Modelagem do comportamento biomecânico de árvores : Modeling the biomechanical behavior of trees

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ruy, Mônica, 1990-
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639184
Resumo: Orientadores: Raquel Gonçalves, William Martins Vicente
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spelling Modelagem do comportamento biomecânico de árvores : Modeling the biomechanical behavior of treesModeling the biomechanical behavior of treesBiomecânicaMétodo dos elementos finitosBiomechanicsFinite element methodsOrientadores: Raquel Gonçalves, William Martins VicenteTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia AgrícolaResumo: O gerenciamento da análise de risco de queda de árvores envolve conhecimento multidisciplinar, incluindo biologia e engenharia. Assim, a biomecânica tem sido utilizada para aliar aspectos biológicos (características de crescimento, anatomia das árvores e agentes de biodeterioração) ao comportamento mecânico de árvores. Esta pesquisa teve como objetivo geral verificar se, utilizando conceitos de biomecânica e de elementos finitos (MEF), é possível propor modelo estrutural para descrever, de forma aproximada, o comportamento de árvores. Para atingir o objetivo inicialmente foi realizada, para espécies mais usualmente utilizadas na arborização urbana do estado de São Paulo, caracterização da dendrometria de tronco e de galhos e levantamento de adaptações (tigmomorfogênese) mais frequentemente verificadas, as quais foram utilizadas na concepção e avaliação do modelo. O segundo passo foi avaliar efeitos de relações dendrométricas no comportamento estrutural de árvores, para detectar os parâmetros que mais afetam a estabilidade e as tensões às quais a mesma está submetida, permitindo focar a avaliação dos modelos utilizando esses aspectos. Na etapa final, modelos com níveis de complexidade crescentes foram propostos por meio do MEF. Esses modelos foram avaliados utilizando resultados de ensaio de campo (pulling test) e comportamento esperados, pela literatura, para a distribuição de tensões. No modelo final adotado foram testadas incorporações de áreas deterioradas no fuste. Considerando a complexidade desse indivíduo (árvore), os resultados permitem concluir que o modelo proposto nesta pesquisa permite avanços importantes em análises de risco de queda, uma vez que é possível utilizar propriedades diferenciadas para a madeira de raízes, fuste e galhos, assim como propriedades para o solo. Além disso, o modelo também permite simular a inclusão de diferentes tipos e dimensões de deterioração e de tigmomorfogênese produzida pelas árvoresAbstract: Managing tree risk analysis involves multidisciplinary knowledge, including biology and engineering. Thus, biomechanics has been used to combine biological aspects (growth characteristics, tree anatomy and biodeterioration agents) with the mechanical behavior of trees. This research had, as general objective, to verify if using concepts of biomechanics and finite elements (FEM), it is possible to propose structural model to describe, in an approximate way, the behavior of trees. To achieve the objective, initially it was performed, for species most commonly used in urban afforestation in the São Paulo state, characterization of the trunk and branch dendrometry and survey of adaptations (tigmomorphogenesis) most frequently verified which were used in the design and evaluation of the model. The second step was to evaluate the effects of dendrometric relationships on the structural behavior of trees, in order to detect the parameters that most affect the stability and stresses to which it is subjected, allowing to focus on the evaluation of the models using these aspects. In the final step, models with increasing levels of complexity were proposed through the MEF. These models were evaluated using results of field tests (pulling test) and behavior expected, by the literature, for the distribution of stresses. In the final model adopted, incorporations of deteriorated areas in the stem were tested. Considering the complexity of this individual (tree), the results allow us to conclude that the model proposed in this research allows important advances in risk analysis of tree fall, since it is possible to use different properties for the roots, stem and branches wood, as well as properties to the soil. In addition, the model also allows simulating the inclusion of different types and dimensions of deterioration and tigmomorphogenesis produced by treesDoutoradoMétodos não Destrutivos Aplicados a Materiais, Estruturas e ÁrvoresDoutora em Engenharia AgrícolaCAPES88881.189004/2018-01[s.n.]Gonçalves, Raquel, 1961-Vicente, William Martins, 1980-Fernandez, Manuel GuaitaPedroso, Cinthya BertoldoIñiguez-González, GuillermoYojo, TakashiUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia AgrícolaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia AgrícolaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASRuy, Mônica, 1990-20202020-02-21T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online ( 98 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639184RUY, Mônica. Modelagem do comportamento biomecânico de árvores: Modeling the biomechanical behavior of trees. 2020. 1 recurso online ( 98 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639184. 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