APS Civil 5 semestre

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Sumario
Objetivo.....................................................................................	1
Introdução................................................................................	3
Desenvolvimento Teórico.......................................................	3
Energia Fotovoltaica no Brasil...............................................	4
Energia Fotovoltaica nos Estados Unidos............................	7
Conclusão................................................................................	9
Referências Bibliográficas...................................................... 10													
Objetivo
O projeto em questão tem como objetivo o estudo e construção de um painel solar autossuficiente com associação de LED’s de alto brilho, capaz de carregar a bateria de um celular.
A proposta será de fornecer a fonte luminosa, uma lâmpada halógena dicróica de 127 V e 50W, para que assim os LED’s convertam essa energia luminosa em energia elétrica. Será necessário que essa energia, mesmo que pequena, seja armazenada para o uso, por isso temos o capacitor para fazer essa função, pois o mesmo tem a função de absorver corrente e entregar um fluxo para os componentes ligados a ele. Com esse conjunto, será possível ter energia o suficiente para o carregamento do celular.
Introdução
Energia solar é a fonte de recursos mais abundante do planeta, atualmente o consumo global de energia elétrica é cerca de 12,5 TW, sendo previsto para 2030 uma demanda de 16,9TW. 
Painéis solares fotovoltaicos são utilizados para converter a energia solar em energia elétrica. Eles possuem células solares que tem como função captar a luz do Sol, essa células contam com o efeito fotovoltaico para absorver a energia do sol e assim fazer a corrente elétrica fluir entre duas camadas com cargas opostas. 
Nos dias atuais, essas células apresentam eficácia na conversão da energia solar de 16% a 28%, porém tem altíssimo custo de produção e, portanto, não são utilizadas para consumidores finais. Contudo, na indústria espacial são mais utilizadas por causa da radiação solar de outros planetas assim deixando os painéis fotovoltaicos mais atrativos para o uso. 
Bloco cerâmico, materiais e métodos
Os primeiros tijolos queimados datam de 3000 a.C., cuja aplicação estava voltada aos revestimentos externos como muros. Apesar da técnica ter se desenvolvido séculos antes, especialmente na queima de utensílios domésticos E entre 1600 e 1100 a.C. foram encontrados, onde ficava localizada a Babilônia, alguns exemplares de tijolos queimados. (SEBRAE, 2008). No Brasil, há mais de 2000 anos, antes mesmo da descoberta do Brasil, existia no país a atividade de fabricação de cerâmicas, representada por potes, baixelas e outros artefatos cerâmicos. (SEBRAE, 2008). Esse aglomerado atualmente tem reconhecimento nacional por meio do Arranjo Produtivo Local (APL) de Cerâmica Vermelha do Baixo Jaguaribe, onde se concentram cerca de 150 indústrias. O APL tem basicamente três explicações sobre sua origem. A primeira se refere à sua localização sobre uma bacia de barro, área de abundância de recursos minerais argilosos (SOBRINHO, 2013). 
A cerâmica vermelha precisa do barro para fabricação de blocos cerâmicos, telhas, tubos cerâmicos etc., sendo a argila é a principal matéria-prima utilizada na produção da cerâmica vermelha. Trata-se de um material natural, de estrutura terrosa e de textura fina. A argila para cerâmica vermelha é extraída a céu aberto e durante o período onde não ocorrem as chuvas para se tiver um melhor acesso à mina. As argilas utilizadas na indústria de cerâmica vermelha ou, como também conhecidas na literatura técnica, argilas comuns (common clays) abrangem uma grande variedade de substâncias minerais de natureza argilosa, que, após a queima, apresentam coloração avermelhada. Compreendem, basicamente, sedimentos pelíticos consolidados e inconsolidados, como argilas aluvionares quaternárias, argilitos, siltitos, folhelhos e ritmitos, que queimam em cores avermelhadas, a temperaturas que vão entre 800 e 1.250ºC (CABRAL JUNIOR, 2005).
Resultados e discussões
As indústrias de cerâmica vermelha são construídas próximas as margens dos rios, ou baixios (parte do fundo marítimo onde a profundidade da água é muito baixa), que contém grande quantidade de argila para seu uso. Isso só se decorre do fato que: matéria prima tem um baixo valor agregado a ela, e, para transportá-la de distâncias maiores, o seu frete se tornaria elevado por conta do seu baixo valor agregado. 
Grande parte das matérias-primas utilizadas na indústria cerâmica tradicional é natural, encontrando-se espalhados na crosta terrestre. Após a mineração, os materiais devem ser beneficiados, isto é, desagregados ou moídos, classificados com a sua granulometria e, muitas vezes, dependendo do caso, purificadas. O processo de fabricação se desenvolve apenas após a classificação da argila, pois as matérias-primas sintéticas, em sua grande maioria, são fornecidas prontas para uso.
Propriamente, o processo de fabricação começa com a preparação da massa e mistura. Nessa fase, são formados pequenos montes de argilas que são misturados via equipamentos mecânicos apropriados, como as retroescavadeiras, para serem transportados para a caixa alimentadora por meio de esteiras. Mesmo no caso da cerâmica vermelha, para a qual se utiliza apenas argila como matéria-prima, dois ou mais tipos de argilas com características diferentes entram na sua composição. Será improvável empregar-se uma única matéria-prima. Posteriormente, vem a mistura dos materiais cerâmicos, que geralmente, são umedecidos a aditivos e água para facilitar a homogeneização, para assim, seguirem ao laminador. Uma das etapas fundamentais do processo de fabricação de produtos cerâmicos é a dosagem das matérias-primas e dos aditivos, que deve seguir com rigor as formulações de massas, previamente estabelecidas. 
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Esteira transportadora
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=vDf_2LVEvOg - Como é Feito o Bloco Cerâmico? Cerâmica Incargel
A mistura, em formato de pasta, é transportada por meio de correia para a etapa de extrusão. É o processo de conformação mecânica do bloco, no qual a extrusora, se torna o responsável por dar o formato desejado ao produto. Em geral, a configuração das formas, chamadas de matrizes de extrusão, é transversal e vazada. Os produtos extrudados têm secção transversal constante com dimensões bastante precisas, podendo no caso de peças compridas, serem cortadas ou fatiadas de acordo com a necessidade de uso. A extrusão ocorre durante a passagem da massa sob alta pressão pela boquilha que está instalada na saída da extrusora para realizar o formato da massa. Como resultado, obtém-se uma coluna extrudada, com seção transversal com o formato e dimensões desejados. A extrusão também pode ser uma etapa intermediária do processo de formação, seguindo-se, após corte da coluna extrudada, como é o caso da maioria das telhas, ou o torneamento, como para os isoladores elétricos, xícaras e pratos, entre outros.
A massa extrudada em forma de barra contínua é encaminhada para a etapa de corte. O corte dos blocos cerâmicos é realizado por meio de um sistema mecanizado, acoplado na saída da extrusora, que opera em sincronia com o deslocamento das peças, cujo movimento é da esquerda para a direita e vice-versa. A máquina de corte é composta por 5 fios de aço tencionado que efetuam o corte da barra cerâmica de cima para baixo. Em seguida, os blocos produzidos são transportados para o galpão de secagem. 
Massa de tijolo cerâmico sendo extrudada pronta para o corte
http://www.cmc.ind.br/?link=ver_produto&cd_categoria=29&cd_produto=83
O processamento térmico é de fundamental importância para obtenção dos produtos cerâmicos, pois dele, dependem o desenvolvimento das propriedades finais destes produtos. Esse tratamento compreende as etapas de secagem e queima. O processo de secagem consiste na eliminação da umidade oriunda dafabricação dos produtos cerâmicos. A secagem dos blocos cerâmicos é realizada de forma lenta e em locais fechados, assim, evitando as fissuras. Para evitar tensões e, consequentemente, defeitos nas peças, é necessário eliminar essa água, de forma lenta e gradual, em secadores intermitentes ou contínuos. As peças fabricadas são mantidas em temperatura ambiente, sem incidência de luz solar ou vento. As peças, após secagem, são submetidas a um tratamento térmico a temperaturas elevadas em fornos contínuos ou intermitentes 
Após a secagem, as peças cerâmicas são transportadas para o forno. O material cerâmico é queimado a temperaturas da ordem de 750º C a 1.000 º C, por aproximadamente 4 dias, que operam em três fazes: aquecimento da temperatura ambiente até a temperatura desejada. Nivelamento durante certo tempo na temperatura especificada e, por fim, o resfriamento por temperaturas inferiores a 200ºC. Durante esse tratamento ocorre uma série de transformações por conta dos componentes internos da massa, como: perda de massa, desenvolvimento de novas fases cristalinas, formação de fase vítrea e a soldagem dos grãos. O mais agravante no processo seria a perda do volume total massa, podendo haver grande perda do lote feito, pois, com a retração do mesmo, diversas fissuras e rachaduras podem aparecer; sofrendo rejeição por completo. O ciclo de queima compreendendo as três fases, dependendo do tipo de produto, pode variar de alguns minutos até vários dias. Portanto, em função do tratamento térmico e das características das diferentes matérias-primas são obtidos produtos para as mais diversas aplicações. Após a queima e resfriamento, os blocos cerâmicos desenformados estão aptos para a comercialização.
Bloco de concreto, materiais e métodos
Uma Fábrica de Tijolos de Concreto trata-se de um estabelecimento industrial onde se transformam as matérias-primas (normalmente água, areia, pedriscos, pó de pedra, cimento) em tijolos, ou seja, um produto destinado ao uso na construção civil. Os blocos de concreto surgiram no século XX, como material alternativo ao tijolo de barro, que fora explanado acima. No Brasil, os blocos de concreto começaram a ser fabricados a partir dos anos 60, e, seu consumo junto da aceitação só tendem a evoluir com o passar do tempo, pois representa a melhor opção em diversas situações quando o assunto é alvenaria. Foi o primeiro bloco a possuir uma norma brasileira para cálculo de alvenaria estrutural. Possui boa resistência à compressão e tração, podendo haver forças atuantes que podem variar de 4,5 Mpa, de faixa mínima, até 16 Mpa, exigida assim, pelas normas nacionais. E em outras, trata-se da única opção, pois a produção de tijolos de barro é inexiste ou é muito pequena em diversas regiões. Atualmente existem diversos tipos de blocos para diversos tipos de aplicação. 
Esses blocos são produzidos em fábricas que utilizam processos de toda natureza, indo de pequenas prensas artesanais até enormes conjuntos industriais totalmente automatizados. De acordo com a norma NBR 6136:2016; Blocos vazados de concreto simples para alvenaria – que estabelece os requisitos para produção e aceitação de blocos vazados de concreto simples, destinados à execução de alvenaria com ou sem função estrutural –, o bloco se define como um elemento de alvenaria cuja área líquida é igual ou inferior a 75% da área bruta. Os blocos de classe AE são utilizados em paredes externas acima ou abaixo do nível do solo, podendo estar expostas à umidade ou intempérie sem receber revestimento de argamassa enquanto os blocos de Classe BE são utilizados acima do nível do solo. Além disso devem ser revestidos e não devem estar expostas ao mau tempo.
4.1. Resultados e discussões
Os tijolos de concreto são elementos pré-fabricados utilizados principalmente na construção de alvenarias. Em geral os blocos são unidos uns aplicação de argamassas, que se trata da mistura homogênea de areia, aglomerante inorgânico e água, contendo ou não aditivos ou adições, com propriedades de aderência e endurecimento, podendo ser dosada em obra ou em instalação própria. É usada sobretudo no assentamento ou revestimento de alvenarias que uma vez secas, dão a todo o conjunto rigidez e estabilidade. Argamassas em geral são misturas de cimento e areia. 
Parede sendo assentada com utilização de bloco de concreto
http://www.mapadaobra.com.br/inovacao/nbr-15575-norma-de-desempenho-em-paredes-de-blocos-de-concreto/
Os agregados, areia natural e/ou pó de pedra, representam cerca de 75% a 85% do volume total da mistura que compõe a massa dos blocos, a sua forma de armazenamento é importante para evitar contaminação, assim, possibilitando uma dosagem consistente em todo processo. Por conta disso, nos laboratórios, é controlado com peneira a granulometria e homogeneidade dos agregados afim de, ter a certeza de que está ideal os grãos que irão à massa. Todo material é medido em peso, evitando o inchamento do agregado, para ter maior controle do bloco que será fabricado. Para a preparação que vai se seguir; a feitura do concreto para a realização do bloco – após a análise laboratorial –, os materiais se seguiram de esteiras transportadoras para o misturador. Vale lembrar que, todo bloco de concreto, tem seus regimes de tração/compressão diferenciados, assim como os modelos (que variam de dimensão) e agregados também, sendo assim, cabe ao engenheiro responsável pela obra saber previamente – por meio de cálculos –, qual bloco usar em cada caso especifico.
Os equipamentos de mistura são muito importantes para permitir a homogeneização dos materiais, tendo como sua maioria: planetário de eixo vertical – são os mais eficientes e indicados, por conta de suas palhetas que garantem maior homogeneização do material. Forçado de eixo horizontal – através de hélices, apresentam boa homogeneização. Basculante por tombamento – pouco utilizados e indicados, devido sua eficiência e também baixa homogeneidade. A massa é então vibrada e prensada, para que o bloco seja imediatamente desformado, ainda antes da cura.
Os equipamentos de conformação se constituem na alma no processo. Se a massa for mal conformada no seu espaço sem a eliminação do ar e também da compactação indevida, ocasiona em blocos de péssima qualidade, havendo rejeição total do lote. Na indústria, as prensas pneumáticas e hidráulicas são, de longe, as mais utilizadas no processo fabril. A vibro-prensas pneumáticas – mostra-se uma excelente capacidade na conformação dos blocos. Vibro-prensas hidráulicas – o ponto negativo dessa prensa é a utilização pressão, pois dependem, quase que exclusivamente, da alta capacidade das bombas que nela atuam. Não ficam atrás das pneumáticas, também mostram eficiência na conformação dos blocos. Após desmoldar, o bloco de concreto é curado em ambiente controlado até que a resistência do concreto permita seu manuseio para o transporte até a obra.
Por razão da pouca utilização de sistema construtivo em alvenaria estrutural, uma grande quantidade de empresas utiliza matrizes para blocos com fundo e não vazados.
5. Concreto armado
O concreto armado é a combinação do concreto com o aço, ou seja, cada peça da estrutura é composta por uma armação feita com barras de aço coberta de concreto. O concreto armado é a técnica mais utilizada em todo o mundo para construção de estruturas. Oriunda da necessidade de unir resistência à compressão e tração. É um tipo de estrutura que utiliza armações feitas com barras de aço que são utilizadas por conta à baixa resistência aos esforços de tração do concreto, que tem alta resistência à compressão. O resultado é um material que tem como vantagens poder assumir qualquer forma, além de proporcionar ao metal proteção contra a corrosão, pois reveste o mesmo. O uso de aço em vigas e pilares torna-se indispensável e o dimensionamento precisa ser bem calculado por engenheiros especializados em cálculo estrutural. Também conhecidos como calculistas, eles vão dimensionar a bitola do aço a ser utilizado e os elementos que compõem a estrutura,como vigas, pilares, lajes, blocos, sapatas, etc., assim como determinar a resistência do concreto e o espaçamento entre as barras de aço. Nesse tipo de estrutura o peso dos telhados, caixa d’água e laje é uniformemente distribuído para as vigas. Estas distribuem os pesos para as colunas. Assim as cargas não passam pelas paredes e vão das colunas direto para as fundações, como mostrado na imagem abaixo:
http://blogpraconstruir.com.br/wp-content/uploads/2017/09/colunas-concreto-armado-297x300.jpg
O concreto é o material mais utilizado na construção civil. Ele é composto por uma mistura de água, cimento e agregados. O cimento é o aglomerante do concreto que une os agregados. Estes podem ser agregados miúdos (areias) ou agregados graúdos (pedras britadas). Após o endurecimento, essa massa se transforma em uma espécie de pedra artificial resistente que aguenta bastante compressão atuante. Uma opção que está em alta é a utilização do concreto pronto. Neste caso você irá informar para a empresa contratada apenas a resistência (Fck) e o volume. O concreto será aplicado na sua construção através de bombas, por isso a sua compra é viável para volumes superiores a 6m³. Outro ponto importante é o prazo de validade. O concreto usinado deve ser aplicado até 2 horas após a carga do caminhão betoneira.
As barras de aço são barras feitas de uma liga metálica muito resistente formada por ferro e carbono, que pode ser forjada e modelada. Passam por processo de trefilação e em seguida são nervurados. Os tamanhos da bitola do aço são variados e para se guiar, deve ter o acompanhamento devido de um engenheiro. Juntando os dois da maneira correta, a construção terá uma estrutura segura, resistente à tração e à compressão. Devido à armação, o concreto armado também pode suportar uma boa quantidade de esforços de tração. Exige mão de obra menos qualificada para sua execução, em comparação com estruturas metálicas, por exemplo. Boa resistência ao fogo e ao tempo. Uma estrutura de concreto armado é mais durável do que qualquer outro sistema de construção
Porém, o concreto armado tem desvantagens, como o peso elevado e a dificuldade para realizar reformas e demolições, que se tornam trabalhosas e caras. Uma estrutura de concreto armado gera muitos resíduos e lixos de construção. Para uma construção de um edifício de vários andares, a seção dos pilares para uma estrutura em concreto armado é maior do que a seção dos pilares em uma estrutura metálica. A demolição de uma estrutura em concreto armado é de difícil execução, podendo ser inviáveis devido ao custo. A resistência à tração do concreto armado é cerca de um decimo da sua resistência à compressão.
5.1. Construção em alvenaria ou concreto armado
A principal característica da construção convencional é sua função primária de vedação, separando ambientes e fachadas. O emprego de vigas e pilares moldados por formas de madeira também é grande, sendo este o método construtivo mais utilizado pelos brasileiros. Para estruturar um projeto desse tipo, é preciso contar com materiais como o concreto armado, que ficou popular durante o período modernista da arquitetura nacional. Juntas, estrutura e vedação dão diversas possibilidades estéticas a um projeto e deixam as reformas mais flexíveis, embora possam conter vícios construtivos de fora de prumo, nível e esquadro, além de ficarem mais suscetíveis a “gambiarras” e improvisos.
Energia Fotovoltaica nos Estados Unidos
Os Estados Unidos é um dos países que primeiro fez pesquisas no desenvolvimento e produção de tecnologias no setor de energia fotovoltaica. Hoje vive em crescimento escalável em tempo recorde, muito disso vem do incentivo fiscal viabilizado pelos políticos no pais, fazendo a energia solar ficar mais acessível. No terceiro semestre de 2015 foram instaladas 1.361 MW de energia fotovoltaica depois de 8 semestres consecutivos de investimento de 1 MW em cada semestre. A previsão da época era um crescimento de 19% em relação a 2014 e no ano de 2015, a produção de energia solar foi de 7.4 GW, segundo a instituição americana GTM Research. 
Em 2016 houve crescimento de 95% em comparação a 2015 no mercado de energia fotovoltaica, com relatórios da GTM Research e Solar Energy. Foram instalados 14,5 GW de capacidade solar, dando recorde para os Estados Unidos de produção de energia.
O número de casas com sistemas solar instalados só vem crescendo, de 30.000 em 2006 para 400.00 casas em 2013, de acordo com “U.S Departament of Energy”. Já em 2014, houve crescimento de 30% de casas com instalação de energia solar, mais outro recorde em relações a anos anteriores.
Em todos os setores os grandes líderes de negócios americanos estão escolhendo energia solar para cortar custo. Hoje a energia solar representa um papel importante na economia do país, empresas escolhem esse meio como uma escolha fiscal inteligente, pois é possível gerar energia limpa, sustentável e de baixo custo. O ranking com empresas que mais tem instalações fotovoltaicas é liderado pelo Walmart, seguido pelo Walgreens, Kohl’s e Target, empresas de diversos ramos que investem anualmente em energia solar limpa para seus comércios por todo o país. Estudos mais recentes indicam que a empresa Target está liderando o ranking, que antes ficava na quarta colocação e hoje ultrapassa o Walmart. Mais uma prova de como é forte o investimento nos Estados Unidos, pois é bom para o comércio que se beneficia dos incentivos, e bom para o meio ambiente. 
O crescimento na adoção de energia solar não está limitado a apenas mercados tradicionais nas capitais da Califórnia, Arizona e Nova Jersey, estão também mais ao interior do país como Arkansas, Kansas e Indiana. Incentivados por investimentos civis, comerciais e de usinas, a capacidade de energia solar instalada no território americano é 30 vezes maior que a uma década atrás e mesmo assim não o país que mais produz energia solar no mundo, perde para outros fortes na produção como Japão, China e Alemanha que são outros pioneiros no estudos e produções de energias fotovoltaicas e lideres nesse seguimento.
Cobertura com painéis do Walmart
Fonte: http://corporate.walmart.com/global-responsibility/sustainability/
Cessado 09/05/2015
Conclusão
Os investimentos na área fotovoltaica em países como Alemanha, China, Japão e Estados Unidos são muito bons e promissores. Todos lideram no ranking mundial na produção energia limpa e sustentável. Todos os anos investimentos são feitos para intensificar a área. Tecnologias são desenvolvidas para deixar os painéis mais acessíveis para que residências ajudem também na produção, deixar o combustível fóssil de lado. Há incentivos fiscais de governos para quem adotar esse meio de energia também ajudando na produção anual de todos esses países.
No território brasileiro o cenário é outro, não havendo pouco investimento público ou privado, sem incentivo fiscais, poucas usinas fotovoltaicas e tecnologia cara. Porem isso pode mudar, em 2018 há previsões de melhoras na produção de energia limpa, com investimento pesados na área. Mais pesquisas na área fotovoltaica e também em energias limpas devem ser feitas no Brasil, há uma produção grande de energia vinda de usinas hidrelétricas, mas causam grande impacto ambiental, desmatando mais a fauna e flora local. O brasil precisa se mexer perante ao cenário apresentado. 
Não necessariamente a energia fotovoltaica será a nova alternativa para substituir a forma como produzimos energia hoje, pode ser o meio nuclear, pois polui menos o ambiente. Mas devem ser pensar maneiras sustentáveis, viáveis financeiramente e acessível a todos.
Referências Bibliográficas	
https://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_solar_fotovoltaica
http://www.portalsolar.com.br/energia-fotovoltaica.html
https://www.neosolar.com.br/aprenda/saiba-mais/energia-solar-fotovoltaica/
http://www.brasil.gov.br/infraestrutura/2016/09/brasil-registra-mais-de-4-mil-conexoes-de-geracao-de-energia-fotovoltaica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_solar_no_Brasilhttp://www.sunvoltenergiasolar.com.br/mercado-solar-nos-eua/
http://www.brasil.gov.br/infraestrutura/2016/01/brasil-estara-entre-os-20-paises-com-maior-geracao-solar-em-2018