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Neste trabalho apresenta-se o projeto BSafe4Sea - Controlo da Segurança de Quebra-mares através da Análise de um Sistema de Previsão e Apoio à Decisão, que tem como objetivos o desenvolvimento, a aplicação e o teste de metodologias de previsão do comportamento estrutural de quebra-mares de talude. Estas metodologias formarão a base de um sistema inovador de apoio à decisão para o planeamento e priorização de trabalhos de manutenção e reparação, aumentando, assim, a segurança, funcionalidade e resiliência destes quebra-mares. Apresentam-se as atividades do projeto

O projeto To-SEAlert tem como objetivo a inclusão de um conjunto de ferramentas/metodologias de modo a tornar o sistema HIDRALERTA (Poseiro, 2019, Fortes et al., 2020, Pinheiro et al., 2020) mais eficiente, fiável e robusto. Essas ferramentas incluem o uso de imagens de satélite e de vídeo, de modelação numérica e física, métodos quantitativos e probabilísticos para a avaliação do risco e planeamento de emergência, para melhorar a eficiência e a confiança no sistema, bem como proporcionar a sua validação. Este projeto tem como objetivo principal a implementação de um sistema que seja capaz de apoiar as autoridades responsáveis na monitorização, prevenção e gestão de situações de emergência. Este artigo apresenta o trabalho desenvolvido recentemente nas diferentes tarefas do projeto, entre o qual se pode destacar o desenvolvimento do protótipo do sistema para a zona costeira da Costa da Caparica, a validação do protótipo do porto da Ericeira com recurso a imagens de vídeo-monitorização, o teste de modelos numéricos para o cálculo do galgamento, e a implementação de metodologias de avaliação quantitativa das consequências do risco.

O SAFEPORT-SINES é um sistema de previsão e alerta para a segurança da navegação em zonas portuárias, englobando situações de emergência associadas a navios em trânsito ou amarrados, devidas a condições meteo-oceanográficas extremas. O sistema fornece previsões com 3 dias de antecedência da agitação marítima, das condições de vento e de maré, assim como dos movimentos dos navios, identificando as situações que possam ter consequências gravosas nos navios em manobra ou amarrados dentro do porto. Os níveis de risco associados baseiam-se em critérios de segurança e de operacionalidade, nomeadamente nos movimentos do navio e nos esforços nos elementos de amarração. Neste trabalho apresenta-se o sistema SAFEPORT em termos do seu desenvolvimento e arquitetura, do fluxo e tratamento de dados e do funcionamento dos modelos numéricos utilizados. Apresenta-se ainda o funcionamento da plataforma web e da aplicação móvel onde é possível consultar os parâmetros relevantes para aferir os riscos referidos

SAFEPORT safety system aims at forecasting and alerting, on a regular basis, emergency situations regarding ships operation in port areas caused by extreme weather-oceanographic conditions. It uses forecasts provided offshore of the area under study of sea agitation, wind and tide. The characterization of the response of the free and moored ships at a berth is performed using the numerical package SWAMS. The system issue alerts, through danger levels associated with risk levels of exceedance of recommended values for movements and forces imposed on ship mooring systems. SAFEPORT can be adapted to any port. So far, it has been developed and adapted to three terminals of the port of Sines, where three different ships were simulated. This paper presents the developments made to date of the safety system, which includes tests performed in storm situations. The numerical models run every day, in real-time mode, in a computer cluster and the system provide forecast results for the next 72 hours. The results are disseminated on a web page and a mobile application in a variety of formats. It was concluded that the SAFEPORT safety system issued alerts according to the observed reality during the storm Dora. It has also been shown to be a computer tool for the optimization of ship mooring systems. The system is currently in testing and validation phase therefore, forecasts should be interpreted as indicative.

Docking of very large ships is a delicate procedure as the kinetic energy associated with large masses of the ship can result in high impact forces causing damages to the ship, the fenders and even the quay itself. The expected berthing loads are a key element in quay design. Fenders are usually rubbery flexible elements that turn the vessel

Docking of very large ships is a delicate procedure as the kinetic energy associated with large masses of the ship can result in high impact forces causing damages to the ship, the fenders and even the quay itself. The expected berthing loads are a key element in quay design. Fenders are usually rubbery flexible elements that turn the vessel

The To-SEAlert project (Fortes et al., 2021) aims to include a set of tools/methodologies into the Early Warning System HIDRALERTA (Poseiro, 2019, Fortes et al., 2020, Pinheiro et al., 2020) to make it more efficient, reliable and robust.

Marine fenders provide the necessary interface between berthing ships and berth structures (PIANC, 2002). Their absence can cause damage to either the quay or the ship or both the quay and the ship, endangering lives, and property. Due to the complex hydrodynamics around berthing ships, the characterization of the maximum force applied to an individual fender and the force distribution among a set of fenders is an essential factor in the design and safety of maritime structures and the fenders themselves, as well as for improving existing ones. This paper aims to describe a combining physical and numerical modelling of a ship impact on fenders, in order to improve the numerical modelling of this problem.Physical modelling represents a good practice in hydraulic studies, where a scale model is used to reproduce complex dynamic phenomena. However, the use of a sophisticated numerical model (or a package of numerical models) can provide a good means to evaluate the samecomplex physical processes and, in addition, to design and test a large number of alternatives in a short time span.Both types of models have their strengths and weaknesses (Gerritsen and Sutherland, 2011). Physical models provide a natural reproduction of complex non-linear physical phenomena, therefore they are well established and considered to be truthful. On the other hand, these models can be expensive and time consuming. In addition, one has to deal with the scale effect and measurement difficulties and errors are frequent. Numerical models in turn are very efficient to simulate rapidly many physical processes and the results can be easily extracted. On the other hand, to improve the reliability of their use in practice, it is necessary to calibrate several parameters through physical model measurements and field experiments. In order to take advantage of the potentiality of the two models emerged the composite modelling which is the integrated and balanced use of physical and numerical models (Gerritsen and Sutherland, 2011). This technique also costs but provides results with a better quality than those model techniques separately and increases the confidence in the use of numerical models.The physical modeling consists of a ship scaled model, whose impact on the fenders was performed in a wave basin. Various impact velocities and angles between the ship axis and the fenders alignment were used to represent possible collision conditions. The same conditions were reproduced by a numerical package. The numerical modeling was performed using MOORNAV (Santos, 1994), which estimates the ship motions and the forces exerted on the elements of the mooring system, namely mooring lines and fenders.

Esta comunicação diz respeito à fase de testes do sistema SAFEPORT, tendo-se avaliado o seu desempenho numa situação de tempestade. Trata-se de um sistema desenvolvido para a segurança da navegação do porto de Sines, e, mais concretamente, nos seus terminais de Granéis Líquidos, Multiusos e Contentores. Para estes terminais, simulou-se o impacto da tempestade Célia nos esforços nos cabos de amarração de um navio petroleiro, de um navio de carga geral e de um navio porta contentores, respetivamente. O sistema SAFEPORT demonstrou ser capaz de antecipar os efeitos nos navios amarrados dos estados de agitação associados à tempestade Célia.

The present project addresses a problem related to the erosion effects on a breakwater barrier due to waves which leads to its degradation and that may eventually lead to lack of functionality of the structure. In the present case, the breakwater acts as a physical barrier between the Atlantic Ocean and the cargo Harbour of Leixões, in Matosinhos, Portugal, justifying the needs of health monitoring of the barrier.To monitor this structure, with a length of roughly 700 m, the need of a fast data acquisition system led to the choice of imaging techniques which allow for a fast acquisition of a diversified data set. The images were acquired using a high-resolution camera attached to an unmanned aerial vehicle (UAV), enabling a faster and more automated procedure that leads to the systematization of the process, while being compatible with the difficult accessibility of the structure, which is surrounded by sea waves. Point clouds corresponding to the breakwater

This work presents the development of a numerical integrated system to help prevent emergency situations and minimize risks associated with sea waves

Neste trabalho estuda-se o galgamento em estruturas marítimas verticais impermeáveis através da aplicação do modelo numérico AMAZON, que é um modelo bidimensional, baseado na resolução das equações não lineares de águas pouco profundas. Para validar a sua aplicação, os resultados de caudal médio galgado obtidos com o modelo foram comparados com os resultados de ensaios em modelo físico bidimensional realizados anteriormente e disponíveis na base de dados do projeto europeu CLASH. Os resultados foram ainda comparados com os das fórmulas empíricas / semi-empíricas de Van der Meer & Bruce (2014), Goda (2008) e de Hedges & Reis (Reis et al., 2013). A fórmula de Van der Meer & Bruce apresenta melhores aproximações aos caudais médios medidos que constam na base de dados do CLASH, seguida da fórmula de Goda e dos resultados do AMAZON, embora estes dois últimos apresentem valores bastante próximos. Assim, enquanto não se fizerem melhorias no modelo e/ou não se estender a outros ensaios a análise feita no âmbito deste trabalho, os resultados sugerem que não há vantagem na sua utilização face às formulações disponíveis, tendo também em conta o tempo computacional significativo exigido para executar o AMAZON.

O projeto HYDRALAB+ (H2020-INFRAIA-2014-2015) reúne uma rede Europeia de institutos de hidráulica para o estudo de estratégias de adaptação às alterações climáticas através de ensaios experimentais e cujos resultados são essenciais para a calibração e validação de modelos numéricos, fórmulas empíricas, redes neuronais, etc. Os ensaios experimentais desenvolvidos no LNEC, no âmbito do HYDRALAB+, Tarefa 8.2 do RECIPE tem como objetivo a análise do dano num quebra-mar de talude, do galgamento e do espraiamento para quatro cenários de temporal correspondentes a situações extremas associadas a cenários de alterações climáticas. Os ensaios foram realizados num canal de ondas irregulares no qual foiimplementada uma secção transversal do quebra-mar, com um manto constituído por enrocamento.No presente estudo comparam-se os valores do galgamento medidos nos ensaios em modelo físico com resultados estimados por fórmulas empíricas. Testou-se o efeito de um temporal num cenário de alterações climático, através do aumento da altura significativa de onda com o aumento do nível de água. Foi testado um conjunto de condições de agitação incidentes em combinação com dois níveis de maré.A análise dos resultados é feita com o intuito de estimar com precisão a ocorrência de galgamento em quebra-mares, um fenómeno que ainda se torna mais relevante em cenários de alterações climáticas. Com efeito, nestes cenários é previsível a subida do nível médio do mar, bem como o aumento da intensidade e frequência de temporais, o que pode dar origem a fenómenos de espraiamento/galgamento cada vez mais frequentes, tornando assim cada vez mais vulneráveis as estruturas de proteção costeiras e portuárias, bem como as zonas por elas protegidas.

Este trabalho pretende mostrar os procedimentos utilizados pelo sistema HIDRALERTA para a previsão dos galgamentos costeiros, bem como as ferramentas que têm sido utilizadas para a sua validação. Foram reproduzidas com o sistema as situações de tempestades passadas, para as quais houve relatos documentados de galgamentos significativos e que causaram danos. Esta simulação permitiu perceber a fiabilidade global do sistema e ajustar os limites pré- estabelecimentos para o acionamento de alertas. Com o sistema operacional desde 2015, a documentação que tem sido levantada, através de fotografias e vídeos, pelas autoridades e comunidade locais aquando da previsão da ocorrência de tempestades, têm sido um grande contributo para o melhoramento do sistema. Foi instalado no campo, um sistema de videovigilância que permite detetar e captar automaticamente imagens de galgamentos para comparar com os resultados do sistema. De forma complementar, para avaliação da agitação marítima, utilizam-se as medições da boia ondógrafo instalada junto ao porto e para a validação do fenómeno do galgamento, compararam-se as medições obtidas nos ensaios em modelo físico do perfil tipo do quebra-mar sul, com os resultados da ferramenta neuronal NN_OVERTOPPING2 (Coeveld et al., 2005) (atualmente incorporada no sistema) e com o modelo numérico SWASH (Zijlema et al., 2011) (que se encontra em processo de implementação).

This paper studies novel ways to evaluate armour damage in physical models of coastal structures. High-esolution damage data for reference rubble mound breakwaters obtained under the HYDRALAB+ joint-esearch project are analysed and discussed. These tests are used to analyse the way to describe damage, the influence of the sequence of testing, and touches on the possible influence of sea level rise. Results of two test programmes were used. Firstly, 3D physical model tests carried out at the University of Porto, in cooperation with Deltares, were used. Here a wide breakwater trunk was used for statistical reasons. Additionally, 2D test results from LNEC were analysed. Tests for a sea level rise scenario resulted in less damage to the seaside slope. In addition, clear differences between

Nesta comunicação, analisa-se, recorrendo à modelação física e à modelação numérica, a interação hidrodinâmica entre dois navios, um dos quais parado, o navio

In this study, a numerical analysis to evaluate the energy efficiency of an Oscillating Water Column (OWC) wave energy converter is carried out. The device geometry is based on the pilot plant installed on Pico Island, Azores, Portugal. The methodology consists in calculating the percentage of the incident energy that is distributed along the wave energy conversion. The FLUENT® numerical model, which is based on the Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations, is used. The Volume of Fluid (VoF) method is employed to take into account the water and air fluids. The case study comprises a flume 10 m deep with an onshore OWC at its end. The distribution of the incident wave energy (1 m wave height with a 9 s period) is determined in terms of reflected wave energy, water column oscillation potential energy, pneumatic energy and energy losses due to viscosity and turbulence dissipations. Results show that the incident wave energy is distributed around 37% for the sum of reflected wave energy and viscosity energy loss, 52% for pneumatic energy and 11% for water column oscillation potential energy.

The most studied device used for extracting wave energy is the Oscillating Water Column (OWC). In general, numerical simulations of these cases by means of models based on Reynolds-Averaged-Navier-Stokes (RANS) equations adopt the Volume of Fluid (VoF) method to take into account the water and air whose flows are incompressible. The aim of this study is to investigate the influence of the compressibility effect on the air inside the chamber by means of FLUENT® numerical model. Both water and air flows are still considered incompressible, but, at every instant, a pressure based on an analytical equation that takes into account the turbine characteristic relation (kt) of a Wells turbine and the isentropic transformation of the air is imposed on the top boundary of the chamber. Incident waves with period of 9 s and 1 and 2 m high are imposed in a flume 10 m deep with an onshore OWC at its end (kt = 240 Pa s m-3). Results show differences between incompressible and compressible air around 12% in the air pressure amplitude inside the chamber and about 21% in the average pneumatic power.

Reliable prediction of wave run-up/overtopping and structure damage is a key task in the design and safety assessment of coastal and harbor structures. Run-up/overtopping and damage must be below acceptable limits, both in extreme and in normal operating conditions, to guarantee the stability of the structure as well as the safety of people and assets on and behind the structure. The mean-sea-level rise caused by climate change and its effects on wave climate may increase run-up/overtopping events and make the existing coastal/harbour structures more vulnerable to damage. Accurate estimates, through physical modelling, of the statistics of overtopping waves for a set of climate change conditions, are needed. Project HYDRALAB+ (H2020-INFRAIA-2014-2015) gathers an advanced network of environmental hydraulic institutes in Europe, which provides access to a suite of environmental hydraulic facilities. They play a vital role in the development of climate change adaptation strategies, by allowing the direct testing of adaptation measures and by providing data for numerical model calibration and validation. The use of physical (scale) models allows the simulation of extreme events as they are now, and as they are projected to be under different climate change scenarios. The experimental work developed at LNEC within HYDRALAB+, TASK 8.2 of RECIPE, entitled

O conhecimento das características de propagação, transformação e rebentação das ondas próximo da costa é fundamental para estudos de hidrodinâmica e para o projeto de estruturas costeiras e portuárias.No presente artigo apresentam-se as simulações numéricas feitas utilizando o pacote de software OpenFOAM®, recorrendo ao solver IHFoam, para simular a propagação de ondas regulares sem rebentação num canal tridimensional. O código numérico resolve as equações de Navier-Stokes em regime transitório e utiliza um esquema do tipo VoF (Volume of Fluid) para identificar a superfície livre. Foi considerada uma onda regular incidente com 1,5 s de período e 0,1 m de altura. Esta é uma das condições de entre o vasto conjunto de ensaios em canal de ondas, realizado no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) cujo objetivo foi a análise da hidrodinâmica da propagação de ondas sobre um fundo de batimetria variável, para várias condições de agitação incidente.São feitas comparações entre os resultados numéricos e os experimentais. Estas comparações incluem: evoluções temporais de sondas de nível em várias localizações ao longo do canal e correspondentes espetros de amplitude; evolução da altura significativa e do período médio das ondas ao longo do canal; evolução temporal das componentes da velocidade em localizações selecionadas no canal e distribuição bidimensional dessas componentes.Constata-se que os resultados numéricos obtidos apresentam valores próximos dos experimentais. As diferenças verificadas são atribuíveis a imprecisões numéricas bem como a diferenças entre a forma de geração e dissipação de ondas entre o numérico e o experimental.

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Realização de ensaios em modelo físico reduzido 3D para a avaliação da estabilidade do quebra-mar destacado do Porto Inlgês, Maio, Cabo-Verde

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Adverse sea conditions can cause emergency situations associated to wave overtopping, which endanger the safety of people and goods, with negative impacts for society, the economy and the environment. Therefore, a methodology to assess the overtopping risk in port and coastal areas is essential for a proper planning and management of these areas.The Portuguese National Laboratory for Civil Engineering (LNEC) has been developing the HIDRALERTA system, an integrated decision-support tool for port and coastal management, which focus in preventing and supporting the management of emergency situations and the long-term planning of interventions in the study areas. It enables the user to calculate the risk for various port and coastal activities, starting with the characterization of sea-waves, wind field and tide levels at the study regions.HIDRALERTA was already tested at different places in Portugal: Costa da Caparica beach, in Almada, and port of Praia da Vitória, in the Azores. However, in both cases, the evaluation of wave overtopping / flooding consequences was carried out using a quite simple approach. In fact, such consequences were assessed only at a global and qualitative level, based on information provided by the responsible authorities.This paper aims at testing a quantitative methodology to evaluate overtopping consequences: the Analytic Network Process (ANP). This methodology was proposed to solve complex decision-making problems and its objective is to calculate the priorities among decision elements which will define their final weights on the consequences. The ANP approach can produce interdependencies between criteria and compute the respective weight of each criterion. Such a network model with dependence and feedback improves the priorities derived from judgements and makes prediction more accurate. So, the ANP allows comparison among clusters of elements. Furthermore, in this methodology we take into account the impacts of alternatives on the importance of criteria, by normalizing the comparison matrix. Thus, the given alternatives can influence the ranking of criteria.Application of the ANP methodology to the case study of Praia da Vitória port is presented and a consequences level map is obtained.

Apresenta-se um novo sistema de alerta para navios amarrados em portos que se encontra em desenvolvimento no Laboratório Nacional de Engenharia Civil. O sistema SWAMS_ALERTA é um sistema de previsão e alerta baseado na avaliação do risco associado ao comportamento de navios amarrados em zonas portuárias.Os riscos associados a navios amarrados decorrem de movimentos excessivos, quer no plano horizontal, quer no plano vertical. Estes movimentos podem condicionar as atividades portuárias, nomeadamente cargas e descargas, mas em casos extremos podem levar à ocorrência de situações de emergência, tais como rotura de cabos, rotura de cabeços de amarração ou até colisões com o cais. As consequências deste tipo de situações envolvem sempre grandes prejuízos materiais e por vezes humanos.O sistema SWAMS_ALERTA utiliza as medições e previsões de agitação marítima para a determinação dos seus efeitos em termos de movimentos nos seis graus de liberdade e forças nas amarras e defensas quando o navio se encontra estacionado no cais. Para tal, o sistema recorre a uma série de modelos numéricos, interligados entre si. A comparação destes valores com valores máximos admissíveis pré-estabelecidos permite a avaliação, em tempo real, de situações de emergência e a emissão de alertas dirigidos às entidades portuárias.O sistema é constituído por 4 módulos:I

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