AP1 de Fundações - O Ensaio SPT na Engenharia...

O ensaio SPT, Sondagem à Percussão ou Sondagem de Simples Reconhecimento – SPT (Standard Penetration Test) é definido pela Norma NBR 6484/2020: Solo - Sondagem de simples reconhecimento com SPT - Método de ensaio. É a técnica de investigação geotécnica mais popular, devido ao baixo custo e à simplicidade do equipamento,  além de possibilitar em uma única operação:

• a retirada de amostras.
• a determinação do nível de água.
• a medida de resistência à penetração, que pode ser correlacionado com métodos semi-empíricos de projeto.

O Ensaio de Penetração Estática ou Ensaio de Cone – CPT (Cone Penetration Test) era definido pela NBR 12069 – Ensaio de penetração de cone in situ (CPT), que atualmente encontra-se cancelada. Este ensaio ainda é definido pelas Normas ASTM D-5778-95: “Standard Test Method for Performing Eletronic Friction Cone and Piezocone Testing of Soils”, ASTM D-3441-95: “Standard Test Method for Deep, Quasi-Static, Cone and Friction-Cone Penetration Tests of Soils” e EN ISO-22476-1: Electrical cone and piezocone penetration tests.

O ensaio consiste na penetração estática por meio de prensagem de uma ponteira cônica, com a obtenção das parcelas de resistência de ponta (qc) e por atrito lateral (fc). Considerando o que foi aprendido na disciplina em relação aos ensaios de campo, analise a seguinte situação.

Um município planeja implantar um condomínio com 300 unidades habitacionais para fins de moradia popular em uma área de sua propriedade. Duas modalidades de construção estão em estudo: 300 casas térreas ou 25 prédios de 4 pavimentos. Inicialmente, foram realizados ensaios do tipo CPT. Os resultados típicos representativos do terreno são apresentados na figura a seguir, em que qc e fs representam as resistências de ponta e lateral, respectivamente, e R é a relação entre essas resistências.

Com relação à viabilidade técnica e econômica desse projeto, analise as possibilidades de execução das casas térreas e dos prédios de 4 pavimentos. É necessário que sua análise seja feita com parâmetros técnicos e justificada para ambas as situações.

 

 

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MAPA - ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

O dimensionamento de condutores é um ponto abordado na NBR5410:2004, no item 6 – Seleção e instalação de componentes. Segundo a norma, para que seja feito um dimensionamento correto dos condutores, devemos considerar vários fatores da instalação, como: potência do circuito, comprimento do circuito desde o ponto de entrega da distribuidora (a fim de manter a queda de tensão, dentro dos limites aceitáveis), método de instalação, fator de agrupamento, fator de temperatura e capacidade de corrente do condutor. Como profissional, você deve sempre manter um dimensionamento conforme a norma e conseguir realizar implementação com o melhor custo beneficio para o cliente. 

 1) Um cliente quer instalar o seguinte motor em sua fábrica: o método de instalação é B1 e cabo de Cobre isolação de XLPE, em 380 Volts. Qual deve ser a secção mínima do cabo? 

1.2) Para estes mesmo motor, qual é a corrente de partida, quando ele está ligado a uma tensão de 380V? E qual a corrente de partida quando o motor está ligado a uma rede 660V? 

1.3) Quais são os tipos de rolamentos utilizados neste motor? 1.4) Qual o grau de proteção IP deste motor? 

2. Existem algumas duvidas quanto ao motor apresentado pela placa de identificação a seguir: 

2.1 O que significa regime de serviço S1? 

2.2 O que significa categoria N do motor? 

2.3 O que significa isolação F do motor?

 

 

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MAPA - PROJETO MECÂNICO

FASE 1 A empresa Fundart fornece componentes em aço para a indústria automotiva. Esse material deve apresentar boas propriedades de ductilidade e tenacidade. No entanto, o último lote produzido apresentou resultados que demonstraram elevada dureza e resistência mecânica, porém a ductilidade e a tenacidade foram reduzidas. 

Sabe-se que, em decorrência da têmpera (transformação martensítica) no aço, há geração de muita tensão residual, fazendo com que essas duas propriedades sejam reduzidas. Desse modo, com a análise do lote, o técnico verificou que, após a têmpera, não foi realizado o tratamento térmico adequado no material. A partir da análise do técnico, você precisa apresentar a solução para esse problema ao seu gestor. 

• Assim, redija um relatório apresentando a possível solução e como você a executaria. 

FASE 2 O projeto de um elemento de máquinas ou de uma estrutura exige que o engenheiro minimize a possibilidade da ocorrência de falhas. Dessa forma, torna-se fundamental que a mecânica das falhas causadas pela fadiga seja compreendida e esteja familiarizada com os princípios apropriados de projeto, resultando na prevenção de falhas durante a vida útil do componente. 

A empresa onde você trabalha está tendo problemas com um produto que foi lançado no mercado há alguns meses e vem apresentando quebras constantes. Uma análise realizada pela engenharia determinou que as quebras ocorrem após determinada quantidade de ciclos realizados. A parte da máquina envolvida na quebra sofre de variação da intensidade da tensão, aplicada de acordo com o ciclo realizado pela máquina. 

No conjunto em que ocorrem tais quebras, uma das peças que está sofrendo quebra pode ser visualizada a seguir: 

• Informações: Aço 1045. 
• Corte realizado na serra-fita. 
• Torneamento com inserto de raio 0,4 mm. 
• Furação com broca de diâmetro de 18 mm. 
• Zincagem superficial do componente. 

Baseando-se nas informações anteriores e no seu conhecimento adquirido, responda às seguintes questões: 

a) Tais quebras podem estar relacionadas à fadiga? Justifique a sua resposta 

b) Em relação à peça ilustrada, é possível alterar seus processos de produção ou as características das peças a fim de evitar ao máximo o surgimento de trincas por fadiga? Justifique a sua resposta. 

FASE 3 O Método dos Elementos Finitos (MEF) — do inglês, Finite Element Method (FEM — é aplicado em diversas áreas industriais, como aeronáutica, aeroespacial, automobilística, naval e nuclear. Por meio do Método dos Elementos Finitos, diversos campos de estudo podem ser analisados, conforme apresentado no quadro a seguir: 

CAMPO  DE  ESTUDO                                         APLICAÇÃO 

• Estrutural: Determinação dos deslocamentos e dos esforços internos por meio dos carregamentos e das tensões aplicadas. 
• Térmica: Análise da variação de temperatura por meio do estudo do fluxo de calor, convecção e radiação.                          
• Elétrica: Análise da variação de voltagem por meio do estudo do fluxo de corrente elétrica.                                 
• Eletromagnético: Determinação da força eletromotriz por meio da análise de variação do campo magnético                                   
• Escoamento de fluidos: Análise de velocidade e pressão do fluido. 
• Difusão: Determinação do fluxo de componentes em função da diferença de concentração entre dois meios. 
• Corrosão: Determinação da taxa de consumo de ânodo por meio da variação do potencial elétrico. 
• Propagação de fissuras: Análise da propagação de fissuras em função da variação de tensões e da taxa de energia liberada.

Você é o(a) engenheiro contratado para analisar, por meio do Método dos Elementos Finitos (MEF), uma viga localizada na fachada de um edifício à beira-mar. Dentre os campos de estudo apresentados no quadro, quais você consideraria relevantes para a análise com o referido método?Justifique a sua resposta.

 

 

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MAPA - VIBRAÇÕES MECÂNICAS E ACÚSTICAS

Nesta atividade, você é o(a) engenheiro(a) responsável pelo setor de manutenção de uma usina de açúcar e álcool. Os equipamentos rotativos dessa indústria têm apresentado falhas que não são previstas, e você deve implementar algo para diminuir as paradas devido à manutenção. No decorrer do exercício, considere que você estará analisando um motor que aciona uma bomba. Dados: Massa do motor: 15 kg. Rigidez da base: 1200 N/m Amortecimento da base: 240 Ns/m. 

a) Diga o tipo de manutenção mais indicado para esse caso e cite alguns objetivos desse tipo de manutenção. 

b) Quais etapas devem ser seguidas e quais equipamentos devem ser utilizados para realizar análises de vibrações em máquinas rotativas? 

c) Para o sistema citado no início do exercício, fez-se uma análise, na qual os seguintes gráficos foram obtidos. Diga como se faz para encontrar o gráfico no tempo mostrado — qual equipamento é utilizado para dar a excitação e como esse sistema é classificado? — e como converter os dados do domínio do tempo para o domínio da frequência. Explique o que é o pico que aparece na resposta em frequência e cite alguma possibilidade para a curva apresentar esses ruídos. Caso houvesse um aumento na massa do sistema, o que aconteceria com a resposta em frequência?

d) Faça o modelo massa-mola-amortecedor que pode representar o motor (sistema forçado) e encontre a equação do movimento desse modelo. 

e) Considerando o sistema como livre, encontre sua equação do movimento e a equação de deslocamento, sabendo que o deslocamento inicial é de 0,02 m e a velocidade inicial é de 0,25 m/s. 

f) Considerando o sistema como forçado, encontre a equação do movimento e a amplitude, considerando que há uma massa desbalanceada de 3 kg a 20 cm do eixo e o motor opere a uma frequência de 600 rpm. E, caso fosse um sistema sem amortecimento, explique qual seria o comportamento da fase entre a força e a resposta. 

g) Analisando a frequência de operação do sistema como 600 rpm e a frequência natural encontrada no item (e), qual deve ser o cuidado no acionamento desse equipamento? 

h) Para realizar uma análise acústica nessa bomba, quais são os passos que devem ser seguidos? 

i) Supondo que a faixa de operação dessa bomba é de 50 a 60 kHz e que se deseja alcançar a maior precisão possível, qual é o diâmetro do microfone mais indicado?

 

 

 

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MAPA - ENGENHARIA DO PRODUTO

Diante da necessidade de desenvolver um produto mais acessível, aderindo a um discurso inclusivo que busca equidade por meio da adaptação de um produto, este projeto (MAPA) visa desenvolver um equipamento doméstico para auxiliar e facilitar a vida de pessoas paraplégicas, trazendo autonomia e segurança para atividades diárias simples. 

Etapa 1: conhecendo o cliente As necessidades dos clientes não são fixas, sendo impossível ter uma lista definitiva dessas necessidades. O que se pode concluir é que o mercado é afetado por novas tecnologias, novos competidores, taxa de câmbio, dentre outros. Com isso, os clientes criam expectativas, necessidades e os produtos já existentes perdem a atratividade. É necessário ouvir o cliente para lapidar sua necessidade e criar algo dentro das expectativas; além de compreender, é necessário surpreender. Quando se quer obter as necessidades reais a partir da voz dos clientes, é necessário desenvolver os itens exigidos, assim podemos conseguir verificar as verdadeiras necessidades. 

1.1 Design Thinking 

1.1.1 Empatia: pesquise as necessidades dos seus usuários 

Aqui, você deve obter uma compreensão empática do problema que está tentando resolver, normalmente, por meio da pesquisa do usuário. A empatia é crucial para um processo de design centrado no ser humano, como o Design Thinking, porque permite que você deixe de lado suas próprias suposições sobre o mundo e obtenha uma visão real dos usuários e de suas necessidades. 

1.1.2 Definição: defina as necessidades e os problemas de seus usuários 

É hora de acumular as informações coletadas durante a Etapa 1.1. Em seguida, você analisa suas observações e as sintetiza para definir os principais problemas que você identificou. Essas definições são chamadas de declarações de problemas. Você pode criar personas para ajudar a manter seus esforços centrados no ser humano antes de proceder à ideação. 

1.1.3 Ideação: desafiar suposições e criar ideias 

Agora, você está pronto(a) para gerar ideias. A base sólida de conhecimento das duas primeiras fases significa que você pode começar a "pensar fora da caixa", procurar maneiras alternativas de visualizar o problema e identificar soluções inovadoras para a declaração do problema que você criou. Obs.: descreva o seu produto — finalidade, funcionalidade... 

1.2 Tabela de necessidades dos clientes Construa uma tabela de necessidades dos clientes das funções exigidas do seu produto. 

Etapa 2: projeto informacional A etapa de projeto informacional é constituída pelo início ao projeto do produto, em que as ideias pensadas anteriormente começam a ser materializadas e documentadas. Os requisitos dos produtos são levantados e avaliados a partir da necessidade do público-alvo, de forma a atender o mercado com o máximo de eficiência. 

2.1 Requisitos do produto A obtenção dos requisitos com base nas necessidades levantadas pelos clientes se constitui na primeira decisão física sobre o produto que é projetado e, assim, possibilita parâmetros mensuráveis, associados a características definitivas que o produto terá, constituindo um momento importante para o projeto. Faça um levantamento do grau de importância de 10 necessidades. Obs.: 10 (mais importante) para 1 (menos importante) e pode haver graus de importância repetidos. 

2.2 Matriz Casa da Qualidade (QFD): benchmarking competitivo A matriz QFD (Quality Function Deployment) pode ser aplicada no desenvolvimento de produtos e serviços e tem como objetivo mensurar as necessidades dos clientes, de forma que a organização consiga estudar essas necessidades, fazer comparações e ordenações de acordo com a relevância. O benchmarking competitivo é o campo da matriz QFD, em que se torna possível identificar a situação atual do produto com relação a concorrentes e, até mesmo, produtos similares lançados pela empresa. Faça um benchmarking competitivo com três produtos similares ao seu, comparando as necessidades levantadas entre os três presentes no mercado e o seu. Obs.: construa uma tabela com as necessidades e os três produtos similares; aquele que se destacar em relação à necessidade deve marcar um ponto. 

Etapa 3: projeto conceitual (árvore funcional) Os aspectos funcionais do produto visam identificar as características que o produto deve possuir para funcionar e satisfazer a necessidade do consumidor que adquiriu o produto. Assim, a análise funcional ou análise das funções do produto é uma técnica descritiva orientada para o consumidor e tem a característica de identificar, de forma clara e objetiva, questões de desempenho, função, manutenção, montagem e outros do novo produto. Segundo Baxter (2011), para realizar essa análise, é importante realizar as perguntas “Como?” e “Por quê?” e, a partir delas, desenvolver uma técnica denominada árvore funcional. Faça a árvore funcional do seu produto. 

Etapa 4: projeto detalhado (croqui) Romeiro Filho et al. (2010, p. 298) esclarecem que “os protótipos virtuais ou protótipos reais cumprem inicialmente o mesmo papel do desenho técnico, que é facilitar a comunicação entre a equipe de projeto, fornecedores e clientes no melhor entendimento do componente e de seu funcionamento no produto”. Faça um croqui à mão livre do seu produto.

 

 

 

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MAPA — INTRODUÇÃO À ENGENHARIA

1. Definição do problema
Você, engenheiro(a), deverá escolher um setor da indústria, de acordo com o seu curso e a sua afinidade, como, por exemplo, indústria por setores: energética, alimentícia, construção civil, informacional.

EXEMPLO: setor industrial alimentício, fábrica de produção de jujuba (bala de goma).

Portanto, para o exemplo hipotético, você, aluno(a), deverá fazer uma breve pesquisa para entender o funcionamento de uma indústria desse tipo e setor. A definição do porte da indústria e dos elementos de funcionamento também é de extrema importância para a elaboração de seu relatório.

Com uma breve pesquisa, faça um levantamento sobre as principais informações do empreendimento escolhido, como, por exemplo, nossa fábrica de produção de jujuba (bala de goma).

Dica: para incentivar seu espírito empreendedor, acesse o portal do SEBRAE (https://sebrae.com.br/sites/PortalSebrae/ideias), conforme a Figura 4. 

Outra dica é buscar vídeos sobre o processo de fabricação da jujuba (bala de goma), conforme o exemplo encontrado no YouTube e apresentado na Figura 5.

Pronto! Agora, já sabemos tudo sobre o empreendimento e o processo de fabricação, então, podemos ir para nosso relatório.

Obs.: a indústria em questão já está em operação, e você deverá propor mudanças. Essa indústria pode ser um caso real ou imaginário.

2. Relatório técnico-econômico-ambiental
Para o nosso relatório, é necessário saber:

O que é o projeto de eficiência energética-ambiental e como ele é elaborado?

O projeto de eficiência energética-ambiental é um planejamento que aponta as medidas ideais de redução e otimização de consumo para cada edificação comercial, residencial ou industrial. As ações de eficiência são projetadas após a realização de avaliações técnicas do local, levando em conta o perfil de consumo e as metas de economia de cada empresa. É a partir desse projeto que você poderá implantar, em sua corporação, um programa de eficiência energética ambiental (PEEA). Mais que economia, o PEEA significa uma mudança de atitude global em relação ao consumo de energia e boas práticas para a redução de emissão de gases de efeito estufa. E isso pode envolver desde alterações arquitetônicas na edificação a medidas mais simples, como a utilização de lâmpadas econômicas, utilização de água de chuva ou a adoção de uma cultura corporativa ambientalmente correta.

O que você deverá fazer?
- Propor uma mudança na indústria determinada na ETAPA 1, contemplando o requisito AMBIENTAL. Exemplo: captação de água de chuva.

Portanto, você, engenheiro(a), deverá realizar um relatório contendo os quesitos técnicos, econômicos e ambientais:
- Técnicos: trazer informações técnicas para a viabilidade de implantação de sua medida. Por exemplo: para a captação de água de chuva, é necessário um reservatório inferior e superior, além de uma bomba para elevação da água para seu reservatório superior.
- Econômicos: trazer informações econômicas para a viabilidade de implantação de sua medida. Por exemplo: cada reservatório de água de polietileno de 50.000 litros custará R$ 1.500,00.
- Ambientais: a partir da economia de água através da captação da água de chuva, viabilizar-se-ão a limpeza do pátio e a implantação de um jardim externo — aqui, você deverá avaliar qual é a vantagem ambiental.

3. Relatório técnico-econômico-energético

O que você deverá fazer?
- Propor uma mudança na indústria determinada na ETAPA 1, contemplando o requisito ENERGÉTICO.

Assim como você realizou a indicação de um fator de mudança para os aspectos ambientais, você também deverá realizar a indicação de um fator de mudança para o aspecto energético. Exemplo: troca e automação da iluminação.

Portanto, você, engenheiro(a), deverá realizar um relatório contendo os quesitos técnicos, econômicos e energéticos:
- Técnicos: trazer informações técnicas para a viabilidade de implantação de sua medida. Por exemplo: troca de iluminação convencional por iluminação LED.
- Econômicos: trazer informações econômicas para a viabilidade de implantação de sua medida. Por exemplo: cada lâmpada LED custará R$ 50,00.
- Energéticos: a economia de energia a partir da troca de lâmpadas poderá viabilizar a economia de energia — aqui, você deverá avaliar qual é a vantagem energética.

4. Conclusão
Ao final de seu trabalho, traga uma breve conclusão das medidas ambientais e energéticas sugeridas.

*Todas as informações que você utilizar devem conter a referência de onde tirou a informação.

Onde devo escrever este relatório?
Em "Material da Disciplina", no seu Studeo, você encontrará um template (modelo de resposta). O seu relatório deve ser escrito neste template. Baixe-o e escreva nele. Você deve respeitar as configurações solicitadas de tamanho de fonte e o espaçamento, bem como a maneira de colocar figuras e identificá-las.

 

 

 

 

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