TEMA: NOME DO ORIENTADOR: André Pacheco de Assis SUMÁRIO ...geotecnia.unb.br/uploads/files/temas2016.pdf · Universidade de Brasília Programa de Pós-graduação em Geotecnia Proposta

Universidade de Brasília

Programa de Pós-Graduação em Geotecnia

Proposta de tema para dissertação de mestrado

TEMA:

Análise Probabilística do Potencial de Falha por Liquefação Estática e Dinâmica de

Barragens

NOME DO ORIENTADOR:

André Pacheco de Assis

SUMÁRIO DO TEMA:

O acidente de Mariana chamou atenção sobre a capacidade da engenharia geotécnica de

avaliar de forma adequada o modo de falha por liquefação, tanto de forma estática quanto

dinâmica. Nesta dissertação será feita uma revisão bibliográfica sobre os métodos de

avalição do potencial de liquefação estática e dinâmica aplica a barragens, tanto

convencionais (solos compactados) quanto de rejeitos, alteadas por montante pelo método

de aterro hidráulico. Tal revisão se estenderá à prática de barragens de rejeitos e outros

países onde a atividade de mineração seja de grande relevância econômica. Em função da

revisão bibliográfica serão escolhidos os métodos mais adequados a cada tipo de liquefação

e aplicados a casos estudos, pelo menos uma barragem de rejeito e uma barragem

convencional. Por fim será aplicada a metodologia probabilística para avaliar a

probabilidade de falha do potencial de liquefação da barragem, e discutidos valores de

tolerabilidade em função do tipo de barragem.

PRÉ-REQUISITOS ou CO-REQUISITOS:

Disciplinas: Resistência ao cisalhamento, Barragens e Métodos Estatísticos em Geotecnia

RECURSOS NECESSÁRIOS:

PPG em Geotecnia

OBSERVAÇÕES:

Ter habilidade e gosto para trabalhar com interpretação de ensaios de laboratório, métodos

computacionais e métodos estatísticos e probabilísticos

Brasília, 15 de junho de 2016.

Universidade de Brasília

Programa de Pós-Graduação em Geotecnia

Proposta de tema para dissertação de mestrado

TEMA:

Interação entre o Comportamento de Túneis e a Estabilização de Taludes

NOME DO ORIENTADOR:

André Pacheco de Assis

SUMÁRIO DO TEMA:

Cada vez mais as sociedades modernas buscam infraestrutura de transportes mais

eficientes. No caso de vias interurbanas, tanto para transporte rodoviário como ferroviário,

zonas conhecidas por problemas de instabilização de taludes buscam soluções mais

definitivas, o que muitas vezes passam por uma via alternativa por meio de túneis. Outra

solução comumente utilizada, principalmente em taludes de grande altura, tanto de

atividades de mineração quanto de meios urbanos, é a construção de galerias subterrâneas

com a finalidade de drenagem, aumentando consequentemente as condições de segurança

destes taludes. Em ambas alternativas de solução dos problemas de estabilização de taludes,

existe uma forte interação entre o comportamento do túnel e a estabilização do talude. Em

princípio esta interação leva a condições de poropressão mais favorável e, portanto, a

condições de estabilização de taludes mais seguras. Mas, em alguns casos, a construção do

túnel pode levar a condições desfavoráveis, exigindo a um estudo de determinação da

localização do túnel mais eficiente. Dada a relevância do tema e o aumento da demanda de

soluções de estabilização de taludes utilizando túneis, e ainda que seus efeitos

hidrogeológicos têm sido pobremente avaliados no estado-da-prática da engenharia

nacional, esta dissertação visa focar este tema, por meio de uma ampla revisão bibliográfica

de casos de obras, onde este tipo de solução foi adotado, de suas eficiências e de eventuais

problemas verificados. Por fim, será complementado por simulações numéricas

paramétricas com a finalidade de entender melhor a interação entre o comportamento de

túneis escavados em meios rochosos, como elemento drenante, e a estabilização de taludes.

PRÉ-REQUISITOS ou CO-REQUISITOS:

Disciplinas: Obras Subterrâneas, métodos numéricos e percolação


PPG em Geotecnia

OBSERVAÇÕES:

Ter habilidade e gosto para trabalhar com computação e métodos numéricos


UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA FACULDADE DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOTECNIA

PROPOSTA DE TEMA DE DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

Tema:

Modelagem Numérica do Fluxo Transiente em Meio Poroso Não Saturado Micro-tomografado sob a ação de Centrifugação a partir do Método dos Autômatos Celulares

Nome do Orientador / Co-Orientador: Titulação: Departamento, Instituição ou Empresa

André Luís Brasil Cavalcante DSc ENC / FT / UnB

Sumário do Tema:

Nesta pesquisa será desenvolvido um modelo numérico para análise do fluxo de água em meio poroso não saturado, em regime transiente, sob a ação de centrifugação. Espera-se desenvolver uma ferramenta de modelagem que possa ser utilizada para simulação de ensaios de permeabilidade em centrífugas (Centrifuge Permeameter). O modelo deverá considerar a equação diferencial parcial não-linear de Richards e diferentes modelos constitutivos para definição da curva característica e da função de condutividade hidráulica não-saturada. A principal inovação é a incorporação do efeito observado pela centrifugação que impõe à amostra diferentes valores gravitacionais. Para solução numérica será proposto a utilização de métodos tradicionais, como o método das diferenças finitas e o método dos elementos finitos e, abordagens mais recentes como o método dos autômatos celulares (a partir de implementações utilizando o Software Mathematica e o Software FlexPDE). Para validação da solução numérica serão utilizadas soluções analíticas disponíveis na literatura para o regime estacionário e para o regime transiente. Além disso, serão utilizados resultados de ensaios de permeabilidade em centrífugas, previamente publicados e desenvolvidos na Universidade do Texas em Austin. Como resultados esperados, pretende-se apresentar uma interpretação física para o mecanismo de fluxo de água em meio poroso não saturado, sob a ação de centrifugação formulada a partir do modelo numérico desenvolvido. A partir da formulação dos autômatos celulares, pretende-se avaliar a influência da microestrutura do meio poroso na interpretação dos resultados, o que poderá ser melhor analisado a partir de micro tomografias computadorizadas previamente obtidas e publicadas pela Universidade do Texas em Austin. Requisitos: (i) Dedicação exclusiva ao trabalho. (ii) Possuir conhecimentos em métodos matemáticos e numéricos.

Apoio / Financiamento: CAPES, CNPq


Universidade de Brasília Programa de Pós-graduação em Geotecnia Proposta de tema para dissertação de mestrado

TEMA: Revestimentos Alternativos de Pavimentos Reforçados com Geossintéticos

NOME DO ORIENTADOR: Ennio Marques Palmeira

SUMÁRIO DO TEMA:

Uma das aplicações mais comuns de geossintéticos é em obras de pavimentação. Por exemplo, cerca de 30% das aplicações de geotêxteis e geogrelhas na América do Norte se destinam a obras de recapeamento de pavimentos. A utilização de geossintéticos em revestimentos ou em bases de pavimentos pode aumentar a vida útil da obra ou permitir utilização de revestimentos com menores espessuras (Figuras 1). O presente projeto visa estudar o comportamento de revestimentos de baixo custo com a presença de geossintéticos como reforço.

Figura 1. Redução de espessuras em

pavimentos.

Figura 2. Equipamento de ensaio

Nesse projeto pretende-se realizar experimentos em laboratório submetendo-se revestimentos alternativos e revestimentos de concreto a solicitações cíclicas para avaliação da contribuição da presença de reforço geossintético (geogrelhas convencionais com altas resistência e rigidez à tração). Serão avaliados o tipo, características e posição do geossintético no interior do revestimento. O revestimento alternativo consistirá de misturas de resíduos de construção e demolição reciclados com diferentes teores de cimento.

O equipamento para os ensaios já está disponível para utilização no Laboratório de Geotecnia da UnB e é apresentado na Figura 2. Consiste de um sistema que permite a aplicação de cargas repetidas sobre placas de revestimento. Os geossintéticos que funcionarão como reforço serão fornecidos por empresas fabricantes interessadas na pesquisa.

Os ensaios consistirão em se submeter revestimentos com e sem reforço a carregamentos repetidos, de forma semelhante ao que ocorreria em um pavimento. Serão avaliados o número de ciclos de carga até a ruptura do revestimento, deslocamentos da placa de carregamento (Fig. 2), padrão de trincamento no revestimento e velocidade de propagação de trincas ao longo da espessura do revestimento. A influência da rigidez do material subjacente ao revestimento também será avaliada. Os resultados permitirão avaliar a eficiência na utilização de reforço geossintético em revestimentos de baixo custo.

PRÉ-REQUISITOS: Dedicação exclusiva à pesquisa.

RECURSOS NECESSÁRIOS: O projeto tem financiamento próprio.

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Sistema de aquisição de dados

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Base Câmera


TEMA: Abertura de filtração de geotêxteis sob confinamento NOME DO ORIENTADOR: Ennio Marques Palmeira

SUMÁRIO DO TEMA:

Geotêxteis são frequentemente utilizados como drenos e filtros em obras geotécnicas e de proteção ambiental. Para o seu perfeito funcionamento como elemento filtrante é de fundamental importância o conhecimento da dimensão de seus poros e da sua abertura de filtração. As técnicas atuais para a determinação destas grandezas se baseiam em ensaios sem confinamento da amostra do geotêxtil, o que não reproduz as reais condições deste material no campo, na medida em que o mesmo trabalha enterrado. Isto pode provocar consideráveis erros na estimativa da capacidade de retenção de filtros geotêxteis e conduzir a projetos sob condições irreais no que se refere à possibilidade de capacidade de retenção e colmatação do filtro. As atividades propostas são de natureza experimental e visam a determinação da abertura de filtração de geotêxteis confinados e tracionados utilizando equipamento específico para o ensaio disponível no Laboratório de Geotecnia, como mostrado na Figura 1. O equipamento é único no país e permite a realização de ensaios de ponto de bolha (Bubble Point Test). Diferentes condições de ensaios e tipos de materiais serão empregados, visando avaliar a influência sobre a capacidade de retenção de filtros geotêxteis quando os mesmos estão assentes sobre camadas granulares graúdas (brita, por exemplo).

Os ensaios são rápidos, o que permitirá a investigação de um grande número de situações possíveis. Os resultados permitirão avaliar o comportamento de filtros geotêxteis sob condições mais realistas, bem como aferir a acurácia de critérios correntemente utilizados para a especificação deste tipo de filtro.

PRÉ-REQUISITOS: Dedicação exclusiva à pesquisa.


Não se antevê problema com financiamento, uma vez que o material e equipamentos necessários para os ensaios estão disponíveis no Laboratório de Geotecnia.

Figura 1. Equipamento a ser utilizado.

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TEMA: Análise do emprego de lascas de borracha com misturas granulares com areia

NOME DO ORIENTADOR: Gregório Luís Silva Araújo

CO-ORIENTADOR:

SUMÁRIO DO TEMA: A borracha é um dos resíduos gerados em grande quantidade nos últimos anos. Estima-se que no Canadá e nos Estados Unidos é gerado um pneu por habitante por ano (Shalaby & Khan, 2005). No Brasil esse número não possui um valor oficial, mas sabe-se que ele é alto. Além disso, esse tipo de resíduo tem vazios da ordem de 75% de seu volume, ocupando muito espaço em áreas de disposição de resíduos como os aterros sanitários. Já existem algumas pesquisas utilizando borracha como material de aterro ou de preenchimento de estruturas de contenção em alguns países (Cetin et al, 2006, Edincliler et al, 2010, Youwai & Bergado, 2004, etc.), mas pouco se sabe de possíveis resultados para os solos presentes na região centro-oeste do Brasil. A grande maioria das pesquisas foi realizada com solos arenosos e pouco se sabe sobre a utilização de borracha em solos argilosos. Existem diferentes subprodutos recicláveis de borracha, de diferentes tamanhos (Figura 01) e um que merece destaque é o advindo de lascas de borracha (Tire Shreds). O presente projeto de pesquisa visa dar continuidade ao trabalho realizado por Chrusciak (2013) e Suarez (2016) onde se pretende utilizar um equipamento de cisalhamento direto (Figura 2) com dimensões maiores que as convencionais (0,30 m x 0,30 m x 0,15 m) visando o estudo de utilização de fragmentos de borracha em obras geotécnicas. A utilização da uma amostra com tais dimensões se deve à necessidade de redução do efeito de escala do tamanho dos grãos de borracha com relação ao equipamento. Os ensaios serão realizados para diferentes teores de mistura e diferentes granulometrias de materiais presentes no Distrito Federal.

Figura 01. Possíveis tipos de borracha utilizada em reciclagem.

Figura 02. Equipamento a ser utilizado na pesquisa.

PRÉ-REQUISITOS: Dedicação exclusiva à pesquisa. Saber ler em inglês.




Nome do Tema:

Estudo da ameaça por deslizamentos em áreas urbanas com metodologia SHIA


Hernán E. M. Carvajal/André L. B. Cavalcante

D.Sc. ENC / FT / UnB

Sumário do Tema:

Numerosos estudos têm sido realizados nos últimos anos permitindo um melhor entendimento das causas que envolvem a ocorrência de deslizamentos de terra deflagrados por chuvas em regiões tropicais montanhosas. (García, 2004; Aristizábal, 2013; Tiga, 2013). No entanto, devido à complexidade envolvida neste fenômeno, ainda há muitas incertezas, especialmente nos aspectos que levam em consideração a distribuição espaço-temporal dos eventos climáticos, como a precipitação, na variabilidade espacial das propriedades que governam o comportamento hidromecânico do solo (infiltração, avanço da frente de umidade, evolução da poropressão, evolução da resistência) e no efeito das características geométricas das encostas (concavidade, dimensão da rampa, declividade, cobertura) (Echeverri & Valencia, 2004; Aristizábal, 2013). Desta forma, a municipalidade de Medellín, seguindo a linha de pensamento de cidades como Rio de Janeiro, decidiu instalar o primeiro sistema de alerta em 2003 (SIATA – Sistema de Alerta Temprana del Área Metropolitana del Valle de Aburrá), cuja primeira fase interligou uma rede de estações meteorológicas a uma central de monitoramento, onde são produzidos relatórios de perigo, que dependem exclusivamente das intensidades de chuva registradas em intervalos de tempo de 15 minutos. A segunda fase do projeto SIATA, já em 2012, instalou um radar meteorológico que está em processo de calibração para melhorar a previsão de ocorrência de chuvas. O SHIA-Landslide é um modelo composto por um módulo hidrológico completo desenvolvido por Vélez (2001), com a incorporação de um modelo geotécnico de talude infinito (Aristizábal, 2013) que foi testado na bacia hidrográfica La Arenosa , numa zona rural da Colômbia,

com resultados muito positivos. O objetivo desta pesquisa é avaliar o desempenho do modelo SHIA Landslide numa bacia urbanizada escolhida dentro da cidade de Medellín (Colômbia). Devido ao fato de a componente hidrológica do modelo (SHIA) não estar especialmente desenhada para lidar com áreas impermeabilizadas, como é a área urbana escolhida, espera-se uma previsão irreal do modelo na zona; de forma geral e desta maneira deverá ser realizada uma calibração com a finalidade de otimizar seu desempenho para viabilizar a sua utilização dentro de um sistema de alerta funcional. O aluno deverá desenvolver capacidades de programação em FORTRAN ou outra plataforma para engenharia, assim como habilidades para gerenciamento de informações especializadas de chuva (intensidades, séries temporais, eventos extremos), análise estatística de dados geomorfológicos, geológicos, geotécnicos e de precipitação e, finalmente, compatibilização de todas as informações processadas dentro de plataformas SIG (Sistemas de Informação Geográfica). Além disso, deverá ter conhecimento sobre modelagem numérica e analítica em solos não saturados. O aluno deverá ter disponibilidade de DEDICAÇÃO EXCLUSIVA ao trabalho e, para desenvolver o trabalho de campo, será necessária uma visita ao local de estudo POR CONTA DO ALUNO, com um tempo mínimo de um mês, no qual, adicionalmente, deverão ser obtidas, no SIATA e em empresas ou entidades locais, todas as informações necessárias para o desenvolvimento da pesquisa (séries de chuvas, dados geotécnicos, geologia, curvas de duração de vazão etc...)

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Estudo da padronização da capacidade de carga das estacas hélice contínua a partir da energia de escavação e de resultados de provas de carga

Nome do Titulação: Departamento, Instituição ou Empresa

Orientador: José Camapum de Carvalho Co-orientador: Carlos Medeiros Silva

Dr.; D.Sc.

ENC / FT / UnB; EMBRE Engenharia

Sumário do Tema:

A previsão de comportamento e o controle da execução das estacas tipo hélice contínua, muitas vezes são exercidos com parcelas de empirismo e intuição. Fato que se soma, com frequência, às incertezas, oriundas da natureza do próprio maciço, e às limitações nos estudos preliminares que servem de suporte à elaboração do projeto. Para contornar esse problema Silva (2011) propôs uma técnica de controle que se fundamenta no autocontrole da execução dos elementos de fundação a partir da medição automatizada do trabalho realizado ou da energia necessária para a escavação de cada estaca do estaqueamento, executado com equipamento tipo hélice continua monitorada, Metodologia SCCAP. As rotinas propostas por Silva (2011), entre as quais, a medida da energia de instalação ou do trabalho realizado ao escavar uma estaca permite que seja realizado um controle estatístico do estaqueamento para orientação da perfuração e indicação durante a execução se será necessário corrigir a profundidade pré-estabelecida em projeto, em termos de energia de instalação.

Propõem-se que a partir de dados da energia de instalação e de um banco dados de provas de cargas realizadas no Distrito Federal e em outras unidades federativas do Brasil, que sejam elaborados gráficos e ábacos normalizados da energia de instalação das estacas versus capacidade de carga. A partir desses gráficos ou ábacos normalizados será possível parametrizar para cada tipo de maciço de solo, independentemente de onde o estaqueamento estiver localizado, a capacidade de carga da estaca produzida por um equipamento específico, utilizado com base apenas em algumas provas de carga realizadas na região do estaqueamento.

De acordo com o exposto, o objetivo desta pesquisa será a definição de critérios estimativos da capacidade de carga de estacas hélice contínua com base na energia de escavação.

Para a realização do estudo serão utilizadas obras onde se disponha de resultados de provas de carga e do monitoramento da energia de escavação da estaca.

INDISPENSÁVEL: DEDICAÇÃO EXCLUSIVA

AO PROJETO.

Apoio / Financiamento: CAPES, CNPq, PPG. Brasília, DF, 10/06/2016

Local e Data Orientador Coorientador

Aprovação da Coordenação de Pós-Graduação em Geotecnia

Local e Data Coordenador

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UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA

FACULDADE DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOTECNIA


Nome do Tema:

Estudo paramétrico da resposta térmica de grupos de estacas trocadoras de calor em um solo tropical típico do DF do Brasil


Renato P. Cunha Ph.D.

ENC / FT / UnB

Sumário do Tema:

As temperaturas na terra em sua crosta (~30 km de espessura) aumentam, em média, cerca de três graus para cada 100 metros de profundidade. Tipicamente, abaixo da profundidade de 5 a 30 m do terreno, onde grande parte de nossas fundações profundas se situa, a temperatura do solo é praticamente constante. É portanto a energia “acumulada” nesta região que pode ser aproveitada em termos comerciais para um conjunto de aplicações residenciais e industriais, já que, uma vez instaladas, as fundações profundas podem atuar como potenciais trocadores de calor entre o meio externo e a superestrutura às quais estão conectadas.O princípio desta inovadora tecnologia se baseia no aproveitamento da temperatura "constante" que o solo tem ao longo do ano para realizar troca de calor entre o fluido das tubulações e o solo circundante durante as diferentes épocas do ano, onde no inverno se aproveita essa temperatura para aquecer e em verão esfriar o ambiente dos prédios. (Brandl, 2010)1.

Desta forma, “Fundações de Energia” e outras estruturas termo-ativas de interação de calor com o meio terroso representam uma tecnologia inovadora, ambientalmente limpa, e com bom custo-benefício para proporcionar um razoável acondicionamento térmico de estruturas civis de engenharia com simultânea proteção do meio ambiente, diminuição de emissão de gases do efeito estufa, e otimização da necessária obra de fundação profunda. E este aspecto, ressalta-se, é válido tanto para países do (temperado) hemisfério Norte, quanto para os países localizados nas zonas tropicais, como o Brasil – desde que, como normalmente ocorre, haja um gradiente térmico entre a temperatura do ar (ambiente externo) e a temperatura do solo/lençol freático nas distintas épocas do ano.

Portanto, nesta pesquisa serão avaliadas diferentes configurações de grupos de estacas em um solo tropical não saturado através de modelagem NUMÉRICA baseada em resultados de um ensaio de resposta térmica TRT (Thermal Response Test) para uma estaca trocadora de calor, como também nos resultados do estudo numérico realizado por OROZCO H.C (2016). No estudo se propõe realizar poucos ensaios de laboratório para se determinar os parâmetros térmicos como condutividade térmica e capacidade calorífica específica das camadas de solo estudado, caso seja possível, para posteriormente se analisar a resposta térmica dos grupos de estacas simulados com estas propriedades térmicas, além dos dados já existentes e adquiridos na dissertação de mestrado ora citada do ensaio de resposta térmica. Será requerido aqui o estudo paramétrico da resposta térmica de grupos de estacas trocadoras de calor mudando-se condições iniciais e de contorno do modelo para se avaliar a eficácia do sistema em um solo tropical típico do DF.

Para a concretização deste estudo já se encontra disponível a licença atualizada do pacote de módulos Heat Transfer e Pipe Flow do software COMSOL Multiphysics (baseado na metodologia numérica dos elementos finitos), que se encontra instalado e rodando plenamente em um computador com ótimas características técnicas para o processamento dos diferentes modelos.

Trata-se de um trabalho de pesquisa de interface que envolve ambas áreas ambiental e de fundações no entendimento da questão da troca de calor em grupos de estacas para a geração de energia a partir de fonte térmica, considerada uma tendência futura amplamente amigável para o meio ambiente. O trabalho também dá continuidade a dissertação MSc já desenvolvida por OROZCO H.C (2016), quem também fornecerá apoio e informação base para o desenvolvimento desta pesquisa.

No momento estão em discussão a possibilidade de realização da parte experimental em universidade no exterior, com verba de projeto europeu. Ao final de junho este assunto será discutido com o professor responsável pelo projeto.

Brasília, 1 de Junho de 2016

1 Brandl, H. 2010. Energy piles and other thermo-active ground source systems. From Research to Design in European Practice, Bratislava, Slovak Republic, CD Rom, p 1-22

UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA FACULDADE DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL


Nome do Tema:

ANÁLISE DA VIABILIDADE DO USO DO AÇO-BRITA EM PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS

Nome do Orientador/Co-Orientador: Titulação: Departamento, Instituição ou Empresa

Luis Fernando Martins Ribeiro DSc. ENC/UnB

Sumário do Tema (até 500 palavras):

Com o aumento da demanda por recursos naturais, diversas pesquisas tem se mostrado importantes ao procurar fontes alternativas para minimizar a extração de recursos naturais e assim maximizar a utilização de resíduos gerados nos processos produtivos. Neste sentido, um grande número de aplicações tem sido propostas utilizando resíduos em substituição aos materiais naturais. No caso do Brasil, grande detentor de importantes reservas minerais, a geração de resíduos representa um importante passivo ambiental e que necessitam ter uma destinação mais adequada como forma de minimizar os custos da disposição e os impactos ambientais.

No caso da produção brasileira de aço bruto, estimativas realizadas pelo Instituto Aço Brasil mostram que a produção anual média de aço bruto por ano é de 33,1 milhões de toneladas. Considerando que cada tonelada de aço gera em média de 120 a 160 kg de escória de aciaria, acredita-se que no Brasil se produz aproximadamente 4,6 milhões de toneladas de escória por ano, cujo maior problema está associado a sua armazenagem. O armazenamento destes resíduos é normalmente realizado nos pátios das usinas necessitando, assim, de grandes áreas para sua deposição e investimentos para sua manutenção segura. Observa-se, desta forma, uma imperiosa necessidade de aproveitar e/ou reutilizar estes resíduos e mais especificamente, no caso desta pesquisa, a escória de aciaria.

Neste contexto, a presente pesquisa visa avaliar as potencialidades do uso da escória de aciaria (aço-brita) em obras de pavimentação. Para avaliação do desempenho deste resíduo neste tipo de aplicação propõe-se:

i. realizar uma caracterização física e mecânica da escória de aciaria pura (aço-brita) produzidas em pelo menos três siderúrgicas

ii. realizar uma caracterização física e mecânica da escória de aciaria (aço-brita) em associações com solos tropicais e materiais oriundos da reciclagem de pavimentos;

iii. investigar a viabilidade do uso do aço-brita como elemento constituinte de camadas de pavimentos viários;

iv. desenvolver em laboratório e em campo metodologias e procedimentos normativos adequados às especificidades deste tipo de material e que possam viabilizar seu aproveitamento.

Adicionalmente, pretende-se realizar em parceria com o DNIT a execução de um trecho experimental utilizando a escória de aciaria em associações com solo e resíduos oriundos da reciclagem de pavimentos e verificar o desempenho destes resíduos em uma obra escala real.

Pré-Requisitos:

Ser aluno(a) regularmente matriculado(a) no Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da UnB.

_______________________ _________________________ _________________________ Local e Data Orientador Co-Orientaador

Aprovação da Proposta de Tema em Reunião de Área

_________________________ _________________________ Local e Data Coordenador

UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA FACULDADE DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL


Nome do Tema:

METODOLOGIA DE CARACTERIZAÇÃO DE RESÍDUOS DE MINERAÇÃO COM ABORDAGEM GEOAMBIENTAL PARA REUTILIZAÇÃO

Nome do Orientador/Co-Orientador: Titulação: Departamento, Instituição ou Empresa

Luis Fernando Martins Ribeiro DSc. ENC/UnB

Rafael Quintana Pucholl DSc UCLV

Sumário do Tema (até 500 palavras):

A mineração constitui uma das atividades básicas no desenvolvimento do mundo moderno, ao mesmo tempo em que representa um agente potencialmente degradante do meio físico local, gerando enormes volumes de resíduos finais. Estes resíduos contêm, muitas vezes, substâncias contaminantes, sendo assim uma das principais causas de contaminação dos recursos naturais e do médio ambiente.

A preocupação pela conservação ambiental e busca da sustentabilidade tem levado cada vez mais ao aproveitamento de resíduos de mineração com o emprego de novas tecnologias de beneficiamento destes “minérios” e/ou a sua utilização para outras aplicações como a indústria de materiais de construção. Sem dúvida alguma, para a verificação da possibilidade do aproveitamento ou emprego destes resíduos faz-se necessária uma metodologia de caracterização dos mesmos (caracterização física, química, mineralógica e geoquímica) possibilitando, assim, avaliar as possibilidades reais de aproveitamento, reciclagem e/ou utilização.

Neste contexto, o objetivo principal desta pesquisa é desenvolver uma metodologia de caracterização de resíduos de mineração metálica para o estabelecimento de propostas de reaproveitamento como alternativa geoambientalmente e sustentável.

A metodologia de caracterização e avaliação das potencialidades de reuso dos resíduos de mineração seguindo a abordagem geoambiental tende a contemplar a seguinte sequência de etapas:

i. Caracterização física química e mineralógica dos resíduos de mineração mediante ensaios de campo e de laboratório

ii. Caracterização geoquímica dos resíduos de mineração visando avaliar suas propriedades químicas e o seu potencial de reaproveitamento;

iii. Analise dos resultados do processo de caracterização e definição das propostas de reutilização em obras civis;

iv. Avaliação do comportamento destes novos materiais e as suas potencialidades de reuso; v. Estudo final de viabilidade técnica e econômica das possíveis propostas de reuso destes

resíduos. Para o desenvolvimento da pesquisa propõe-se a utilização de rejeitos oriundos de mineração de ferro, ouro, cobre e níquel avaliando as potencialidades da sua reutilização com base em técnicas de reprocessamento, lixiviação ácida, concentração magnética, extração sequencial e metalotermia. Estes procedimentos têm como princípio básico a identificação de substâncias e minerais remanescentes nos rejeitos que são economicamente inviáveis de aproveitamento no contexto do beneficiamento empregado pela mineradora, mas com potencial utilização em outras aplicações.

Pré-Requisitos:

Ser aluno(a) regularmente matriculado(a) no Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da UnB.

_______________________ _________________________ _________________________ Local e Data Orientador Co-Orientaador

Aprovação da Proposta de Tema em Reunião de Área

_________________________ _________________________ Local e Data Coordenador



Nome do Tema: Acoplamento hidromecânico de solos e enrocamentos não saturados.


Manoel Porfírio Cordão Neto ENC / FT / UnB

Sumário do Tema:

Contexto Geral: São comuns materiais geotécnicos que apresentam uma grande diferença no tamanho dos poros dominantes. Dois exemplos de grande interesse no Brasil são os solos tropicais e os enrocamentos (rockfill). Solos tropicais, tais como a argila porosa vermelha de Brasília, apresentam uma estrutura bimodal (macro e micro poros). Tal característica pode ser visualizada na curva de retenção ou nas curvas de porosimetria do solo. Outro aspecto relevante desses solos é que a distância entre o diâmetro dos poros dominante da macro e da microestrutura pode chegar a 3 ordens de grandezas. Esses aspectos podem ter papel fundamental no comportamento mecânico e hidráulico dos solos. Entretanto, geralmente, isso é desprezado em projetos ou mesmo na análise dos resultados de ensaios de laboratório. Considerando que a existência de dois níveis de poros de tamanhos tão distintos pode interferir na forma como ocorre a transferência de água dos microporos para os macroporos, erros de interpretação dos resultados podem ocorrer e se propagar até o nível de projeto.

Um fenômeno muito semelhante ocorre em enrocamentos. Devido ao tamanho das partículas de enrocamento, os poros existentes entre essas partículas têm um escala muito diferente dos poros existentes no interior da partícula. Sabendo-se que o comportamento mecânico do material será fortemente influenciado pela quantidade de água que infiltra para o interior das partículas, pode-se concluir que ter uma melhor compreensão do processo de migração de água dos macroporos (entre partículas) para os microporos (inter-partículas) ajudaria na melhor compreensão do comportamento hidromecânico desses materiais.

Porém, não há na literatura uma abordagem que permita avaliar a influência da microestrutura no comportamento de solos tropicais. Para enrocamentos há alguns trabalhos pioneiros, mas há muito espaço para desenvolvimento de novos modelos numéricos e constitutivos. Problema: Como avaliar a influência de aspectos microestruturais no comportamento mecânico e hidráulico de solos tropicais e enrocamentos não saturados? Ferramentas matemáticas: Método dos elementos finitos, upscaling, formulação dual-porosity/dual-permeability. Objetivo Geral: Analisar resultados de ensaios de permeabilidade e adensamento de solos tropicais considerando duas escalas de análises, uma associada ao microporos e outra associada aos macroporos. Objetivo específico: Realizar análise hidromecânica acoplada de ensaios de adensamento e permeabilidade e de solos bimodais e enrocamentos. Além disso, realizar análise de problemas de contorno com parâmetros retirados dessas análises. Produto esperado: Uma metodologia que permita uma melhor interpretação de resultados de ensaios de adensamento e permeabilidade de solos bimodais.

Pré-requisitos: Alguma habilidade de laboratório, noções básicas de programação e EDP.

Brasília, DF, 09/06/2016


Aprovação do PPG Brasília, DF,




Nome do Tema: Análise hidromecânica de barragens de terra com núcleo delgado.


Manoel Porfírio Cordão Neto ENC / FT / UnB

Sumário do Tema:

Contexto Geral: O método dos elementos finitos é, talvez, a ferramenta numérica mais aplicada a engenharia geotécnica. Porém, alguns problemas limitam suas aplicações ou levam a erros nas análises. Um exemplo clássico é a existência de materiais com coeficientes de rigidez muito diferentes (superior a uma ordem de grandeza) em que ocorre a concentração de tensões em um dos materiais. Neste caso, é necessário realizar um refinamento na malha e mesmo assim em alguns casos isso não é suficiente. Outro caso são as barragens com núcleo asfálticos, que tem espessura muito menor que o “corpo” da barragem – núcleo muito delgado. Um exemplo de barragem construída com essa tecnologia é Foz do Chapeco (Guimarães, 2012). Para este tipo de problema a adoção do método dos elementos estendidos (XFEM) permitiria uma análise mais precisa do problema de concentração de tensões e um melhor entendimento do que acontece na interface dos dois materiais. Além disso, não seria necessário um grande refinamento da malha na região da interface. Problema: Avaliar o efeito da concentração de tensões em núcleos delgados? Ferramentas matemáticas: Método dos elementos finitos, xfem, programa allfine (Farias e Cordão-Neto, 2010). Objetivo Geral: Analisar o comportamento mecânico de barragens de terra com núcleo delgado. Objetivo específico: Implementar a formulação de XFEM em um código de elementos finitos que permita a análise hidromecânica de obras de terra. Produto esperado: Ferramenta numérica, metodologia de análise de interfaces, análise de estabilidade.

Pré-requisitos: Noções básicas de programação e EDP.

Brasília, DF, 08/06/2016


Aprovação do PPG Brasília, DF,



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