Apesar de as versões 1.0 e 2.0 apresentarem alguma eficiência, existia sempre a possibilidade de implementar novas melhorias. Foi com esta ideia em mente que, independentemente do tempo disponível para o desenvolvimento do presente trabalho, foi iniciada a criação de uma nova versão dos programas HPBM e LDM. Inicialmente, tratava-se de um conceito para futuros desenvolvimentos dos programas apresentados, no entanto, o autor decidiu, no período final deste trabalho, iniciar a criação de duas novas versões de cada um dos métodos apresentados, tendo surgido assim os programas HPBM 3.0 e LDM 3.0, completamente executados em ambiente MATLAB, sendo apenas necessário recorrer ao ficheiro Excel para guardar os dados obtidos do ensaio.
Figura 3.32 - Modelo da nova interface gráfica (HPBM 3.0)
Os novos programas possuem uma interface gráfica mais apelativa, interativa e intuitiva, com o propósito de facilitar o manuseamento do programa e acelerar o processo de obtenção do coeficiente de amortecimento. Uma das grandes vantagens deste novo programa é a definição do filtro de remoção do ruído do sinal. O objetivo foi criar um meio que permitisse ao utilizador verificar, de forma praticamente instantânea, se o filtro que aplicou ao sinal recebido seria o mais correto ou não, evitando assim o tempo de espera que existia nos programas anteriores. Com esta melhoria, seria assim possível atenuar uma das maiores fragilidades das primeiras versões dos programas. O facto de esta nova versão acelerar o processo de cálculo permite a sua utilização praticamente em simultâneo com a execução dos ensaios, aproximando o funcionamento da ferramenta de cálculo a um programa de processamento de dados
imediato. Estas duas últimas ferramentas criadas surgiram da necessidade de simplificar e agilizar ainda mais o processo desenvolvido até então, sendo que a utilização de uma linguagem de cálculo um pouco mais elaborada permitiu enormes evoluções relativamente às ferramentas anteriores. Na Tabela 3.10 são apresentadas algumas das principais diferenças observadas entre a versão 3.0 e as anteriores.
Tabela 3.10 - Principais diferenças entre a versão 3.0 e as anteriores
Versões 1.0 e 2.0 Versão 3.0
Pré-tratamento de dados em MS Excel Código MATLAB
Código de VBA Código MATLAB
Difícil definição do filtro Avaliação do efeito do filtro em tempo real Interface gráfica rudimentar Interface gráfica agradável, simples e muito
intuitiva Processo de cálculo desenvolvido em diferentes
programas (MS Excel, VBA, MATLAB)
Processo de cálculo desenvolvido em apenas um programa (MATLAB)
Elevado tempo de cálculo (6 a 12 min) Reduzido tempo de cálculo (inferior a 2 min) Elevado número de variáveis de entrada Reduzido número de variáveis de entrada
3.3.5.1 Nova interface para definição do filtro
Apesar de todas as vantagens que esta nova versão traz para o processo de cálculo do amortecimento, será importante salientar o enorme desenvolvimento que ocorreu com a combinação do processo de definição do filtro e a nova interface gráfica. Um processo que anteriormente era efetuado por tentativas, ou através de um cálculo mais ou menos rigoroso, revela-se agora num processo bastante simples e intuitivo até para o menos experiente dos utilizadores. Através da Figura 3.33, é possível observar o novo painel de definição do filtro e o ambiente gráfico utilizado para a representação dos dados na ferramenta HPBM 3.0.
Depois de selecionado o intervalo da resposta que se pretende avaliar, será necessário definir o filtro. No lado direito da Figura 3.33 é apresentado o sinal recebido correspondente à resposta do primeiro sweep. Como é possível constatar, o sinal apresentado é o sinal original, ainda com todo o ruído registado aquando do ensaio. Recorrendo agora ao painel “Dados Recolhidos”, são visíveis vários menus e caixas de texto, de entre as quais uma designada por “Cutoff (π.rad/s)”, cujo valor está associado ao
slider localizado na zona inferior da caixa. Através das setas localizadas em cada uma das extremidades
é possível estabelecer um determinado valor para a frequência de corte do filtro, sendo que, em simultâneo o utilizador poderá observar qual é o efeito do filtro que acabou de definir. Graças a esta nova metodologia, é possível definir os filtros de forma rápida e eficaz sem correr o risco de escolher um filtro que crie um sinal distorcido. Nas figuras seguintes é possível observar um exemplo do processo utilizado para filtrar o sinal apresentado na Figura 3.33.
Figura 3.34 - Filtro com cutoff igual a 0.01
Figura 3.35 - Filtro com cutoff igual a 0.05
Figura 3.36 - Filtro com cutoff igual a 0.1
Figura 3.37 - Filtro com cutoff igual a 0.12
Tendo em conta que o tipo de cálculo realizado nestas novas versões, é semelhante ao apresentado nas versões anteriores, não será feita nenhuma descrição, em concreto, do processo que é necessário realizar. Caso o leitor esteja interessado em saber mais alguma informação sobre o funcionamento da nova interface desenvolvida, poderá consultar o “Manual do Utilizador” colocado em anexo. Neste manual, é descrito todo o processo de instalação dos programas de cálculo e apresentada a nova interface gráfica e as suas funcionalidades.
3.3.5.2 Cálculo do tempo de propagação
As versões anteriores do programa realizavam o cálculo do tempo de propagação da onda S, de acordo com o declive de uma reta ajustada entre dois pontos definidos pelo utilizador. O facto de este ajuste ser efetuado com recurso a dois pontos iterados, originava um processo de cálculo do tempo pouco preciso e, consequentemente, valores do módulo de distorção do solo menos realistas. Além disso, a inclinação da reta era definida tendo por base apenas dois pontos dos dados, não sendo o processo mais
aconselhável. Deste modo, este processo foi substituído pelo ajuste de uma regressão linear ao intervalo de dados, sendo possível, através do parâmetro 𝑅2, ter uma ideia da qualidade da regressão estabelecida.
Figura 3.38 - Regressão linear do intervalo de frequências
A partir do valor do tempo de propagação assim determinado, e com base na informação da distância de percurso da onda e da massa volúmica do solo, são automaticamente calculados os valores da velocidade de propagação da onda de corte e do módulo de distorção máximo.
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DISCUSSÃO E RESULTADOS
4.1 INTRODUÇÃO
No quarto e penúltimo capítulo, são apresentados os resultados obtidos a partir do tratamento de dados efetuados com recurso aos programas HPBM e LDM, versões 1.0 e 2.0. Infelizmente, só foi possível concluir a versão 3.0, após todo o processo de tratamento de dados estar terminado.
Como foi dito anteriormente, serão analisados dados provenientes de três conjuntos diferentes de ensaios. Para cada uma destas amostras, será feita uma introdução inicial das suas características físicas, qual o equipamento onde foram testadas e as condições das diferentes fases de ensaio.
Quanto à apresentação de resultados, em primeiro lugar serão expostos os valores obtidos através do programa HPBM e, em segundo lugar, os resultados do LDM. Foi adotada esta ordem, tendo em conta que, o primeiro programa, para além da informação referente ao amortecimento e ao módulo de distorção, também permite obter o valor da frequência de ressonância, o qual apresenta algum interesse para a interpretação dos dados do LDM. Tendo em conta que os próprios programas de cálculo foram sofrendo alguma evolução ao longo de todo o processo, será feita a distinção entre as versões utilizadas através de referências como 1.0 e 2.0 de acordo com a versão utilizada (exemplo HPBM 2.0 e LDM 1.0). Os valores de amortecimento são praticamente iguais em ambas as versões, contudo, por vezes as unidades em que alguns parâmetros são apresentados poderá mudar.
Por fim, é importante realçar o facto de a apresentação de resultados que se segue ser um pouco extensa e eventualmente maçadora, contudo, pensa-se ser essencial para os futuros operadores do programa, terem à sua disposição um documento onde seja efetuada uma descrição detalhada da sequência de cálculo adotada, bem como da interpretação dos resultados obtidos.