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Evolução do Dano em Modelos Físicos de Quebra Mares de Talude a Partir do Volume Erodido. Aplicações
A avaliação do dano causado pela agitação incidente em modelos físicos de quebra mares de taludes pode ser realizada comparando volumes e profundidades erodidas entre levantamentos consecutivos de cada talude.Atualmente, estes levantamentos podem ser realizados de forma não intrusiva, recorrendo a técnicas fotogramétricas, a laser scan ou a sensores de posição baseados na metolodologia Time of Flight (ToF). Dependendo das condições de levantamento e da metodologia de pós-processamento das nuvens de pontos obtidas, estas técnicas permitem obter modelos tridimensionais de superfície, com elevada precisão.Em detalhe, as diferenças de volume entre os levantamentos inicial e
Year: 2023
Author(s): Lemos, R.; Mendonça, A.C.; Fortes, C. J. E. M.; MARTINS, R.; Ferrão, R.
Editor: LisWater
Keywords: Porosidade do manto; Kinect; Modelos tridimensionais de superfície; Modelo físico; Quebra-mar
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Implementation and Validation of SAFEPORT System at Sines Harbour
SAFEPORT safety system aims to daily reports to the Sines harbor administration, potential emergency situations regarding ships
Year: 2023
Number Pages:
215
Author(s): Pinheiro, L.; Gomes, A.; Fortes, C. J. E. M.; Santos, J. A.
: Defect and Diffusion Forum
Editor: Trans Tech Publications, Ltd.
Volume:
Vol. 427.
Keywords: Risk analysis; Moored ships; Wave propagation; SWAMS; SAFEPORT
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Implementation of the SWASH model into HIDRALERTA system
Early warning systems are an important tool for local authorities to detect emergency situations in advance and initiate the necessary safety measure. These systems often depend on numerical models to estimate wave overtopping in the affected areas. The SWASH model has shown to deliver good results in recent overtopping studies. The To-SEAlert project has the aim of increasing the efficiency, robustness and reliability of the HIDRALERTA early warning system. This study shows a first intent to implement the SWASH model to simulate wave overtopping for the Ericeira prototype. SWASH was implemented for one breakwater profile used to simulate the overtopping discharge and evaluate the associated risk levels. It was compared to the current approach used in HIDRALERTA, which resorts to a neural network trained with a physical modeling database, NN_OVERTOPPING2. Finally, both approaches were compared with previously analyzed video images of the breakwater. The results showed that SWASH generally overestimates overtopping and is not in good agreement with the video images. NN_OVERTOPPING2 has a better agreement with the video images. A possible reason for the overestimation might be the wave direction, which cannot be included in one-dimensional simulations in SWASH.
Year: 2023
Number Pages:
20-31pp..
Author(s): Manz, A.; Zózimo, A. C.; Fortes, C. J. E. M.; Pinheiro, L.; Garzon, J.L.
: Latin-American Journal of Computing
Editor: Zenodo
Volume:
Vol 10, nº 2.
Keywords: SWASH model; Risk reduction; Wave overtopping; Early warning system
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New HIDRALERTA prototypes: Peniche and Quarteira
Early Warning Systems are crucial disaster-risk-reduction strategies as they allow local authorities to prepare and implement in advance the necessary measures to avoid major destruction and risk for individuals and properties caused by storm events. HIDRALERTA is a forecast, early warning and risk assessment system for port and coastal areas that uses forecasts of sea waves and water levels to evaluate overtopping/flooding events and risks associated with the mooring of ships. The distinguishing feature of this system is that the risk assessment is based on specific parameters related to the actual risk being predicted, such as overtopping discharges, or the ship
Year: 2023
Number Pages:
17p..
Author(s): Zózimo, A. C.; Pinheiro, L.; Manz, A.; Garzon, J.L.; Fortes, C. J. E. M.; Ferreira, Ó.
: Revista Mundi Engenharia, Tecnologia e Gestão
Editor: Mundi
Volume:
Vol 8, nº 1.
Keywords: Overwash; Overtopping; HIDRALERTA; Early warning systems
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Numerical analysis of performance of an oscillating water column wave energy converter inserted into a composite breakwater with rubble mound foundation
In this study, performance of an oscillating water column wave energy converter inserted into a hypothetical composite breakwater with rubble mound foundation located at the southern Brazilian coast is analyzed. The FLUENT® numerical model, which is based on the Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations, is used in 2D numerical simulations by adopting the Volume of Fluid method to consider the two-phase flow (water and air). The influence of the rubble mound foundation on the pneumatic power, the run-up/down, the free surface elevation inside the chamber, and the energy balance for different incident waves are investigated. The rubble mound foundation of the composite breakwater slightly affected hydrodynamics; however, it reduced significantly the pneumatic power of the device from 7 to 15% comparing with that obtained to a vertical breakwater founded on an impermeable foundation.
Year: 2023
Author(s): Teixeira, P.; Didier, E.
: Ocean Engineering
Editor: ELSEVIER
Volume:
278 (2023) 114421.
Keywords: RANS-VoF; Rubble mound foundation; Composite breakwaters; Oscillating water column; Wave energy
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Performance of an oscillating water column wave energy converter integrated with three types of harbor protection structures
Oscillating water column (OWC) wave energy converters can be integrated in harbor protection structures, such as vertical, rubble mound and piled breakwaters. The interaction between the incident wave and the structure, in which the OWC device is integrated, is significantly different, since the structure of the vertical breakwater is impermeable, while that of the rubble mound breakwater is porous. The performance of the OWC device for the three configurations is analyzed for a range of wave periods from 6 to 12 s and a wave height of 1 m. The OWC device integrated into the vertical breakwater shows the best performance (maximum mean pneumatic power of 70 kW), and the mean pneumatic power is globally 3 % higher than that of the OWC device integrated into the rubble mound breakwater (maximum mean pneumatic power of 67.4 kW). The performance of the OWC device integrated into the piled breakwater shows a similar trend to the OWC device integrated into the vertical breakwater for wave periods lower than 9 s, but it has a significant loss of performance for higher wave periods.
Year: 2023
Number Pages:
63-73pp.
Author(s): Didier, E.; Teixeira, P.
: Defect and Diffusion Forum
Editor: Trans Tech Publications Ltd, Switzerland
Volume:
Vol 427.
Keywords: Vertical Breakwater; Rubble Mound Breakwater; RANS; Oscillating Water Column; Numerical Simulation
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A novel geometry of an onshore Oscillating Water Column wave energy converter
This study aims proposing a novel geometry of the onshore Oscillating Water Column (OWC) device to increase its efficiency. A comparison between standard OWC
Year: 2022
Author(s): Güths, A.; Teixeira, P.; Didier, E.
: Renewable Energy
Editor: Elsevier
Keywords: Numerical simulation; Renewable energy; Wave energy; Oscillating water column
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Amarração de navios nos terminais do porto de Sines em situações de tempestade
Este trabalho descreve a aplicação do sistema SAFEPORT no Porto de Sines, e em particular, o teste de uma das funcionalidades do sistema relacionada com otimização de operações marítimas em ambiente portuário. O SAFEPORT é um sistema de previsão e alerta de perigosassociados a navegação.A aplicação do sistema SAFEPORT permitiu a otimização dos esquemas de amarração de três navios distintos acostados em três terminais do Porto de Sines, sob as condições de agitação marítima provocadas pela tempestade Dora (4 de dezembro de 2020). Foram construídos os modelos dos três navios e analisados vários esquemas de amarração a fim de obter uma solução ótima para cada navio. Este exercício mostrou que o sistema SAFEPORT é uma ferramenta útil para apoio à decisão nos sistemas de amarração dos navios. A configuração dos cabos de amarração tem grande influência no comportamento, e consequentemente na segurança, dos navios amarrados sujeitos a situações de tempestade.
Year: 2022
Author(s): Gomes, A.; Pinheiro, L.; Santos, J. A.; Fortes, C. J. E. M.
Editor: PIANC
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An estimation of the damage of scale models of breakwaters using the time of flight method
The assessment of damage evolution in scale model tests of rubble-mound breakwaters can be achieved by comparing eroded depths and volumes between consecutive surveys. Aiming to evaluate damage evolution on rubble-mound breakwater, scale model tests were recently conducted on the maritime hydraulic facilities of the National Laboratory for Civil Engineering. This paper focuses on the use of novel, non-intrusive survey methodologies such as the Time of Flight (ToF) principle technique. In this study, damage evaluation is based on the comparison of point clouds obtained before and after each test series, enabling the calculation of eroded depths and eroded volumes and the estimation of displaced units by using a non-dimensional damage parameter based on the eroded volume.
Year: 2022
Number Pages:
49-58pp..
Author(s): Lemos, R.; Fortes, C. J. E. M.; Silva, L. G.; Pinheiro, L.
: Revista Mecânica Experimental
Editor: APAET
Volume:
Nº 35, APAET (2022).
Keywords: Measuring Techniques; 3D Surveying; Breakwater; Stability
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Aplicação do modelo SWASH para a estimativa de galgamentos em eventos de tempestade no porto da Ericeira
Este trabalho analisa a potencialidade do modelo numérico SWASH ser implementado no protótipo do sistema HIDRALERTA para o porto da Ericeira para a estimativa do galgamento.O modelo SWASH foi aplicado a dois perfis transversais do porto da Ericeira com características geométricas distintas, diferentes orientações face à agitação incidente e com diferentes blocos de betão no manto principal. Esta comunicação foca-se nos resultados para um perfil cujo manto principal é constituído por tetrápodes. O coeficiente de Manning foi utilizado como parâmetro de calibração dos resultados do modelo SWASH, na simulação de duas tempestades, tendo como referência os resultados da ferramenta neuronal NN_OVERTOPPING2. Foram deduzidas trêsexpressões empíricas para a determinação do coeficiente de Manning com base em variáveis conhecidas, pois a possibilidade de calcular os valores dos coeficientes de Manning de forma automática é essencial para que se possa implementar o modelo SWASH no sistema HIDRALERTA.
Year: 2022
Author(s): Manz, A.; Zózimo, A. C.; Garzon, J.L.
Editor: PIANC
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Comunicação
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Modelação numérica: análise dos parâmetros de surfabilidade de um quebra-mar destacado multinfuncional em frente à praia da Vagueira
O presente trabalho enquadra-se no estudo de caracterização e definição de parâmetros de dimensionamento e localização de um quebra-mar destacado (QMD), em frente à Praia da Vagueira (Município de Vagos, distrito de Aveiro) que está a ser desenvolvido para a Agência Portuguesa do Ambiente, I.P.,.Pretende-se que o QMD seja multifuncional contribuindo para reduzir o risco de galgamentos costeiros no aglomerado urbano da Praia da Vagueira; promover o eventual acréscimo do areal da praia emersa em frente à defesa aderente, reforçando a defesa natural contra a erosão e inundação costeira e fomentando o seu maior usufruto pela população e segurança balnear; e ainda criar condições físicas para promover ondas de surf, potenciando a economia associada a esta atividade.Neste âmbito, e para análise das potencialidades do QMD para promover ondas de surf na zona, aplica-se o modelo não-linear de tipo Boussinesq COULWAVE na simulação da propagação de ondas na zona em estudo, para a situação antes e após a implantação do QMD. Este modelo permite reproduzir a maioria dos fenómenos intervenientes na transformação da onda em fundos de profundidade variável e na presença de correntes: dispersão de frequência, dispersão de amplitude, empolamento (linear e não-linear), difração, refração pelo fundo e devida às correntes, geração de harmónicas e dissipação de energia por rebentação da onda.Analisam-se os parâmetros de surfabilidade necessários para verificar se as condições na zona são propícias para a prática do surf, nomeadamente o número de Iribarren, ângulo de rebentação, amplificação da onda e o comprimento da linha de rebentação.
Year: 2021
Number Pages:
4p.
Author(s): Mendonça, A. C.; Fortes, C. J. E. M.; Santos, J. A.
Editor: APRH
Keywords: COULWAVE; Modelação numérica; Parâmetros de surfabilidade; Vagueira; Quebra-mar destacado
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Porto de Peniche: ensaios em modelo físico de um trecho do quebra-mar oeste
Nesta comunicação descreve-se o conjunto de ensaios efetuados em modelo reduzido de um perfil do quebra-mar oeste do porto de Peniche. O objetivo destes ensaios é avaliar o impacto no espraiamento, no galgamento, nas pressões na superestrutura e na evolução do dano no talude do perfil, de diferentes condições de agitação marítima extremas designadamente as associadas a cenários de alteração climática.
Year: 2021
Number Pages:
3p.
Author(s): Mendonça, A. C.; Fortes, C. J. E. M.; Lemos, R.; Neves, M. G.; Capitão, R.; Pinheiro, L.; Costa, C.E.B.C.; Reis, R.; Simão, J.; Soares, R. E.
Editor: CNME2020
Keywords: Peniche; Dano; Superestrutura; Galgamento; Espraiamento; Agitação marítima; Modelação física
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Project TO-SEALERT. First developments
The project To-SEAlert aims to develop, implement and validate a set of tools/methodologies for an early warning, forecast and alert, emergency planning and risk management WebGIS system, based on the existing HIDRALERTA system. This updated WebGIS system will help responsible authorities to monitor, prevent and/or manage overtopping and flood emergency events in coastal and port areas and to plan investments on a long-term basis. The new system includes the use of satellite and video images, numerical and physical modelling, and quantitative risk assessment techniques to enhance the reliability and efficiency of the system. It will also establish/implement/monitor emergency plans to help authorities handle these events. The test cases are Costa da Caparica and Ericeira harbour, sites with significant occurrence of wave driven overtopping and flooding with significant consequences for the infrastructures, goods, and people.This paper aims to describe the project, namely its objectives, methodology and main expected results, as well as the achievements attained so far.
Year: 2021
Number Pages:
4p.
Author(s): Fortes, C. J. E. M.; Reis, M. T. L. G. V.; Zózimo, A. C.; Santos, J. A.; Pinheiro, L.; Lemos, R.; Capitão, R.; Fonseca, A. M.; Barateiro, J.; Serrazina, V.; Craveiro, J.; Andriolo, U.; Taborda, R.; Si
Editor: APRH
Keywords: Risk assessement; Early warning; Flooding; Overtopping; To-SEAlert
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Prótotipo do TO-SEALERT para o porto da Ericeira
O projeto de investigação e desenvolvimento To-SEAlert financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia e envolvendo o LNEC, a FCiências.ID, a NOVA.ID.FCT e o ISEL tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema de previsão, alerta, planeamento de emergência e gestão de risco de galgamentos e inundações em zonas costeiras e portuárias, com base no sistema HIDRALERTA. Partindo das características da agitação marítima ao largo e utilizando modelos numéricos para a propagação e deformação da agitação marítima, o sistema HIDRALERTA estima os parâmetros relevantes da agitação marítima para a avaliação do galgamento e da inundação bem como o risco associado a esses eventos. As funcionalidades que se pretendem melhorar no âmbito do projeto To-SEAlert dizem respeito às metodologias de previsão do galgamento e da delimitação da zona inundada, bem como no apoio à resposta a situações de emergência envolvendo fenómenos de galgamento. A implementação e a validação do protótipo do To-SEAlert estão a ser efetuadas para a zona costeira da Costa da Caparica e para o porto da Ericeira.Esta comunicação apresenta o trabalho desenvolvido até à data na construção e desenvolvimento do protótipo do To-SEAlert para o porto da Ericeira.
Year: 2021
Number Pages:
4p.
Author(s): Zózimo, A. C.; Fortes, C. J. E. M.; Reis, M. T. L. G. V.; Pinheiro, L.; SMITHERS, N; Serrazina, V.
Editor: APRH
Keywords: Emergência; Previsão e alerta; Galgamento; HIDRALERTA; To-SEAlert; Ericeira
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Run-up measurements under very oblique wave incidence
Under the scope of the HYDRALAB+ transnational access project, the so-called RODBreak was conducted in the directional wave basin at the Marienwerden facilities of the Leibniz UniversityHannover (LUH).A stretch of a rubble-mound breakwaterwas built in the wave basinwith a very gentle slope and an armour layer made of Antifer cubes, at the roundhead and adjoining trunk, and rock, at the rest of the trunk.Aset of scale-model tests wascarried out to extend the range of wave steepness values analysedin wave run-up, overtopping and armour layer stability studies, focusing on oblique extreme wave conditions,with incident wave angles from 40º to 90º.The present study focuses on the analysisof measured wave run-up values obtained ina physical model and on its variability with wave parameters and wave obliquity.
Year: 2021
Number Pages:
4p.
Author(s): Lemos, R.; PINA, V.; Santos, J. A.; Fortes, C. J. E. M.; Reis, M. T. L. G. V.
Editor: APRH
Keywords: RODbreak; Physical modelling; Oblique waves; Run-up; Rubble-mound breakwaters
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Simulation of hurricane Lorenzo at the port of Madalena do Pico, Azores, by using the HIDRALERTA system
HIDRALERTA is a forecast, early warning and risk assessment system of port and coastal areas that uses measurements/estimates of sea-waves and water levels to evaluate overtopping/flooding. The calculation of the mean overtopping discharge over a maritime structure is performed through artificial neural network-based tools and/or empirical formulae. The system is composed of four modules developed in open source Web technology, mainly using the Python language. This paper presents its application to reproduce the hurricane Lorenzo conditions and impacts at Madalena do Pico port, Azores, on October 2 2019. This hurricane was regarded as the strongest storm to hit Azores in 20 years. The application of HIDRALERTA focus mainly on the second and fourth modules: wave run-up/overtopping and warning system.
Year: 2021
Number Pages:
4p.
Author(s): SANTOS, M.I.; Fortes, C. J. E. M.; Reis, M. T. L. G. V.; Pinheiro, L.; Serrazina, V.; SALVADOR, M.; Reis, F.; Azevedo, E. B.
Editor: APRH
Keywords: Madalena do Pico; Risk assessment; Overtopping; Warning system; HIDRALERTA
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Análise da energia de ondas infragravíticas na Baía do Espírito Santo, Brasil
A energia das ondas infragravíticas na Baía do Espírito Santo foi investigada através de duas campanhas de medição de ondas em três locais distintos. A variação da energia infragravítica ao longo do tempo foi analisada em conjunto com a evolução do espectro direcional das ondas gravíticas, com o propósito de identificar uma possível relação entre as características das ondas longas e curtas. Quatro faixas de frequência foram utilizadas para particionar o espectro direcional de energia das ondas gravíticas, para observar a evolução destas ao longo do tempo. Nos eventos energéticos de ondas gravíticas medidos ao largo da baía, o aumento da energia na faixa infragravítica só ocorreu em ambos os pontos internos, de forma similar, quando as duas faixas de períodos dominantes do espectro gravítico eram maiores que 9s. Nas outras ocasiões, a região central apresentou maiores amplificações que o ponto nas imediações do Porto de Tubarão.
Year: 2020
Number Pages:
219-222pp.
Author(s): Colaço, G.; Gallo, M.; Parente, C.; Pinheiro, L.; Fortes, C. J. E. M.; Delpuppo, D.; Freitas, T.
: Atas das 6.as Jornadas de Engenharia Hidrográfica / 1.as Jornadas Luso-Espanholas de Hidrografia
Editor: Instituto Hidrográfico
Keywords: Ondas longas; Ondas infragravíticas; Ondas gravíticas
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Avaliação do galgamento costeiro sem e com um quebramar destacado na frente da praia da Vagueira
Um dos aspetos a analisar na caracterização e viabilidade de um quebra-mar destacado (QMD) multifuncional em frente à praia da Vagueira é a redução de galgamentos, consequência desejável que a implementação deste tipo de estrutura marítima terá nessa zona. Para isso, foi efetuada a caracterização da agitação na zona em estudo e a avaliação dos galgamentos, para a situação atual (sem estrutura) e para várias alternativas de QMD.Com base em dados estimados ao largo, a caracterização da agitação marítima local foi obtida mediante a transferência desses dados para pontos junto à costa, utilizando, nesta ordem, os modelos de propagação de ondas marítimas SWAN e DREAMS. O período de dados ao largo considerado foi de 39 anos (1979-2018), com intervalo de 6 em 6 horas. Seguidamente, recorrendo à fórmula de Mase et al. (2013), calculou-se o caudal médio galgado na estrutura de defesa aderente aí existente, sem e com as diferentes alternativas de QMD. Finalmente, a comparação dos resultados obtidos permitiu avaliar o desempenho do QMD na redução dos galgamentos costeiros na sua zona de influência.
Year: 2020
Number Pages:
187-190pp.
Author(s): Fortes, C. J. E. M.; Neves, M. G.; Capitão, R.; Pinheiro, L.
: Atas das 6.as Jornadas de Engenharia Hidrográfica / 1.as Jornadas Luso-Espanholas de Hidrografia
Editor: Instituto Hidrográfico
Keywords: QMD; Praia da Vagueira; Galgamentos; Erosão costeira; Agitação marítima
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Behaviour of moored ships in Azorean ports during hurricanes Lorenzo and Elsa
This work presents the results of numerical simulations of two ferry ships moored inside two ports of Pico
Year: 2020
Number Pages:
129-132pp.
Author(s): Pinheiro, L.; SANTOS, M.I.; Fortes, C. J. E. M.; Zózimo, A. C.
: Atas das 6.as Jornadas de Engenharia Hidrográfica / 1.as Jornadas Luso-Espanholas de Hidrografia
Editor: Instituto Hidrográfico
Keywords: Warning system; Overtopping; Lorenzo; Lajes das Flores; Hidralerta
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Comparação entre modelos numéricos na avaliação de eventos de galgamento costeiro
Este estudo recorre a ferramentas de modelação numérica, XBeach e SWASH, para a avaliação dos eventos de galgamento costeiro devido a tempestades marítimas no troço costeiro urbano da Costa da Caparica, que compreende a estrutura rígida aderente. Faz-se uma análise comparativa entre os modelos, e confronta-se com a informação de eventos documentados (tempestades Hércules e Emma). Ambos os modelos, refletem as variações entre tempestades, com maior intensidade de galgamento para a tempestade mais energética. Existem diferenças entre os modelos, ainda que pouco significativas face aos níveis de perigosidade associados (CEM, 2002; EurOtop, 2018) e ambos apresentaram resultados satisfatórios quando comparados com os relatos históricos das tempestades analisadas. O modelo XBeach requer um maior tempo de computação, contudo permite obter intervalos de confiança na previsão de galgamentos. Este estudo aponta para a viabilidade da utilização de ambos os modelos na avaliação dos eventos de galgamento costeiro na Costa da Caparica.
Year: 2020
Number Pages:
296-299pp.
Author(s): Ferreira, A. M.; Fortes, C. J. E. M.; Reis, M. T. L. G. V.; Garzon, J.L.
: Atas das 6.as Jornadas de Engenharia Hidrográfica / 1.as Jornadas Luso-Espanholas de Hidrografia
Editor: Instituto Hidrográfico
Keywords: XBeach; SWASH; Tempestade marítima; Riscos costeiros
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