Otimização de riscos: desenvolvimento e aplicações

Resumo

A principal tarefa do engenheiro de estruturas é desafiar as forças da natureza, de maneira a projetar estruturas que não falhem. Paradoxalmente, para que estruturas não falhem, é necessário considerar todos os possíveis modos de falha da mesma. Esta realidade não é diferente quando se trata da otimização estrutural. Portanto, na otimização estrutural sob incertezas é necessário considerar-se todos os respectivos custos esperados de falha. No projeto de estruturas, os objetivos de segurança e economia são aparentemente conflitantes. No entanto, quando os custos esperados de falha são considerados, percebe-se que há que se investir em segurança para não pagar pelas consequências de falha. No projeto de estruturas, o ponto ótimo de compromisso entre segurança e economia pode ser encontrado através da chamada otimização de riscos, cuja função objetivo inclui todos os custos sobre o ciclo de vida da mesma: construção, operação, inspeção, manutenção, descarte, e os custos esperados de falha. Estes últimos servem como um lembrete não-descartável dos modos de falha contra os quais a estrutura deve ser projetada. No escopo da otimização de riscos, o presente projeto de pesquisa engloba seis linhas de ação: a. Estratégias para redução do custo computacional na otimização de risco; b. Utilização de meta-modelos para aproximar a função objetivo em otimização de risco; c. Otimização topológica considerando consequências de falha; d. Otimização de riscos aplicada ao transporte duto-viário; e. Dimensionamento ótimo baseado em risco de pórticos de aço com ligações semi-rígidas; f. Gestão de riscos em túneis escavados em rocha. As linhas a. e b. acima são linhas de desenvolvimento teórico. A linha c. é conceitual, e ajudará a entender o efeito de consequências de falha na otimização estrutural. As linhas d. a f. envolvem aplicações da otimização de risco a problemas práticos de engenharia de estruturas. Todas as linhas apresentam desafios tecnológicos a ser superados. (AU)