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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

An investigation of the applicability of the SWASH model for wave overtopping estimation of a porous structure with a recurved wall was carried out. The results demonstrate the capability of SWASH to predict with good accuracy the mean overtopping discharges when compared to data from physical model tests. Also, detailed validation of the instantaneous wave overtopping shows a reasonable agreement.Whilst free surface is well represented without considering several parametrizations, even for one-layer mode, wave overtopping is very sensitive to any variation in numerical and physical parameters. Wave overtopping simulations are very sensitive to the non-linear Forchheimer coefficient,

This paper focus on the study of different methodologies for surveying two-dimensional scale models of a rubble mound breakwaters.Tests were conducted in one of the LNEC

Este artigo descreve os mais recentes desenvolvimentos do sistema SWAMS ALERT. O sistema consiste em quatro módulos: I - Características da agitação marítima; II - Navegação em áreas portuárias; III - Avaliação de Risco e IV - Sistema de Alerta. O sistema está a ser desenvolvido e implementado numa plataforma web totalmente interativa e amigável.O sistema SWAMS ALERT usa as características da agitação marítima medidas ou previstas para determinar os seus efeitos em termos de movimento vertical excessivo de uma embarcação em manobras que entra ou sai de uma bacia portuária ou em termos de forças em amarras e defensas, bem como de movimentos de um navio amarrado. Para isso, o sistema utiliza um conjunto de modelos numéricos. A comparação dos valores calculados das variáveis relevantes com valores máximos pré-definidos permite a avaliação em tempo real de possíveis situações de emergência ou quando a segurança das operações portuárias estiver em risco e emitir avisos às autoridades competentes; e ainda a construção de mapas de risco, considerando longas séries temporais de ondas de mar medidas ou previstas ou cenários predefinidos associados a alterações climáticas ou eventos extremos.Ilustra-se a aplicação deste sistema ao porto da Praia da Vitória.

The design of certain seawalls / breakwaters has often been required to achieve very low target overtopping discharges when these structures protect vulnerable infrastructure or activities. The balance between economically viable protection and performance requirements is often difficult to achieve without good knowledge on low overtopping. The paucity of data in this space and the high uncertainties associated with existing methods, increase the challenge. The occurrence of a low number of overtopping waves has the consequence that any test results are substantially more affected by the inherent variation of random waves, therefore more uncertain. The physical model test results presented hereafter were successful in obtaining low to very low overtopping discharge data. For low / very low overtopping, these test data present considerable scatter relative to the latest empirical prediction. A number of repetitions was performed for conditions giving very low overtopping discharges, which illustrated the inherent uncertainty associated with low overtopping.

Rubble mound breakwaters (RMB) are the most common maritime structures in Portugal. Their main goal is to reduce the action of waves on the sheltered area of the structure to achieve safety conditions for ships, people and harbour activities.To account and define the need for maintenance or repair works on such structures, it is necessary to evaluate its evolution along its expected lifetime. To predict damages that may occur in those structures and evaluate its importance in terms of structural safety and functionality, it is therefore of utmost importance to follow a monitoring program on such structures. For that purpose, a monitoring mobile tool to be used onsite by the observer would be very useful, adding in this way more efficiency to the existing traditional monitoring techniques used nowadays at LNEC, where visual, systematic, observations are made to attain relevant qualitative evaluation of those structures.Hence, a responsive WebGIS system was developed (Maia et al., 2017) for assisting the observation campaigns, enabling the introduction of photos and videos, their accurate georeferencing, the automatic evaluation of the current, and evolutive, structural state of the structure, and also the checking of physical characteristics of the structure and materials.Besides briefly describing the monitoring tool, this paper focuses primarily on demonstrating its application to a real case scenario of an inspection campaign to the RMB of Ericeira,Portugal, on the 20th of April 2017.

O LNEC tem implementado, desde 1986, um programa designado por OSOM (Observação Sistemática de Obras Marítimas) para quebra-mares de talude localizados em Portugal continental. Para armazenamento, consulta e análise da informação que vai sendo recolhida sobre os diferentes quebramares no programa OSOM, desenvolveu-se no LNEC a aplicação ANOSOM (Análise de Observação Sistemática de Obras Marítimas), a qual tem vindo a ser alvo de diversas atualizações, inclusivamente o manuseamento de nuvens de pontos provenientes de levantamentos dos quebra-mares com sistema de sondador multifeixe e/ou com a ajuda de UAV. Presentemente está em desenvolvimento uma aplicação Web a, ANOSOM_SIG, a qual virá a ser utilizada como interface da base de dados ANOSOM que inclui as funcionalidades de um Sistema de Informação Geográfica (SIG), transformando-se assim, numa ferramenta de gestão de risco em estruturas de proteção costeira e portuária.O objetivo desta comunicação é descrever a aplicação ANOSOM_SIG, bem como as suas funcionalidades até agora implementadas, apresentando alguns exemplos de aplicação.

This paper ilustrates lhe application of a non-linear shallow water numerical model, AMAZON, to study Oscillating Water Column Wave Energy Converters (OWC-WEC) inregrated in vertical breakwaters. This application has been performed within the scope of the research project DITOWEC - Development of an Integrated Tool for Numerical Modelling of Oscillating Water Cohumn Wave Energy Converters Integrated in Vertical Breakwaters. The main objective of DITOWEC is the development of an innovative integrated tool for numerical modeling of wave propagation from offshore to nearshore, of wave-structure interaction and of the complex nonlinear hydrodynamic and aerodynamic phenomena that occur in an OWC-WEC. This development is supported by field data from PICO power plant (Azores) and from two-dimensional experimental data, from physical model tests carried out at LNEC, which are used here for AMAZON calibration/validation. A sensitivity analysis on AMAZON parameters (grid resolution and momentum adjustment factor at vertical barrier) is presented and discussed, centered on wave height obtained near and inside lhe water chamber, amplification factor and phase lag. The obtained AMAZON results are encouraging though more tests are required for different water depths, vertical openings and incoming wave periods, allowing further calibration and validation of the momentum adjustment factor.

Com base em 10 anos de dados de temporais medidos na boía ondógrafo de Sines entre os anos 2001 e 2010, analisaram-se as características de diversos parâmetros da agitação, entre as quais as alturas de onda (significativa e máxima), o período médio e a direção de agitação. Em particular estudou-se a relação entre alturas de onda máxima e alturas de onda significativa durante condições de temporal, compararam-se as relações encontradas com as propostas na literatura e usualmente aplicadas no dimensionamento de quebra-mares verticais, e analisou-se a sua influência na estabilidade dessas estruturas. Verificou-se que os coeficientes de segurança calculados com base em valores de altura máxima registada são inferiores aos calculados com a relação proposta na literatura.

O dispositivo de aproveitamento de energia das ondas de tipo coluna de água oscilante (CAO) é um sistema que foi desenvolvido há já algumas décadas. Em condições de agitação marítima forte, pode ocorrer entrada de ar na câmara-de-ar do dispositivo, pela abertura submersa, comprometendo assim o seu rendimento. A colocação de uma parede vertical submersa, em frente ao dispositivo (UCAO), permite evitar este problema, mas altera o seu desempenho. Neste artigo, o modelo SPH é utilizado para uma primeira análise comparativa da hidrodinâmica dos dois dispositivos. Verifica-se que o factor de amplificação é fortemente condicionado pela dimensão da abertura submersa, reduzindo-se para uma abertura pequena, particularmente para os períodos de onda mais baixos. A amplitude da cava, na câmara de água e em frente ao dispositivo, é menor na configuração de UCAO que na CAO. É, assim, evidente que a UCAO reduz fortemente o risco de sucção de ar na câmara, embora reduza o factor de amplificação, quando comparada com a CAO.

The phenomenon of scour in the vicinity of coastal and harbour protection structures, wind farms, offshore platforms and marine outfalls is one of the causes associated with its collapse. During the design of such structures, the prediction of the maximum erosion depth located in the vicinity of the structure is of utmost importance, requiring, frequently, a validation by scale-model tests. The objective of this study is to validate the use of stereo photogrammetry in such tests. To accomplish this goal, two sets of tests were conducted: A stereo photogrammetric survey of a well-known shape molded in a sand box was carried out in order to infer on the accuracy of the technique when applied to a sand bed. The second set of tests consisted on the survey of the scour around a pile, using the stereo photogrammetric method as well as a bed profiler in order to compare the results obtained with both methods.

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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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