Publicações

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. Este artigo apresenta o trabalho desenvolvido até à data na construção e desenvolvimento do protótipo do To-SEAlert para o porto da Ericeira.

Under the scope of the HYDRALAB+ transnational access project, the so-called RODBreak experiment was conducted in the multidirectional wave basin at the Marienwerden facilities of the Leibniz University Hannover (LUH). A stretch of a rubble-mound breakwater was built in the wave basin with a very gentle slope. Its armour layer was made of Antifer cubes, at the roundhead and adjoining trunk, and of rock, at the rest of the trunk.A set of tests was carried out to extend the range of wave steepness values analysed in wave run-up, vertopping 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 analysis of measured wave run-up values obtained in the tests and on their on their variability as well as the influence of the wave obliquity and directional spreading.

Several authors have proposed guidelines on how to consider the effects of oblique waves on the stability of armour layers of rubble-mound breakwaters. Especially for very oblique waves, for which the increase in stability is the largest, limited data are available. Under the scope of the HYDRALAB+ transnational access project

This paper describes a program under the responsibility of LNEC for the systematic observation and monitoring of maritime works that has successfully been applied to a number of maritime structures on the Portuguese mainland coast. The now-called OSOM+ program comprises the following four main components for each structure: i) periodic visual inspections by an experienced technician; ii) periodic aerial inspections with a UAV/ drone; iii) a ANOSOM-WEB database, to store and/or query obtained information on the observation campaigns, as well as to diagnose present, evolution and risk conditions of the structure; iv) a mobile, portable, application, for realtime input and visualization of the database information. OSOM+ has recently been updated with a number of tools and functionalities that are illustrated in this paper with applications to two real case studies: the Portimão harbor breakwaters and Faro-Olhão inlet entrance breakwaters, both located in the south coast of Portugal.

Wave energy is a renewable source with significant amount in relation to the global demand. A good concept of a device applied to extract this type of energy is the onshore oscillating water column wave energy converter (OWC-WEC). This study shows a numerical analysis of the diameter determination of two types of turbines, Wells and Impulse, installed in an onshore OWC device subjected to a hypothetical sea state. Commercial software FLUENT, which is based on RANS-VoF (Reynolds Averaged Navier-Stokes equations and Volume of Fluid technique), is employed. A methodology that imposes air pressure on the chamber, considering the air compressibility effect, is used. The mathematical domain consists of a 10 m deep flume with a 10 m long and 10 m wide OWC chamber at its end (geometry is similar to that of the Pico

Para caracterizar a agitação marítima no Porto de Leixões após o prolongamento do quebra-mar exterior, sob condições de alterações climáticas foi realizado um extenso grupo de ensaios em modelo físico tridimensional de agitação, num tanque do LNEC, à escala 1:80, representando-se toda a bacia portuária e o prolongamento do quebra-mar exterior do Porto de Leixões. Foram realizados ensaios com diferentes condições de agitação incidente para o rumo W e com dois níveis de maré, que correspondem ao nível médio e a preia-mar com uma sobrelevação representativa dos efeitos das alterações climáticas e da sua influência na agitação marítima. Foi medida a agitação em 30 pontos localizados na entrada do porto e no interior da bacia portuária e analisou-se o abrigo da bacia portuária com a ampliação do quebra-mar norte e as diferenças entre o abrigo para os dois níveis de maré ensaiados.As principais conclusões dos ensaios realizados foram que os maiores valores de alturas de onda ocorreram na zona exterior e de entrada do porto, diminuindo para o seu interior. Ao longo do canal de navegação, as alturas de onda vão diminuindo e no interior do porto obtiveram-se valores da altura de onda pequenos. A subida do nível do mar, para as condições ensaiadas, não afeta significativamente a agitação no interior da bacia portuária. No entanto, no exterior e zona de entrada do porto contribui para alterações da agitação que diferem consoante o período de pico e a altura de onda significativa incidente.

The vegetation capacity to protect the coasts from wave action is becoming more important and attractive due to ongoing sea level rise and increasing storminess. In addition, it is a quite environmentally friendly way. Quantifying the vegetation effect in wave propagation will be relevant for coastal management. A non-hydrostatic wave model based on the nonlinear shallow water equations, SWASH, offers opportunities to quantify the wave dissipation effect in vegetation fields. However, limited applications of SWASH addressing this subject can be found in the literature and therefore it is important to enhance the existing knowledge on the model behaviour. In this research, in order to understand the characteristics of the SWASH model further, the model is applied to reproduce the significant wave height (Hs ) evolution over vegetation fields measured in flume experiments and in field campaign. Overall, SWASH performed very well in reproducing the Hs evolution measured both in the laboratory and in the field. In the case of flume data, the statistical scores MBE, RMSE and MRE, showed that the SWASH performance clearly improved when increasing the number of vertical layers assumed in the simulations. In the case of field data, considering a vegetation factor (Vf ) between 0.1 and 0.5, that represents the overall effect of scarcely known numerical vegetation parameters, led to a fairly good SWASH performance in modelling the Hs evolution over vegetation.

O Porto de Leixões, localizado na costa norte de Portugal, é um dos maiores do país, recebendo diariamentevários navios de grandes dimensões. Um dos principais postos de acostagem situa-se à entrada do porto e encontra-se sujeito à agitação marítima que é difratada pelo olhe principal de proteção do porto. Para avaliar dos movimentos induzidos no navio estacionado nesse posto de acostagem e as forças exercidas nas suas amarras e defensas pela agitação incidente, utilizou-se o modelo físico de Leixões, construído num dos tanques do LNEC. Neste modelo físico, encontra-se representada a envolvente do porto de Leixões, assim como a sua batimetria. O modelo do navio

An alternative to the energy matrix expansion, due to the increase of global electricity demand, is the renewable sea wave energy source, which has high energy potential. The Oscillating Water Column (OWC) converter is one of the most studied, although it is not yet used at commercial scale. Therefore, searching the optimal geometric configuration is fundamental to turn this device viable. This study proposes a numerical analysis of an onshore OWC for different slopes of chamber walls (from 40o to 90o) and equipped with a Wells turbine. Simulations of incompressible 2D flows are performed by means of the FLUENT® software, which is based on Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equations. The k-

The H&R wave overtopping model, originally developed for sloping structures, is employed ina number of operational coastal flood forecasting and warning systems. This paper describesthe first step in a project to extend the model to encompass vertical structures. Use is made ofthe CLASH database for the purpose of checking whether it is appropriate to simplyextrapolate the existing formulae for the model

Esta comunicação analisa a aplicabilidade a estruturas marítimas verticais do modelo degalgamentos de Hedges & Reis (H&R), originalmente desenvolvido, calibrado e validado paraestruturas em talude (Hedges & Reis, 1998, 2004; Reis et al., 2008). Apresenta a comparaçãodos resultados deste modelo e de outras formulações empíricas (Pullen et al., 2007; Goda, 2008)com os dados existentes na base de dados do projeto europeu CLASH para estruturas marítimasverticais. Este estudo enquadra-se na extensão da aplicabilidade do modelo a estruturas verticais(Reis et al., 2013) e tem vindo a ser realizado por solicitação da Royal HaskoningDHV que, desde1998, tem desenvolvido sistemas de previsão e alerta de inundações nas Ilhas Britânicas,utilizando este modelo (Lane et al., 2008; Naysmith et al., 2013). Os resultados da aplicabilidadea estruturas verticais do modelo H&R existente são bastante animadores, sugerindo que a suacalibração e validação para estruturas verticais possa originar melhores estimativas dogalgamento.

Neste estudo apresenta-se uma metodologia de avaliação de riscos para estados limitesoperativos no projecto de emissários submarinos que considera: a natureza intrínseca daestrutura, a legislação ambiental Europeia em vigor, os agentes climáticos característicos dazona costeira e a previsão do comportamento da pluma a longo-prazo.Pretende-se ainda identificar alguns padrões principais do comportamento da pluma e a suarelação com os agentes forçadores locais: vento e maré. Esses padrões são obtidos para aregião de Albufeira, onde se encontra o emissário de Vale de Faro, utilizando o método dasfunções ortogonais empíricas. A probabilidade de falha operativa ou paragem é considerada nodimensionamento probabilístico da estrutura.Com o presente estudo pretende-se estabelecer uma metodologia consistente para aoptimização e gestão de riscos no projecto de emissários submarinos com base nasRecomendações Espanholas para Estruturas Marítimas, ROM, actualmente de aplicaçãoessencialmente a portos e estruturas costeiras (Puertos del Estado, 2002). Esta metodologiapermite avaliar a segurança e operatividade de emissários submarinos e será parte integranteda ferramenta, em desenvolvimento, para a optimização e gestão de riscos nos projectos deemissários submarinos.

O conhecimento dos esforços resultantes da interacção de uma onda com um quebra-marmisto torna-se essencial no dimensionamento destas estruturas. No presente trabalho, omodelo numérico SPHyCE, baseado numa metodologia de tipo SPH - Smoothed ParticleHydrodynamics, é utilizado para o cálculo das forças num quebra-mar misto. Para analisar aevolução da força de impacto, foram consideradas várias condições de profundidade no pé daestrutura e de altura de onda incidente abrangendo diferentes regimes de força.A comparação dos resultados do modelo numérico com os das formulações empíricas permitiuverificar que as forças previstas são semelhantes para os casos de regime de ondaparcialmente estacionária. No entanto, para o regime de força de impacto, existem diferençasque se devem a vários factores: i) a rebentação não ocorre sempre da forma prevista nasformulações empíricas; ii) no caso da rebentação com ar aprisionado, cuja influência no valordas forças é relevante, o modelo numérico atinge a seu limite de aplicação, pois não integra oar.

This work is part of the DESTAQ project (Development of advanced techniques to measure thevelocities and study the interaction between detached breakwaters and harbour structures)and aims to analyse the hydrodynamic behaviour of a detached structure as a protectionelement of a main rubble mound breakwater using laboratory tools and techniques.The hydrodynamic analysis that is presented includes image processing tools, and the use ofthe numerical model IH-2VOF. A comparison between the results obtained with bothtechniques is made.

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O modelo numérico SPHyCE, baseado nas equações de Navier-Stokes na forma Lagrangianae numa metodologia de tipo SPH - Smoothed Particle Hydrodynamics, tem sido desenvolvidono LNEC desde 2007. Este modelo, inspirado no código SPHysics (Monaghan, 1994), integravárias opções para aplicações específicas à engenharia costeira e foi objecto de numerosasanálises de sensibilidades com vários parâmetros, estudos de convergência com a resolução evalidações com dados de ensaios experimentais realizados nas instalações do LNEC. Estesestudos foram realizados à escala reduzida dos modelos físicos testados para validação domodelo numérico. No entanto, o modelo, na sua versão actual, não foi ainda aplicado à escalado protótipo.No presente trabalho o modelo numérico SPHyCE é aplicado ao molhe Oeste do Porto deAlbufeira, no Algarve. Esta primeira aplicação tem dois objectivos:- Analisar o comportamento do modelo numérico quando aplicado a um quebra-mar à escalareal;- Aplicar uma metodologia de acoplamento entre o modelo de propagação Bouss-2D, utilizadopara propagar a onda incidente do largo até às proximidades da estrutura, e o modeloSPHyCE.Esta aplicação integra-se no projecto SPACE

Embora os procedimentos para o projeto e operação de ensaios com modelo físico reduzido deestruturas marítimas estejam já consolidados há muito tempo, continuam a existir apossibilidade e a necessidade de aperfeiçoamento de procedimentos relacionados com aexploração desta fonte de informação sobre a resposta destas estruturas à agitação marítimanelas incidente.No presente trabalho, descrevem-se metodologias recentes, implementadas no LNEC, paramelhorar os procedimentos de caracterização da envolvente do manto protetor dequebra-mares de taludes - dando-lhes um caráter mais quantitativo

A set of procedures to evaluate the time series of the diffraction forces on a moored ship insidea harbor basin is presented. Nonlinear wave propagation is obtained using a Boussinesq finiteelement numerical model, BOUSS-WMH. Determination of hydrodynamic forces acting on theship is achieved using a modified version of the WAMIT model. Finally, time series of the waveforces on the ship and of the inherent moored ship motions are obtained using BAS numericalmodel. The main focuses of this work are: the coupling of these three models and themodification of the method used in WAMIT to determine diffraction forces. Some simple andpractical applications of this procedure are presented as well.

Sea waves inside harbors can affect scheduled port operations. Hence it isimportant to correctly predict and characterize the wave field inside ports and to describe themovements of the ship and forces acting upon it. A classical approach is to assume that shipwaveinteraction is linear, [1]. Then it is possible to decompose it in the so-called radiationand diffraction problems. Numerical models that solve such problems have been developedand used by the offshore industry for quite a while, [2], to study the interaction of sea-waveswith floating objects. However, these models cannot be used to solve the diffraction problemof ships inside harbor basins where nearby reflecting boundaries and shallow depths createvery complex nonlinear wave fields.A new set of procedures using coupled models is proposed in this work. First, a Boussinesqtypefinite element wave propagation model is used to determine the wave field in thenumerical domain containing the harbor. Then the velocity potentials are evaluated at theship

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C2IMPRESS is a multi-disciplinary project which aims to enhance understanding and public awareness on multi-hazard risk, based on innovative models, methods, frameworks, tools and technologies to develop decision-making platforms with a fine-grained spatio-temporal data to better assess impacts, vulnerability and resilience on natural hazards. This Report is the Deliverable 1.1 and belongs to Work Package 1, which is mainly addressed to identify the past climate and physical processes that underlie natural disaster events and their consequences

A major objective of TRA LISBON 2022 Conference is to boost research and innovation capacity for the transport sector, throughout a full innovation cycle, from idea to market. Having this in view, the project

The demonstration area will be one of the main focus points of TRA LISBON 2022, presenting multifunctional spaces and being prepared to receive a large number of different types of on-site demonstrations (indoor and outdoor). On-line demonstrations will also be an option, allowing for the widest possible coverage of access for all the participants.The dedicated areas will allow for interactive demonstrations of technological innovations to be carried out by and for industry partners, researchers, and other stakeholders. Demonstrations are an excellent opportunity to introduce conference attendees in an engaging way, as well as to promote new contacts and promising business.

According to the CSA project plan, WP5.2 task objective is to organize technical tours that feature attractive and interactive showcases aiming at engaging participants into novel technologies for all transport modes and enabling stakeholders and their companies to disseminate and even sell their products and applications to all interested parties.

This report is part of HYDRALAB+ Work Package 10, which seeks to strengthen the coherence of experimental hydraulic and hydrodynamic research undertaken by the HYDRALAB+ partner organisations. It outlines the work carried out by Samui Design & Management Ltd, supported by HR Wallingford, in relation to the development of a data repository structure that can be adopted by participants of the HYDRALAB+ project.

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 and 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 the number and intensity of run-up/overtopping events and make the existing coastal/harbor 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. The research 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 enclosed dataset refers to the experimental work developed at LNEC within HYDRALAB+ and considers 2D damage and overtopping tests for a rock armor slope, with four different approaches to represent storms. Data of free surface elevation, overtopping and damage is presented.

The HYDRALAB+ project is aimed at strengthening the coherence of experimental hydraulic and hydrodynamic research undertaken across its partner organisations. This report is D10.2 of the HYDRALAB+ project, entitled

The HYDRALAB+ project is aimed at strengthening the coherence of experimental hydraulic and hydrodynamic research undertaken across its partner organisations. This report is D10.3 of the HYDRALAB+ project, entitled

This deliverable is related to task 8.2

Neste relatório inicial são apresentadas a arquitetura e as caraterísticas gerais dos protótipos do sistema de previsão, alerta e gestão de riscos causados pela agitação marítima para os portos de Madalena do Pico, São Roque do Pico e Praia da Vitória. Os três protótipos em desenvolvimento têm por base uma arquitetura semelhante, com características distintas, nomeadamente no que respeita à localização dos dados de base, às malhas computacionais utilizadas e às características físicas das fronteiras, tanto no plano horizontal (interface terra-mar), como no vertical (batimetria dos fundos). Caracteriza-se o layout geral dos portos, bem como a sua morfologia e operabilidade.

The project LIFEGARACHICO (LIFE20 CCA/ES/001641) proposes the creation of an effective flexible adaptation framework for the coastal unicipalities of Macaronesia, making specific local interventions to increase their resilience against extreme coastal events resulting from climate change. Social surveys were applied in Praia da Vitória, Terceira, Azores, to understand the civilians perception of coastal flooding events.

The project LIFE-GARACHICO (LIFE20 CCA/ES/001641) proposes the creation of an effective flexible adaptation framework for the coastal municipalities of Macaronesia, making specific local interventions to increase their resilience against extreme coastal events resulting from climate change. Social surveys were applied in both localities in order to understand the civilians perception of coastal flooding events

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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