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MINERVA
LOCUS SCIENTIAE
Faculdade de Engenharia da
Universidade Federal de Juiz de Fora
volume 1 - 2009
MINERVA LOCUS SCIENTIAE
Editado por:
Grupo PET-Civil
Impresso no PET-CIVIL - UFJF
Juiz de Fora, 2009.
Comitê Organizador:
Grupo PET-Civil
• Caio Duarte Cerqueira
• Carlos José de Paiva Gama
• Catarina Vieira Nagahama
• Fabiana Guedes de Oliveira Rocha
• Flávio de Souza Barbosa (Tutor)
• João Victor Silva Barbosa
• Leandro Mota Peres
• Marcela Rocha Tortureli de Sá
• Matheus Martins do Valle
• Newton dos Santos Neto
• Orlando Maxwell Mendes
• Renato Sousa Santos
• Thiago Lopes dos Santos
• Thiago Vilela Martins
Prefácio
Há aproximadamente dois anos e meio, foi formado na Faculdade de Engenharia e Arquitetura da Universidade Federal de Juiz de Fora, o grupo do Programa de Educação Tutorial (PET) de Engenharia Civil. O grupo, que contava inicialmente com 7 integrantes, hoje em dia conta com 14 participantes além de vários professores colaboradores. Como fruto do trabalho desses professores e alunos, apresenta-se à comunidade acadêmica da UFJF a revista Minerva - Locus Scientiae.
O PET possui por objetivo complementar uma formação ampla de um profissional articulado e eficiente, tendo como filosofia não somente o desenvolvimento acadêmico dos alunos do curso de Engenharia Civil, mas também o desenvolvimento ético deles. Para que isso se torne possível, desde sua criação, o grupo trabalha de maneira a conciliar a tríade embasadora da filosofia dos grupos PET e das Universidades brasileiras: o ensino, a pesquisa e a extensão.
É nesse contexto que se insere a revista Minerva – Locus Scientiae, que tem por principal objetivo oferecer aos alunos da Faculdade de Engenharia um veículo para publicação de trabalhos na forma de artigos científicos ou resumos estendidos, onde resultados de iniciações científicas, trabalhos de conclusões de curso, trabalhos de extensão e ensino possam ser divulgados para a comunidade acadêmica da UFJF.
Contando com a participação efetiva do corpo docente e discente da Faculdade de Engenharia da UFJF na consolidação da revista Minerva – Locus Scientiae, ficam aqui os agradecimentos a todos os alunos e professores do curso de Engenharia Civil que tanto colaboraram para a realização dos trabalhos que são aqui apresentados.
PET-CIVIL.
Comitê Científico
• Afonso Celso de Castro Lemonge
• Flávio de Souza Barbosa
• Geraldo Luciano de Oliveira Marques
• Luiz Evaristo Dias de Paiva
• Marcelo Miranda Barros
• Michèle Cristina R. Farage
• Pedro Kopschitz Xavier Bastos
Índice PESQUISA
Geometrias fractais e obtenção de dimensões fractais através de comportamentos dinâmicos 9
Concreto reforçado com fibras e plasticidade computacional 12
Seletção do grau de desempenho (PG) de ligantes asfálticos em Juiz de Fora 15
Monitoramento da descarga de sedimentos no rio Paraibuna 18
Proposta para Plano Integrado de Manejo e Gestão de Resíduos da Construção Civil para o município de Três Rios - RJ 20
Dinâmica e controle de estruturas 23
Determinação da granulometria do agregado graúdo via processamento digital de imagens 27
Avaliação do desempenho de estratégias de penalização em problemas de otimização com restrição analisados via algoritmos denéticos 31
Estudo sobre modelos matemáticos para materiais viscoelásticos 35
ENSINO
“Aulão” de Física 1 e Cálculo 1 40
Tutorial simplificado do Ftool para definição de uma treliça plana visando a V Olimpíada de Engenharia Civil – Pontes de Palitos de Picolé 42
Curso Básico de Linguagem C 44
Curso Básico de Manipulação e Programação de Calculadora HP50g® 46
Sexta da Civil 48
Atividade cultural 49
Mini Curso Introdutório de Programação em MATLAB 52
Apresentação de trabalhos 54
EXTENSÃO
Vista à UFJF 57
Ministrando aulas práticas de Física nas escolas públicas 58
Desenvolvimento e manutenção do site www.petcivil.ufjf.br 60
Realização do II Concurso de Pontes de Palitos de Picolé em escola pública 65
V Olimpíada de Engenharia Civil – Pontes de Palitos de Picolé 69
Reforma da sala destinada ao PET-Civil 75
Processo seletivo 77
Participação em encontros de grupos PET 78
Avaliação das atividades promovidas no ano de 2009 81
Pesquisa
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GEOMETRIAS FRACTAIS E OBTENÇÃO DE DIMENSÕES FRACTAIS ATRAVÉS DE COMPORTAMENTOS DINÂMICOS
Matheus Martins do Valle [email protected]
Graduando em Engenharia Civil. Bolsista do Programa de Educação Tutorial da Engenharia Civil – PET-CIVIL – Universidade Federal de Juiz de Fora – Juiz de Fora, MG, Brasil. Marcelo Miranda Barros [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Departamento de Estruturas. Juiz de Fora, MG, Brasil. Resumo. Na natureza encontram-se muitos objetos cujas geometrias apresentam um padrão
auto-similar. Essa é a principal característica da geometria fractal. O que caracteriza uma
geometria fractal é sua dimensão, que pode assumir qualquer número real. A determinação
de dimensões fractais para objetos físicos é de grande interesse para áreas diversas,
incluindo fisiologia e física. Nesse trabalho, apresenta-se um breve relato sobre os ensaios
realizados com estruturas mecânicas a fim de se determinar as dimensões fractais associadas
às suas geometrias.
Palavras chaves: Geometria fractal, dimensão fractal, triádica de Koch, quadrática de Koch,
dinâmica.
INTRODUÇÃO
A dimensão de um objeto caracteriza como ele é visto dependendo da escala com que se observa. Um exemplo típico é o do comprimento da costa de países. Quanto mais refinada é a escala de observação, maior é o comprimento obtido para a costa. Na literatura existem alguns métodos para a determinação de dimensões fractais [1][2], todos baseados em uma imagem do objeto. O objetivo aqui é obter dimensões fractais a partir de comportamentos dinâmicos (períodos de vibração) dos objetos considerados.
METODOLOGIA
A partir de uma sequência de geometrias fractais simples construiu-se uma sequência de osciladores com barras de alumínio como mostra a figura 1. A partir da coleta das deformações na extremidade fixa, com a ajuda de um strain gage, estimou-se a frequência natural de vibração de cada oscilador.
Figura 1 – Sequência de osciladores da quadrática de Koch.
Definição das geometrias utilizadas para ensaios Neste trabalho, foram estudas as sequências geométricas da triádica (a) e quadrática
(b) de Koch, conforme mostradas na Figura 2. Foram feitas representações dessas geometrias em barras de alumínio para que se realizassem os ensaios em laboratório.
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Figura 2 - Geometrias estudadas. (a) Triádica de Koch e (b) Quadrática de Koch
Ensaios para obtenção do período de vibração Os ensaios para se obter o período de vibração das barras de alumínio no formato das
geometrias fractais escolhidas foram feitos com auxílio de Strain Gages conectados a um aparelho de aquisição de sinais que enviava os dados observados para o computador. A partir da oscilação da deformação, foi estimado o período de vibração.
Sequências de Koch: determinação da Dimensão Fractal
A dimensão fractal relaciona uma escala de observação com uma propriedade do objeto, como por exemplo, um comprimento característico com o comprimento total.
Seja um segmento de reta de comprimento L0. Com referência ao segmento inicial considere um arranjo com N1 = p segmentos de reta de comprimento λ1 = L0/q, com p e q números inteiros. O segundo arranjo tem N2 = p2 segmentos de comprimento λ2 = L0/q
2. O arranjo de ordem k terá então Nk = pk segmentos de comprimento λk = L0/q
k. Uma sequência assim formada é denominada sequência de Koch.
Aplicando a função logarítmica nas expressões Nk e λk, temos:
Relaciona-se o número de elementos Nk com o comprimento dos elementos λk da
seguinte forma:
equivalente a onde
D é definida como dimensão geométrica. Quando esta assumir valores não inteiros será denominada dimensão fractal. O comprimento total de cada termo da sequência pode ser obtido como função da dimensão geométrica (D) e do comprimento característico (λk):
O gráfico log x log a inclinação (1-D) nos permite calcular a dimensão fractal.
Se, em vez de se considerar o comprimento total como a propriedade do objeto, tomar-se o período de vibração em seu lugar, pode-se encontrar a dimensão fractal a partir do comportamento dinâmico do objeto. A relação entre o período de vibração e o comprimento característico se dá pela seguinte equação:
, segundo [3].
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Os gráficos na figura 3 mostram os resultados obtidos nos ensaios (para os períodos naturais de vibração) e a inclinação da reta nos permite calcular a dimensão fractal através da expressão 1-D=α, sendo α o coeficiente angular da reta y=αx+b.
Figura 3 – Curvas obtidas com a linearização da expressão de cálculo para dimensão fractal.
Para a triádica de Koch utilizou-se 4 barras para representar as 4 primeiras iterações da
geometria enquanto que para a quadrática de Koch utilizou-se as 3 primeiras. A dificuldade no processo de dobragem das barras explica esse fato.
CONCLUSÃO
Os resultados obtidos nos ensaios foram satisfatórios comparados aos do modelo teórico. Para a triádica de Koch, obteve-se uma aproximação com erro relativo de 0,26% (1,2586 contra 1,2619 esperado). Já na quadrática de Koch, foi obtido um erro relativo de 1,65% (1,5247 contra 1,5000 esperado). Assim as aproximações estão satisfatórias e o modelo, apesar de simples, representa bem as variações dos períodos de vibração para as geometrias de Koch.
Agradecimentos Gostaria de agradecer ao professor Marcelo Miranda Barros pela paciência,
ensinamentos e oportunidade. Ao tutor do grupo Pet Engenharia Civil da Universidade Federal de Juiz de Fora, Flávio de Souza Barbosa, pelo apoio e dedicação e a todo o grupo pelo incentivo e companheirismo.
REFERÊNCIAS Barros, M.M., 2007, “Identificação de Dimensões Fractais a partir de uma Analogia Dinâmica”, Tese de Mestrado, LNCC, Laboratório Nacional de Computação Científica, Março de 2007. [1] J. F. Gouyet. Physics and Fractal Structures. Springer-Verlag and Masson, 1ª ed., 1996. [2] J. Feder. Fractals. Plenum Press, 2ª ed., 1988. [3] Bevilacqua, L.; Barros, M. M.; Galeão, A.C.N.R.. Geometry, Dynamics and Fractals. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 30, p. 11-21, 2008.
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CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS E PLASTCIDADE COMPUTACIONAL
Fabiana Guedes de Oliveira Rocha [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - PET – Engenharia Civil. Juiz de Fora, MG, Brasil. Flávio de Souza Barbosa [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Departamento de Mecânica Aplicada e Computacional, Tutor do PET – Engenharia Civil. Juiz de Fora, MG,Brasil Resumo. O Concreto é um compósito formado de pasta de cimento e agregados sendo
amplamente empregado na Engenharia Civil por apresentar ótimas características, entre
elas, à alta resistência a compressão. Porém apresenta algumas desvantagens, como a baixa
resistência a tração e fragilidade. Tentando aumentar a eficiência do concreto quanto essas
ultimas características faz a incorporação de fibras e para tentar modelar o comportamento
do concreto reforçado com fibras se faz necessário o estudo de plasticidade.
Palavras chaves: Concreto Reforçado com Fibras, Plasticidade.
INTRODUÇÃO Por se tratar de um material muito empregado nas edificações o estudo do concreto e
suas propriedades mecânicas é fundamental para os avanços tecnológicos em Engenharia Civil.
Suas principais vantagens do concreto são: capacidade de se adaptar a moldes, baixa necessidade de conservação e manutenção quando bem executado, grande resistência a efeitos térmicos, atmosféricos e ao desgaste mecânico, baixo custo entre outras. Entretanto a baixa resistência a tração e seu comportamento frágil são considerados desvantagens.
Para contornar a deficiência do concreto à tração este é, em geral, reforçado com elementos de aço. Através de barras contínuas colocadas em lugares adequados da estrutura (concreto armado) ou incorporação de fibras de aço.
COMPORTAMENTO DO CONCRETO A TRAÇÃO E INCORPORAÇÃO DE FIBRAS
Pode-se associar a reduzida capacidade de resistência à tração do concreto à sua dificuldade de interromper a propagação das fissuras. Com a incorporação de fibras esta realiza um trabalho de ponto de transferência de tensão aumentando a energia necessária a ruptura do material, ocorrendo redistribuição de esforços, dificultando a propagação de fissures. Garantindo uma certa capacidade portante do concreto pós-fissuração, diminuindo a fragilidade.
PROPRIEDADES MECANICAS DO CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS Propriedades como a tração no concreto são significativamente alteradas,
principalmente com um volume maior de fibras incorporadas, como é possível ver na Figura 1.
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Figura 1- Curvas tensão de tração - deformação com várias frações de volume de fibras (adaptado de Kulla, 1993)
PLASTICIDADE Para modelar o comportamento da fibra incorporada ao concreto utilizam-se conceitos
de plasticidade. A plasticidade ocorre quando existem deformações que uma vez cessado o carregamento, não se desfazem, sendo portanto deformações irreversíveis ou permanentes
Alguns materiais como o aço apresentam comportamento elasto-plástico. Isso significa que para tensões abaixo de um limite de elasticidade, o material possui comportamento elástico, e para tensões de maior magnitude o comportamento do material é plástico.
Nos problemas reais, em geral, admite-se como hipótese simplificadora, que alguns materiais, como o aço, tem um comportamento elástico até o limite de escoamento, e que a partir deste apresentam comportamento plástico perfeito (elasto-plásticos), conforme mostra o diagrama tensão (σ) por deformação (ε) na Figura 2.
Figura 2 – Modelo de Comportamento elasto-plástico perfeito.
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CRITÉRIOS DE RESISTÊNCIA Quando os problemas analisados envolvem problemas planos ou tridimensionais, a
definição de um limite de resistência torna-se dependente das componentes de tensão. Em tais casos utilizam-se os conhecidos critérios de resistência, que foram definidos ao longo dos anos por vários autores conforme os tipos de materiais e problemas por eles analisados.
Dentre os critérios de resistência temos o critério da tensão normal máxima ou critério de Rankini.
Critério de Rankini Este critério é amplamente utilizado para modelagem de matérias frágeis como o
concreto. Ele considera que um material frágil falha quando a tensão principal no material atinge a tensão normal máxima que o material pode suportar teste de tração uniaxial. Sendo assim este critério, para o caso bidimensional, pode ser representado através da superfície da Figura 3.
Figura 2 – Superfície de Resistência de Rankini.
ESTÁGIO ATUAL DE DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO O Presente trabalho encontra-se em fase de estudo sobre a modelagem computacional
do concreto através de um modelo de fissuração baseado no critério de Rankini.
O objetivo é a implementação em algoritmos já existentes do critério de Rankini e desenvolvimento de algoritmos complementares que possam simular o comportamento do concreto.
Agradecimentos Ao MEC – Sesu (Ministério da Educação – Secretária de Ensino Superior), UFJF (Universidade Federal de Juiz de Fora ) e à Faculdade de Engenharia.
REFERÊNCIAS Sant’ana, M., 2005. Modelo Numérico para Concreto Reforçado com Fibras. Barbosa, F., Salom, P., & Bos, F., 2007. Apostila de Laboratório de Resistência dos
Materiais. Lima, L., 2006. Apostila de Resistência dos Materiais IV.
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SELEÇÃO DO GRAU DE DESEMPENHO (PG) DE LIGANTES ASFÁLTICOS EM JUIZ DE FORA
Thiago Lopes dos Santos [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Programa de Educação Tutorial em Engenharia Civil. Juiz de Fora, MG, Brasil. Geraldo Luciano de Oliveira Marques [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Departamento de Transportes e Geotecnia. Juiz de Fora, MG, Brasil. Resumo. O objetivo desse trabalho é fazer a seleção do Grau de Desempenho (PG) para o
Cimento Asfáltico do Petróleo a ser usado na região de Juiz de Fora de forma a possibilitar a
indicação do ligante ideal, segundo as características climáticas da cidade. Os dados
meteorológicos foram obtidos através de um banco de dados de uma estação climatológica
da cidade disponibilizado pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) referentes
ao período de 1999 a 2008. Em serviços de pavimentação asfáltica é de suma importância a
escolha do ligante a ser utilizado uma vez que o seu desempenho em serviço depende de suas
propriedades. A seleção do grau de desempenho (Performance Grade - PG) é uma forma de
analisar, segundo as características climáticas de uma dada região, o comportamento do
ligante asfáltico e assim selecionar, de uma melhor forma, o ligante a ser utilizado.
INTRODUÇÃO As misturas asfálticas produzidas a quente são formadas por uma adequada união de
agregados, cimento asfáltico e vazios. O desempenho das misturas asfálticas está diretamente ligado às características e quantidades destes materiais que a compõe.
O cimento asfáltico de petróleo (CAP) tem a função precípua de ser o aglutinante do esqueleto mineral formado pelos agregados. Por ser um material visco-elástico tem um comportamento de fluido viscoso sob alta temperatura e comportamento de um sólido elástico sob baixa temperatura. Em virtude desta característica, a variação de temperatura é um fator de grande importância e deve ser levado em consideração nos projetos de misturas asfálticas.
A classificação atual dos cimentos asfálticos brasileiros é tomada com base no ensaio de penetração e os CAPs são classificados em CAP 30/45; CAP 50/70; CAP 85/100 e CAP 150/200.
Segundo Cunha et all (2007) os CAPs mais utilizados no Brasil, atualmente, são o CAP 30/45 e o CAP 50/70. O CAP 30/45 pode ser classificado, segundo o Método SUPERPAVE (classificação americana que utiliza o PG), como PG 64-22 ou PG 70-16, dependendo da refinaria. Já o CAP 50/70 pode ser classificado como PG 58-16, PG 58-22, PG 64-16 ou PG 64-22, também dependendo da refinaria.
Em Juiz de Fora, o CAP mais utilizado historicamente é o CAP 50/70, sendo sua escolha baseada na maior oferta de mercado deste material e em preferências pessoais dos executores.
A definição do Grau de Desempenho (PG) para o Cimento Asfáltico do Petróleo a ser usado na região de Juiz de Fora possibilitará a indicação do ligante ideal, segundo as características climáticas da cidade, para os serviços de pavimentação. Os dados meteorológicos foram obtidos de um banco de dados de estação climatológica da cidade por
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intermédio do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) referentes ao período de 1999 a 2008.
METODOLOGIA
O Grau de Desempenho (PG) de um ligante asfáltico deve ser obtido através de registros históricos da temperatura ambiente em estações meteorológicas, por um período mínimo de 20 anos. Para cada ano deve ser determinada a média das temperaturas máximas do ar dos sete dias mais quentes do ano e a temperatura mais fria do ano (Motta et all, 1996).
No presente trabalho foi utilizado um período de 10 anos em virtude do banco de dados disponibilizado para este estudo ser limitado aos últimos 10 anos.
O Grau de Desempenho é representado por dois números (PG 64+10, por exemplo), em que o primeiro número (64) representa a temperatura máxima do período (também chamada grau a alta temperatura) e o segundo número (+10) representa a temperatura mínima do período (também chamada grau a baixa temperatura). O sinal positivo do segundo número do exemplo, garante que a temperatura mínima da região não ultrapasse 10 graus positivos. Se o sinal for negativo indica temperatura mínima abaixo de 0 º.
A determinação das temperaturas para Juiz de Fora foi feita tomando-se a média da temperatura do ar dos 7 dias consecutivos mais quentes e a temperatura mais fria de cada ano, no período de 1999 a 2000, consultando-se o banco de dados disponível.
Após a definição das temperaturas máximas e mínimas do ar no período, calculou-se a temperatura máxima e mínima do pavimento, que serão usadas na determinação do Grau de Desempenho do ligante asfáltico por meio de equações.
Neste Trabalho foi utilizada a seguinte expressão para a definição da temperatura máxima do pavimento (Cunha et all, 2007):
TMAX
= 32,7 + 0,837*TMAXar
– 0,0029*Lat2
+ z*(σ2
+ δ2
modelo)0,5
(1)
Onde:
TMAX
: temperatura máxima do pavimento a 20 mm de profundidade (ºC);
TMAXar: Temperatura máxima do ar
z: confiabilidade; σ: desvio padrão da temperatura mínima do ar no ano (ºC) δmodelo: erro padrão do modelo = 2,1ºC.
Para Cunha et all (2007) a definição da temperatura mínima do pavimento é dada pela seguinte expressão:
TMIN
= 0,859 * TMINar + 1,7 (2)
Onde: T
MIN: temperatura mínima do pavimento (º);
TMINar: Temperatura máxima do ar
RESULTADOS Dos cálculos e análises iniciais obtidas para as expressões (1) e (2) através dos valores
coletados junto ao banco de dados de temperaturas máximas e mínimas para a região de Juiz de Fora nos últimos 10 anos, chegou-se aos seguintes valores para as Temperaturas Máximas e Mínimas e consequentemente para o PG:
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TMAX
= + 61º
TMIN
= + 8º
PG = 61+8
Desta forma, o PG mais próximo definido pelas especificações SUPERPAVE para cimentos asfálticos seria o PG 64-10.
Sendo assim os cimentos asfálticos do grau a alta temperatura de 58º não são recomendados para a região de Juiz de Fora. Como o CAP 50/70 pode ser classificado como PG 58-16, PG 58-22, PG 64-16 ou PG 64-22, este tipo de asfalto se enquadra parcialmente na classificação obtida, uma vez que dependendo da refinaria pode-se ter CAPs com grau a alta temperatura de 58º.
Porém como o CAP 30/45 pode ser classificado como PG 64-22 ou PG 70-16 ele é o mais recomendado porque não teria restrição quanto a refinaria de produção uma vez que o grau a alta temperatura é 64º ou 70º.
CONCLUSÕES Este trabalho teve como base a região de Juiz de Fora, porém com não se pôde contar
com os registros históricos da temperatura ambiente para um período mínimo de 20 anos, foram feitos os cálculos para um período de 10 anos, de 1999 a 2008.
Os estudos iniciais indicaram um PG para a região de Juiz de fora de aproximadamente PG 61+8. Esse valor esta próximo ao valor encontrado para o Estado de Minas Gerais feito pela USP-São Carlos, citado no trabalho de Cunha et all (2007) que foi PG 64-10.
O resultado final para o PG de Juiz de Fora mostra um valor menor para a máxima temperatura e um valor maior para a mínima temperatura em comparação ao PG do estado de Minas Gerais indicando uma particularidade do clima da cidade.
O CAP 30/45 pode ser indicado como o ligante mais recomendado para utilização em serviços de misturas asfálticas em Juiz de Fora.
Agradecimentos O autor agradece ao bolsista do PET – Civil da UFJF, Matheus Martins do Valle pela sua colaboração, ao orientador Geraldo Luciano de Oliveira Marques por sua atenção e ao Tutor do PET-CIVIL Flávio de Souza Barbosa pela oportunidade de desenvolver esse trabalho. REFERÊNCIAS Cunha, Marcos Bottene ; Zegarra, J. E. ; Fernandes Jr,.J. L.. Revisão da Seleção do Grau de
Desempenho (PG) de Ligantes Asfálticos por Estados do Brasil. ANPET, 2007. Motta. L. M. G.. Tonial. I. A.. Leite. L. F.. Constantino. R.S. (1996) Princípios do Projeto e
Análise Superpave de Misturas Asfálticas. Tradução comentada: Background of SUPERPAVE Asphalt Misture Design and Analisys, nº FHWA-AS-95-003. Petrobrás. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
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MONITORAMENTO DA DESCARGA DE SEDIMENTOS NO RIO PARAIBUNA
Orlando Maxwell Mendes [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Programa de Educação Tutorial da Engenharia Civil. Juiz de Fora, MG, Brasil. Luiz Evaristo Dias de Paiva [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental. Juiz de Fora, MG, Brasil. Geraldo Fabio A. de Souza [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Programa BIC. Juiz de Fora, MG, Brasil.
Resumo. Os sedimentos depositados nos rios, bacias e reservatórios são a causa de inúmeros
problemas na Engenharia e na sociedade, tais como, assoreamento de reservatórios,
diminuição da qualidade da água, danos em pilares de pontes ou turbinas de hidrelétricas,
entre outros. A quantidade de sedimentos transportados também pode mostrar o grau da
influência do homem sobre uma região. Por isso, se torna tão indispensável são
quantificação e reconhecimento.
Palavras chaves: Sedimentos-Descarga-Sólida; Hidrossedimentologia; Vazão sólida.,
INTRODUÇÃO A necessidade de se conhecer a descarga de sedimentos em rio ou bacia é de suma
importância. È através do conhecimento do transporte de sedimentos que se pode quantificar a vida útil de um reservatório, o tempo e intensidade de assoreamento de um rio e também é um dos fatores que interfere diretamente na qualidade da água para o homem. O transporte de sedimentos é um estudo complexo que envolve diversos fatores e técnicas. A execução correta dos procedimentos de medidas e a boa representatividade da amostra podem trazer resultados de excelente qualidade.
METODOLOGIA O rio escolhido para o monitoramento foi o Paraibuna. Este rio faz parte da bacia do
Paraíba do Sul e corta o município de Juiz de Fora, importante pólo industrial de Minas Gerais. A seção escolhida fica no distrito de Chapéu D’uvas, pertencente a Juiz de Fora, ficando a jusante da represa de mesmo nome do bairro, à aproximadamente 3 km da ponte que serve de apoio para os experimentos.
Os trabalhos de monitoramento são realizados sobre uma ponte do bairro. Perto da ponte existem 3 conjuntos de réguas, que servem para monitorar a variação do nível de água e também para medir a declividade trecho em estudo.
Os parâmetros básicos para se conhecer a descarga sólida são a vazão líquida na seção e a concentração de sedimentos na água.
A seção transversal do rio é dividida em sub-seções, sendo que em cada um delas é coletada um amostra de água para se determinar a concentração de sedimentos e também é medida a velocidade daquela sub-seção. Com a velocidade representativa de cada sub-seção e a área total da seção é possível determinar a vazão naquele trecho do rio.
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Também foram coletados sedimentos do leito do rio para a obtenção da curva granulométrica e dos diâmetros representativos. Esses diâmetros são parâmetros muito importantes para descrever o transporte de sedimentos através e equações teóricas.
DADOS
N° CAMPANHA DATA ÁREA VELOCIDADE
MÉDIA
VAZÃO TOTAL DA
SEÇÃO
DESCARGA DE
SEDIMENTOS
A U Q qb
(m²) (m/s) (m³/s) ton/dia 3 22/5/2009 13,61 0,887 12,989 10,201
4 19/6/2009 11,53 2,000 25,604 32,574
5 10/7/2009 10,26 1,000 10,752 10,129
6 28/8/2009 13,27 0,821 11,637 6,010
7 11/9/2009 12,03 0,915 12,563 9,660
8 18/9/2009 12,28 1,042 12,776 7,173
CONCLUSÃO
Com os dados obtidos em campo já se pode observar algumas características interessantes, que completam a teoria de descarga sólida e da própria variação das características físicas da seção em estudo. Pode-se observar que a vazão tem se mantido constante, exceto na campanha 4, indicando que pode haver um controle do fluxo de água á montante da seção estudada. Deve-se lembrar quer acima da seção de medição existe a Barragem de Chapéu D’uvas, que possivelmente regulariza a vazão no rio Paraibuna. Também se pode observar pelos dados, que a descarga de sedimentos no rio Paraibuna oscila em torno de 10 toneladas por dias, em uma seção que varia em torno de 12m², podendo considerar o trecho do rio em estudo como sendo de baixo transporte de sedimentos. Isso se dá ao fato de que o trecho em estudo se encontra em uma área rural, com considerável cobertura de vegetação e pouco impactada. Outra característica que pode induzir a esse resultado é que grande parte dos sedimentos deve ficar retido na Barragem de Chapéu D’uvas, que está a montante.
REFERÊNCIAS PAIVA, L. E. D. A Influência do Diâmetro Representativo do Material do Leito as Fórmulas
de Cálculo do Transporte de Sedimentos em Escoamentos em Superfície Livre. Campinas, 2007. Dissertação (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Estadual de Campinas, UNICAMP, Brasil.
CARVALHO, N.O. Hidrossedimentologia Prática. CPRM-ELETROBRÁS, 1994.
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PROPOSTA PARA PLANO INTEGRADO DE MANEJO E GESTÃO DE RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL PARA O MUNICÍPIO DE TRÊS
RIOS - RJ
Caio Duarte Cerqueira [email protected]
Graduando em Engenharia Civil,Universidade Federal de Juiz de Fora – Programa de Educação Tutorial. Juiz de Fora, MG, Brasil. Pedro Kopschitz Xavier Bastos [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Departamento de Construção Civil. Juiz de Fora, MG, Brasil.
Resumo. O presente trabalho tem por objetivo fazer uma sucinta análise da situação do
município de Três Rios – RJ quanto ao tratamento dispensado aos Resíduos da Construção
Civil – RCC - e propor uma solução para o problema. A análise inclui avaliar os aspectos
atuais da cidade quanto à geração, coleta, transporte e deposição dos resíduos e propor uma
solução para o gerenciamento do RCC, com base na Resolução nº 307 do CONAMA –
Conselho Nacional do Meio Ambiente.
Palavras chaves: Plano integrado, resíduos da construção civil, reciclagem.
INTRODUÇÃO Atualmente, a questão ambiental é pauta de discussões em todo o mundo. A
construção civil sempre foi grande consumidora de recursos naturais - cerca de 75% do total extraído (JOHN, 2000; LEVY, 1997; PINTO, 1999 apud ÂNGULO, 2001 et al.) e não se preocupava até recentemente em utilizar materiais reciclados. Com o grande processo de evolução que o mundo vem sofrendo, a necessidade de uma melhor adaptação do homem ao meio ambiente se mostrou necessária para a preservação da natureza. Os resíduos de construção civil podem chegar a representar 60% do resíduo sólido urbano gerado nas cidades brasileiras segundo PINTO (1999). Tendo isso em vista, a resolução nº 307 do CONAMA trás diretrizes para elaboração do Plano Integrado de Manejo e Gestão de Resíduos da Construção Civil dos municípios.
O PLANO INTEGRADO O Plano Integrado de Manejo e Gestão de Resíduos da Construção Civil tem por
objetivo facilitar e articular os processos envolvidos na produção, transporte e destinação final do RCC. Para isso, ele cria artifícios para otimizar os processos já existentes na cidade. Entre eles podem ser citados: Unidades de Recebimento de Pequenos Volumes – URPV, área de transbordo e triagem – ATT, cadastramento de pequenos transportadores de entulho e usina de reciclagem de RCC.
Desta forma, o RCC gerado em pequena quantidade é levado pela própria população (através de pequenos transportadores) para as URPV, e poderá ser usado diretamente como aterro ou seguir para a ATT, onde será triado e reciclado na usina (o transporte da URPV para a ATT e da ATT para a usina é responsabilidade da municipalidade). Os grandes geradores de RCC, como empresas construtoras, deverão encaminhar seus resíduos diretamente para a ATT por conta própria ou solicitando o serviço de uma empresa transportadora de RCC. Na figura 1 segue a representação esquemática de uma URPV.
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Figura 1- Representação de URPV (Fonte: Manejo e gestão de resíduos da construção civil – Manual de orientação 1 – Como implantar um sistema de manejo e gestão de resíduos da construção civil no
município – Caixa.)
A PROPOSTA PARA TRÊS RIOS Foi feito um diagnóstico da situação do município de Três Rios - RJ quanto à
produção de RCC. Neste diagnóstico, foi estimada a quantidade de entulho gerada na cidade (com base em entrevistas com transportadores), foram localizados pontos de deposição irregular de RCC e foi identificado o principal tipo de transporte de RCC na cidade. A quantificação é mostrada na tabela 1.
Tabela 1. Taxa tonelada/habitante.ano com base no entulho transportado.
Transportador 1 2 3 Total
Número de viagens por dia 10 12 2 24
Capacidade do veículo (m³) – caminhão caçamba 5 5 5 15
Entulho transportado por dia (tonelada) * 60 72 12 144
Entulho transportado por ano (tonelada) ** 18.720 22.464 3.744 44.928
População Trirriense*** 72848
Taxa tonelada/habitante.ano 0,617
*Considerando a densidade do entulho de 1,2 ton. /m³. **Considerando 26 dias (úteis) por mês. *** Considerando a população trirriense dada pelo IBGE em 2006.
Com base nesses dados, foi elaborada a proposta de plano integrado para o município.
Foi estimada a criação de duas ou três URPV no município que, juntas, comportam de 50 a 75 toneladas de RCC. Esse decréscimo em relação à quantidade de RCC gerada no município se deve ao fato de que nem todo RCC gerado na cidade passaria pelas URPV, podendo seguir direto para a ATT ou para aterros licenciados.
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Também foi dimensionada, de forma esquemática, uma usina de reciclagem, indicando os principais equipamentos,. Esta usina deve ser instalada no mesmo local da ATT, uma vez que Três Rios é uma cidade pequena na qual não há necessidade de se fazer duas instalações separadas.
CONCLUSÃO
Este trabalho apresentou o problema do manejo do RCC no município de Três Rios de forma quantitativa e propôs uma solução qualitativa para o problema, objetivando melhorar a qualidade ambiental da cidade. Em outra oportunidade, devem ser apontados os terrenos pertencentes à municipalidade onde podem ser instalados os equipamentos que fazem parte do plano de gestão, como URPV, usina de reciclagem e área de transbordo e triagem.
Agradecimentos O autor agradece ao orientador Prof. Pedro Kopschitz pela orientação durante este ano
e ao Programa de Educação Tutorial pela oportunidade.
REFERÊNCIAS ÂNGULO, S. C.; ZORDAN, S. E.; JOHN, V. M. Desenvolvimento sustentável e a
Reciclagem de resíduos na construção civil. IV Seminário Desenvolvimento Sustentável e a Reciclagem na construção civil - materiais reciclados suas aplicações. Anais. IBRACON. São Paulo - SP. 2001.
PINTO, T. P. Metodologia para a gestão diferenciada de resíduos sólidos da construção urbana. São Paulo, 1999. 189p. Tese (Doutorado) – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Departamento de Engenharia de Construção Civil.
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DINÂMICA E CONTROLE DE ESTRUTURAS
Catarina Vieira Nagahama [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - PET - Civil. Juiz de Fora, MG, Brasil. Flávio de Souza Barbosa [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Departamento de Mecânica Aplicada e Computacional, Mestrado em Modelagem Computacional. Juiz de Fora, MG, Brasil. Resumo. Os avanços tecnológicos em áreas como materiais, equipamentos eletrônicos e
computação, aliados a fatores econômicos e de criatividade tem levado a uma tendência cada
vez mais forte de projetar e construir estruturas leves e esbeltas e, portanto flexíveis, o que
leva a problemas dinâmicos. Este tipo de estrutura pode ser projetada de maneira mais
segura com a utilização de sistemas auxiliares para reduzir as amplitudes de resposta
dinâmica e dessa maneira atender aos critérios de segurança, funcionalidade e conforto
requeridos, evitando o uso de técnicas conservadoras e pesadas, como a técnica de
enrijecimento da estrutura.
Palavras chaves: Dinâmica Estrutural, Sistema de Controle Passivo, Absorsor com dois
graus de liberdade
INTRODUÇÃO Estruturas leves e esbeltas, por serem flexíveis, são propensas a sofrer problemas
dinâmicos que são caracterizados por um carregamento que varia com o tempo e pelo aparecimento de forças inerciais.
A redução destes problemas dinâmicos pode ser obtida através de alterações em uma ou mais propriedades da estrutura. Porém, a alteração de parâmetros estruturais nem sempre é viável. Nestas situações, para obter redução de amplitude de resposta, deve-se optar por sistemas de controles auxiliares. Este trabalho aborda um Sistema de Controle Passivo (SCP).
METODOLOGIA Nas próximas subseções são descritas as etapas utilizadas no desenvolvimento do
SCP.
Definição do modelo Neste trabalho foi adotado o seguinte sistema massa-mola com 2 graus de liberdade
apresentado na Figura 1:
Figura 1 – Sistema massa-mola com 2 graus de liberdade
onde:
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m1 = massa da estrutura cujos deslocamentos deseja-se controlar
k1 = rigidez da estrutura cujos deslocamentos deseja-se controlar
c1 = constante de amortecimento viscoso da estrutura cujos deslocamentos deseja-se controlar
m2 = representa a massa do absorsor (SCP)
k2 = rigidez do absorsor
c2 = constante de amortecimento viscoso do absorsor
Equações de equilíbrio dinâmico Para este sistema as equações de equilíbrio dinâmico utilizando o método das
diferenças finitas escritas na forma matricial são dadas pela Equação 1:
)1(
2²²
2
2
222²²
2
2²2
222²
12
2222
211
21
12
222
11
211121
1
12
11
222
2211
∆+
∆
−+
−
∆+
∆
−+
∆
−++
∆+
∆+
∆
−+
−−
∆+
=
∆+
∆∆
−
∆
−
∆+
∆+
∆
−−
−−
+
+
iiii
iiii
i
i
i
xt
c
t
mxk
t
mx
t
cx
xt
cxkx
t
c
t
c
t
mxkk
t
mF
x
x
t
c
t
m
t
ct
c
t
c
t
c
t
m
Absorsor com dois graus de liberdade De posse desta equação foi montado um algoritmo cujo objetivo é, após definidas as
propriedades físicas m1, k1 e c1 da estrutura cujos deslocamentos deseja-se controlar, determinar dentro de um intervalo de valores pré-definidos quais as propriedades físicas (m2 e k2) do absorsor (SCP) que resultam nos menores deslocamentos da estrutura. Isto foi feito através da utilização de algoritmos genéticos. O absorsor foi testado com a estrutura sujeita a vibrações livres e carregamentos harmônicos.
RESULTADOS As propriedades da estrutura foram definidas como m1=100kg, c1=100Nm/s e
k1=104N/m. A constante de amortecimento viscoso do absorsor foi fixada como c2=100Nm/s. Foram definidos os seguintes intervalos de busca para as propriedades massa e rigidez do absorsor: 0,5 ≤ m2 ≤ 20 e 10 ≤ k2 ≤104.
Para vibrações livres, as menores oscilações foram obtidas com m2=13,2kg e k2=221.1N/m. A comparação pode ser feita através da Figura 2, onde o deslocamento em verde é a resposta dinâmica com o absorsor e o deslocamento em azul é a resposta dinâmica sem o absorsor (sistema com um grau de liberdade).
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Figura 2 – Vibrações livres com e sem absorsor
Para um carregamento harmônico com uma força de excitação F=10000sen(8t), freqüência de excitação ω=8rad/s, as menores oscilações foram obtidas com m2=1kg e k2=13.204N/m. A comparação pode ser feita através da Figura 3, onde o deslocamento em verde é a resposta dinâmica com o absorsor e o deslocamento em azul é a resposta dinâmica sem o absorsor (sistema com um grau de liberdade).
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Figura 3 – Carregamento harmônico com e sem absorsor
CONCLUSÃO Este trabalho apresentou os resultados de um Sistema de Controle Passivo para
vibrações livres e carregamentos harmônicos. Observou-se que o uso de absorsores reduz de fato os deslocamentos sofridos pelas estruturas. Além disso, pôde-se perceber que as oscilações foram mais atenuadas pelo SCP no caso de carregamentos harmônicos.
REFERÊNCIAS Barbosa, F. de S., 2006. Análise Experimental em Dinâmica das Estruturas, Notas de Aula. Barbosa, F. de S., 1996. Controle Ativo Modal de Vibrações Estruturais. Battista, R. C., 2005. Múltiplos Atenuadores Dinâmicos Sincronizados para controle das
oscilações induzidas pelo vento na Ponte Rio-Niterói.
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DETERMINAÇÃO DA GRANULOMETRIA DO AGREGADO GRAÚDO VIA PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS
Leandro Mota Peres [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Programa de Educação Tutorial da Engenharia Civil , MG, Brasil. Flávio de Souza Barbosa [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Departamento de Mecânica Aplicada e Computacional, Mestrado em Modelagem Computacional. Juiz de Fora, MG, Brasil. Pedro Kopschitz Xavier Bastos [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Departamento de Construção Civil. Juiz de Fora, MG, Brasil. Fernando Marques de Almeida Nogueira [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora – Departamento de Engenharia de Produção. Juiz de Fora, MG, Brasil. Resumo. A granulometria do agregado graúdo é uma propriedade importante, pois
influencia diretamente nas propriedades dos concretos com eles fabricados. Dessa forma,
ensaios de granulometria feitos por peneiramento são realizados diariamente nos
laboratórios das pedreiras e concreteiras para a determinação dessa propriedade. Alternativamente propõe-se neste trabalho a realização de ensaios de granulometria através
de processamento digital de imagens.
Palavras chaves: Processamento de Imagens, Agregado Graúdo, Ensaio de Granulometria.
INTRODUÇÃO Devido à grande importância de se conhecer as dimensões dos agregados graúdos
utilizados na fabricação de concretos, torna-se necessário a realização de um ensaio que possa quantificar seus diferentes tamanhos. Tradicionalmente o ensaio utilizado para obter essa informação é o ensaio de peneiramento. Porém, devido a fatores como a evolução dos computadores e da computação gráfica, outras técnicas vem sendo desenvolvidas para a determinação da granulometria do agregado graúdo. Assim sendo neste trabalho apresenta-se uma aplicação do PDI na determinação da curva granulométrica de agregados graúdos [1].
METODOLOGIA
Nas próximas subseções serão descritas cada etapa utilizada para a obtenção da curva granulométrica de agregado graúdo (doravante denominado apenas de agregado) via PDI, seguindo a metodologia desenvolvida por [2]. Ao final será apresentado uma comparação entre a curva granulométrica obtida pela metodologia apresentada e a obtida tradicionalmente pelo ensaio de peneiramento.
Obtenção das imagens fotográficas dos agregados A primeira parte do trabalho é a obtenção das imagens digitais dos agregados. Para
isso é utilizada uma câmera digital configurada em formato de imagem VGA.
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Os agregados são dispostos separadamente um dos outros em uma cartolina preta e iluminados com uma fonte de luz de tal forma que se possa obter uma imagem de melhora qualidade e sem ruídos e sombra. A imagem obtida é apresentada na Fig. 1.
Figura 1- Amostra de agregados graúdos.
Os dois retângulos brancos que podem ser observados na imagem da Fig. 1 são utilizados para fazer a conversão das dimensões dos agregados de pixels para milímetros.
Processamento da imagem De posse das imagens passa-se para a fase de processamento que consiste em
modificar a imagem de tal foram que as informações de interesse (dimensões dos agregados) possam ser obtidas.
Primeiramente a imagem é binarizada [3], conforme pode ser observado na Fig. 2.
Figura 2- Imagem após ser binarizada.
Conforme pode ser observado na Fig. 2, após imagem ser binarizada surgem alguns ruídos, que em sua maior parte são corrigidos automaticamente, porem alguns problemas
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ainda podem surgir, o que torna necessário uma correção manual da imagem. A Fig. 3 apresenta a imagem após as correções supra citadas.
Figura 3- Imagem após correções.
A próxima etapa é a obtenção das bordas de cada agregado. Isso é feito utilizando o operador de Sobel [3]. A Fig.4 apresenta a imagem após a detecção de suas bordas.
Figura 4- Imagem com as bordas detectadas.
Passa-se então para a obtenção das larguras e espessuras de cada agregado, que uma vez calculadas são comparadas com as malhas das peneiras visando a obtenção da curva granulométrica. Nessa parte uma correção(c) dessas medidas deve ser feita, pois não é possível comparar diretamente a dimensão do agregado com as malhas das peneiras, pois este é totalmente irregular. Dessa forma as larguras e espessuras são multiplicadas por 0,8, sendo este o coeficiente de correção c. Feito isso, as frações de área de cada agregado são correlacionadas com suas massas através das equações apresentadas em [2]. Assim é possível obter as porcentagens de massa passante de cada agregado e compará-las com a do ensaio de peneiramento conforme pode ser observado na Fig. 5.
Observa-se que o fator de correção c adotado neste trabalho é bastante semelhante aos valores sugeridos pela referência [2].
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Figura 5 - Curvas granulométricas de uma mesma amostra obtidas a partir da metodologia tradicional e pelo PDI.
CONCLUSÃO Este trabalho reproduziu uma metodologia já desenvolvida anteriormente para a
determinação da granulometria do agregado graúdo via processamento digital de imagens. Os resultados obtidos foram satisfatórios pois a curva obtida por PDI é praticamente igual a curva obtida por peneiramento, isso pode ser observado na Fig. 5.
Agradecimentos Programa de Educação Tutorial da Engenharia Civil e Pedra Sul mineração Ltda. REFERÊNCIAS [1] - H. Lee, E. Chou, Survey of image processing applications in civil engineering, in:
Proceedings, EF/NSF Conference on Digital Image Processing: Techniques and Applications in Civil Engineering, A.S.C.E., Hawaii, March, 1993, pp. 203–210..
[2] - C.F. Mora, A.K.H. Kwan and H.C. Chan, Particle size distribution analysis of coarse
aggregate using digital image processing. Cem Concr Res 28 6 (1998), pp. 921–932. [3] - PERES, L. M. ; SANÁBIO, D. S. F. ; FARAGE, Michele Cristina Resende ;
BARBOSA, F. S. ; NOGUEIRA, Fernando Marques de Almeida . Aplicação de processamento digital de imagens na geração semi-automática de malhas de elementos finitos. In: XI Encontro de Modelagem Computacional, 2008, Volta Redonda - RJ. Anais do XI Encontro de Modelagem Computacional, 2008.
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AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE ESTRATÉGIAS DE PENALIZAÇÃO EM PROBLEMAS DE OTIMIZAÇÃO COM
RESTRIÇÃO ANALISADOS VIA ALGORITMOS GENÉTICOS
Thiago Vilela Martins [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora- Programa de Educação Tutorial da Engenharia Civil. Juiz de Fora, MG, Brasil. Flávio de Souza Barbosa [email protected]
Afonso Celso de Castro Lemonge [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora- Departamento de Mecânica Aplicada e Computacional, Mestrado em Modelagem Computacional. Juiz de Fora, MG, Brasil. Resumo. Nas últimas décadas o desenvolvimento de estudos sobre problemas de otimização
específicos em engenharia, tem levado à geração de modelos mais complexos, governados
por funções de difícil definição. Esta razão impulsiona cada vez mais a utilização dos
algoritmos genéticos (AG’s) nas aplicações práticas, já que ao longo dos últimos anos esta
técnica de otimização tem se mostrado bastante eficiente na solução deste tipo de problema.
Entretanto, a solução de problemas de otimização está na maioria das vezes sujeita a
restrições , que vem sendo objeto de estudo nas implementações via AG. Uma forma de tratar
as restrições nestes problemas é através do uso estratégias de penalização.
Apresenta-se nesse relatório os resultados obtidos através da discussão sobre um
problema de minimização de peso de uma treliça de dez barras, considerado um problema
clássico de otimização em engenharia com restrições com o intuito de avaliar o desempenho
do AG utilizado. Um enfoque especial é dado às estratégias de penalização para o problema
abordado buscando-se avaliar a robustez de técnicas de penalização propostas na literatura
num contexto de iniciação científica.
INRODUÇÃO
Algoritmos Genéticos (AG’s) são modelos computacionais inspirados na genética e seleção natural das espécies e largamente usados como ferramentas para otimização. Os AG’s são algoritmos populacionais, considerados robustos e capazes de identificar regiões com máximos e mínimos globais desejados. Entretanto, a solução de problemas de otimização está na maioria das vezes sujeita a restrições , que vem sendo objeto de estudo nas implementações via AG.
Geralmente problemas com restrições podem ser transformados em problemas sem restrições através da associação de uma função de penalização ao AG.
METODOLOGIA
A função de penalização é baseada em parâmetros introduzidos no Algoritmo e a determinação e ajuste destes parâmetros são tarefas bastante árduas que podem demandar muito tempo em função da complexidade do problema em questão.
A função aptidão modificada F(x), que qualifica os indivíduos candidatos a ótimos, foi colocada na seguinte forma:
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Onde f(x) é a função objetivo do problema e penal(x) a função que recebe as violações do indivíduo e define a penalização a ser aplicada. Na maioria dos métodos a parcela penal(x) difere entre si de acordo com a maneira em que são aplicados às soluções infactíveis.
A seguir são apresentadas as técnicas de penalização implementadas.
Penalidade dinâmica
Neste método de penalidades, são estabelecidos parâmetros de penalização dinâmicos que dependem, por exemplo, da geração em que se encontra o processo de evolução. A função F(x) pode ser colocada na forma:
onde C, α e β são constantes e tiveram seus valores variados, f(x) a função objetivo do problema e a função f{j} determina as violações de cada indivíduo. Nota-se que o parâmetro de penalização cresce com o número de gerações t atingindo seu valor máximo no final do processo de evolução. A função de aptidão modificada é então calculada como o valor obtido da função objetivo acrescido do valor da função penalização.
Penalidade adaptativa
Estratégias que envolvem adaptação dos parâmetros de penalização são de grande interesse em computação evolucionista. Os parâmetros de penalização podem ser definidos (adaptados) de acordo com as informações obtidas pelo processo de evolução. Apresenta-se aqui o método proposto por J.C. Bean e A.B. Alouane ,que utilizam funções de penalização adaptadas de acordo com as informações do processo de evolução. J.C. Bean e A.B. Alouane, propõem a seguinte aptidão modificada:
onde bi é o melhor indivíduo da geração i,digamma é a região factível, beta 1≠ beta 2 e beta1,beta2 > 1. Neste método o parâmetro de penalização da geração seguinte λ(t +1) diminui se todos os indivíduos na geração t são factíveis, aumenta se todos são infactíveis e se mantém inalterado se caso for diferente de um desses dois.
33
As técnicas apresentadas foram testadas na discussão de um problema clássico de otimização com restrições em engenharia.Trata-se do conhecido problema teste correspondente a minimização do peso de uma treliça de dez barras conforme a figura abaixo:
As restrições a que o problema está submetido são os esforços em cada barra e os deslocamentos nos nós. O esforço admitido está limitado a 25 ksi e os deslocamentos estão limitados a 2 in nas direções horizontal (x) e vertical (y. A densidade do material é 0.1 lb/ in³, o módulo de Young E = 104 ksi e os carregamentos verticais P = 100 kips. Além das informações acima , as outras variáveis de entrada do problema são : o número de nós e suas respectivas coordenadas, número de barras e suas respectivas conectividades, restrições dos apoios, tamanho da população inicial, número de gerações, probabilidade de recombinação e mutação e espaço de busca para as variáveis. As áreas das seções transversais de cada barra são as variáveis a serem otimizadas. O problema foi trabalhado com 10 variáveis (áreas) no espaço de busca compreendido entre 1,6in² à 33,5in². Gera-se então uma população inicial de “x” conjuntos de 10 áreas candidatos a solução ótima do problema. A partir de cada conjunto de áreas candidato calculou-se os esforços e deslocamentos gerados em cada barra da treliça. Calculadas essas grandezas, verificamos então se elas obedecem às condições a que estão submetidas. O conjunto de áreas candidato a solução que viola alguma restrição do problema é então penalizado.
Foram realizados inúmeros testes utilizando todas as técnicas de penalização apresentadas anteriormente. Durante a avaliação de cada técnica, os parâmetros de penalização foram alterados afim de se observar o comportamento do AG. Os resultados obtidos estiveram um pouco distantes daqueles apresentados pela literatura, fato que pode ser justificado pelos números inferiores de iterações. Abaixo apresenta-se uma tabela de resultados comparativos entre o AG trabalhado (AGT) com aqueles fornecidos pela literatura. O resultado apresentado trata-se do melhor obtido via Penalização Adaptativa após avaliação de todas as técnicas:
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CONCLUSÕES
O Algoritmo Genético implementado foi testado em um problema clássico de otimização estrutural condicionada. Durante a avaliação de cada técnica, os parâmetros de penalização foram alterados afim de se observar o comportamento do AG.
Os resultados obtidos mostram que as estratégias usadas são bastante sensíveis aos parâmetros de penalização. Contata-se então que a definição dos parâmetros de penalização trata-se de uma tarefa extremamente difícil e importante para a obtenção de bons resultados.
REFERÊNCIAS
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ESTUDO SOBRE MODELOS MATEMÁTICOS PARA MATERIAIS VISCOELÁSTICOS
João Victor Silva Barbosa [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Programa de Educação Tutorial - Engenharia Civil. Juiz de Fora, Minas Gerais, Brasil. Flávio de Souza Barbosa [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Departamento de Mecânica Aplicada e Computacional, Mestrado em Modelagem Computacional. Juiz de Fora, MG, Brasil Resumo. Atualmente, a necessidade de se construir estruturas de grande porte tem levado as
edificações modernas a problemas dinâmicos. Para solucionar esses problemas, existem
sistemas de controle passivo de vibrações que usam materiais especiais com propriedades
amortecedoras. Um desses materiais é o viscoelástico. Como exemplo destes materiais, temos
borrachas e polímeros em geral. Faz-se neste trabalho um estudo de modelos que visam
simular o comportamento dinâmico dos Materiais Viscoelásticos.
Palavras chaves: Dinâmica das Estruturas, Viscoelasticidade, Amortecimento de Estruturas.
MODELAGEM DE MATERIAIS VISCOELÁSTICOS Modelos Viscoelásticos Unidimensionais
Os modelos que visam caracterizar o comportamento dinâmico de materiais viscoelásticos são obtidos através de associações entre molas lineares e amortecedores viscosos. Estudam-se aqui os modelos de Voigt, Maxwell e o Linear Padrão. Modelo de Maxwell
Este modelo é definido por uma mola de constante k e um amortecedor de constante c associados em série conforme ilustra a figura 1.
Figura 1: Modelo de Maxwell
Para uma força F aplicada neste modelo, o alongamento total u é igual ao somatório do alongamento elástico da mola ue com o alongamento viscoso uv:
(1)
Derivando a equação (1) com relação ao tempo, obtém-se:
(2)
36
Sabendo-se que a força F é a mesma nos elementos elástico e viscoso e substituindo a equação constitutiva da mola (F = ku) e a equação Fd = - c dx/dt chega-se a
(3)
Modelo de Voigt
Este modelo é definido por uma mola de constante k e um amortecedor de constante c associados em paralelo conforme mostra a figura 2.
Figura 2: Modelo de Voigt
Quando uma força F é aplicada neste modelo, a soma da força Fe na mola e Fv no
amortecedor é igual à força F aplicada:
(4)
Sabendo-se que os deslocamentos da mola e do amortecedor são iguais, chega-se à relação entre força e deslocamento, considerando a equação (4):
(5)
Modelo Linear Padrão
Esse modelo é definido por duas molas de constantes k1 e k2 e um amortecedor de constante c2 associados conforme nos mostra a figura 3. O modelo linear padrão é a combinação de um modelo de Maxwell com uma mola linear conectados em paralelo.
Figura 3: Modelo Linear Padrão
A equação diferencial para este modelo pode ser obtida considerando o equilíbrio:
(6)
onde F1 é a força na mola e F2 é a força no modelo de Maxwell. Sabendo-se que as deformações na mola e no modelo de Maxwell são as mesmas,
tem-se a relação na mola:
37
(7)
e substituindo-se as equações (6) e (7) no modelo de Maxwell (equação 3), tem-se:
(8)
que, depois de rearranjada, fornece:
Para cada modelo unidimensional, foi analisado o Teste de Fluência e o Teste de
Relaxação. Teste de Fluência: É a resposta de um modelo viscoelástico linear submetido a uma
força constante. Teste de Relaxação: É a resposta de um modelo viscoelástico linear submetido a um deslocamento constante. Os gráficos abaixo mostram a resposta para os testes de fluência e relaxação para os modelos estudados.
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Verifica-se que ao se excitar um sistema viscoelástico dinamicamente, ou seja, submetê-lo a vibrações, este responde lentamente em relação à excitação.
Os gráficos acima foram feitos no Matlab 6.1. As equações de cada modelo foram reescritas em diferenças finitas que consiste em utilizar uma aproximação para as derivadas de uma equação diferencial (no caso, a derivada primeira), substituindo as derivadas por equações algébricas.
CONCLUSÃO
Com este trabalho foi possível caracterizar um material viscoelástico e conhecer melhor os modelos matemáticos de Voigt, Maxwell e o Linear Padrão. De posse das características de cada um dos modelos de materiais viscoelásticos, estes podem ser estudados e utilizados como dissipadores de energia em estruturas sujeitas a vibrações.
Agradecimentos
UFJF, Faculdade de Engenharia, PET Engenharia Civil – UFJF.
REFERÊNCIAS [1] Barbosa, F. S. - “Análise Experimental em Dinâmica das Estruturas” - Notas de
Aula do Curso - Juiz de Fora - MG, 2006; [2] Barbosa, F. S. - “Modelagem Computacional de Estruturas com Camadas
Viscoelásticos Amortecedoras” - Tese de Doutorado COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro - RJ, 2000;
[3] Barbosa, F. S., Toledo, E. M. e Lemonge, A. C. C. - “Análise Paramétrica de Materiais Viscoelásticos via Algoritmos Genéticos Paralelos” - Rio de Janeiro - RJ, 2000;
[4] Barbosa, F. S. e Battista, R. C. - “Modelagem no Domínio do Tempo e da Frequência de Estruturas com Camadas Viscoelásticas” - Uruguai, 2000.
39
Ensino
40
“AULÃO” DE FÍSICA 1 E CÁLCULO 1
Caio Duarte Cerqueira [email protected] Carlos José de Paiva Gama [email protected] João Victor Silva Barbosa joã[email protected] Newton dos Santos Neto [email protected] Orlando Maxwell Mendes [email protected] Renato Sousa Santos [email protected] Thiago Lopes dos Santos [email protected] Graduandos em Engenharia Civil, Universidade Federal de Juiz de Fora. Grupo do Programa de Educação Tutorial da Engenharia Civil – PET Civil – UFJF. Resumo. Tendo em vista o grande número de reprovações nas disciplinas de Física 1 e
Cálculo 1 por parte dos alunos ingressantes do curso de Engenharia Civil, o grupo PET-
Engenharia Civil da UFJF propôs a inserção de cursos de nivelamento destas disciplinas
para auxiliar os alunos. Neste projeto aulas de exercícios foram ministradas pelos petianos
com o mesmo conteúdo programático oferecido nestas disciplinas do curso de graduação. As
aulas ocorreram semanalmente, duas horas por semana em cada disciplina ao longo dos
períodos letivos de 2009/1 e 2009/3.
EMENTA DOS CURSOS Cálculo 1:
- Funções, limites e continuidade: Funções e gráficos, limite de uma função (definição, exemplos, teoremas, assíntotas), continuidade (definição de continuidade em um ponto, em um intervalo, teoremas, exemplos).
- A derivada: Definição e interpretação geométrica da derivada. Interpretação cinemática da derivada. Regras de derivação. Acréscimos e diferenciais. A Regra da Cadeia. Derivação implícita. Derivadas de ordem superior. Derivadas das funções algébricas e transcendentes.
- Aplicações da derivada: Extremos locais de funções. O Teorema de Rolle e o Teorema do Valor Médio. O Teste da Derivada Primeira para extremos relativos. Funções crescentes e decrescentes. Extremos absolutos de uma função contínua em [a,b]. Concavidades e o Teste da Derivada Segunda. Aplicações dos extremos (estudo da variação de uma função). A derivada como taxa de variação. Taxas relacionadas. Antiderivadas.
Física 1:
- Cinemática vetorial
Deslocamento, velocidade e aceleração. Aceleração constante. Queda livre. Movimento de projéteis. Movimento circular.
41
- Leis de Newton
Força e massa. Força gravitacional. 1ª, 2ª e 3ª leis de Newton. Forças de atrito e de arraste. Movimento circular. Aplicações.
- Trabalho e energia mecânica
Trabalho. Energia cinética. Teorema da energia cinética. Potência. Energia potencial. Equilíbrio e estabilidade. Força gravitacional e força elástica. Forças conservativas e dissipativas. Lei da conservação da energia mecânica.
- Sistemas de partículas
Centro de massa. 2ª lei de Newton para sistemas de partículas. Momento linear e sua conservação.
- Colisões
Impulso. Teorema do impulso. Colisões elásticas em 1 e 2 dimensões. Colisões inelásticas.
- Cinemática e dinâmica dos corpos rígidos
Corpos rígidos. Cinemática da rotação. Grandezas lineares e grandezas angulares. Energia cinética. Torque. Momento de inércia. Momento angular e 2ª lei de Newton. Conservação do momento angular. Translação e rotação simultâneas.
RESULTADOS E CONCLUSÕES
Através de conversas informais com os participantes do “Aulão”, verificamos que este auxiliou de maneira significativa na formação destes alunos. Os alunos participantes responderam a um formulário de avaliação e o resultado foi que 50% destes avaliaram o “Aulão” como excelente e 50% como bom.
REFERÊNCIAS Cálculo 1 Leithold, Simmons, Swokowski, Munem & Foulis, Guidorizzi; Física 1 1. D. Halliday e R. Resnick, Fundamentos de Física, 3° ed., vol. 1 – Mecânica (LTC, Rio, 1991); 2. P. Tipler, Física, 2° ed., vol. 1 (Guanabara Dois, Rio, 1984).
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TUTORIAL SIMPLIFICADO DO FTOOL PARA DEFINIÇÃO DE UMA TRELIÇA PLANA VISANDO A V OLIMPÍADA DE ENGENHARIA
CIVIL – PONTES DE PALITOS DE PICOLÉ
Caio Duarte Cerqueira [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora – Programa de Educação Tutorial. Juiz de Fora, MG, Brasil. Samantha de Castro Schuber [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Programa de Treinamento Profissional. Juiz de Fora, MG, Brasil. Resumo. Este tutorial foi desenvolvido com o objetivo de auxiliar os alunos de Engenharia
civil participantes da V Olimpíada de Engenharia Civil, Pontes de Palitos de Picolé a
dimensionar suas pontes para o concurso além de contribuir no processo pedagógico de
disciplinas como análise estrutural e mecânica geral.
Palavras chaves: Estruturas isostáticas, esforços simples.
INTRODUÇÃO Desenvolvido pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, o Ftool – Two-
Dimensional Frame Analysis Tool é um software desenvolvido com o objetivo de auxiliar os interessados em análise de estruturas a calcular os esforços simples (cortante, normal e momento fletor) em estruturas bi-dimensionais.
Tendo isso em vista, o Tutorial Simplificado do Ftool foi desenvolvido com o objetivo inicial de auxiliar os participantes da V Olimpíada de Engenharia Civil, Pontes de Palitos de Picolé, a dimensionar suas pontes treliçadas através do cálculo do esforço normal em cada barra. Na figura 1, segue a interface do software com uma estrutura treliçada e os esforços normais de cada barra devido a uma força de 100 kN, aplicada verticalmente para baixo em seu nó central.
Paralelo ao Tutorial de Ftool, o grupo PET-Civil também ministrou minicursos para os participantes da V Olimpíada de Engenharia Civil – Pontes de Palitos de Picolé em forma de monitoria e em atendimentos individuais.
CONCLUSÃO
Finalmente, conclui-se que a tentativa do PET-Civil de passar os conhecimentos do Ftool para os alunos da Engenharia Civil foi válida, já que todos os alunos interessados foram atendidos e mostraram satisfação em receber as instruções.
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Figura 1 – Interface do Ftool com estrutura carregada.
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CURSO BÁSICO DE LINGUAGEM C
Marcela Rocha Tortureli de Sá [email protected]
Graduanda em Engenharia Civil, Universidade Federal de Juiz de Fora Grupo do Programa de Educação Tutorial da Engenharia Civil – PET Civil – UFJF Resumo. O minicurso de Linguagem C foi oferecido pelo PET Civil nos dias 12, 13 e 27 de
novembro, com intuito de apresentar aos alunos que tiveram aula de computação em Pascal,
um pouco da Linguagem C.As aulas foram realizadas nos computadores do PET CIVIL e
contaram com a participação de 5 alunos.
INTRODUÇÃO C é uma linguagem de programação de computadores: É possível usá-la para criar um conjunto de instruções para que o computador as possa executar. Isso significa que se pode usá-la para criar listas de instruções para um computador seguir. A linguagem C é uma das milhares de linguagens de programação atualmente em uso e foi criada com o objetivo principal em de facilitar a criação de programas extensos com menos erros, recorrendo ao paradigma da programação algorítmica ou procedimental.
EMENTA Na primeira aula realizada foi trabalhado a sintaxe da Linguagem C, onde foram apresentados os tipos básicos, variáveis e operadores e a forma de declará-los no programa principal; comandos de entrada e saída como o printf , que permite exibir mensagens na tela, e como o scanf , que permite a leitura de dados oferecidos pelo usuário através do teclado.
Na segunda aula foram abordados os seguintes comandos: o condicional if e else. O comando if permite que se execute ou não uma seqüência de comandos e o comando else é um complemento do if; o comando switch utilizado quando a variável que controla o fluxo de dados pode assumir diversos valores; o comando while que permite realizar um laço enquanto uma determinada condição for verificada verdadeira.
Na terceira aula foi trabalhado o comando for, onde através da incialização (comando de atribuição que o compilador usa para estabelecer a variável de controle do loop), da condição (relação que testa a variável de controle do loop contra algum valor para determinar quando o loop terminará.), e do incremento (define a maneira como a variável de controle do loop será alterada cada vez que o computador repetir o loop.) permite realizar repetições pré determinadas por essas condições. Foram abordados também vetores, matrizes e vetores de caracteres (Strings).
RESULTADO DO CURSO Os alunos participantes avaliaram positivamente o curso, uma vez que 80% o avaliaram como excelente e 20% o avaliaram como bom.
Particularmente, como responsável pelas aulas, tive a oportunidade de desenvolver atividades de ensino aplicadas diretamente ao curso de graduação de Engenharia Civil, o que tornou este curso uma experiência gratificante.
Agradecimentos
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Agradeço em especial à Professora Ana Paula Couto, pela significativa ajuda na formulação da apostila utilizada no curso. REFERÊNCIAS Servidor de vídeo RIO: www.land.ufrj.br/rio. Network Simulator (NS2). Introdução à linguagem versão 2.0 Gerência de Atendimento ao Cliente Centro De Computação UNICAMP. Slides disponíveis no site sites.google.com/site/rodrigoluis/cursos.
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CURSO BÁSICO DE MANIPULAÇÃO E PROGRAMAÇÃO DE CALCULADORA HP50G®
Catarina Vieira Nagahama Leandro Mota Peres [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora- Programa de Educação Tutorial – Engenharia Civil. Juiz de Fora, MG, Brasil. Resumo. Os cursos de Engenharia exigem um elevado número de cálculos, tornando
necessário que os acadêmicos destes cursos tenham domínio e conhecimento das funções e
recursos de cálculo que uma calculadora moderna pode lhes oferecer. Atualmente uma das
calculadoras mais utilizadas pelos alunos de engenharia é a calculadora gráfica hp50g®.
Esta calculadora oferece várias funções matemáticos, além da possibilidade do usuário fazer
a implementação de seus próprios programas. Com o objetivo de apresentar algumas dessas
funções e algumas formas de resolução de problemas básicos aplicados ao curso, o PET-
Civil ofereceu à comunidade acadêmica no o primeiro e segundo semestre um curso básico
de manipulação e programação dessas calculadoras.
Palavras chaves: Calculadora gráfica hp50g®, Manipulação da calculadora, Programação
da calculadora.
DESCRIÇÃO DO CURSO
O curso foi dividido em três etapas: apresentação das configurações da calculadora, apresentação de algumas de suas funções julgadas de maior utilidade aos alunos de engenharia, e outra de programação básica.
Na primeira etapa foi apresentado como configurar a calculadora para os seguintes itens: modo de operação da máquina, que pode ser o sistema polonês invertido (RPN) ou o sistema algébrico; o formato de apresentação dos números, que pode ser científico (Sci), bastante utilizado para a manipulação de números grandes, o formato engenharia (Eng), o formato standart (Std), que é o formato tradicional de apresentação de números nas maiorias das outras calculadoras, e o formato fixo (Fix), utilizado, por exemplo, para problemas financeiros que utilizam apenas duas casas decimais; o formato de ângulo, que pode ser três: em graus, em radianos e em grados, cada formato tendo sua aplicação de acordo com a necessidade do problema; e o sistema de coordenadas, que podem ser retangular, polar e esférica, cada qual com suas aplicações de acordo com o tipo de problema;
Foram demonstradas também outras configurações como a dos sons da calculadora, o beep, que permite a emissão de um som para cada mensagem de erro que a calculadora apresenta, e o key click que emite um som a cada tecla apertada; a opção last stack,que libera as funções undo (desfazer a última ação); a função Ans, que retorna os dois últimos números envolvidos na última operação feita pela calculadora; a opção FM que define o uso de ponto ou de vírgula para separar as casas decimais dos números; e a configurações do CAS, sub-menu que permite ao usuário escolher a letra da variável independente, trabalhar com números complexos ou apenas números reais, a forma como os polinômios são escritos na calculadora, ou seja, da menor para a maior ou da maior para a menor potência, dentre outras funções.
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Estas funções permitem que os usuários possam configurar suas calculadoras do modo que acharem mais vantajoso ou que já estejam acostumados a trabalhar.
Na segunda etapa foram apresentados alguns recursos da calculadora, como manipulação de matrizes, desde sua escrita até operações de somar, multiplicar, inverter, transpor e calcular determinante.
Dentre as funções do menu numerical solve (NUM.SLV) foram apresentadas o solve equation, usado para resolução de equações, o solve linear system, usado para resolução de sistemas lineares e o solve polynomio, usado para a resolução de polinômios.
Foram demonstradas aos participantes as funções gráficas em 2D e em 3D, como plotar gráficos de funções e suas derivadas, encontrar as coordenadas de suas raízes, as coordenadas das interseções entre curvas, do valor extremo da curva e a equação da reta tangente à curva em um ponto especificado.
Além disso, foram explicadas algumas das funções do menu estatística (STAT). As funções do menu STAT permitem aos usuários um cálculo mais rápido da média, desvio padrão, variância, somatório, máximo e mínimo de um conjunto de números definido por eles, além da interpolação de uma curva dado um conjunto de pontos.
Na terceira parte foram apresentadas algumas formas de programação como, por exemplo, programar uma função na calculadora e fazer um pequeno programa com entrada e saída de dados em uma janela de dados própria do programa.
Todas estas funções e recursos da calculadora que foram apresentadas são de grande utilidade no decorrer dos cursos de Engenharia.
Nas duas vezes em que o curso foi oferecido houve uma grande procura por parte dos acadêmicos.
CONCLUSÕES O curso foi bastante proveitoso visto que houve grande volume de troca de
informações entre os alunos participantes. Nas avaliações feitas pelos mesmos o curso foi considerado bom, incentivando, assim, a continuidade do curso.
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SEXTA DA CIVIL
Marcela Rocha Tortureli de Sá [email protected]
Graduanda em Engenharia Civil, Universidade Federal de Juiz de Fora. Grupo do Programa de Educação Tutorial da Engenharia Civil – PET Civil – UFJF Resumo. A atividade Sexta da Civil é uma atividade cultural que consiste na exibição de
filmes e na realização de palestras ministradas pelos professores da Faculdade de
Engenharia da UFJF, visando proporcionar uma maior interação entre os alunos e
professores, além de oferecer oportunidade para o debate sobre temas das diferentes áreas
de atuação do Engenheiro Civil.
CRONOGRAMA
Palestra: “Tomografia por impedância Elétrica” com o expositor Luis Paulo da Silva Barra.
Exibição dos filmes: “Construindo um Império: Roma” e “Construção da barragem Foz do Rio Claro” no dia 23 de outubro de 2009.
COMENTÁRIOS A atividade Sexta da Civil atingiu os objetivos propostos uma vez que, nas opiniões
dos alunos participantes, obtidas através de debates sobre os temas apresentados, as atividades desenvolvidas foram, em geral, positivas, e trouxeram acréscimos para seus conhecimentos.
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ATIVIDADE CULTURAL
Caio Duarte Cerqueira [email protected]
Catarina Vieira Nagahama [email protected]
Fabiana Guedes de Oliveira Rocha [email protected]
João Victor Silva Barbosa [email protected]
Leandro Mota Peres [email protected]
Matheus Martins do Valle [email protected]
Orlando Maxwell Mendes [email protected]
Thiago Lopes dos Santos [email protected]
Thiago Vilela Martins [email protected]
Graduandos em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Juiz de Fora. Programa de Educação Tutorial da Engenharia Civil, Universidade Federal de Juiz de Fora – Juiz de Fora, MG, Brasil.
INTRODUÇÃO No dia 08 de Junho os integrantes do grupo PET-Civil realizaram um dia de atividade
cultural. Como parte dessa atividade os integrantes percorreram alguns dos principais centros culturais da cidade de Juiz de Fora: o Museu de arte Moderna Murilo Mendes, o Centro Cultural Bernardo Mascarenhas e o Espaço Cultural dos Correios.
Os petianos se reuniram em frente ao MAMM por volta das 14:30 e ali começaram a visita. O museu de Arte Murilo Mendes contém o maior acervo de obras de arte moderna do Estado de Minas Gerais. No primeiro andar desse museu, onde se encontra a galeria “Retratos Relâmpagos”, os bolsistas puderam apreciar uma expressão de arte tão comum hoje nas grandes cidade: o grafite. Reproduzindo obras de arte famosas através de sua técnica, os grafiteiros Lucio Rodrigues, Thiago Campos e André Castanheira, expuseram um tema tão comum no complexo mundo atual: a guerra e os conflitos sociais. A exposição “Grafite: canonização da poética urbana” reproduziu as obras Guerra e Paz de Cândido Portinari (uma montagem misturando elementos dos dois painéis), Guerrica (1937) de Pablo Picasso, La Guerre *1894) de Henri Roussean e os painéis “AS I Opened Fire” de Roy Lichtenstein.
Em outro andar, o guia Iandro Simões mostrou ao grupo um espaço do museu destinado à recuperação de obras de artes. Lá, são recuperadas obras de caráter público e privado como, por exemplo, de colecionadores e de igrejas Antigas. O guia também mostrou a biblioteca de museu, que conta com um acervo de mais de 10 mil obras, entre livros, manuscritos, documentos e obras raras.
Depois o guia levou o grupo para a galeria de obras permanentes do museu. Estas obras, em quase sua totalidade, foram doadas pelo próprio escritor Murilo Mendes. Em comemoração ao ano da França no Brasil, a galeria Convergência trás a amostra “O Universo
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Francês de Murilo Mendes”, que retrata a vida do autor focando sua relação tão estreita com esse país. Entre os painéis, quadros e textos, pode-se observar que Murilo Mendes teve contato com os principais escritores franceses de sua época como Albert Camus, Pierre-Jean Joule, René Caar, Maurice Bianchard, George Bernados e, o grande poeta francês, Arthur Rimbaus. Na mostra também é exposto alguns quadros que Murilo Mendes ganhou ou adiquiriu na França. Como uma nota do próprio Murilo Mendes exposta na mostra: “Muitas vezes tenho me pergunto com qual país me sinto mais afim. Há alguns candidatos. Em grande parte sou de cultura francesa (..)”
Os petianos também puderam apreciar a exposição de fotos antigas, como a do imperador D. Pedro e fotos, do fotógrafo Feliz Nadar (1820-1940), um dos principais fotógrafos de todos os tempos e padrinho do impressionismo na França. Com isso deu-se por encerrada a visita do grupo PET-Civil ao Museu de Arte Moderna Murilo Mendes.
Após a visita ao MAMM os petianos se dirigiram ao CCBM, Centro Cultural Bernardo Mascarenhas. Lá eles puderam apreciar duas exposições que traziam como tema central o espaço urbano e seus personagens emblemáticos.
A primeira exposição visitada se encontrava na galeria Celina Bracher e pertencia ao artista local Lucio Rodrigues. Este artista se caracteriza por seu estilo contemporâneo, que sintetiza a arte moderna e elementos da cultura de massa. Sua atual exposição, “Habitantes”, enfoca as figuras solitárias e perdidas, que povoam o cenário urbano. Como o próprio autor descreve: “São retratos de pessoas invisíveis, taciturnas e tristes que interagem, ou não, com uma urbe que espreita, observa, chora e busca sonhos, desejos e felicidade”. O estilo adotado por Lucio Rodrigues para “Habitantes” é marcada pela desconstrução figurativa, abusando de cores fortes, sempre delimitada por traços.
A segunda exposição se encontrava na galeria Heitor de Alencar e pertencia ao artista plástico carioca André de Miranda. Este artista tem como seu ponto forte a xilogravura, tendo mais de 60 mostras individuais e coletivas já apresentadas em vários estados brasileiros, além de exposições internacionais, como França, Suécia, Estados Unidos e Itália. Sua exposição no CCBM tem como título “Xilocidade – Memória Urbana Gravada” e traz como tema central a paisagem urbana. O artista utilizou como papel para a xilogravura antigos classificados de imóveis, realçando sua visão poética sobre a preservação da memória urbana. “São xilogravuras impressas sobre folhas de jornal retiradas de cadernos de classificados. Em anúncios de novos prédios, imprimo elementos da arquitetura antiga antes presente nesses mesmos terrenos em que agora prevalece o novo, em sacrifício do antigo”, explica o autor André de Miranda.
Depois os petianos visitaram o espaço cultural dos correios, criado em 2007. Lá o grupo pôde apreciar a exposição “Ouro Preto de Deus – Becos, Ruelas & Pontilhões”, do artista plástico local Rogério de Deus. Foram 22 pinturas no estilo óleo sobre tela na qual o artista realçou a beleza barroca da histórica cidade de Ouro Preto, além de alertar o descaso e o abandono das obras dessa rica cidade. Como mencionado na própria descrição da exposição: “Conscientizar, posicionar e valorizar toda a importância do legado barroco frente ao tempo, ao descaso, ao abandono e à perda de referências, é também proposta deste trabalho solo de Rogério de Deus.” Os petianos também conversaram com a representante da galeria, que informou que apenas algumas unidades dos correios em todo Brasil possuíam um espaço cultural e que o espaço seria fechado por um tempo para reforma e ampliação, aumentando sua área consideravelmente. Depois disto o grupo se separou e deu-se por encerrado a atividade cultural daquele dia.
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Agradecimentos Os petianos agradecem à direção do Museu de Arte Moderna Murilo Mendes,
ao Centro Cultural Bernardo Mascarenhas e ao Espaço Cultural Correios.
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MINI CURSO INTRODUTÓRIO DE PROGRAMAÇÃO EM MATLAB
Thiago Vilela Martins [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora- Programa de Educação Tutorial da Engenharia Civil. Juiz de Fora, MG, Brasil. Flávio de Souza Barbosa [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora- Departamento de Mecânica Aplicada e Computacional, Mestrado em Modelagem Computacional. Juiz de Fora, MG, Brasil. Resumo. Em vista dos enormes avanços em diversas áreas da engenharia, onde os
problemas são descritos de maneira cada vez mais complexa e a busca por soluções torna-se
muitas vezes inviável através de métodos analíticos. A utilização de métodos numéricos e
recursos computacionais apresenta-se como ferramentas eficientes para resolver tais
problemas. O MATLAB surge então como um dos melhores recursos da atualidade quanto a
suporte computacional para o cálculo e análise em engenharia. Pelo nível de qualidade e
aceitação que atingiu e sua contínua evolução, propicia que haja retorno do investimento
realizado na sua aprendizagem.
Esta atividade teve por objetivo suprir a necessidade de capacitar rapidamente os alunos do
curso de Engenharia Civil a utilizarem o Matlab como suporte computacional no estudo das
disciplinas que compõem a grade curricular.
INTRODUÇÃO
MATLAB é um software interativo de alta performance voltado para o cálculo numérico. O MATLAB integra análise numérica, cálculo com matrizes, processamento de sinais e construção de gráficos em ambiente fácil de usar onde problemas e soluções são expressos somente como eles são escritos matematicamente, ao contrário da programação tradicional.
O programa é um sistema interativo cujo elemento básico de informação é uma matriz que não requer dimensionamento. Esse sistema permite a resolução de muitos problemas numéricos em apenas uma fração do tempo que se gastaria para escrever um programa semelhante em linguagem Fortran, Basic ou C. Além disso, as soluções dos problemas são expressas quase exatamente como elas são escritas matematicamente. Logo o software trata-se de uma ferramenta extremamente interessante para a realização de cálculos matemáticos, programação e construção de gráficos para os graduandos de diversos cursos.
METODOLOGIA
O curso foi oferecido em duas aulas presenciais com duas horas de duração cada uma na sala destinada ao grupo PET Engenharia Civil. Os assuntos foram abordados de maneira simples e apresentados em slides com o conteúdo e exemplos para que os alunos pudessem executar em tempo real tudo o que lhes foi passado. A ementa do curso é apresentada à seguir:
- Apresentação do programa
- Definição de variáveis
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- Operações básicas
- Funções matriciais
- Variáveis simbólicas
- Limites, Derivadas e Integrais
- Funções gráficas
- Manipulação de expressões algébricas
- Sistemas lineares
- Introdução à programação
CONCLUSÃO
O Mini Curso de Introdução ao MatLab contou com a participação de 14 acadêmicos do curso de Engenharia Civil de períodos diversos sendo avaliado positivamente por estes via formulários de avaliação utilizados pelo PET para esta finalidade. Ainda na avaliação os alunos do mini curso julgaram que ele contribuiu para sua formação técnica e acadêmica. Através destes dados podemos contatar o sucesso e boa repercussão desta atividade.
REFÊRENCIAS Reginaldo de Jesus Santos, “Introdução ao Matlab”, Departamento de Matemática, ICEX, UFMG. Frederico Ferreira Campos Filho, “ Apostila de Matlab”, Departamento de Ciência da Computação, ICEX, UFMG. The MathWorks, Inc, editora Érica Ltda, 2002.
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APRESENTAÇÃO DE TRABALHOS
Caio Duarte Cerqueira [email protected]
Catarina Vieira Nagahama [email protected]
Fabiana Guedes de Oliveira Rocha [email protected]
Gustavo Teixeira Barbosa [email protected]
João Victor Silva Barbosa [email protected]
Leandro Mota Peres [email protected]
Matheus Martins do Valle [email protected]
Orlando Maxwell Mendes [email protected]
Thiago Lopes dos Santos [email protected]
Thiago Vilela Martins [email protected]
Graduandos em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Juiz de Fora - Programa de Educação Tutorial da Engenharia Civil. Juiz de Fora, MG, Brasil. Resumo. Um dos objetivos do Programa de Educação Tutorial é completar uma formação
ampla de um profissional articulado. No entanto, cada petiano realiza uma atividade de IC e
isso pode gerar uma especialização precoce. Para evitar isso foram realizados seminários,
ministrados pelos próprios petianos, para que todos os outros petianos pudessem ter um
conhecimento mais amplo em diversas áreas de conhecimento.
Os seminários tiveram mais dois objetivos: proporcionar aos petianos a oportunidade de
elaborar uma apresentação, que consistia na apresentação verbal e visual (por meio de
Power Point) do tema abordado pela IC e foi também uma forma de testar os petianos sobre
seus conhecimentos em relação aos seus objetos de pesquisa.
ANÁLISE DAS APRESENTAÇÕES 1. Orlando Maxwell Mendes - Monitoramento da descarga de sedimentos no rio
Paraibuna - 13/08/2009 2. Thiago Vilela Martins - Avaliação do desempenho de estratégias de penalização em
problemas de otimização com restrição analisados via algoritmos genéticos – 13/08/2009
3. Caio Duarte Cerqueira - Proposta para Plano Integrado de Manejo e Gestão de Resíduos da Construção Civil para o município de Três Rios – RJ – 13/08/2009
4. Gustavo Teixeira Barbosa – Uso da técnica da homogeneização por expansão assintótica para modelagem de materiais compósitos – 14/08/2009
5. Leandro Mota Peres – Reconstrução tridimensional através de luz estruturada e Tutorial sobre Virtual Dub® e Pov-Ray® – 14/08/2009
6. Matheus Martins do Valle - Geometrias fractais e obtenção de dimensões fractais através de comportamentos dinâmicos – 14/08/2009
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7. Thiago Lopes dos Santos - Seleção do grau de desempenho (PG) de ligantes asfálticos em Juiz de Fora – 14/08/2009
8. Catarina Vieira Nagahama - Dinâmica e controle de estruturas – 21/10/2009 9. Fabiana Guedes de Oliveira Rocha - Concreto reforçado com fibras e plasticidade
computacional – 28/10/2009 10. João Victor Silva Barbosa - Estudo sobre modelos matemáticos para materiais
viscoelásticos – 18/11/2009
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Extensão
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VISITA A UFJF
Renato Sousa Santos [email protected]
Graduando em Engenharia Civil, Programa de Educação Tutorial da Engenharia Civil - PET-CIVIL – Universidade Federal de Juiz de Fora
Resumo. O projeto de extensão, Visita à Ufjf, consiste em levar alunos de escolas de Juiz de
Fora e região para a Faculdade de Engenharia. Com o intuito de mostrar os Laboratórios da
Faculdade e tirar as duvidas dos alunos com relação aos cursos tecnológicos através de
palestras.
INTRODUÇÃO O objetivo deste projeto é mostrar aos alunos do ensino médio o que a UFJF
juntamente com a Faculdade de Engenharia pode oferecer aos futuros discentes. Sendo assim, este projeto poderá despertar o interesse destes alunos aos cursos tecnológicos.
METODOLOGIA
A Visita à UFJF aconteceu juntamente com o projeto - Universidade de Portas Abertas - promovido pela Pró-Reitoria de Graduação da UFJF, o qual trouxe para a universidade alunos do ensino médio de várias escolas de Juiz de Fora. Os petianos divulgaram e distribuíram panfletos sobre os projetos de extensão do grupo PET-CIVIL aos alunos presentes na visita. Com isso, os alunos e representantes das escolas conheceram um pouco dos programas de extensão oferecido pelo PET-CIVIL.
CONCLUSÃO
Após a visita observou-se que os alunos do ensino médio das escolas presentes ficaram, de uma maneira geral, interessados nos cursos tecnológicos. Considera-se desta forma então que os objetivos do projeto foram alcançados.
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MINISTRANDO AULAS PRÁTICAS DE FÍSICA NAS ESCOLAS PÚBLICAS
Thiago Lopes dos Santos [email protected]
Orlando Maxwell Mendes [email protected] Matheus Martins do Valle [email protected]
João Victor Silva Barbosa [email protected]
Caio Duarte Cerqueira [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Programa de Educação Tutorial de Engenharia Civil. Juiz de Fora, MG, Brasil. Resumo. Este trabalho de extensão visa, além de difundir o curso de Engenharia Civil e o
Centro de Ciências da UFJF nas escolas públicas, auxiliar nas atividades de ensino através
da realização de experiências práticas sobre física, em sala de aula, supervisionada pelo
professor da disciplina.
INTRODUÇÃO De modo geral, existe um pouco de desinteresse e mistificação dos alunos de ensino
médio pela área de ciências exatas. Um dos motivos para tal mistificação é a desmotivação gerada nos alunos devido a um aprendizado muito teórico.
Uma solução para reverter este quadro é proporcionar aos alunos uma maior interação com as ciências exatas, através da realização de experiências práticas. Mas, muitas escolas não possuem infra-estrutura para a realização desses experimentos, principalmente escolas de ensino público. Como solução para tal problema, o Centro de Ciências da UFJF, disponibiliza experimentos de física, química e biologia, portáteis, denominados kits.
O grupo PET-Civl, tem como objetivo ajudar no aprendizado dos alunos sobre a área de exatas e motivar-los através da realização de experimentos práticos em sala de aula. Também é objetivo desta atividade divulgar o Centro de Ciências da UFJF.
METODOLOGIA Primeiramente os petianos assistiram a um curso de preparação sobre as experiências
disponíveis nos kits de física do Centro de Ciência da UFJF. Essas experiências abordaram diversos temas dentro da física, tais como: Eletromagnetismo, termodinâmica, mecânica, entre outros.
Logo após, os petianos, juntamente com o professor da disciplina na escola, escolheram os kits que melhor se adaptavam aos temas estudados em sala de aula até aquele momento. Desta forma os temas escolhidos foram cinemática e termometria.
Com a escolha das experiências a serem aplicadas, os petianos foram à escola Theodoro Coelho. Inicialmente foram propostas a realização dos kits em duas salas somente, porém, com o desenvolvimento das experiências, foi proposto e aceito, a aplicação dos
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experimentos em outras quatro salas. Desta forma, a atividade foi realizada nas turmas de 1º, 2º e 3º colegial, para alunos do ensino regular e EJA.
As salas de aula foram divididas em grupos pequenos, pois, desta forma evita-se dispersão dos alunos e facilita uma explicação mais individualizada do experimento.
Depois da realização dos experimentos, partes dos alunos cogitaram a possibilidade da realização de novos experimentos.
CONCLUSÃO Foi observado grande interesse por parte dos alunos em relação aos experimentos
aplicados, visto que alguns deles comentaram o quão é mais fácil ver a teoria em prática e pediram a realização de mais experiências.
O professor da disciplina se mostrou muito satisfeito e motivado com o projeto, tendo em vista, que foi sugerido, por parte dele, a realização de mais experiências em outras salas.
Agradecimentos Os petianos agradecem ao Centro de Ciências da UFJF, a Escola Estadual Teodoro
Coelho e ao professor da disciplina de física Rubens.
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DESENVOLVIMENTO E MANUTENÇÃO DO SITE WWW.PETCIVIL.UFJF.BR
Matheus Martins do Valle [email protected]
Graduando em Engenharia Civil. Bolsista do Programa de Educação Tutorial da Engenharia Civil, Universidade Federal de Juiz de Fora – Juiz de Fora, MG, Brasil.
Resumo. Com o advento da internet, o uso de sites para a comunicação entre uma
organização e o público em geral, passou a ser de extrema importância. Desta forma,
entende-se que o PET-CIVIL necessita de um site constantemente atualizado, contendo
informações relevantes sobre seu funcionamento, e oferecendo à comunidade em geral uma
via de comunicação rápida e eficiente. Apresento nesse trabalho as etapas de
desenvolvimento do atual site do PET-CIVIL.
INTRODUÇÃO Aprimorar e atualizar o site www.petcivil.ufjf.br constitui uma das propostas do PET-
CIVIL como parte das atividades de extensão. Tem como objetivo disponibilizar informações com atualizações frequentes informando as atividades desenvolvidas pelo PET-CIVIL, bem como os cursos oferecidos para a comunidade acadêmica, palestras, dentre outros eventos.
METODOLOGIA
Nas seções seguintes serão descritas as etapas de criação e desenvolvimento do site desde sua implantação até os dias de hoje.
Apresentação da primeira versão do site
Durante o ano de 2008, foi desenvolvido um site em programação HTML utilizando comandos básicos dessa linguagem, conforme figura 1. Devido à padronização das páginas com domínio da UFJF, surgiu a necessidade de reformulação do site do grupo para que se ajustasse ao padrão de site elaborado pela Equipe de Desenvolvimento Web do CGCO – UFJF, no presente ano (2009).
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Figura 1 – Primeira versão do site do grupo, antes da padronização.
Apresentação do site atual
Assim sendo, durante o ano de 2009, foi reformulado o site do grupo e sua nova página inicial é apresentada na figura 2.
Figura 2 - Apresentação do atual site www.petcivil.ufjf.br
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Uma das grandes vantagens do site atual é que suas atualizações são feitas através da
plataforma WordPress. Esta plataforma consiste em um gerenciador de conteúdo com foco na estética, nos padrões web e na usabilidade o que torna mais rápido e fácil o processo de manutenção de sites.
O sistema integra ferramentas necessárias para criar, gerenciar (editar e inserir) conteúdo de um site em tempo real, sem a necessidade de programação de código. O objetivo do gerenciador é estruturar e facilitar a criação, administração, distribuição, publicação e disponibilidade da informação.
Esse software livre e gratuito permitiu que se tivesse total autonomia sobre o conteúdo e dispensasse a assistência de terceiros ou empresas especializadas para manutenções de rotina. Para se trabalhar com esse sistema de gerenciamento de conteúdo foi necessário cursar um treinamento oferecido pela equipe de Desenvolvimento Web do CGCO – UFJF em fevereiro de 2009.
Com o uso desse gerenciador, de qualquer lugar com acesso a internet, é possível postar notícias, fotos, criar páginas, e muito mais, tudo isso diretamente no browser de navegação. Na figura 3, pode-se visualizar o gerenciador do site.
(a)
63
(b)
Figura 3 – Ambiente WordPress. (a) Gerenciador de páginas (b) Editor de páginas
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CONCLUSÃO Através do site www.petcivil.ufjf.br, o grupo tem a possibilidade de manter um
meio de comunicação rápido e de abrangência mundial, além de maior proximidade com todo o meio acadêmico, através da página de contatos, ou diretamente por email.
A possibilidade de difusão das atividades do grupo através da internet permite que, não somente a comunidade acadêmica a qual o grupo está inserido, mas também a toda a comunidade externa à UFJF tenha conhecimento destas, e possa se informar das atividades que o grupo oferece.
Agradecimentos
O autor agradece à Equipe de Desenvolvimento Web do CGCO - UFJF – Centro de Gestão do Conhecimento Organizacional da Universidade Federal de Juiz de Fora – pelo apoio no desenvolvimento e na manutenção do site www.petcivil.ufjf.br; a todos os usuários do site que através de acessos frequentes e sugestões, incentivam a continuação deste trabalho.
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REALIZAÇÃO DO II CONCURSO DE PONTES DE PALITO DE PICOLÉ EM ESCOLA PÚBLICA
Flávio de Souza Barbosa [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Departamento de Mecânica Aplicada e Computacional, Mestrado em Modelagem Computacional. Juiz de Fora, MG, Brasil. Michèle Cristina R. Farage [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora – Curso de Engenharia Computacional. Juiz de Fora, MG, Brasil. Caio Duarte Cerqueira [email protected]
Carlos José de Paiva Gama [email protected]
Catarina Vieira Nagahama [email protected]
Fabiana Guedes de Oliveira Rocha [email protected]
João Victor Silva Barbosa [email protected]
Leandro Mota Peres [email protected]
Marcela Rocha Tortureli de Sá [email protected]
Matheus Martins do Valle [email protected]
Newton dos Santos Neto [email protected]
Orlando Maxwell Mendes [email protected]
Renato Sousa Santos [email protected]
Thiago Lopes dos Santos [email protected]
Thiago Vilela Martins [email protected]
Graduandos em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Juiz de Fora - Programa de Educação Tutorial da Engenharia Civil. Juiz de Fora, MG, Brasil. Arthur Ferreira de Paiva [email protected]
Isabella Brito do Vale [email protected]
Samantha de Castro Schuber [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Programa de Treinamento Profissional. Juiz de Fora, MG, Brasil. Resumo. Essa atividade tem o objetivo de divulgar o cursos de Engenharia Civil, bem
como motivar os alunos de ensino médio das redes públicas à optar por essa carreira,
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através da realização do estudo, montagem e rompimentos de pontes constituídas de
palitos de picolé.
INTRODUÇÃO Devido ao atual desenvolvimento econômico e crescimento do setor de
construção civil, a demanda por profissionais desta área tem sido alta. A profissão passa por um período de valorização e crescimento. Essa valorização tem aumentado a procura pelo curso de Engenharia Civil. Porém, pode-se observar que as vagas ocupadas por alunos ingressantes da rede pública de ensino é pequena. Um dos fatores que influencia este quadro é falta de conhecimento, por parte dos alunos, sobre os cursos da área tecnológica.
A realização do concurso de pontes de palito de picolé tem como objetivo divulgar o curso de Engenharia Civil entre os alunos da rede pública de ensino e motivá-los a ingressarem neste curso superior. Além disso, é também objetivo da atividade motivá-los pelas ciências exatas, através da aplicação prática de conceitos vistos em sala de aula.
METODOLOGIA Antes de ir ao colégio de aplicação da atividade, o grupo reuniu-se para discutir
qual o projeto seria adotado para criação das pontes. Também foi discutido sobre como seria realizada o concurso. Foi então adotado um projeto único para todos os grupos na escola, com carga de ruptura prevista para 50 kg. Este projeto se baseia em uma ponte treliçada, feita, apenas, com palitos de picolé e cola de madeira.
A atividade foi realizada na escola Estadual Teodoro Coelho, em turmas de 1°, 2° e 3° ano do ensino médio, nos turnos matutino e noturno. Este projeto foi realizado juntamente com o grupo de treinamento profissional da professora Michèle Farage.
No primeiro dia de visita ao colégio, o tutor, juntamente com o grupo, passaram nas salas de aula explicando os regulamentos do concurso, o que se consistia a atividade, quais conceitos das matérias estudadas seriam contempladas e quão seria interessante a participação dos alunos na atividade. Aproveitando a oportunidade, foi falado sobre a profissão de Engenharia Civil, suas demandas e horizontes, sobre o curso em si e sobre as possibilidades de ingresso na graduação.
Em uma segunda visita, nos dois turnos, os petianos e os bolsistas do treinamento profissional foram às salas, dividiram-nas em grupos e explicaram a parte de execução das montagens das barras. Neste mesmo dia, iniciou-se a colagem dos palitos de picolé, para a construção da treliça. Foram necessárias ainda mais 2 visitas para os alunos participantes concluíssem a montagem das pontes. Durante todas as visitas, os alunos perguntaram sobre o curso de Engenharia Civil e também sobre curiosidades sobre a Universidade Federal de Juiz de Fora.
Na quarta visita foi feita a pesagem e ruptura das pontes. Neste dia, todas as salas foram reunidas, em seus respectivos turnos, para acompanhar o teste carga. Foram avaliados os quesitos precisão de projeto e a eficiência, levando em consideração o peso da estrutura e a carga que ela agüentou. Aos campeões, foram distribuídas medalhas e troféus, além de um rodízio de pizzas. A figura 1 mostra os alunos assistindo ao concurso enquanto a figura 2 é a foto dos campeões do turno da noite.
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Figura 1 – Alunos no concurso.
Figura 2 – Equipe campeã do turno da noite.
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CONCLUSÃO O curso de Engenharia Civil foi constantemente divulgado na escola, através dos
petianos e bolsistas do treinamento profissional em todas as visitas feitas à escola. Pôde-se observar grande interesse, por parte dos alunos, em conhecer mais sobre o curso e a profissão de Engenharia Civil, visto que em todas as visitas realizadas sempre havia pessoas perguntando sobre as dificuldades do curso e áreas de atuação do profissional. Os alunos também se mostraram muito envolvidos no projeto, uma vez que, realizaram a atividade com muito entusiasmo e, constantemente, levantavam dúvidas sobre a construção das pontes, como por exemplo, a importância do travamento e as dimensões das barras.
Agradecimentos
Os petianos agradecem aos professores, orientadores, diretores e alunos da Escola Estadual Teodoro Coelho.
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V OLIMPÍADA DE ENGENHARIA CIVIL – PONTES DE PALITOS DE PICOLÉ
Caio Duarte Cerqueira [email protected]
Carlos José de Paiva Gama [email protected]
Catarina Vieira Nagahama [email protected]
Daniela Silva [email protected]
Fabiana Guedes de Oliveira Rocha [email protected]
Flávio de Souza Barbosa [email protected]
Gustavo Teixeira Barbosa [email protected]
João Victor Silva Barbosa [email protected]
Leandro Mota Peres [email protected]
Marcela Rocha Tortureli de Sá [email protected]
Matheus Martins do Valle [email protected]
Newton dos Santos Neto [email protected]
Orlando Maxwell Mendes [email protected]
Renato Sousa Santos [email protected]
Thiago Lopes dos Santos [email protected]
Thiago Vilela Martins [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Programa de Educação Tutorial da Engenharia Civil. Juiz de Fora, MG, Brasil. Michèle Cristina R. Farage [email protected]
Samantha de Castro Schuber [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Programa de Treinamento Profissional. Juiz de Fora, MG, Brasil. Resumo. Buscando a interdisciplinaridade no curso de Engenharia Civil, o grupo PET-
Civil vem realizando há três anos a Olimpíada de Engenharia Civil – Pontes de Palitos
de Picolé. Esse concurso tem como objetivo dar aos participantes, alunos do curso, a
oportunidade de realizar um projeto de engenharia, em escala reduzida. Os
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participantes são responsáveis por todos os processos, como o projeto da ponte, o
dimensionamento, e finalmente a execução.
A execução das pontes é baseada em três quesitos fundamentais para qualquer
estrutura de Engenharia Civil: estética, eficiência e precisão.
A estética é a avaliação da beleza arquitetônica da ponte, do projeto e de seu
banner pelos professores da Faculdade de Engenharia que colaboram nesta etapa do
concurso. Isso é um fato importante, pois une vários professores em uma mesma
atividade.
A eficiência diz respeito a um coeficiente obtido entre a carga que a ponte
suporta antes de romper e o peso da estrutura. Quanto maior este coeficiente, maior
será a pontuação.
A precisão avalia o peso que a ponte suporta e o peso para o qual ela foi
projetada. Nesse caso, uma pontuação é utilizada para avaliar a relação peso
suportado/peso projetado, conferindo maiores notas nos casos em que esta relação se
aproxima de 1.
ETAPAS DA OLIMPÍADA Inscrição
As inscrições são abertas e os alunos devem formar equipes de até 6 participantes para o concurso. Nesta fase, os dados para o projeto já estão disponíveis no site do PET-Civil (www.petcivil.ufjf.br), e as equipes já podem dar início ao projeto.
Desenvolvimento do projeto
As equipes devem realizar o projeto da ponte seguindo as informações do Edital do Concurso, disponível no site do PET-Civil. No Edital constam os dados necessários para a construção da estrutura, como a carga prevista para ruptura (nesta edição a carga foi de 80kg), a resistência dos palitos a tração e a compressão dentre outras coisas. De posse desses dados do edital do concurso, as equipes desenvolvem seus projetos e, dentro de suas necessidades, buscam orientação acadêmica de monitores ou professores. O cálculo dos esforços nas barras que formam a ponte podem ser obtidos através de teorias apresentadas em sala de aula nos cursos de Mecânica, Resistência dos Materiais e Análise Estrutural ou através de uso de softwares como o Ftool da PUC Rio. Com esses esforços é possível finalizar o dimensionamento calculando quantos palitos cada barra deve ter, o peso da estrutura e seu peso.
O projeto, contendo as informações acima mencionadas acima, deve ser entregue ao PET-Civil até uma data definida. Vale ressaltar que os integrantes do PET-Civil fazem um “plantão” na sala destinada ao grupo para esclarecimento de dúvidas.
Construção das pontes Com os projetos em mãos, as equipes devem montar suas pontes em um dia
definido pelo PET-Civil. Toda a montagem da ponte é de responsabilidade das equipes, mas os integrantes do PET-Civil ficam à disposição durante toda a montagem para esclarecimento de dúvidas e ajuda na montagem. Cada equipe tem seu próprio método de montagem e, normalmente, utilizam: secadores de cabelo para secar a cola (comprada por eles) e agilizar a montagem; serras para cortar palitos; gabaritos em tamanho real para ajudar na construção as pontes. Após isso, as pontes são deixadas na sala do PET-Civil para que a cola seque. É importante dizer que os palitos são fornecidos pelo PET-Civil, pois são testados em ensaios de resistência, para quetodas as
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equipes disponham do mesmo material para confeccionar as pontes. Na figura 1 apresenta-se uma das 3 salas em que as pontes foram montadas.
Figura 1 – Montagem das pontes.
Entrega do banner
Um banner ilustrativo deve ser entregue para o grupo PET-Civil contendo os dados do projeto para a exposição das pontes.
Exposição das pontes
Na manhã do concurso (que é realizado à tarde), as pontes ficam em exibição, juntamente com o seu projeto e seu banner para que todos que desejem possam vê-las. É nessa faze que começa a primeira avaliação das pontes: os professores interessados podem avaliar as pontes quanto a estética, num ranking das 5 pontes mais bonitas. É importante ressaltar que não somente as pontes são avaliadas, mas também seus projetos e banners. Na Figura 2, tem-se uma foto de uma ponte na exposição.
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Figura 2 – Exposição das pontes.
Ruptura das pontes
As pontes são rompidas na tarde posterior à exposição das mesmas. Nesse estágio da avaliação, a ponte é colocada em um suporte com um sistema de carregamento. Inicia-se o carregamento gradual das pontes, colocando anilhas de 1 a 5 quilogramas por vez (a escolha dos pesos é por conta da equipe), respeitando sempre um intervalo de 5 segundos entre cada anilha. No momento em que a ponte rompe, ou seja, se quebra, é medida a carga que a ponte suportou. Na figura 3, pode-se ver o rompimento da ponte de uma das equipes.
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Figura 3 – Ruptura de uma ponte.
Apuração dos resultados Logo após a execução dos dados o resultado da equipe campeã é gerado por uma
planilha eletrônica desenvolvida pelo grupo PET-Civil.
Premiação dos vencedores
O vencedor geral é aquela equipe que obtém o melhor desempenho no somatório das notas obtidas nos 3 quesitos, considerado. São também premiados os vencedores de cada quesito. Na quinta edição do concurso foram distribuídos R$2350,00 em prêmios para os vencedores, além de brindes e camisas da XXXII Semana da Engenharia. Na figura 4, é possível ver a equipe campeã geral recebendo a premiação.
74
Figura 4 – Equipe campeã geral recebendo prêmio.
AVALIAÇÃO DA V OLIMPÍADA DE ENGENHARIA CIVIL – PONTES DE PALITOS DE PICOLÉ
Podemos dizer que a quinta edição do concurso, que teve como campeã a equipe Zênite, manteve o sucesso das outras edições, uma vez que foi avaliada por 51 alunos participantes e 88% desses alunos o avaliaram como bom e excelente.
Outro fator que colabora para o êxito do concurso é o alto índice de participação dos alunos. Esta edição contou com 28 equipes e aproximadamente 200 alunos, representando, aproximadamente, 33% dos alunos do curso de Engenharia Civil da UFJF.
O concurso também teve repercussão fora da comunidade acadêmica da Universidade de Juiz de Fora. Nesta edição, foi exibida uma reportagem no telejornal da emissora Globo, o MG TV, e na Globonews, além de publicações em jornais da região, como o Tribuna de Minas. Vale lembrar que a edição passada teve reportagem publicada no portal de notícias G1.
CONCLUSÕES
A aprovação dos alunos e dos professores participantes indica que o concurso está no caminho certo e que deve-se continuar com o projeto.
Agradecimentos
Ficam aqui os agradecimentos a todos os participantes que fizeram da V Olimpíada de Engenharia Civil; a todos os professores que nos ajudaram no desenvolvimento do concurso; à UFJF, ao curso de inglês Bridge Over Cam e à TSUsinagem, que contribuíram com a premiação.
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REFORMA DA SALA DESTINADA AO PET-CIVIL
Flávio de Souza Barbosa [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Departamento de Mecânica Aplicada e Computacional, Mestrado em Modelagem Computacional. Juiz de Fora, MG, Brasil. Caio Duarte Cerqueira [email protected]
Carlos José de Paiva Gama [email protected]
Catarina Vieira Nagahama [email protected]
Daniela Silva [email protected] Fabiana Guedes de Oliveira Rocha [email protected]
João Victor Silva Barbosa [email protected]
Leandro Mota Peres [email protected]
Marcela Rocha Tortureli de Sá [email protected]
Matheus Martins do Valle [email protected]
Newton dos Santos Neto [email protected]
Orlando Maxwell Mendes [email protected]
Renato Sousa Santos [email protected]
Thiago Lopes dos Santos [email protected]
Thiago Vilela Martins [email protected]
Graduandos em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Juiz de Fora - Programa de Educação Tutorial da Engenharia Civil. Juiz de Fora, MG, Brasil. Rafael Ayup [email protected]
Graduando em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Juiz de Fora. Juiz de Fora, MG, Brasil. Resumo. No mês de Setembro de 2009, a sala destinada ao grupo PET da Engenharia
Civil sofreu uma grande reforma.
PROCEDIMENTO No final de Agosto de 2009, ocorreu um processo seletivo no qual foram
admitidos 5 novos petianos ao grupo PET-Civil. Com isso, a sala destinada ao PET-Civil passou a não atender de maneira adequada às necessidades do grupo.
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No entanto, a sala não sofreu nenhuma expansão, entretanto um antigo palco de alvenaria foi demolido pelos petianos e tutor dando, assim, início às obras. Em seguida, os petianos e o tutor regularizaram o nível do local onde estava o palco utilizando argamassa comprada e preparada pelos próprios petianos.
Depois disso, um pintor foi contratado para refazer a pintura da sala e o piso e a persiana da sala foram trocados por terceiros. Na Figura 1, segue uma foto da reforma e da sala finalizada.
Figura 1 – Reforma da sala destinada ao PET-Civil.
Finalmente, o que ocorreu foi uma otimização da disposição dos móveis e aquisição de mais duas mesas e dois computadores.
77
PROCESSO SELETIVO
Flávio de Souza Barbosa [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora- Departamento de Mecânica Aplicada e Computacional, Mestrado em Modelagem Computacional. Juiz de Fora, MG, Brasil. Michèle Cristina R. Farage [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora – Curso de Engenharia Computacional. Juiz de Fora, MG, Brasil. Catarina Vieira Nagahama [email protected]
Gustavo Teixeira Barbosa [email protected]
Thiago Vilela Martins [email protected]
Graduandos em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Juiz de Fora - Programa de Educação Tutorial da Engenharia Civil. Juiz de Fora, MG, Brasil. Resumo. Todo grupo de Programa de Educação Tutorial do Brasil pode contar com no
máximo 12 bolsistas e a metade de voluntários. Em Agosto de 2009 nosso grupo
contava com 10 petianos (8 bolsistas e 2 não bolsistas) e era a hora de completar o
grupo.
PROCEDIMENTO Em Agosto de 2009 o grupo PET-Civil contava com 10 bolsistas e 2 não
bolsistas. A última seleção ocorrida tinha acontecido há 1 ano e então, o PET-Civil poderia realizar uma nova seleção para completar o seu grupo. Nessa seleção era prevista a admissão de 4 bolsistas.
As inscrições foram abertas e 18 alunos do curso de Engenharia Civil se candidataram. A seleção se iniciou no dia 31 de Agosto com a prova de conhecimentos gerais e conhecimentos sobre o PET-Civil. No dia seguinte, foram realizadas as entrevistas com os participantes do processo seletivo.
A seguir seguem os selecionados no processo seletivo.
Bolsistas
-Daniela Silva
-Marcela Rocha Tortureli de Sá
-Matheus Martins do Valle
-Renato Sousa Santos
Não Bolsistas
-Caio Duarte Cerqueira
-Newton dos Santos Neto
Por motivos particulares, a bolsista Daniela Silva saiu do Programa (dois meses após entrar no grupo) e o não bolsista Caio Duarte Cerqueira entrou no seu lugar.
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PARTICIPAÇÃO EM ENCONTROS DE GRUPOS PET
Flávio de Souza Barbosa [email protected]
Universidade Federal de Juiz de Fora - Departamento de Mecânica Aplicada e Computacional, Mestrado em Modelagem Computacional. Juiz de Fora, MG,Brasil Caio Duarte Cerqueira [email protected]
Carlos José de Paiva Gama [email protected]
Catarina Vieira Nagahama [email protected]
Fabiana Guedes de Oliveira Rocha [email protected]
Gustavo Teixeira Barbosa [email protected]
João Victor Silva Barbosa [email protected]
Leandro Mota Peres [email protected]
Marcela Rocha Tortureli de Sá [email protected]
Matheus Martins do Valle [email protected]
Newton dos Santos Neto [email protected]
Orlando Maxwell Mendes [email protected]
Renato Sousa Santos [email protected]
Thiago Lopes dos Santos [email protected]
Thiago Vilela Martins [email protected]
Graduandos em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Juiz de Fora - Programa de Educação Tutorial da Engenharia Civil. Juiz de Fora, MG, Brasil. Resumo: Anualmente são realizados encontros de grupos PET do Brasil. Esses
encontros tem por objetivo promover a integração e a troca de experiências entre os
grupos.
INTRODUÇÃO Os encontros dos grupos PET ocorrem anualmente, em escala nacional, regional,
estadual e local, com o objetivo de definir diretrizes, em conjunto, para o Programa de Educação Tutorial frente ao cenário político brasileiro. Mas é inegável que a troca de experiência entre os grupos acaba assumindo um papel importantíssimo no desenvolvimento dos grupos. Tendo isso em mente, o PET-Civil vem participando desses encontros e no ano de 2009 esteve presente no Sudeste-PET, no UAI-PET e estará presente no InterPET, que será realizado no dia 12 de Dezembro de 2009.
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Infelizmente, por motivos financeiros, o PET-Civil não pode comparecer ao ENA-PET deste ano, realizado em Manaus.
SUDESTE-PET O 9° SUDESTE-PET foi realizado em Uberlândia nos dias 30 de Abril, 1 e 2 de
Maio. Esse evento é realizado para todos os grupos PET do Sudeste do país. Os 4 grupos PET da UFJF compareceram ao encontro. Os grupos saíram de Juiz de Fora no dia 30 de Abril quando estava anoitecendo, e chegaram à Uberlândia na manhã do dia 1 de Maio. Os petianos e tutor participaram das atividades propostas no encontro, tais como: grupo de trabalho, grupo de discussão, palestra, assembléia geral e exposição dos trabalhos. O retorno à Juiz de Fora se deu no dia 2 de Maio, logo após a festa de encerramento.
Essa viagem teve um caráter muito importante para o grupo PET-Civil, pois mais da metade do grupo era de novos integrantes, e um evento desses apresenta melhor a filosofia do programa, mostra a magnitude dos grupos PET na região Sudeste e aumenta a interação entre o PET-Civil. Na figura 1, segue a foto do grupo em Uberlândia.
Figura 1 – Fotos dos integrantes do PET-Civil.
UAI-PET
O 2º UAI-PET foi realizado em Lavras, nos dias 30 de Outubro, 01 e 02 de Novembro e é um evento realizado somente para os grupos PET do estado de Minas Gerais. Todos os integrantes do grupo PET-Civil, juntamente com o professor tutor e mais 4 grupos PET da UFJF saíram de Juiz de Fora na manhã de Sábado e chegaram
80
para o almoço na hospitaleira cidade de Lavras. Os petianos participaram das atividades, tais como: grupos de trabalho, plenária, gincana, exposição de trabalhos e confraternizações. Os grupos retornaram à Juiz de Fora na madrugada de Domingo, não ficando, portanto, para o último dia do encontro.
Esse evento foi muito proveitoso para o PET-Civil, uma vez que foi possível atentar para o cenário político que envolve os grupos do país. Além disso a interação com os grupos PET da UFJF foi muito grande. Na figura 2, segue a foto do grupo em Lavras.
Figura 2 – Fotos dos integrantes do PET-Civil e do PET-Psicologia.
INTERPET
O Inter-PET é um evento realizado anualmente em Juiz de Fora, voltado para os grupos PET da UFJF. O grupo PET-Civil participou do evento no ano de 2008, ajudando a promover a palestra do mesa-tenista Alexandre Ank. Houve discussão sobre atividades conjuntas entre os PET da universidade, dinâmica de grupo (idealizada pelo PET-Psicologia) e posterior confraternização.
O principal objetivo deste evento é a integração dos grupos PET da UFJF e, por isso, várias atividades em conjunto dos grupos da universidade foram discutidas.
CONCLUSÕES
O que pode-se levar de mais importante desses encontros é a integração, tanto interna, do grupo, quanto em relação aos demais PETs. Outro fator importante é a troca de experiências que contribui de forma significativa para o desenvolvimento individual e coletivo do grupo.
81
AVALIAÇÃO DAS ATIVIDADES PROMOVIDAS NO ANO DE 2009
Carlos José de Paiva Gama [email protected] Graduando em Engenharia Civil, Universidade Federal de Juiz de Fora.Grupo do Programa de Educação Tutorial da Engenharia Civil – PET Civil – UFJF Resumo. O PET Civil vem avaliando de maneira sistemática as atividades promovidas
pelo grupo ao longo do ano com o intuito de aprimorar cada vez mais as atividades
propostas, possibilitando assim um planejamento mais adequado das mesmas. Desta
forma apresenta-se neste trabalho uma síntese das avaliações realizadas pelo grupo
PET Civil durante o ano de 2009.
PROCEDIMENTO A avaliação qualitativa e quantitativa das atividades promovidas é baseada na
amostragem de dados, que é realizada mediante formulário próprio a cada atividade, considerando suas peculiaridades e informações relevantes. Estes formulários são preenchidos pelo público participante das atividades que é formado por alunos matriculados no curso de Engenharia Civil da UFJF. Acredita-se que, ao se fazer a avaliação sistemática, seja possível buscar, de forma mais clara e rápida, o aprimoramento de cada atividade.
AVALIAÇÕES QUANTITATIVAS
A figura 1 apresenta os resultados da avaliação do V Concurso de Estruturas. Observa-se que 88% dos alunos avaliaram o concurso como excelente ou bom.
55%
33%
12%
0%
0%
20%
40%
60%
E XC E LE NTE BOM RE GULAR RUIM
V C onc urs o de E s truturas
Figura 1 - Avaliação do V Concurso de Estruturas
Amostragem: 51 formulários
A figura 2 apresenta os resultados da avaliação dos “Aulões” de Cálculo 1 e Física 1. Observa-se que 100% das avaliações foram de caráter positivo.
82
50% 50%
0% 0%
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
50%
E XC E LE NTE BOM RE GULAR RUIM
"Aulões " de C álc ulo 1 e F ís ic a 1
Figura 2 - Avaliação dos “Aulões” de Cálculo 1 e Física 1
Amostragem: 10 formulários
A figura 3 apresenta os resultados da avaliação do Minicurso de Manipulação de Calculadora HP- 50g. O curso foi avaliado positivamente apesar do pequeno universo da amostragem, devido à impossibilidade dos alunos em responder aos formulários.
0%
100%
0% 0%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
E XC E LE NTE BOM RE GULAR RUIM
Minic urs o de Manipulaç ão e
P rog ramaç ão de C alc uladora HP -50g
Figura 3 - Avaliação do Minicurso de Manipulação e
Programação de Calculadora HP-50g Amostragem: 2 formulários
As figuras 4 e 5 apresentam as avaliações do Minicurso de Introdução ao MATLAB e do Curso Básico de Programação em C. Observa-se que os cursos foram avaliados de forma positiva pelos alunos participantes.
83
40%
60%
0% 0%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
E XC E LE NTE BOM RE GULAR RUIM
Minic urs o de Introduç ão ao
MAT L AB
Figura 4 - Avaliação do Minicurso de Introdução ao MATLAB
Amostragem: 5 formulários
80%
20%
0% 0%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
E XC E LE NTE BOM RE GULAR RUIM
C urs o B ás ic o de P rog ramaç ão em C
Figura 5 - Avaliação do Curso Básico de Programação em C
Amostragem: 5 formulários
AVALIAÇÕES QUALITATIVAS
Através das avaliações realizadas ficaram bem claras algumas opiniões e sugestões dos participantes, como:
- no Concurso de Estruturas alguns alunos cobraram uma agilidade na divulgação dos resultados, bem como uma maior valorização do concurso através da oficialização da data do mesmo;
- cabe salientar que os alunos que participam efetivamente do Concurso de Estruturas têm solicitado a creditação em seu histórico escolar do equivalente a 15h/aula, o que vêm sendo atendido pela coordenação do curso;
- nos Minicursos, em especial no de Programação em C, houve uma sugestão de realizar um curso mais avançado para os próximos períodos, esta proposta ainda está sendo avaliada pelo grupo;
84
-nas atividades em geral houve a sugestão de que ocorra maior divulgação das mesmas, atualmente a divulgação é feita através do site e de cartazes, porém estamos procurando maneiras de tornar a divulgação mais eficiente.
CONCLUSÃO As atividades realizadas pelo grupo foram avaliadas de forma positiva pelo
público alvo. Estas avaliações são indicativas do grau de satisfação dos participantes com as atividades propostas pelo PET. Entretanto, deve-se continuar avaliando-as sistematicamente para um contínuo aprimoramento das atividades do grupo.