 20% dos 40% desta turma;

• As avaliações produzidas por um professor para as outras turmas representarão 20% da nota destas turmas;

• De modo simples, cada turma terá duas notas dadas pelo seu Professor Responsável e uma nota dada por cada um dos professores responsáveis pelas demais turmas, totalizando 5 notas para cada turma;

• A média final da disciplina será dada pela média das 5 notas;

Bibliografia

Bibliografia Básica:

• BAZZO, W. A.; PEREIRA, L. T. V. Introdução à Engenharia. 7ª. Edição. EdUFSC, 2007. • PERRENOUD, P. Novas competências para ensinar. Porto Alegre, Artmed: 2000. • BAZZO, W. A.; PEREIRA, L. T. V. Ensino de engenharia na busca do seu

aprimoramento. UFSC, 1997

Bibliografia Complementar:

• MARCOVITCH, J. A universidade impossível. São Paulo, Futura: 1998. • BENJAMIM, C. et al. A opção brasileira. Rio de Janeiro, Contraponto: 1998. • Coordenação do Curso de Graduação em Engenharia Civil da UFPR. Projeto Político

Pedagógico do Curso de Engenharia Civil da UFPR. Proposta. 2005.

12 disciplinas obrigatórias

Conteúdo TURMAS DOCENTE ASSUNTOS

A B C D AULA

07/03 04/04 02/05 30/05 01 Sergio

Scheer

(DCC)

Engenharia e Engenharia Civil: atuação na sociedade.

Conceitos sobre projetos de engenharia.

A Construção Civil e o ciclo de vida das construções.

14/03 11/04 09/05 06/06 02 Materiais de construção e desempenho das

construções.

21/03 18/04 16/05 13/06 03 Engenharia de Estruturas.

Modelagem e construção de modelos.

28/03 25/04 23/05 20/06 04 Engenharia Geotécnica. Metodologia do trabalho

científico e avanços em tecnologia e inovação.

30/05 07/03 04/04 02/05 05 Regina

Kishi

e

André

Fabiani

(DHS)

A Engenharia e o Meio Ambiente

(Enfoque Saneamento Básico e Ambiental +

Hidrologia)

06/06 14/03 11/04 09/05 06 Discussão de conceitos e ideias de projetos de

engenharia sustentável

13/06 21/03 18/04 16/05 07 Engenharia Hidráulica e Energia

20/06 28/03 25/04 23/05 08 Simulação em Engenharia Hidráulica e Considerações

gerais sobre engenharia

02/05 30/05 07/03 04/04 09 Wilson

Bettega

(DTT)

O que é engenharia generalista e áreas de atuação.

Noções de planejamento de cidades.

O Sistema Viário Urbano.

09/05 06/06 14/03 11/04 10 Noções de Topografia/Hidrologia e Projetos

Geométricos Rodoviários e Ferroviários.

16/05 13/06 21/03 18/04 11 Introdução a Engenharia dos Pavimentos.

Transportes e Meio-Ambiente.

23/05 20/06 28/03 25/04 12 Soluções de Conflitos do Sistema Viário.

Controladores de Tráfego.

04/04 02/05 30/05 07/03 13 Júlio

Gomes

(Coord.)

Matriz Curricular do Curso de Engenharia Civil/UFPR

11/04 09/05 06/06 14/03 14 Diagnóstico do Curso de Engenharia Civil/UFPR

18/04 16/05 13/06 21/03 15 Principais Resoluções do Curso e da UFPR

25/04 23/05 20/06 28/03 16 Gincana: Conhecendo o Curso

APRESENTAÇÃO DE TRABALHOS FINAIS

27/06 17 TURMA A SEGURANÇA EM CANTEIROS DE OBRAS

27/06 17 TURMA B OBRAS DE ENGENHARIA CIVIL - DESCRIÇÃO

27/06 17 TURMA C PATOLOGIA DOS PAVIMENTOS

27/06 17 TURMA D ANÁLISE COMPARATIVA DA MATRIZ CURRICULAR DE

CURSOS DE ENGENHARIA CIVIL

11

1 - A engenharia e o meio ambiente

HOMEM PRIMITIVO

para sobreviver

As forças da natureza Vegetais e animais a

sua volta

AVANÇOS TECNOLÓGICOS

Como está nossa dependência da natureza?

12

A Biosfera e seu equilíbrio

• Fluxo de energia na biosfera: espécie de intercâmbio entre os meios biótico e abiótico

• Fonte primária dessa energia é inesgotável, mas material à síntese orgânica e sucessivas transformações energéticas é limitado → troca recíproca e contínua, acompanhado de ganhos e perdas de energia (ciclos biogeoquímicos)

• Isto confere à biosfera um poder considerável de auto-regulação, que pode assegurar perenidade aos ecossistemas e considerável constância de proporção dos diversos elementos

A interdependência entre os seres bióticos e abióticos

13

Ciclo do Fósforo

14

Ciclo hidrológico

15

Ecossistema

Organismo vivo

Ambiente físico

(abiótico)

Inseparavelmente inter-

relacionados e

interagem entre si

Ecossistema: “Qualquer unidade que abranja os organismos que funcionam em

conjunto numa determinada área de tal forma que um fluxo de energia produza

estruturas bióticas claramente definidas e uma troca de materiais entre as partes

bióticas e abióticas.” (Odum, 1988)

Sistema ecológico

Todas as relações entre os fatores bióticos e abióticos em uma determinada área

Cada um influencia propriedades do outro

Cada um é necessário para a manutenção da vida

16

A influência antrópica

IMPACTOS

AGROPECUÁRIA

URBANIZAÇÃO

INDUSTRIALIZAÇÃO

OBRAS HIDRÁULICAS

ALTERAÇÃO NA PRODUÇÃO DE ÁGUA

ALTERAÇÃO NA PRODUÇÃO DE

SEDIMENTO

ALTERAÇÃO NA QUALIDADE DA ÁGUA

DESMATAMENTO

ASPECTOS SOCIAIS

Ciclo hidrológico Condições naturais Fontes pontuais Fontes difusas

Poluição atmosférica

Fontes de poluição x interferência antrópica

17

Impactos

Importância • Saúde pública

• Proteção de fontes de água

• Proteção do ecossistema aquático

19

Barreiras para abastecimento seguro

20

As três barreiras para um abastecimento seguro e sustentável da água:

Proteção sustentável

dos recursos hídricos

Abastecimento de água

Instalações prediais

Sistema de esgotamento sanitário

Sistema de drenagem pluvial

22

Sarjeta e Sarjetões

Tubos de ligação

Caixas de ligação

Poços de visita

Galerias

Boca de lobo

Mei

o-f

io

Águas urbana: atualmente 75% da população do Brasil ocupa o espaço urbano. Enchentes, produção de sedimentos e qualidade da água são problemas sérios encontrados em grande parte das cidades brasileiras

23

Sistema de alerta a inundações

DADOS PESQUISA TECNOLOGIA GESTÃO

https://www.saisp.br/estaticos/sitenovo/produtos.xmlt#a8

Sistema de Alerta a Inundações de São Paulo (SAISP)

Radares Rede telemétrica

Gestão de recursos hídricos Usos múltiplos, qualidade e quantidade

DADOS PESQUISA TECNOLOGIA GESTÃO

STAKEHOLDERS

COMUNICAÇÃO

Gerenciamento de conflitos

Diagnósticos e prognósticos

MODELOS

INTEGRADA

Modelos Representação simplificada de parte de um sistema

Modelos físicos Modelos matemáticos

Escalas de semelhança são calculadas com base no Teorema de Buckingham.

Representação matemática do sistema.

Modelo Sistema Cenários Resposta

do “Sistema”

Uma classificação de modelos matemáticos

Modelos

empíricos Modelos

de

simulação

Medição de dados

Conhecimento do

processo físico

Totalmente

orientado a

dados

Totalmente

orientado a

processos

Redes

neurais

Modelos

híbridos

Modelos

numéricos com

assimilação de

dados

Modelos

numéricos

determinísticos

Descargas pontuais

CORMIX: http://www.cormix.info/new.php Fonte: Gudrun Hillebrand, 2003. Universität

Karlsruhe

Tipos de malha

Ortogonal ou retilínea Não Ortogonal ou curvilínea

Estruturada Não Estruturada Multi-bloco

Fonte: Terabe, Ota e Friedrich (2004)

Malha – direção vertical

Fonte: Terabe, Ota e Friedrich (2004)

Malha do corpo de água

Regina Kishi 2006 Qualidade da Água 33

Velocidade Exemplo

Regina Kishi 2006 Qualidade da Água 34

Concentração

• Localização de trechos críticos

• Cenários de descargas

• Determinação de locais de amostragem

• Determinação de pontos de captação

Exemplo

Modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool)

Medição e monitoramento

Variação da velocidade

Hudson, 1983.

Velocidade & Vazão

Limnígrafo eletrônico com sensor de pressão

p = ρ g h

Nível de água

TH027 – Hidrologia experimental

Qualidade da água

Sistemas de apoio à decisão

Década de 50 Métodos de busca de solução ótima. Critério da eficiência econômica. Exemplo: OTIMIZAÇÃO de uma única função econômica

Década de 60 Métodos probabilísticos. Surgem organizações voltadas a estudos de análise de decisões

Década de 70 Primeiros métodos probabilísticos para problemas discretos de decisão no ambiente MULTICRITÉRIO. Otimizar o vetor de alternativas constituído por diversas funções objetivo definidas.

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Um só critério

Vários critérios

Única solução

Solução ótima não mais única

Qual a melhor opção?

Análise de decisão multicritério

Quais critérios são relevantes para caracterizar o local?

Qual a importância de cada um desses critérios?

Qual o método para agregar e comparar as três alternativas?

40

Uma alternativa será considerada melhor que outras se os critérios considerados relevantes para caracterizá-la apresentarem resultados satisfatórios

Exemplo: Existem três locais disponíveis para instalação de um aterro sanitário. Qual o local mais adequado?

“Análise visando explicitar um conjunto coerente de critérios, que permita interpretar as diferentes consequências de uma ação”

Considerações finais

• O que lhe chamou mais a atenção?