BLOQUEIO DE SINAL ELETROMAGN£â€°TICO EM CONCRETO CELULAR ......

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Transcript of BLOQUEIO DE SINAL ELETROMAGN£â€°TICO EM CONCRETO CELULAR ......

  • FACULDADE IMED PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO STRICTO SENSU

    EM ENGENHARIA CIVIL MESTRADO EM ENGENHARIA CIVIL

    ALEXANDRE DALL’AGNOL

    BLOQUEIO DE SINAL ELETROMAGNÉTICO EM CONCRETO CELULAR ALTOCLAVADO

    PASSO FUNDO - RS 2019

  • ALEXANDRE DALL’AGNOL

    BLOQUEIO DE SINAL ELETROMAGNÉTICO EM CONCRETO CELULAR ALTOCLAVADO

    Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil, pelo Programa de Pós- Graduação em Engenharia Civil da Faculdade IMED

    Orientador: Prof. Dr. Rodrigo de Almeida Silva

    PASSO FUNDO - RS 2019

  • CIP – Catalogação na Publicação

    D144b DALL’AGNOL, Alexandre Bloqueio de sinal eletromagnético em concreto celular autoclavado /

    Alexandre Dall’Agnol. – 2019. 103 f., il.; 30 cm.

    Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Faculdade IMED, Passo

    Fundo, 2019. Orientador: Prof. Dr. Rodrigo de Almeida Silva. 1. Bloqueio de sinal eletromagnético. 2. Concreto celular autoclavado.

    3. Rede wireless. I. SILVA, Rodrigo de Almeida, orientador. II. Título.

    CDU: 691

    Catalogação: Bibliotecária Angela Saadi Machado - CRB 10/1857

  • ALEXANDRE DALL’AGNOL

    Bloqueio de sinal eletromagnético em concreto celular autoclavado

    Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu – Mestrado em Engenharia Civil da IMED, como requisito para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil.

    Passo Fundo, 19 de março de 2019.

    Prof. Dr. Carlos Costa – IMED – Presidente

    Prof. Dr. Richard Thomas Lermen – IMED – Membro

    Prof. Dr Rodrigo de Almeida Silva – IMED – Membro

  • À Deus. Aos meus pais, especialmente minha mãe, “In

    Memorian”, que sempre me incentivaram a aprender.

    Minha esposa e filhos pela paciência e capacidade de

    acreditar em mim.

  • AGRADECIMENTOS

    Ao meu orientador Prof. Dr. Rodrigo de Almeida Silva e ao Prof. Dr. Richard

    Thomas Lermen, os quais não pouparam esforços em me proporcionar um ambiente

    de conhecimento em inúmeros experimentos com e sem sucessos, mas acima de

    tudo sempre me encorajando a encontrar uma resposta.

    Em especial ao professor e amigo. Dr. Carlos Costa, pela atenção e esforço

    em me ajudar ao longo do mestrado.

    Aos colegas e funcionários do laboratório pela atenção e ajuda na preparação

    dos materiais para o ensaio.

    À IMED por acreditar em mim, mesmo não sendo da área de Engenharia

    Civil.

    À minha esposa e filhos que me apoiaram a esse desafio.

  • “O começo de todas as ciências é o espanto de as coisas serem o que são”.

    (ARISTÓTOLES, 384BC)

  • RESUMO

    Atualmente, grande parte da comunicação é realizada por meio de sinais

    eletromagnéticos, que podem sofrer interferências em ambientes fechados e

    construídos com materiais diversos. Dentre esses, o bloco de concreto celular

    autoclavado (BCCA), em função de sua capacidade de isolamento térmico e

    acústico, de sua resistência ao fogo e de melhores respostas às condições de uso

    especificadas pela norma técnica brasileira de desempenho de edificações (NBR

    15575). Nessa direção, este estudo objetivou avaliar a interferência do BCCA na

    transmissão de ondas eletromagnéticas. Para tanto, conduziu-se uma pesquisa

    experimental que partiu da construção de um protótipo de medição automatizado

    composto por uma estrutura física e um aplicativo capaz de coletar 81.000

    impressões digitais dos sinais emitidos pelos corpos de prova. Ainda, para a

    compreensão do material estudado (BCCA) foram realizados ensaios de

    caracterização por fluorescência por raios X (FRX), difratometria de raios X (DRX),

    microscopia eletrônica por varredura (MEV), opacidade ao raio X, também, o teste

    de reconstituição de traço IPT BCCA (Al2O3) e avaliação da emissão do Wi-Fi. Como

    principais resultados, obteve-se que o dispositivo elaborado para a medição não

    conteve totalmente os sinais eletromagnéticos e necessitou ser tabulado para

    determinação do intervalo. Assim, os dados obtidos mostraram que ao aumentar a

    massa do corpo de prova o sinal é abatido, mas um corpo de prova específico

    chamou atenção: com 12,5 cm manteve um padrão diferenciado dos demais.

    Justificativas por ocorrer esse fenômeno foram pesquisadas e comparadas ao

    comprimento de onda do sinal transmitido (2,4 GHz) que possuem a mesma medida

    de 12,5 cm. As análises morfológicas não evidenciaram a presença de alumínio

    metálico nas amostras de BCCA. Concluiu-se que o material utilizado não

    apresentou resíduos de alumínio metálico e o abatimento do sinal não ocorreu

    especificamente por esse fator, mas sim, por aumento da massa aplicada aos

    corpos de prova nas diferentes amostras utilizadas e ao afastamento, o que é

    natural em ambientes abertos.

    Palavras-chave: Wireless. Concreto celular autoclavado. Wi-Fi. Bloqueio de sinal eletromagnético.

  • ABSTRACT

    Much of the communication nowadays is conducted by means of electromagnetic

    signals, which can be interfered in closed environments constructed by different

    materials. Among the materials used in constructions, Aerated Concrete Autoclaved

    (BCCA) has been increasingly used due to its thermal and acoustic insulation

    capacity, to its fire resistance and better answer to its responses to the conditions of

    use specified by the standard of performance (NBR 15575). Therefore, the study

    aimed to evaluate the interference of BCCA in the transmission of electromagnetic

    waves. Thus, an experimental research was carried out, starting from the building of

    an automated measurement prototype composed of a physical structure and a

    software capable of collecting 81.000 fingerprints of the signals emitted by the

    specimens. In addition, to comprehend the material studied (BCCA), there were

    conducted characterization tests, using X-ray fluorescence (XRD), X-ray

    diffractometric (XRD), scanning electron microscopy (SEM), X-ray opacity, and also it

    was used the test of trace reconstruction, IPT BCCA (Al2O3) as well as the

    evaluation of the Wi-Fi emission. As main result, it was obtained that the device

    elaborated for the measurement did not fully contain the electromagnetic signals and

    needed to be tabulated for interval determination. Thus, the data obtained showed

    that by increasing the mass of the specimen the signal is ceased, although a

    specimen called attention: with 12.5 cm it maintained a pattern differentiated from the

    others. Some justifications for this phenomenon were investigated and compared to

    the wavelength of the transmitted signal (2.4 GHz) which has the same measurement

    of 12.5 cm. Morphological analyzes did not show the presence of metallic aluminum

    in BCCA samples. It was concluded that the material used did not present metallic

    aluminum residues and the reduction of the signal did not occur specifically by this

    factor, but rather by increasing the mass applied to the test specimens in the different

    samples used and the remoteness, which is natural in open environments.

    Key-words: Wireless. Aerated concrete autoclaved. Wi-Fi, Electromagnetic signal shelding.

  • LISTA DE FIGURAS

    Figura 1 - Microestrutura do pó de Alumínio (a) partículas do tipo RA20 e (b)partículas do tipo RA60 ................................................................................................................... 22 Figura 2 - Difratogramas de raios x de três amostras de Blocos de Concreto Celular Autoclavado .................................................................................................................... 26 Figura 3 - Imagens de Blocos de Concreto Celular Autoclavado e de elétrons retroespalhados, obtidas por microscópico eletrônico de varredura, com aproximação de 1500 vezes ..................................................................................................................... 27 Figura 4 - Imagem ilustrativa (sem escala) dos poros Concreto Celular Autoclavado (CCA), obtida com o software ImageC ........................................................................... 29 Figura 5 - Representação esquemática de uma Onda Eletromagnética (OEM), com os vetores do campo elétrico e magnético e comprimento de onda. ................................... 34 Figura 6 - Ilustração do Espectro eletromagnético de diferentes tipos de Ondas Eletromagnéticas (OEM) e os correspondentes valores de frequência .......................... 34 Figura 7 - Diagrama esquemático da configuração de nível de referência do layout para testes de faixa de ressonância ....................................................................................... 37 Figura 8 - Três tipos de mecanismos de propagação das ondas eletromagnéticas ........ 40 Figura 9 - Experiment