Vários

Invited papers from the IWA Leading Edge Conference on Strategic Asset Management (LESAM), Lisbon, October 2007

A presente publicação foi elaborada a fim de constituir apoio didáctico ao curso de “Elementos de Sistemas e de Análise e Processamento de Sinais” leccionado no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), curso primordialmente dirigido a licenciados em ramos de engenharia que, por qualquer razão, não tenham anteriormente recebido formação específica sobre esta área do conhecimento. Como o nome sugere, o curso tem como objectivo tratar dos “elementos” da teoria dos sistemas e da análise e processamento de sinais. Uma formação detalhada sobre estas matérias implicaria uma ocupação excessiva, logo desmotivadora, face ao tempo que profissionais de outros domínios normalmente dispõem para uma formação de pós-graduação. Por outro lado, uma formação do tipo de sensibilização para um dado assunto, com destaque apenas para aspectos do género de “o que é” e “para que serve”, estaria, neste caso, para aquém das intenções delineadas. Optou-se assim por algo de intermédio visando rasgar horizontes que conduzam a um posterior aprofundamento. São abordadas as noções fundamentais, os conceitos de base e os aspectos essenciais relacionados com a teoria dos sistemas e com a análise e processamento de sinais; procurou-se assegurar que o formalismo matemático, obviamente necessário, seja utilizado de modo a não se sobrepor e a não interferir com a apreensão das noções e interpretações físicas. Dada a sua actual importância, é posta ênfase na análise digital. No entanto, por razões didácticas, começa-se por abordar os conceitos numa perspectiva contínua (analógica), transpondo-os, em seguida, para a perspectiva discreta (digital).

The construction of barriga dam in Spain started in 2004. The project of this rockfill dam used a new solution for the concrete spillway developing over its central body. The spillway, designed for the discharge of 161 m3/s, includes an entrance, a stepped steep wedge block channel and ends in a bucket. The channel blocks have been studied, in scale 1/1.6, in Colorado State University (CSU) Hydraulics Laboratory within a Statement of Work involving CSU, U.S. Bureau of Reclamation, ARMORTEC, Polytechinc University of Madrid and PYPSA. The spillway hidraulic study included a physical model, on 1/25 scale, built at the National Laboratory of Civil Engineering in Portugal. This study focused on the flow behaviour on the intake area of the spillway and the flip bucket. According of the test results, some relevant modifications on the initial design were proposed: namely, modifications on the shape of the spillway entrance (as planned by the designer)and the inclusion of blocks in the bucket. These modifications lead to a less perturbation flow in the channel entrance zone and lower scour effects downstream. The erosion and scour analysis carried out included river conditions near the bridge existing on site and the side banks topography. The purpose of this communication is to describe the above mentioned physical model and the changes proposed for the final design of the dam as a consequence of the observed behaviour.

The overall aim of Sub-Project 10 (Earthquake disaster scenario predictions and loss modelling for urban areas) has been to create a tool, based on state-of-the-art loss modelling software, to provide strong, quantified statements about the benefits of a range of possible mitigation actions, in order to support decision-making by urban authorities for seismic risk mitigation strategies. A further larger aim has been to contribute to a seismic risk mitigation policy for future implementation at European level. Among the European cities for which loss estimation studies have been carried out are Istanbul, Lisbon and Thessaloniki, and tools, using GIS mapping, have been developed by research teams in each of these cities; these were made available for further development to examine mitigation strategies within SP10. Related research studies – on ground motion estimation, on the assessment of human casualties, and on the evaluation of uncertainty have been carried out by other research teams across Europe which includes INGV, UCAM and USUR respectively. In all three of the cities, a common general approach to loss modelling has been adopted which includes representing the earthquake hazard as a set of alternative ground motion scenarios (typically those with an expected recurrence periods of 50 and 500 years), and applying the ground motion over a target area of known population and building stock. Losses have then been estimated for this target area in terms of levels of building damage and human casualties expected both in the existing state of the target area, and after certain selected potential mitigation actions have been carried out. This has been done in each case using building stock classifications and vulnerability data specific to the particular city concerned. In each case the scope of the proposed mitigation action has been described, and its expected benefit in terms of reduced losses and human casualties has been determined with some preliminary assessment of uncertainty.

Much work in Earthquake Engineering was devoted to the improvement of earthquake resistant design of new structures. One European result is EN 1998, which will be in several years the main seismic code for all European countries. But it is well known, that older existing structures cause in many large earthquakes much more casualties and damages than new structures. It is certainly not possible to retrofit all existing structures, but agreement exists, that assessment and retrofit of safety - critical - structures and lifeline structures must have priority. In September 2004 the European Integrated Research Project LESSLOSS on Risk Mitigation for Earthquakes and Landslides was started. The project will run for three years and comprises 13 Sub-Projects (SP´s). The consortium consists of 46 partners (see http:\\www.lessloss.org). LESSLOSS SP5 is on In-situ Assessment, Monitoring and Typification of buildings and Infrastructure. The project partners of SP5 are ARS, CESI, LNEC, RWTH and VCE. This Sub Project focuses mainly on the assessment of important existing structures and tries to integrate experimental methods into the assessment procedure. The progress of SP5 obtained in the first year is summarized in this paper. Highlights presented by all partners are mentioned and the assessment of Hospital Innsbruck is presented in more detail. The most innovative task of LESSLOSS/ SP5 is Update of vulnerability estimates via monitoring, which was also started in the first year.

N/A

A simulação matemática dos sistemas de abastecimento de água é hoje em dia uma ferramenta indispensável aos serviços de água, para apoio a uma gestão técnica racional. O campo de aplicação é variado, sendo um auxiliar das actividades de planeamento, de projecto, de operação e de manutenção. Destacam-se o apoio ao dimensionamento de novas redes, aos programas de reabilitação, ao licenciamento de novas ligações, ao controlo de perdas de água, ao controlo da qualidade da água nas redes ou à gestão optimizada de energia. Em Portugal, o desenvolvimento e a aplicação de modelos matemáticos de sistemas de distribuição de água iniciou-se na década de 80, com o modelo da rede de Almada, elaborado em 1981 pelo LNEC. Depois de alguns anos em que a actividade realizada se centrou essencialmente no ambiente científico e académico, as empresas de consultoria começaram a ganhar espaço de mercado na prestação deste tipo de serviços para as entidades gestoras. Numa fase inicial os requisitos computacionais eram consideráveis – os modelos eram utilizados em computadores centrais, inacessíveis à generalidade das entidades gestoras portuguesas – e os programas eram pouco amigáveis, requerendo conhecimentos de programação. A situação actual é muito diferente, existindo uma grande acessibilidade ao hardware e software de base para o desenvolvimento deste tipo de modelos. De facto, qualquer computador pessoal dos nossos dias tem capacidade para acomodar um modelo de uma rede de dimensões e complexidade consideráveis. Por outro lado, a par do software comercial, existe software de desenvolvimento de modelos que tem grande qualidade e está disponível gratuitamente, também em português. É o caso do programa EPANET, na versão elaborada e disponibilizada pelo LNEC, cujo manual de utilizador se encontra também publicado na série Guias Técnicos do IRAR. Esta evolução, contudo, só recentemente se começa a fazer sentir no seio das entidades gestoras. De facto, a realidade demonstra que só é possível tirar real partido da modelação matemática quando existe uma estrutura interna à entidade gestora que permita criar, actualizar e explorar os modelos de uma forma fiável e eficiente. Os modelos de “chave na mão”, desenvolvidos por terceiros, tendem a ser sistematicamente abandonados após períodos de vida útil curtos. Pelo contrário, a internalização do conhecimento pelas entidades gestoras e o estabelecimento de procedimentos bem definidos e rotinados está a demonstrar ser uma via de grande sucesso, impulsionadora de inovação tecnológica em muitos outros domínios da gestão. Verifica-se que o desenvolvimento de modelos de simulação dos sistemas pode e deve ser um bom pretexto para integrar a informação arquivada nos diversos sistemas de informação eventualmente existentes (sistemas de informação geográfica, de gestão de clientes e facturação, de telegestão,de apoio à manutenção, etc.) e melhorar a qualidade dos dados disponíveis. O projecto intitulado Iniciativa Nacional para a Simulação de Sistemas de Abastecimento de Água (INSAA, 2003-2006), promovido pelo LNEC e com a participação de nove entidades gestoras nacionais, tem constituído, assim o cremos, um excelente exemplo desta abordagem. O presente Guia pretende contribuir para que o exemplo das entidades participantes na INSAA se multiplique. Incorpora conhecimentos acumulados no LNEC ao longo de quase 30 anos de actividade neste domínio. Para além das matérias tradicionalmente tratadas em bibliografia estrangeira congénere, aborda muitos dos problemas surgidos nas aplicações em que o LNEC interveio, e recomenda soluções. Estrutura e formaliza cada fase de desenvolvimento de um modelo de simulação, na perspectiva de que se trata de um instrumento de trabalho dinâmico, que só é útil enquanto estiver actualizado, e que só se mantém actualizado enquanto os procedimentos respectivos forem claros e simples de implementar. Não se trata de um manual de utilizador de um programa, mas sim de um instrumento de apoio ao estabelecimento de uma estrutura organizacional adequada às funções de criação, manutenção e exploração de modelos de simulação.

O IRAR, enquanto regulador das entidades gestoras concessionárias de serviços de águas e resíduos em Portugal, tem seguido uma estratégia de permanente procura de sinergias através de parcerias com entidades da administração e com instituições técnicas e científicas relevantes do sector, nomeadamente nos aspectos associados à temática do uso eficiente da água. De acordo com o disposto na alínea l) do artigo 11.º do Decreto-Lei n.º 362/98, de 18 de Novembro, com as alterações introduzidas pelo Decreto-Lei n.º 151/2002, de 23 de Maio, o IRAR tem responsabilidades na sensibilização das entidades gestoras e dos autarcas em geral para as questões da qualidade na concepção, execução, gestão e exploração dos sistemas multimunicipais e municipais. O Instituto da Água (INAG), como organismo responsável pelo desenvolvimento e aplicação das políticas nacionais no domínio da água, promove a implementação do Programa Nacional para o Uso Eficiente da Água (PNUEA). Este Programa, cujas bases e linhas orientadoras foram aprovadas pela Resolução do Conselho de Ministros n.º 113/2005, de 30 de Junho, constitui um instrumento de planeamento estratégico, no qual são definidas as orientações de âmbito nacional para a promoção do uso eficiente da água nos sectores urbano, agrícola e industrial, contribuindo para minimizar os riscos de stress hídrico, quer em situação hídrica normal, quer durante períodos de escassez. O Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) é uma instituição de carácter técnico e científico, competente e credenciada para a realização de estudos em vários ramos da engenharia, nomeadamente nos domínios da engenharia sanitária. Tem vindo a desenvolver estudos de investigação em áreas prioritárias, nomeadamente projectos para o INAG de definição e apoio à implementação do PNUEA, incluindo manuais para a promoção do uso eficiente da água. Nesse âmbito, foi assinado em Março de 2005 um protocolo de cooperação técnica e científica formalizando a colaboração entre estas três entidades. Esse protocolo prevê a edição conjunta de um manual (ou guia técnico) dirigido, entre outras, às entidades gestoras de sistemas de abastecimento de água e de águas residuais, contendo orientações técnicas para a implementação de medidas e de mecanismos promotores do uso eficiente da água no sector urbano. O objectivo é promover um uso mais eficiente da água, ou seja, optimizar a utilização desse recurso - eficiência de utilização -, sem pôr em causa os objectivos pretendidos - eficácia de utilização - ao nível das necessidades vitais da sociedade, da qualidade de vida da população e do desenvolvimento sócio-económico do País. Pretende-se utilizar a quantidade óptima de água para conseguir os objectivos pretendidos, permitindo também, como benefícios indirectos, a redução da poluição dos meios aquáticos e a redução do consumo de energia, aspectos dependentes do consumo de água. Esta iniciativa integra-se no esforço de planeamento da água que o País tem vindo a efectuar, estando prevista não apenas no Plano Nacional da Água e nos Planos de Bacia Hidrográfica, mas também no Plano Estratégico de Abastecimento de Água e de Saneamento de Águas Residuais 2000-2006. O resultado é a presente publicação, intitulada “Guia Técnico 8 – Uso Eficiente da Água no Sector Urbano”, editada conjuntamente pelo IRAR, pelo INAG e pelo LNEC e inserida na Série “Guias Técnicos” do IRAR, que constitui assim um excelente exemplo de colaboração e criação de sinergias entre diferentes entidades de perfil complementar. Esta edição deve ser vista como mais uma contribuição para uma melhor protecção dos aspectos ambientais associados aos serviços de abastecimento público de água e de saneamento de águas residuais em Portugal.