https://seer.ufu.br/index.php/cieng Editora da Universidade Federal de Uberlândia - EDUFU pt-BR Ciência & Engenharia 0103-944X https://seer.ufu.br/index.php/cieng/article/view/35629 Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a remoção do fósforo presente em efluente secundário por meio da ação de células da microalga Chlorella sp imobilizadas em matriz de alginato de cálcio. Para tanto, as células, previamente cultivadas em Meio Basal Bold (MBB) e submetidas a procedimentos de imobilização, foram colocadas em biorreator tubular operado sob condições de fluxo ascendente do resíduo líquido. Foram realizadas duas etapas experimentais, cada uma composta por cinco ensaios em ambiente com temperatura controlada a 27 ºC e iluminação artificial pelo emprego de duas lâmpadas fluorescentes de 40 Watts. As etapas se diferenciaram pelo uso ou não de recirculação do efluente durante os períodos experimentais. Os regimes de alimentação foram em batelada intermitente, com tempo de reação de uma a cinco horas. Os resultados alcançados mostram a eficiência de 88% e 95% de remoção de fósforo, respectivamente, para o sistema quando operado sem e com recirculação do efluente. Palavras-chave: Tratamento biológico, águas residuárias, remoção de nutrientes, microalgas. POTENTIAL OF PHOSPHORUS REMOVAL IN BIOREACTOR OPERATED WITH CELLS OF Chlorella sp IMMOBILIZED IN ALGINATE CALCIUM MATRIX ABSTRACT This research aimed to evaluate the removal of this phosphorus in secondary effluent through microalgae cells action Chlorella sp, immobilized in calcium alginate matrix. The both cells, previously grown in Bold and subjected to the immobilization procedures, were placed in a tubular bioreactor operated under upward flow conditions of the liquid residue. Two experimental steps were performed, each one consisting of five tests in a temperature controlled environment at 27 °C and artificial lighting by using two fluorescent bulbs of 40 Watts. The steps are differentiated by the use or not of effluent recirculation during the experimental periods. Feeding regimens were intermittent batch with reaction time from one to five hours. The results show the efficiency of 88% and 95% phosphorus removal, respectively, for the system when operated with and without recirculation of the effluent. Keywords: biological treatment, wastewater nutrient removal, microalgae. Narcísio Cabral de Araújo José Tavares de Sousa Valderi Duarte Leite Maria Célia Cavalcante de Paula e Silva Copyright (c) 2018 Ciência & Engenharia 2018-09-06 2018-09-06 26 2 59 65 10.14393/19834071.v26.n2.2017.35629 https://seer.ufu.br/index.php/cieng/article/view/39819 Este artigo apresenta o estudo de lajes unidirecionais formadas por vigotas treliçadas pré-fabricadas com e sem protensão. Como enfoque principal aborda o dimensionamento de vigotas treliçadas e faz algumas comparações entre essas soluções estruturais. Para os dimensionamentos das lajes desenvolveu-se uma rotina em planilha eletrônica, a qual permitiu realizar também o processo de otimização a fim de estudar parâmetros importantes para o dimensionamento tais como: carregamento, intereixo, resistência característica do concreto a compressão e área de aço. A otimização foi aplicada para alcançar um dimensionamento cuja flecha final fosse igual ao valor limite prescrito pela norma ABNT NBR 6118:2014, bem como obter o menor peso próprio possível. Observa-se por meio dos resultados que com o uso das vigotas treliçadas protendidas, para vãos de 6 a 9 m, se consegue uma redução média do peso da laje em torno de 21%, comparado às vigotas não protendidas. Conclui-se que, considerando as restrições impostas no estudo, o vão máximo para o dimensionamento de vigotas sem protensão é de 9 m, enquanto que com o uso da vigota protendida o limite é em torno de 15 m. Palavras-chave: laje nervurada, vigota treliçada, protensão, otimização. STRUCTURAL OPTIMIZATION OF SLABS FORMED BY LATTICE JOISTS WITH AND WITHOUT PRESTRESSING ABSTRACT This paper presents the study of one-way slabs formed by lattice joist with and without prestressing. The objective of this study is to compare the technical performance for each structural solution, taking into account the presstress competitiveness. For the slab design procedure and the optimization analysis, a routine is developed in an electronic spreadsheet. Some parameters such as loading, length between the axis, strength of concrete, steel area and prestressing force is considered in the analysis. The optimization process is carried out with two objectives. The first is to obtain a design whose final displacement was equal to the limit value prescribed by ABNT NBR 6118:2014. The second objective is to obtain the maximum vertical displacement that minimize the slab weight. The slab is considered simple supported and formed by individual beams. The results show that the use of the lattice with prestressed joists is available to spans such as 6 m to 9 m, which an average weight reduction of the slab is around 21% compared to not prestressed joists. It is concluded that, for the restrictions imposed in this study, the maximum span for the design of slabs with not prestressed is 9 m, while with the use of prestressed joist the limit is around 15 m. Keywords: ribbed slab, lattice joist, prestressing, optimization. Tobias Ribeiro Ferreira Maria Cristina Vidigal de Lima Rodrigo Gustavo Delalibera Copyright (c) 2018 Ciência & Engenharia 2018-03-09 2018-03-09 26 2 01 09 10.14393/19834071.v26.n2.2017.39819 https://seer.ufu.br/index.php/cieng/article/view/40103 Consoante ao passivo ambiental gerado pelos subprodutos de pedreira, este estudo teve como objetivo observar os efeitos dos finos de britagem com diâmetro inferior a 0,075 mm em substituição ao cimento, em propriedades da argamassa de revestimento. Para a mistura utilizou-se da cal virgem e areia natural no traço 1:6, em volume. A argamassa simples foi maturada para a hidratação da cal e recebeu o cimento compondo o traço 1:1,5:9, em volume, o qual teve como substituição 2,5%, 5%, 10%, 15% e 20%, respectivamente, em massa, dos finos de britagem. Avaliaram-se: massa específica, teor de ar incorporado, exsudação de água e retenção de água no estado plástico, a resistência à compressão axial e à tração na flexão, módulo de deformação estática, absorção de água por capilaridade e por imersão no estado endurecido. Como resultado, as argamassas com finos de britagem apresentaram redução no teor de ar incorporado e na retenção de água. As propriedades mecânicas aumentaram até os teores de 5%, mas voltou a reduzir no intervalo entre 5% e 10% de substituição. Porém, ocorreu aumento para as absorções de água. No geral, conclui-se que teores entre 5% e 10% de finos de britagem são viáveis à produção da argamassa. Palavras-chaves: resíduo de pedreiras, argamassa mista, reaproveitamento de resíduo, materiais cimentícios. REPLACEMENT OF CEMENT BY CRUSHING FINES IN PLASTERING MORTAR ABSTRACT According to the environmental liabilities generated by the quarry by-products, this study aimed to observe the effects of crushing fines with a diameter of less than 0.075 mm in replacement of the cement, in properties of the plastering mortar. For the mixture quicklime powder and natural sand were used in the proportion 1: 6 (by volume). The simple mortar was matured to hydrate the lime and received the cement, establishing the volumetric proportion of 1: 1.5: 9, which had as replacement 2.5%, 5%, 10%, 15% and 20% respectively (by mass) the crushing fines. There were evaluated: specific mass, air content, bleeding ware water retention in the plastic state, axial compressive and tensile flexural, static deformation modulus, water absorption by capillarity and immersion in hardened state. As a result, mortars with crushing fines showed reduction air content and water retention. The mechanical properties increased up to 5%, but decreased again in the range of 5%to 10% of substitution. However, there was increase in water absorption. In general, it is concluded that between 5% and 10% of the crushing are feasible to produce the mortar. Keywords: quarry waste, mixed mortar, reuse of waste, cementations materials. José Aparecido Canova Copyright (c) 2018 Ciência & Engenharia 2018-03-09 2018-03-09 26 2 11 19 10.14393/19834071.v26.n2.2017.40103 https://seer.ufu.br/index.php/cieng/article/view/38402 Quando a calha principal dos corpos de água não suporta as vazões excedentes, as inundações ribeirinhas avançam pelo leito maior dos córregos e rios, normalmente delimitado por cheias da ordem de 100 anos de recorrência. Se a ocupação urbana já está estabelecida nas adjacências, vias e edificações tornam-se fadadas a prejuízos potenciais. Isto justifica a importância da delimitação prévia de zonas inundáveis adjacentes aos córregos, como um instrumento de inquestionável utilidade no planejamento urbano. Neste contexto, o presente artigo trata de uma ferramenta computacional própria, que engloba métodos tradicionais para avaliação da influência da ocupação urbana progressiva na ocorrência de áreas inundáveis, além de definir um zoneamento para ocupação de áreas vulneráveis a enchentes. O estudo foi realizado na sub-bacia hidrográfica do Córrego Lageado, no município de Uberaba, MG, cujo potencial cenário de urbanização tem gerado preocupações no que diz respeito aos reflexos ambientais negativos que alterações no uso e ocupação do solo podem provocar. Em comparação com o uso do solo atual, os resultados indicam que a urbanização da bacia gera áreas inundáveis incrementais, com aumentos percentuais cujas variações são mais sensíveis para chuvas com tempos de recorrência menores. Palavras-chave: Ocupação progressiva, áreas inundáveis, planejamento urbano, Córrego Lageado. INFLUENCE OF PROGRESSIVE URBAN OCCUPATION IN THE OCCURRENCE OF FLOOD AREAS ABSTRACT River floods advance through the larger bed of streams and rivers, usually delimited by floods of 100 years recurrence. Roads and buildings become doomed to potential damage when urban occupation is already established. This justifies the importance of prior delimitation of flood zones adjacent to streams, as an instrument of unquestionable utility in urban planning. In this context, the paper brings a methodology which uses traditional methods to evaluate the influence of progressive occupation on the occurrence of flooded areas, besides defining a zone for occupation of floods areas vulnerable. This study was performed in the sub-basin of the Lageado stream, in Uberaba/MG city, in which potential urbanization scenario generates a natural concern regarding the negative environmental impacts that changes in land use and occupation can cause. Compared with current land use, the results indicate that the urbanization of the basin generates incremental flood areas, with percentage increases whose variations are more sensitive to rainfall with lower times of recurrence. Keywords: Progressive occupation, flood areas, urban planning, Lageado stream. José Eduardo Alamy Filho Marcio Ricardo Salla Alan Reis Hélio Correia da Silva Jhunior Copyright (c) 2018 Ciência & Engenharia 2018-05-11 2018-05-11 26 2 21 31 10.14393/19834071.v26.n2.2017.38402 https://seer.ufu.br/index.php/cieng/article/view/38898 O envelhecimento em laboratório de mástiques asfálticos, que possuem carga mineral, deve ser analisado de forma diferente dos procedimentos já existentes para ligantes asfálticos. Para amostras com fíler há a suspeita que no ensaio na Estufa de Vaso Pressurizado (PAV), de 100 °C por 20 horas, aconteça a decantação das partículas minerais, ocorrendo o envelhecimento apenas do ligante asfáltico e não na matriz ligante fíler. Esse estudo avalia um procedimento modificado de envelhecimento, reduzindo a temperatura para 60 °C e incrementando o tempo para 100 horas, com a agitação da amostra a cada 20 horas. Foram avaliados três diferentes fileres: cal hidratada, cimento Portland e pó calcário; dois ligantes asfálticos: um CAP 50/70 e um 85/100; e realizados os ensaios no Reômetro de Flexão em Viga e o de Energia de Fratura nas duas condições de envelhecimento. Os resultados da rigidez indicam que o envelhecimento modificado produz valores superiores aos do convencional, provocando um maior enrijecimento dos ligante e mástique asfáltico. Os resultados da taxa de relaxação permitem concluir que o tipo de envelhecimento é um fator influente. Nos dados de energia de fratura notou-se o mesmo comportamento da rigidez, assim, as amostras submetidas ao PAV convencional podem levar a resistências por fadiga superestimada. Palavras-Chave: fíler mineral; mástique asfáltico; ligante asfáltico; envelhecimento; energia de fratura. EVALUATION OF METHODOLOGIES FOR AGING SIMULATION OF ASPHALTIC MASTICS IN LABORATORY ABSTRACT The aging in laboratory of asphalt mastics, which have mineral fillers, should be analyzed differently from existing procedures for asphalt binders. For samples with filler, it is suspected that the decantation of the mineral particles takes place in the pressurized vessel (PAV), 100 °C for 20 hours, with aging of the asphaltic binder only and not in the binder-filler matrix. This study evaluates a modified aging procedure, reducing the temperature to 60 °C and increasing the time to 100 hours, with the shaking of the sample every 20 hours. Three different filers were evaluated: hydrated lime, Portland cement and limestone powder; two asphalt binders: one CAP 50/70 and one 85/100, and the tests were carried out on the Beam Flexural Rheometer and the Energy of Fracture in the two conditions of aging. The rigidity results show that the modified aging produces higher values than the conventional one, causing a greater stiffening of the binder and asphalt mastic. The relaxation rate results show that the type of aging is an influential factor. In the fracture energy data, the same behavior of the stiffness was noticed, so the samples subjected to conventional PAV can lead to overestimate fatigue strengths. Keywords: mineral filler, asphalt mastic, asphalt binder, aging, fracture energy. Vivian Silveira dos Santos Bardini Luis Miguel Gutiérrez Klinsky José Leomar Fernandes Júnior Copyright (c) 2018 Ciência & Engenharia 2018-05-11 2018-05-11 26 2 33 40 10.14393/19834071.v26.n2.2017.38898 https://seer.ufu.br/index.php/cieng/article/view/38910 A incorporação de resíduos industriais em materiais de construção é de grande interesse tecnológico. O objetivo do trabalho foi avaliar a atividade pozolânica de cinzas de capim elefante por meio de análise térmica e ensaio de condutividade elétrica. As cinzas foram obtidas pela queima do capim elefante a 350 °C e 600 °C, por 3 horas em cada temperatura. A caracterização foi realizada por meio de fluorescência e difração de raios X. A análise térmica foi realizada em pastas de cimento com cimento tipo CPV, fator água/aglomerante de 0,5 e cura nas idades de 7, 28 e 90 dias. Foram analisdas duas condições, a primeira sem adição de cinza e a segunda com adição de cinza. O principal constituinte da cinza foi o SiO2 amorfo, contudo, o teor de álcalis e de matéria orgânica foi alto. Com relação ao ensaio de variação de condutividade elétrica, as cinzas não foram consideradas como pozolanas, no entanto foi observada a diminuição da quantidade de hidróxido de cálcio nas pastas de cimento com cinza. Palavras-chave: atividade pozolânica; materiais cimentícios suplementares; resíduos industriais; análise térmica EVALUATION OF POZOLANIC ACTIVITY OF CAMEROON ELEPHANT GRASS ASHES USING TERMOGRAVIMETRIC TESTS ABSTRACT It is of great technological interest the use of industrial residues in civil construction materials. The objective of the present work is to evaluate the pozzolanic activity of elephant grass ashes using thermogravimetric analysis and electric conductivity tests. The ashes were obtained by calcination in laboratory at 350 ºC and 600 ºC, for 3 hours in each temperature. The ashes were characterized by X ray fluorescence and diffraction. The thermo analysis was carried out in cement pastes prepared with CPV cement type, water/binder ratio of 0.5 and curing to 7, 28 and 90 days. Two conditions were analyzed, with and without elephant grass ashes addition. The results show that the main constituent of the ashes was amorphous SiO2. However, the amount of alkalis and organic matter is significant. The electrical conductivity test showed that the ashes are not considered good pozzolans. However, the thermogravimetric analysis showed reduction in the amount of lime in cement pastes with ashes. Keywords: pozzolanic activity; supplementary cementitious materials; industrial residues; thermo analysis. Elizeth Neves Cardoso Soares Dayana Cristina Silva Garcia Maria Irene Yoshida Maria Teresa Paulino Aguilar Roberto Braga Figueiredo Copyright (c) 2018 Ciência & Engenharia 2018-06-28 2018-06-28 26 2 41 48 10.14393/19834071.v26.n2.2017.38910 https://seer.ufu.br/index.php/cieng/article/view/39104 A norma de Desempenho de Edificações (ABNT NBR 15575:2013), concebida como referência para a especificação de desempenho e avaliação das construções, introduziu conceitos normalmente não valorizados na maioria dos projetos, como o conforto térmico e acústico e a segurança contra incêndios, preocupando os envolvidos quanto ao impacto do custo potencial trazido. Esta pesquisa levantou os componentes construtivos de paredes estruturais, que atingem o desempenho nos parâmetros térmico e acústico e a sua relação de aplicabilidade aliada ao custo benefício, para edificações de baixo a médio padrões, localizadas na Zona Bioclimática Brasileira 2, com referência aos valores de mercado da cidade de Santa Maria, RS e as tipologias mais utilizados na região. O trabalho abordou a caracterização dos elementos levantados, sua avaliação conforme o método simplificado e o método de precisão realizado de acordo com a norma ABNT NBR 15575:2013 e a relação custo benefício dos materiais. Na composição de paredes estudadas constatou-se que apenas os blocos cerâmicos de 14x19x29 cm e 19x19x29 cm, ambos com argamassas externa e interna de 3,0 cm, atenderam ao desempenho térmico e a maior parte dos ensaios de acústica. A opção mais econômica foi a parede composta por bloco cerâmico 14x19x29 cm com argamassa externa de 2,5 cm e interna de 1,0 cm, porém, não atende aos desempenhos avaliados por este trabalho, verificando que o problema se encontra na proporção do revestimento utilizado. Assim, considerando os desempenhos térmico, acústico e custos, a parede mais vantajosa foi a de bloco cerâmico de 14x19x29 cm com argamassa de 3,0 cm em ambos os lados, pois atende ambos os desempenhos e possui custo abaixo do valor médio das demais composições de paredes pesquisadas. Palavras-chave: desempenho térmico, desempenho acústico, paredes estruturais, custos. IMPACT ON THE COMPOSITION COSTS OF STRUCTURAL WALLS FOR ADEQUACY TO THE THERMAL AND ACOUSTIC PERFORMANCE CRITERIA OF CODE ABNT NBR 15575:2013 ABSTRACT The Building Performance Standard (ABNT NBR 15575:2013), reference for the performance specification and construction evaluation, introduced concepts, usually not valued in most projects, such as thermal acoustic and comfort and the fire safety, concerned about the impact of the potential cost brought. This research raised the constructive components of structural walls, which reach the performance in the thermal and acoustic parameters and their relation of applicability together with the cost benefit, for buildings of low to medium standard, located in the Brazilian Bioclimatic Zone 2, with reference to the market values of the city Santa Maria, RS and the typologies most used in the region. The work dealt with the characterization of the collected elements, their evaluation according to the procedures of Code NBR 15575:2013 by simplified method and precision method performed in the laboratory and the cost-benefit ratio. In the wall composition studied, it was verified that only the ceramic blocks of 14x19x29 cm and 19x19x29 cm, both with external and internal mortar of 3.0 cm, met the thermal performance and most of the acoustic tests. The most economical option is the wall composed by a ceramic block 14x19x29 cm with external mortar of 2.5 cm and internal mortar of 1.0 cm, but does not meet the performances evaluated by this work, verifying that the problem is in the proportion of the coating used. Thus, considering thermal, acoustic and cost performance, the most advantageous wall is that of a ceramic block of 14x19x29 cm with mortar of 3.0 cm on both sides, as it meets both performances and has an average cost in relation to the other wall compositions. Keywords: Thermal performance, acoustic performance, structural walls, costs. Liége Garlet Roberta Mulazzani Doleys Soares Raiana Spat Ruviaro Jenifer Godoy Joaquim Cesar Pizzutti dos Santos Copyright (c) 2018 Ciência & Engenharia 2018-08-02 2018-08-02 26 2 49 57 10.14393/19834071.v26.n2.2017.39104