MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

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  MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

  Profa. Eliana Barreto Monteiro 1 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO A resposta ou as respostas não são assim tão simples, mas vale lembrar que a estrutura, tende a avisar que esta “doente”, isso mesmo, como qualquer ser vivo.

  2 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS

  logos (doença) pathos

  Patologia

  • (ciência, estudo)

  “ Ciência que estuda a origem, os sintomas e o mecanismo de ação das doenças’’ 3

  MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

  PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS

  Carvalho, 2017 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

  IMPORTÂNCIA DO ESTUDO

  • Conhecer da evolução dos problemas
  • Estudar as suas causas
  • Fornecer informações para os trabalhos de reparo e manutenção
  • Contribuir para o entendimento do processo de produção minimizando a incidência total de problemas
  • 5 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS

      Patologia é parte da Engenharia que estuda os sintomas, os mecanismos, as causas e as origens dos defeitos das construções civis, ou seja, é o estudo das partes que compõem o diagnóstico do problema

      (Helene, 1992) 6

      7 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO Projeto Execução Adquiridas Acidentais

      ORIGEM DAS MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS

      CONGÊNITAS 8 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO FASE DE PROJETO Fonte: ROSAS, 2013

      CONSTRUTIVAS FASE DE EXECUđấO 9 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO Fonte: BERNHOEFT, 1998

      10 ADQUIRIDAS

      AGRESSIVIDADE DO MEIO MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      FENÔMENOS ATÍPICOS 11 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ACIDENTAIS

      Recentemente o assunto passou a ser tratado de forma mais objetiva, com a publicação do novo texto da norma brasileira para projetos de edifícios de concreto armado e protendido A NBR 6118 (2014), ganhando inclusive um capítulo a parte. MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

    12 Justificativa

      MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO Histórico

      As lesões ou enfermidades nas estruturas são fenômenos tão velhos como os próprios edifícios.

      Na Mesopotâmia, há quatro mil anos, o Código de Hamurabi já assinalava regras para prevenir defeitos nos edifícios, sendo então o primeiro tratado conhecido sobre patologia na Construção 13 Código de Leis de

      Hammurabi (1780 a.C.) Rei da Babilonia O Código de Hammurabi é considerado o primeiro código civil da história da humanidade. Uma cópia foi gravada num bloco de rocha diorito negro com 2,4m de altura contendo 282 14 artigos. HELENE,2006

      Código de Leis de Hammurabi

      

      artigos 229 a 233 obras 229. Se uma casa ou parte dela colapsar e matar o proprietário, o construtor deve ser morto; 230. Se uma casa ou parte dela colapsar e matar o filho do proprietário, o filho do construtor deve ser morto; 231.… 232….. 233…. HELENE,2006 15

      16 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      Panorama Estatístico (HELENE; PEREIRA, 2007).

      17 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      INCIDÊNCIA EM PERNAMBUCO

      Incidência de Manifestações Patológicas em Estruturas de Concreto Armado em Pernambuco (Andrade, 1997)

      Corrosão

      (RIBEIRO, 2015). 18 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO Alvenarias 7% Estruturas de Concreto 6% Revestimentos de paredes 19% Revestimentos de piso 18% Esquadrias 6% Inst. Sanitárias 4% Inst. Elétricas 9% Impermeabilização 9% Outros 22%

      ORIGEM DOS PROBLEMAS PATOLÓGICOS : NÃO CONFORMIDADES E DEFEITOS CONSTRUTIVOS EM EDIFICAđỏES DE PERNAMBUCO

      19 ETAPA MEDICINA ESTRUTURA

      Anamnese  Idade, sexo, etc.  Alergias Histórico de doenças Remédios, vacinas  Tipo de estrutura e fundação  Materiais usados e sua vida útil Carregamento Tempo de construção Diagnóstico  Sintomas fisiológicos e psíquicos Ocorrência Definição das causas  Levantamento de danos e sua tipologia Ocorrência / histórico Causas dos danos Tratamento  Nenhum (defesa natural)  Tópico (remédios, tratamentos, etc.) Generalizado (operação, transplante, etc.)  Convivência com os danos (estabilização natural) Reforço localizado Reforço generalizado ANALOGIA

      RIBEIRO ET AL, 2012

    TIPOS DE DANOS

      20 RIBEIRO ET AL, 2012

    • DANOS CARACTERÍSTICAS INCONVENIENTES

      Estéticos  São subjetivos e de efeito psicológico  Do simples mau estar ao alarme com pânico

      Funcionais  Comprometem o uso e destinação da obra  Mau funcionamento de equipamentos

      Estruturais Afetam os elementos estruturais

    •  Podem comprometer a estabilidade da obra Podem exigir reforços

      21 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      22 CORRROSÃO DE ARMADURAS MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      22 Dano estrutural

      Perda da aderência entre o aço e o concreto Diminuição da área seção transversal da armadura

      Manchas Superficiais Expansão Fissuração Destacamento do Cobrimento

      Perda de Aderência da Armadura Redução da Seção da Armadura

      MANIFESTAđỏES DA CORROSấO

      Colapso IMPORTÂNCIA TÉCNICA, ECONÔMICA E SOCIAL DO ESTUDO DA DETERIORAđấO DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO

      Manchas Superficiais

      Expansão Fissuração

      Destacamento do Cobrimento

      Redução da Seção da Armadura Perda de Aderência da Armadura

      Colapso Fonte: PAZINI, 2003

      31 REAđấO ÁLCALIS-AGREGADO MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      Ocorre entre o álcalis do cimento

      (ou de outras fontes) e a sílica ativa do agregado

      . Essa reação forma um gel de álcali-silicato que preenche os poros do agregado, diminuindo sua aderência com a pasta de cimento e expandindo quando em contato com a

      água

      32 REAđấO ÁLCALIS-AGREGADO

       Reação álcali-agregado ocorre entre os álcalis do cimento com a sílica reativa presente em determinados agregados na presença de umidade

       Geram expansão, fissuração e desagregação da pasta de cimento MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      33 REAđấO ÁLCALIS-AGREGADO MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      Fonte: ANDRADE, 2016

      34 REAđấO ÁLCALIS-AGREGADO MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      Fonte: ANDRADE, 2016

      35 REAđấO ÁLCALIS-AGREGADO MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      Fonte: ANDRADE, 2016

      36 REAđấO ÁLCALIS-AGREGADO MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      REAđấO ÁLCALI-AGREGADO Fonte: ANDRADE, 2016

      37 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO REAđấO ÁLCALI-AGREGADO

      Fonte: ANDRADE, 2016 38 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO Lixiviação

    • Dissolução e remoção dos compostos hidratados da pasta de cimento.
    • Causada pela incidência de águas ácidas, puras, com presença de cloretos ou sulfatos.
    • 39

      MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      LIXIVIAđấO

      40 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO LIXIVIAđấO

      41 LIXIVIAđấO Fonte: FRANCO, 2003

      42 LIXIVIAđấO Fonte: FRANCO, 2003

      43 LIXIVIAđấO Fonte: BERNHOEFT, 2006

      44 Fonte: BERNHOEFT, 2006 45 Consequências...

      46

       Ocorrem devido à solubilidade do hidróxido de cálcio

      (Ca(OH)

      2 ) na presença de umidade.

       Manchas ocasionadas pela precipitação de carbonato de

      cálcio (CaCO

      3

      ) na superfície do concreto, devido à evaporação da água que contém o hidróxido dissolvido.

       Ocorrem em concreto com alta permeabilidade ou fissurados.  Encontrada frequentemente em lajes e vigas.

      Eflorescência MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      47 EFLORESCÊNCIA

      Eflorescência causada pelo acúmulo de água da chuva na cobertura. MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO Fonte: PAZINI, 2003

      MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      Centro de Convenções do Recife

      49 EFLORESCÊNCIA

      50 EFLORESCÊNCIA

      51 LINDO NUMA CAVERNA... BOLOR E VEGETAđấO  a colonização por diversas populações de

      Bolor ou mofo fungos  Os fungos se “alimentam” do material que compõem a estrutura  e num estado mais evoluído, o comprometimento da estrutura.  surgem as manchas;

      Há outros microorganismos que causam o mesmo efeito dos fungos:  bactérias e algas microscópicas.

      FUNGOS + UMIDADE = BOLOR 52

      53 BOLOR EM MARQUISES BOLOR EM MARQUISE

      VEGETAđấO 54

      55 BOLOR EM PERGOLADOS BOLOR EM VIGA

      56

      (FERREIRA,2013)

      57 BEZERRA et al, 2013

      BOLOR DEVIDO A FALTA DE 58 IMPERMEABILIZAđấO

      CHAVES, 2012

      59 BOLOR E MOFO NO FUNDO DO RESERVATÓRIO DE ÁGUA

      BOLOR EM CASARÃO ABANDONADO

      60 VEGETAđấO EM EDIFICAđấO

      61 VEGETAđấO

      EM EDIFICAđấO

      62 VEGETAđấO EM CASARấO ABANDONADO 63

      64

      ou será casarão em vegetação abandonada?

      65 BOLOR EM CASARÃO ABANDONADO

      VEGETAđấO EM CASARÃO ABANDONADO

      66

    67 O que é isto aqui?

      MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      ÁCIDOS – ATAQUE QUÍMICO A penetração dos ácidos causa a decomposição de produtos de hidratação do cimento formando outros elementos que, se forem solúveis podem ser lixiviados e, se insolúveis podem expandir no próprio local onde se formam.

      68 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ÁCIDOS – ATAQUE QUÍMICO

      Relação de alguns ácidos que atacam severamente o concreto

      INORGÂNICOS ORGÂNICOS Carbônico Acético Hidroclórico Cítrico

      Hidrofluórico Fórmico Fosfórico Láctico Sulfúrico Tânico 69 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      ÁCIDOS – ATAQUE QUÍMICO Onde são encontrados?

      Águas freáticas

       Correntes contendo CO

       2 70 Chuvas ácidas

       MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      ÁCIDOS – ATAQUE QUÍMICO

       Dissolução dos compostos hidratados e carbonatos

       Lixiviação do concreto

       Despassivação das armaduras 71

      ÁCIDOS – ATAQUE QUÍMICO Fonte: GENTIL, 2007

      72

      73 Fonte: BARRETO, 2013 ÁCIDOS – ATAQUE QUÍMICO

      74 Fonte: PAZINI, 2003 ÁCIDOS – Ataque Ácido Sulfúrico

      75

       Águas e gases residuais de indústrias;

       Atmosfera urbana;

       Águas subterrâneas;

       Água do mar. MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      SULFATOS - ATAQUE QUÍMICO MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      SULFATOS - ATAQUE QUÍMICO

       Presença de sulfatos - dissolução de compostos da pasta hidratada

      Sulfato + C

    3 A  Etringita

      Expansão 76 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      SULFATOS - ATAQUE QUÍMICO

      Classificação da severidade do ambiente de sulfato Solúveis em Concentração de Sulfatos SO

      Exposição 4 No Solo (%) Na Água (ppm) Leve <0,1 <150 Moderada 0,1 a 0,2 150 a 1500 Severa 0,2 a 2,0 1500 a 10000

      Muito >2,0 >10000

      Severa 77 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      SULFATOS - ATAQUE QUÍMICO Fissuras numa ETA (ROSAS, 2013) 78

      78 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO FOSROC, 2002 79

      79 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO MEDIDAS PARA COMBATER O ATAQUE POR SULFATOS

       Uso de cimentos mais resistentes (baixo teor de C

      A)

      3 

      Redução da porosidade do concreto ( relação a/c) 

      Uso de películas de pintura impermeabilizantes 80 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      (FORMAđấO TARDIA DE ETRINGITA)

      DEF A Etringita não é Estável a 60°c e pode ser decompor e formar monossulfatos. Posteriormente, os íons sulfato são dissolvidos, propiciando a formação de uma nova etringita, deteriorando o concreto por DEF (Mehta, Monteiro, 2008)

      Os sintomas de DEF são em geral semelhantes a os de RAA e ataque por sulfatos Quando baixa o pH propicia a formação de etringita Muitos casos de RAA e DEF em Barragens e blocos de edificação HASPARYK ET AL, 2014 81 ( )

      MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      (FORMAđấO TARDIA DE ETRINGITA)

      DEF Históricos da DEF

       1º caso de DEF foi na Finlândia – 1987;

       Há poucos casos registrados no Brasil;

       Não há normatização e guias nacionais de prevenção relacionados à DEF;

       Mecanismo de formação complexo e pouco entendido;

       Torna-se essencial a prevenção e controle dos fatores que desencadeiam essa patologia;

      MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      (FORMAđấO TARDIA DE ETRINGITA)

      DEF Fatores Desencadeadores Temperaturas elevadas em elementos massivos de concreto, por causa do calor de hidratação do cimento Portland, Ex.: “Blocos de Fundação”; Composição química dos Cimentos usualmente utilizados na confecção do concreto; A fonte de Íons Sulfatos é interna em vez de externa, oriunda da utilização de agregado contaminado por gipsita ou de cimento com teor de sulfato elevado Umidade elevada.

      MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      (FORMAđấO TARDIA DE ETRINGITA)

      DEF Ataque interno por sulfatos

      A melhor maneira de barra a ocorrência de DEF é evitar que a temperatura do concreto atinja valores superiores a 60° em suas idades iniciais. Hasparyk et al,2014 84 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      (FORMAđấO TARDIA DE ETRINGITA)

      DEF SANTANA; GOIS 2017

    85 MONITORAMENTO

      AđỏES QUE ESTấO PROPOSTAS NO ÂMBITO ESTRUTURAL E TECNOLÓGICO NA REGIÃO PARA EXECUđấO DE ELEMENTOS MASSIVOS DE FUNDAđấO

      Redução dos f ´s de projeto para os elementos massivos de ck fundações Limitar o consumo de cimento máximo com o auxílio de adições minerais e o emprego da combinação de aditivos polifuncionais e Controle superplastificantes da temperatura Resfriamento do concreto com o emprego de gelo e/ou concretagem em camadas Monitoramento da temperatura Fonte: SANTANA; GOIS (2017) 86 50 60 MONITORAMENTO

      C) o 40

      ( ra tu 30 ra pe 20 m

      Te 10 00 0. 40 2. 80 4. 20 7. 9. 60 .0 .4 .8 .2 .6 .0 .4 .8 .2 .6 .0 .4 .8 .2 .6 .0 .4 .8 .2 .6 .0 .4 .8 .2 .6 .0 .4 .8 .2 .6 .0 .4 .8 .2 .6 .0 .4 12 14 16 19 21 24 26 28 31 33 36 38 40 43 45 48 50 52 55 57 60 62 64 67 69 72 74 76 79 81 84 86 88 91 93 96 98 80 0. 10 20 3. 10 10 5. 60 8. 10 00 0. 40 11 11 2. 80 11 20 5. 60 11 7. Fonte: SANTANA; GOIS (2017) Tempo(h) 87

      MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      (FORMAđấO TARDIA DE ETRINGITA)

      DEF Santana; Gois (2017)

      88 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO AđấO DOS ốLEOS MINERAIS

      SOBRE O CONCRETO

       Efeito predominantemente físico

       Ataque químico apenas quando há ácidos ou produtos que se acidificam (cresol, fenol, cadeias insaturadas)

       Isopropil benzeno, parafina, tolueno e xilol são inofensivos 89 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      ÓLEOS MINERAIS E PRODUTOS DE PETRÓLEO E CARVÃO MINERAL

       

      Benzina Gasolina

       

      Naftaleno Óleo diesel

       

      Xileno Parafina

       

      Tolueno Fenóis 90

      MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      MECANISMO FÍSICO Redução da

      Penetração nos poros do concreto resistência mecânica

      Expulsão da água Processo

      Lento 91 AđấO DOS ốLEOS MINERAIS SOBRE O CONCRETO Fonte: FRANCO, 2003

      92 CAPACIDADE DE PENETRAđấO DOS ốLEOS MINERAIS NO CONCRETO

       Alta densidade e viscosidade - penetram lentamente no concreto

       Baixa densidade e viscosidade - penetram rapidamente no concreto (benzol, petróleo, nafta)

       Necessidade de proteção com camada impermeabilizante 93

      94 PROTEđấO DO CONCRETO DE RESERVATÓRIOS DE COMBUSTÍVEIS

      Evitar materiais sintéticos usuais de impermeabilização Podem ser dissolvidos Proteger juntas de concretagem MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      NINHOS DE CONCRETAGEM MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

    95 Defeitos de Construção

      96 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      Defeitos de Concretagem

      MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO Defeitos de

      Concretagem

      97 Defeitos de Cobrimento Fonte: LIMA, 2018

      98 MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO NINHOS DE CONCRETAGEM

      99

      Fonte: FOSROC, 2002 100 Fonte: FEITOSA, 2011 101

      MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      FALHA DE CONCRETAGEM Fonte: BERNHOEFT, 2008 102

      FALHA DE CONCRETAGEM Fonte: SOBRINHO, 2012 103

      MANIFESTAđỏES PATOLốGICAS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

      DESLOCAMENTO ARMADURA Fonte: BERNHOEFT, 2008 104 FALTA DE COBRIMENTO

      105 FALTA DE COBRIMENTO Fonte: BERNHOEFT, 2008 106 EXCESSO DE ARMADURA

      107 EXCESSO DE ARMADURA

      108

      109

      Ferragem flambando Fonte: BERNHOEFT, 2008

      110

      Ferragem flambando Fonte: BERNHOEFT, 2008

      111

      Ferragem flambando Fonte: SILVA, 2013

      Ferragem flambando (Fonte: https://www.construliga.com.br/blog/qualidade-estrutura-de-concreto-armado/) 112

      Ferragem flambando

      VEGETAđấO

      Fonte: SILVA, 2012 113

      114

      115

      Ferragem flambando

      116

      Ferragem flambando

      117

      Ferragem flambando

      Ferragem flambando

      118 119

      120

      121 122 123 Será que o “ RT ficou com medo da ferragem negativa da primeira laje em balanço?”

      Localização: Fortaleza - Ceará 124 A analogia é com os médicos, pois se um erro médico pode ser escondido “sete palmos” abaixo da superfície, um erro de engenharia fica acumulado alguns metros acima dela... Um erro médico, normalmente, gera uma vítima direta; já um erro de engenharia pode vitimar várias pessoas, destruir patrimônios, convulsionar cidades! E qual é o valor que a sociedade dá aos engenheiros?

      O fato é que, quando um engenheiro tem condições adequadas para desenvolver seu 126 trabalho, tudo funciona bem...

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