Teses de Doutoramento
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Comportamento e durabilidade de telhas cerâmicas em ambiente marítimo
As telhas cerâmicas são muito utilizadas há séculos no revestimento de coberturas inclinadas em Portugal e em muitos outros países. Alguns casos de degradação acelerada têm vindo a afectar a durabilidade das telhas. Para avaliar o desempenho de telhas cerâmicas em ambiente marítimo foi desenvolvido um estudo experimental baseado em ensaios de envelhecimento artificial acelerado. Este estudo compreende a caracterização de diversos tipos de telhas cerâmicas, o desenvolvimento e realização de ensaios de envelhecimento acelerado realizados em câmara de nevoeiro salino, a avaliação da degradação provocada pelos ensaios acelerados e a comparação com a degradação sofrida por telhas em exposição natural. O estudo pretende reproduzir em laboratório os mecanismos de degradação observados em condições reais e identificar as características mais afectadas, procurando relações significativas entre grandezas relevantes medidas nos materiais antes e depois da acção dos agentes externos. Pretende-se também, com base na análise comparativa dos resultados dos ensaios de envelhecimento sobre diferentes tipos de telhas, identificar parâmetros de composição e de fabrico que contribuem para a degradação e fornecer assim à indústria dados relevantes para melhorar a durabilidade das telhas.
Ano: 2010
Número Páginas:
426.
Autor(es): Cruz, C.
Keywords: Nevoeiro salino; Ensaios acelerados; Telhas cerâmicas; Durabilidade
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Comportamento e durabilidade de telhas cerâmicas em ambiente marítimo
As telhas cerâmicas são muito utilizadas há séculos no revestimento de coberturas inclinadas em Portugal e em muitos outros países. Alguns casos de degradação acelerada têm vindo a afectar a durabilidade das telhas. Para avaliar o desempenho de telhas cerâmicas em ambiente marítimo foi desenvolvido um estudo experimental baseado em ensaios de envelhecimento artificial acelerado. Este estudo compreende a caracterização de diversos tipos de telhas cerâmicas, o desenvolvimento e realização de ensaios de envelhecimento acelerado realizados em câmara de nevoeiro salino, a avaliação da degradação provocada pelos ensaios acelerados e a comparação com a degradação sofrida por telhas em exposição natural. O estudo pretende reproduzir em laboratório os mecanismos de degradação observados em condições reais e identificar as características mais afectadas, procurando relações significativas entre grandezas relevantes medidas nos materiais antes e depois da acção dos agentes externos. Pretende-se também, com base na análise comparativa dos resultados dos ensaios de envelhecimento sobre diferentes tipos de telhas, identificar parâmetros de composição e de fabrico que contribuem para a degradação e fornecer assim à indústria dados relevantes para melhorar a durabilidade das telhas.
Ano: 2010
Número Páginas:
398p.
Autor(es): Cruz, C.
Keywords: Nevoeiro salino; Ensaios acelerados; Telhas cerâmicas; Durabilidade
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Hydromechanical behaviour of concrete dam foundations. In situ tests and numerical modelling
Apresenta-se um estudo sobre o comportamento de fundações de barragens de betão na fase de exploração normal das obras desenvolvido com o objectivo de validar e fundamentar a aplicação de modelos numéricos de análise do comportamento hidromecânico de maciços rochosos, tendo em vista generalizar a sua utilização e tornar mais eficaz a observação e controlo de segurança destas obras. Foi estudada a representação em modelos numéricos da cortina de impermeabilização e do sistema de drenagem e das condições geológico-geotécnicas concretas das zonas de fundação analisadas, tendo em conta, nomeadamente, os problemas computacionais associados a modelos tridimensionais. Foram realizados ensaios de afluência de água em duas grandes barragens portuguesas, uma gravidade e uma abóbada, que se verificou serem fundamentais para caracterizar o escoamento no maciço, complementando a informação obtida com o sistema de observação. Desenvolveram-se modelos hidráulicos e hidromecânicos do comportamento das fundações destas barragens, que no caso da barragem gravidade foram utilizados no estudo de cenários de rotura. Apresentam-se conclusões sobre a adequação e limitação dos modelos numéricos utilizados, sobre os parâmetros essenciais para calibrar e aplicar esses modelos, e propõem-se métodos de planeamento e utilização dos sistemas de observação de fundações de barragens, de modo a melhorar o controlo de segurança.
Ano: 2010
Número Páginas:
475p.
Autor(es): Braga Farinha, M. L.
Keywords: Controlo/avaliação da segurança; Comportamento hidromecânico; Modelação numérica; Ensaios de afluência de água; Fundações rochosas; Barragens de betão
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Metodologias de Análise de Consumos para a Gestão Eficiente de Sistemas de Distribuição de Água
Este trabalho de investigação teve como objectivo principal propor, aplicar e validar uma metodologia que permitisse transformar dados de consumo urbano de água, obtidos a partir de sistemas de telemetria, em informação útil para a gestão dos serviços de água e para os consumidores. A metodologia encontra-se estruturada em quatro módulos: planeamento e monitorização, processamento de dados, produção de informação de caracterização e previsão e classificação. Tirando partido de dados de consumo telemedidos aos vários níveis, desde o cliente individual às zonas de medição e controlo (ZMC), procede-se à aplicação da metodologia para caracterização de grandes consumidores, previsão do consumo doméstico nocturno, avaliação do efeito da variação de pressão no consumo autorizado e nas perdas de água e previsão do consumo em ZMC. Para além da metodologia estruturada para a análise de consumos, as principais contribuições inovadoras são o desenvolvimento de modelos de previsão e de classificação do consumo em ZMC, em função das variáveis explicativas mais significativas, e a obtenção de expressões para a variação do consumo autorizado e das perdas reais com a pressão. O trabalho desenvolvido contribuirá para um uso mais eficiente da água, através de um melhor conhecimento sobre as várias componentes do consumo urbano de água, assim como para o estabelecimento de critérios de projecto e de exploração da rede mais sustentados.
Ano: 2010
Número Páginas:
434p.
Autor(es): Loureiro, D.
Keywords: Perdas de água; Zona de medição e controlo; Telemetria; Uso eficiente da água; Consumo urbano de água; Sistema de abastecimento de água
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Modelação da Morfodinâmica de Estuários
N/A
Ano: 2010
Número Páginas:
1-188pp.
Autor(es): Pinto, L.
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Modelação Numérica da Rebentação das Ondas. Sistema Integrado de Modelação da Agitação Marítima
Esta dissertação divide-se em duas partes principais, uma dedicada ao desenvolvimento e validação de um novo modelo numérico para a propagação de ondas fracamente não lineares com a inclusão da dissipação de energia por rebentação, e uma dedicada ao desenvolvimento de um sistema integrado de modelação da agitação marítima em zonas costeiras e portuárias, GUIOMAR, para a utilização simplificada de modelos de propagação de ondas e para o apoio à tomada de decisão em estudos de engenharia costeira (quer correntes, quer situações de emergência). Na primeira parte, as equações de Beji e Nadaoka (1997a,b), são extendidas de forma a incluírem dissipação de energia por rebentação, através da consideração das tensões de Reynolds na equação da conservação da quantidade de movimento e da dedução de uma formulação alternativa da equação não linear de declive suave dependente do tempo. O modelo desenvolvido neste trabalho é aplicado a três testes de ensaios em modelo físico, que abrangem praias de declive constante e um perfil barra-fossa. Os testes efectuados permitiram seleccionar o critério de rebentação e definir regras para a determinação dos valores para as condições críticas de início e de fim da rebentação, calibrar o valor a atribuir ao parâmetro dos termos dissipativos e estabelecer regras para a sua definição, assim como para avaliar o desempenho do modelo. Foram obtidos bons resultados, embora o empolamento da onda tenha sido subestimado. Verificou-se uma estreita relação entre o valor a utilizar para a condição crítica de início da rebentação e a declividade da onda à entrada do domínio de cálculo, e entre o valor óptimo para o parâmetro dos termos dissipativos e o número de Ursell à entrada do domínio. Na segunda parte, apresenta-se a estrutura do sistema GUIOMAR, assim como as interfaces suas constituintes. O sistema GUIOMAR permite a utilização simplificada de modelos de agitação marítima, incluindo a construção, manipulação e visualização de dados e resultados. Estes factores contribuem para a sua afirmação como uma ferramenta de apoio à tomada de decisão em estudos de engenharia costeira e portuária. Foca-se também a avaliação das variabilidades de origem geográfica nos resultados dos modelos, nomeadamente as associadas à escala e resolução dos dados batimétricos utilizados, aos métodos de interpolação mais comuns e à subjectividade inerente à definição das linhas de costa. Da análise do comportamento dos modelos de agitação marítima constatou-se a necessidade de ter em atenção no respectivo estudo, aos dados de batimetria utilizados e às interpolações a que se recorre. São delineadas sugestões/recomendações para um futuro utilizador do sistema GUIOMAR aquando da utilização de métodos de interpolação.
Ano: 2010
Autor(es): Zózimo, A. C.
Keywords: Zonas portuárias e costeiras; Variabilidades de origem geográfica; Sistema integrado; Sistema de informação geográfica; Modelação numérica da rebentação das ondas; Equação não linear de declive suave dependente do tempo
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Sistema integrado de modelação para apoio à prevenção e mitigação de acidentes de hidrocarbonetos em estuários e orla costeira
A temática dos derrames de hidrocarbonetos continua a ser um assunto de extrema importância dados os graves impactes continuadamente causados no meio marinho. O desenvolvimento de ferramentas para auxilio às autoridades responsáveis pela gestão costeira no combate e mitigação deste tipo de acidentes é prioritário nos planos estratégicos governamentais. Neste trabalho propõe-se um novo sistema integrado de análise de hidrocarbonetos desenvolvido para aplicação a derrames em zonas costeiras, portuárias e oceânicas. Desenvolveuse uma nova metodologia baseada na sinergia da modelação numérica com a detecção remota por satélites. Este sistema integra uma componente de modelação numérica flexível (2D/3D) e um novo algoritmo de segmentação de manchas de hidrocarbonetos observadas em imagens SAR. O algoritmo de detecção remota foi concebido para validar os resultados do sistema de modelos. O sistema de modelação baseia-se numa abordagem Euleriana- Lagrangeana para a resolução dos processos de evolução dos hidrocarbonetos, utilizando malhas não-estruturadas para a representação dos domínios de estudo numa perspectiva multi-escala. O modelo de hidrocarbonetos inclui a maioria dos processos relevantes num derrame à superfície e na coluna de água e inclui um novo algoritmo para a retenção costeira que considera a dinâmica intertidal para aplicação a domínios praias, lagunas e estuários. Realizaram-se diversas aplicações sintéticas e reais que comprovaram a precisão, robustez, fiabilidade e flexibilidade do sistema integrado, com custos computacionais e níveis de complexidade variável. A aplicação do sistema ao caso Prestige permitiu demonstrar que a sinergia entre a modelação numérica e a detecção remota é uma mais-valia para a previsão de derrames de hidrocarbonetos no mar e serviu como base para uma análise qualitativa da influência da precisão da previsão do vento como agente forçador. Futuramente, o sistema poderá ser aplicado na optimização de planos de contingência, sustentando análises de risco, e em sistemas de alerta e aviso para acidentes de poluição.
Ano: 2010
Número Páginas:
258 pp.
Autor(es): Azevedo, A.
Keywords: Prestige; Sar; Detecção remota; Modelação euleriana-lagrangeana; Derrames de hidrocarbonetos
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A conservação e o restauro de revestimentos exteriores de edifícios antigos - Uma Metodologia de Estudo e Reparação
O presente trabalho reporta-se ao tema geral da conservação e restauro de revestimentos exteriores de edifícios antigos, destacando-se como tema específico as questões do desenvolvimento de uma metodologia de estudo e reparação. Com este estudo foi possível um maior entendimento do comportamento dos revestimentos exteriores de edifícios antigos com base em cal, bem como estabelecer um maior rigor na aplicação de metodologias de conservação e restauro, tendo como objectivo principal a definição de uma metodologia de restauro conservativa para a salvaguarda das técnicas, da funcionalidade e do aspecto estético original da fachada exterior de edifícios antigos. Os principais contributos deste estudo foram: (i) estabelecer métodos de análises in situ do revestimento, para conhecimento da sua técnica, da sua história e do seu estado de conservação; (ii) estabelecer métodos de análise das anomalias do revestimento, onde é possível quantificar o grau de deterioração; (iii) escolher a técnica e o produto consolidante adequado para o tratamento das anomalias; (iv) especificar as distintas técnicas de restauro e definir os diversos produtos consolidantes existentes para os revestimentos; (v) aplicar materiais tão compatíveis quanto possível com o revestimento, predominantemente compostos por ligantes minerais, dando-se preferência aos materiais tradicionais, de modo a verificar a sua eficiência através de ensaios laboratoriais (vi) estabelecer critérios de aplicação para cada produto ensaiado em função da anomalia observada nos revestimentos; (vi) definir uma estratégia de intervenção geral para cada tipo de revestimento e de anomalia. Enfim, o estudo permitiu estabelecer uma metodologia geral de restauro de revestimentos, desenvolvendo todo um conjunto de técnicas de ensaio, critérios de selecção de produtos e de avaliação de resultados, no sentido da melhor preservação do Património Histórico e do melhor controlo do processo de restauro.
Ano: 2009
Autor(es): Tavares, M.
Keywords: Metodologia de reparação; Técnicas de execução; Restauro; Conservação
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Análise experimental de cenários de rotura em fundações de barragens de betão
Para verificação do cumprimento das exigências de segurança das barragens, tanto relativamente à funcionalidade (cenários correntes), como em relação à segurança ao colapso (cenários de rotura), é essencial utilizar modelos de simulação ou de interpretação (no caso de obras existentes) do seu comportamento. Estes modelos são idealizações (simplificações) da realidade, tanto no que diz respeito às acções (modelos das acções), como no que respeita à componente estrutural (modelos estruturais). A solução destes modelos, através de adequados métodos de análise, quantifica parâmetros da resposta das estruturas que permitem avaliar a sua segurança, utilizando critérios de segurança previamente definidos. A validação destes modelos pode ser feita, no caso de cenários correntes, através da sua comparação com os resultados da observação do comportamento de barragens. No caso de cenários de rotura, não existe muita experiência de comparação destes resultados com situações reais: é pequeno o número de acidentes ocorrido e, mesmo nestes, o volume de informação é reduzido. Desta forma, o recurso a métodos experimentais, para o estudo de cenários de rotura, tem uma importância acrescida. Assim o principal objectivo deste trabalho é contribuir para melhorar a capacidade de avaliação da segurança de barragens de betão envolvendo cenários de rotura pela fundação. Neste trabalho desenvolveram-se dois ensaios experimentais em modelos físicos: um primeiro envolvendo uma barragem abóbada, para o estudo de cenários de rotura da fundação para acções estáticas; e um segundo de uma barragem gravidade ensaiado em mesa sísmica, com vista a estudar a rotura pela fundação para acções dinâmicas. A previsão e interpretação dos ensaios foram efectuadas com modelos matemáticos adequados, que permitiram a sua validação e posterior utilização no estudo de outros cenários.
Ano: 2009
Autor(es): Gomes, J. P.
Keywords: Método dos elementos discretos; Método dos elementos finitos; Modelos numéricos; Mesa sísmica; Análise dimensional; Modelos físicos; Análise até à rotura; Controlo da segurança de barragens; Barragens de betão
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Análises de riscos em geotecnia
Os presentes programas de investigação e de pós-graduação incidem sobre a temática das análises de riscos, tendo por principal objectivo contribuir para a apropriação, o desenvolvimento e a divulgação dos conhecimentos nesta área científica, bem como o estabelecimento das vantagens e das limitações deste tipo de abordagem e as suas condições de aplicabilidade à Geotecnia, em geral, e às barragens de aterro, em particular. Dada a complexidade e a extensão dos temas envolvidos, referem-se apenas os aspectos puramente geotécnicos ou de fronteira com outras áreas científicas. Após ter sido produzido um enquadramento geral das análises de riscos no âmbito mais abrangente da gestão do risco, elegeram-se como temas fundamentais de investigação a avaliação e caracterização das incertezas, a estimativa da verosimilhança e o cálculo de probabilidades relativas às sequências de rotura das obras e as metodologias para a realização de análises de riscos. Complementarmente, no contexto da gestão do risco, são referidas as abordagens observacionais. Assim, enumeram-se as incertezas presentes nas análises de riscos, discute-se a sua origem e o modo como, em alguns casos, podem ser tratadas. Para a estimativa da verosimilhança ou das probabilidades de rotura apresentam-se métodos baseados no desempenho histórico, em análises probabilísticas de fiabilidade e na opinião de peritos. Referem-se as metodologias de análise de riscos mais utilizadas em Geotecnia, como o recurso a índices ou a matrizes de risco, a análises dos modos de falha, dos seus efeitos e da sua criticalidade (FMEA e FMECA), a árvores de eventos (ETA) e a árvores de falhas (FTA). Apresentam-se, finalmente, propostas específicas de projectos de investigação e do correspondente programa de pós-graduação, que compreendem: a modelação da variabilidade e a caracterização das incertezas associadas aos parâmetros geotécnicos, a aplicação de métodos probabilísticos para verificação dos estados limites em Geotecnia e as metodologias de análises riscos e sua aplicação em Geotecnia e a barragens de aterro.
Ano: 2009
Autor(es): Caldeira, L.
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