Publicações

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

This work presents the results of numerical simulations of two ferry ships moored inside two ports of Pico

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.

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Os efeitos das alterações climáticas aumentaram a necessidade de investigar a capacidade da vegetação em atenuar a força das ondas, nas zonas costeiras. Apoiando-se em modelação física, analítica e numérica da propagação de ondas sobre vegetação, este estudo teve como objetivos: i) analisar a diferença na dissipação de ondas sobre campos de vegetação rígida e flexível, ii) caracterizar o movimento de vegetação flexível, iii) estimar o coeficiente de arrasto de vegetação rígida e vegetação flexível, e iv) analisar a influência da flexibilidade (movimentoda vegetação) e da força de inércia no coeficiente de arrasto.

Na presente dissertação, desenvolveu-se uma metodologia para caracterização do movimento de um navio amarrado no interior de portos na presença de um campo de ondas. Esta metodologia consiste em utilizar vários modelos numéricos para caracterizar convenientemente: a) a propagação das ondas desde o largo até ao local de acostagem; b) a modificação das características das ondas no interior do porto; c) a ação das ondas sobre o navio; d) a resposta do navio; e) as forças resultantes no sistema de marração. Os modelos utilizados são:· SWAN: modelo não linear espectral para simular a propagação de ondas em zonas costeiras extensas;· DREAMS: modelo linear para simular a propagação de ondas em zonas costeiras abrigadas;· BOUSS-WMH: modelo não linear para simular a propagação de ondas regulares e irregulares em zonas costeiras abrigadas;· GMALHA: gerador de malhas de elementos finitos triangulares;· WAMIT®: que resolve, no domínio da frequência, os problemas de radiação e de difração na interação de um corpo flutuante livre com as ondas;· NPP: gerador de painéis planos sobre o casco do navio;· HYDRO: que transforma os resultados da interação do corpo flutuante livre com as ondas do domínio da frequência para o domínio do tempo;· BAS: que resolve as equações de movimento de um navio amarrado.O desempenho do modelo BOUSS-WMH, em situações de grande não linearidade, foi analisado através da simulação de quatro casos de teste também simulados em laboratório. O BOUSS-WMH provou ser um modelo robusto capaz de representar a deformação da superfície livre de forma adequada, embora, em zonas com forte não linearidade, tenha apresentado algumas limitações, nomeadamente na formaçãode harmónicas de ordem superior à terceira. Verificou-se que os resultados numéricos tendiam a sobrestimar os valores da altura de onda em zonas pouco profundas.Para minorar estas limitações e tornar o modelo mais robusto, fiável e adequado para ser aplicado em casos reais, foram adicionados e implementados novos termos às equações do modelo BOUSS-WMH, nomeadamente, a reflexão parcial, o atrito de fundo e a rebentação (fenómenos físicos inerentes às águas pouco profundas e zonas confinadas).A reflexão parcial foi implementada a partir da adição de um termo de viscosidade na equação de conservação da quantidade de movimento. O modelo com reflexão parcial foi aplicado a dois casos de teste, sendo um deles um caso real (Porto de Vila do Porto, ilha de Santa Maria, Açores), e os resultados foram comparados com medições em ensaios em modelo físico. Verificou-se que a implementação da reflexão parcial diminui em 44% o erro médio quadrático face à simulação com fronteiras totalmente refletoras.O atrito de fundo foi implementado a partir da adição de um termo representativo da tensão tangencial de fundo à equação de conservação da quantidade de movimento. O modelo com atrito de fundo foi aplicado a dois casos de teste, sendo um deles um caso real (Praia de Faro). Verificou-se que a introdução do atrito de fundo dissipa energia como pretendido e reduz as instabilidades numéricas.A rebentação foi implementada com a introdução de um termo de viscosidade turbulenta. Dois critérios distintos foram introduzidos para definir o início e o final da rebentação: a) FSA, baseado na aceleração da elevação da superfície livre; b) RTFN, baseado no número Froude relativo da cava. O modelo com rebentação foi aplicado a três casos de teste estudados em laboratório. A comparação dos resultados do modelo com as medições dos ensaios físicos permite dizer que, de um modo geral, o modelo numérico simula muito bem a localização da rebentação, bem como a dissipação de energia a ela associada. O critério de rebentação baseado no método de RTFN tende a sobrestimar a altura das ondas, mas apresenta índices de concordância maiores do que os obtidos com o critério FSA. A vantagem deste método reside no menor número de parâmetros a calibrar. Os resultados alcançados foram muito bons, dada a complexidade do fenómeno de rebentação das ondas e a simplicidade dos termos utilizados na sua modelação.O gerador GMALHA também foi alvo de melhoramentos nos algoritmos de geração, de forma a possibilitar a existência de ilhas no interior do domínio de cálculo.O modelo numérico WAMIT® foi desenvolvido para aplicações em mar aberto sem muitas estruturas refletoras próximas do navio. Todas as estruturas devem ser discretizadas, o que aumenta exponencialmente o esforço computacional exigido, e são obrigatoriamente totalmente reflectoras. Ora esta é uma limitação importante quando se está no interior de um porto, primeiro devido às dimensões e depois devido às fronteiras parcialmente refletoras. Assim, o modelo WAMIT® foi modificado de modo a incluir as características das ondas modeladas previamente com um dos modelos de propagação. Foram desenvolvidas duas novas rotinas HASK_D e HASK_B, respetivamente para o modelo linear DREAMS e para o modelo não linear BOUSS-WMH. Estas rotinas e as modificações ao modelo WAMIT® foram validadas com a aplicação a casos simples onde o modelo WAMIT® original também podia ser aplicado. A presença de um campo de ondas difratadas pela presença de uma estrutura fixa foi simulada com sucesso. Existem diferenças pouco significativas, principalmente nas altas frequências. Uma explicação para estas diferenças relaciona-se com o facto de que as ondas com períodos baixos apresentam maiores instabilidades numéricas à medida que diminui o número de pontos por comprimento de onda na malha de elementos finitos.Com o intuito de facilitar o tratamento da informação, que, num estudo deste género, tem um volume e complexidade consideráveis, foram desenvolvidas interfaces para cada um dos modelos e estes foram acoplados numa ferramenta integrada

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.

Portugal is one of many countries in the world that suffers from coastal erosion.Conventional ways of protecting a coastline appear to entail some disadvantages. Aninnovative and interesting way of protecting a local coastal zone by means of multifunctionalartificial reefs avoids some of them. A multi-functional artificial reef is asubmerged breakwater which, besides the helping to protect the local coastline, canoffer other purposes; in particular, it may enhance the surfing possibilities and theenvironmental value of the local area. The structure has several positive side-effects:first, it provides an unimpaired visual amenity; second, it offers tourist and economicbenefits by improving the surfing conditions; third, it can enhance the environmentalvalue of the area where it is built, and fourth, with a proper design the down drifterosion can be minimal.An optimal reef design for the Leirosa beach, located to the south of Figueira da Foz,midway along the Portuguese West Atlantic coast, is investigated. In order to achievethis optimal design several steps were conducted. A preliminary design, as a result of atheoretical study, achieved step by step, is proposed for a multi-functional artificial reefmaking use of the theory and of the state of the art. The proposed reef geometry is usedas initial design in the numerical and physical tests, which were executed to analyze thecapacity of a multi-functional reef breakwater to protect the local coastline of Leirosa,Portugal, and to increase the local surfing possibilities. Further, a physical and anumerical 2DV study have been executed to get insight in the influence of the length ofthe reef and in the submergence on the Iribarren number, which is an indication for thebreaker type. In this study, also the optimum height for the reef has been defined.Subsequently, in order to be able to investigate the three design parameters: the reefangle, the geometry of the reef (with or without a platform) and the horizontaldimensions in 2DH for the optimal geometry, the Boussinesq-type COULWAVE modelwas validated; finally, a 2DH numerical study has been conducted with COULWAVEto define the best values for these parameters.In terms of surfability, and for the conditions of the local coastline of Leirosa, thefollowing values for the main parameters were found: a reef angle of 66°, a structureheight of 3.20 m, a reef geometry composed by a delta without platform, a reefsubmergence of 1.50 m and a structure seaward slope of 1:10.The calibration of the numerical model COULWAVE has shown that it can be usedvery well to simulate the hydrodynamics around an MFAR. However, improvementsare recommended on the actual version of COULWAVE. These improvements includemainly the introduction of bottom porous structures. Even though the mean velocityfields give an indication about the sediment transport, they are not sufficient to get a deep insight about the influence of an MFAR on the morphology around the structure.For a proper design of the reef, particularly for the protection of a local coastline, amorphological study has to be executed. / Portugal é um dos muitos países no mundo que sofre os efeitos adversos da erosãocosteira. É sabido que as formas convencionais de protecção costeira apresentamalgumas desvantagens. Uma forma particularmente interessante de proteger oucontribuir para a protecção local de um troço da zona costeira, minimizando algumasdas desvantagens das estruturas tradicionais, é através da construção de recifesartificiais multi-funcionais. Um recife artificial multi-funcional é um quebra-marsubmerso construído com objectivos de ajudar a proteger localmente a zona costeira eoferecer outras valências, nomeadamente, aumentar as possibilidades locais para aprática de surf e contribuir para a valorização ambiental da região.Um recife artificial com estas características apresenta diversos aspectos positivos. Comefeito, esta estrutura: (1) não tem qualquer impacto visual negativo; (2) oferece osbenefícios económicos resultantes da atracção turística, ao melhorar as condições locaispara práticas de surf e/ou outros desportos náuticos (mergulho e pesca); (3) permiteaumentar o valor ambiental da região, e (4) com um projecto adequado permite reduzirao mínimo os efeitos adversos da erosão local ou prolongar mesmo a praia por efeito detômbolo.Neste trabalho são investigados os parâmetros característicos de um recife artificialmulti-funcional, tendo como caso de estudo um troço da zona costeira da Leirosa,situado a cerca de 15 km a sul da Figueira da Foz, Portugal. Para obter as característicasóptimas da estrutura a construir foram realizados vários estudos ao longo de diversasetapas. Como resultado do estado da arte e de um estudo teórico, realizado passo apasso, é proposta uma geometria preliminar de recife artificial multi-funcional. Estageometria preliminar do recife é em seguida utilizada como projecto inicial de diversostestes em modelo numérico e em modelo físico para analisar a sua capacidade naprotecção da praia e do cordão dunar da Leirosa e, em simultâneo, analisar aspossibilidades locais para a prática de surf.Além dos testes realizados em modelo físico, foi efectuado um estudo numéricoutilizando o modelo 2DV COBRAS-UC para obter informações sobre a influência docomprimento do recife e da submersão do mesmo no número Iribarren, sendo este umparâmetro que fornece uma boa indicação do tipo de rebentação a esperar. Neste estudofoi igualmente investigada a altura ideal para o recife. Posteriormente, procedeu-se àvalidação de um modelo numérico 2DH do tipo Boussinesq, o modelo COULWAVE,tendo como objectivo analisar a influência de três parâmetros de projecto com particulardesenvolvimento no plano horizontal: o ângulo do recife, a geometria do recife (com ousem plataforma) e as suas dimensões horizontais. Uma vez validado, foi este modelo numérico utilizado para analisar a influência daqueles parâmetros e identificar os seusvalores mais adequados para a definição de uma geometria optimizada do recife.Em termos de características para a prática de surf, e para as condições locais do litoralda Leirosa, foram identificados os seguintes valores para os principais parâmetros: umaestrutura de recife com ângulo de 66º, altura de 3.20 m e uma geometria composta porum delta sem plataforma, uma submersão do recife de 1.50 m e um declive de barlamarda estrutura de 1:10.A calibração do modelo numérico COULWAVE mostrou que este pode ser usado comsucesso para simular a hidrodinâmica em torno de um recife artificial multi-funcional.No entanto, recomendam-se melhorias na actual versão deste modelo. Tais melhoriasincluem principalmente a possibilidade de modelação com fundos porosos. Embora oscampos da velocidade média forneçam uma primeira indicação sobre o transporte desedimentos, esta informação não é por si só suficientemente profunda para obterconclusões definitivas quanto à influência de uma estrutura com estas característicassobre a morfologia local. Para uma concepção mais adequada da estrutura final dorecife, em particular para efeitos de protecção costeira, deverá ser elaborado um estudomorfodinâmico.

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