Teses de doutoramento

O presente trabalho de investigação refere-se à conservação de elementos estruturais de madeira medianamente degradados por fungos em edifícios antigos. Propõe-se estudar a compatibilidade entre produtos de tratamento e de consolidação por impregnação, aplicados sequencialmente. A avaliação do processo foi realizada maioritariamente em laboratório e na óptica do desempenho mecânico conjunto da madeira e produtos aplicados, por intermédio de ensaios físico-mecânicos destrutivos e não destrutivos e também por ensaios mecânicos não destrutivos realizados in situ. Foram utilizados produtos comerciais, aplicando-os às espécies de madeira correntemente encontradas nos edifícios antigos da zona de Lisboa: Pinho bravo e Casquinha. Procedeu-se à avaliação mecânica de madeira nova e antiga, em estado são e degradado; ao desenvolvimento de um método de medição da profundidade de penetração de produtos de tratamento; à avaliação da capacidade consolidante de madeira degradada por produtos poliméricos fluidos e à avaliação da sua actuação conjunta, estudada com e sem envelhecimento artificial. Os resultados obtidos indicaram significativos aumentos de capacidade mecânica da madeira degradada, quando submetida a tratamento e consolidação Este trabalho desenvolve, assim, uma proposta de solução para a madeira que não se encontra sã, mas que ainda possui capacidade resistente, não necessitando, por isso, de ser removida. O processo de tratamento e consolidação promove resistência aos agentes biológicos e, simultaneamente, recuperação de alguma resistência mecânica da madeira, conferindo-lhe capacidade para continuar em serviço.

O conhecimento dos factores que afectam a probabilidade de ocorrência de um acidente éuma área de investigação relevante de há muitas décadas devido aos enormes custos para asociedade dos acidentes rodoviários. Em Portugal, os desenvolvimentos nesta matériacentraram-se essencialmente nas estradas inter-urbanas. No entanto, as zonas urbanas,caracterizadas por elevadas percentagens de acidentes corporais (cerca de 69% do total entre2004 e 2008), requerem uma atenção prioritária.Com o presente estudo pretendeu contribuir-se para a melhoria da segurança rodoviária emmeio urbano, através da criação de ferramentas que podem ser utilizadas em métodos deintervenção em que a segurança dos utentes vulneráveis seja considerada explicitamente nasfases de planeamento e gestão das redes viárias.A primeira ferramenta correspondeu à criação de uma base de dados georreferenciada dosacidentes rodoviários ocorridos na cidade de Lisboa entre 2004 e 2007, que permitiu adefinição de mapas digitais, com possibilidade de uma grande diversidade de consultas e decruzamentos de informação.A segunda ferramenta refere-se à elaboração de modelos de estimativa de frequência deacidentes para redes urbanas, segundo diversas desagregações: segundo o elementorodoviário: em intersecções (intersecção de três ramos, intersecção de quatro ramos erotundas) e em segmentos; segundo o tipo de acidente: atropelamentos e restantes acidentescom vítimas; e segundo a inclusão de variáveis explicativas relacionadas com o ambienterodoviário: simplificado (apenas com as variáveis de exposição) e global (com todas aspotenciais variáveis explicativas). Foi considerada a incorporação de dados de exposiçãorelativos aos utentes vulneráveis por forma a melhorar a capacidade de estimativa dasinistralidade em redes urbanas.Estas duas ferramentas podem ser usadas directamente na gestão de infra-estruturas, dotandoas entidades com competência em matéria de segurança rodoviária com informação rigorosa edetalhada sobre os factores intervenientes na ocorrência de acidentes em meio urbano erespectiva distribuição espacial.

As telhas cerâmicas são muito utilizadas há séculos no revestimento decoberturas inclinadas em Portugal e em muitos outros países. Alguns casos dedegradação acelerada têm vindo a afectar a durabilidade das telhas.Para avaliar o desempenho de telhas cerâmicas em ambiente marítimo foidesenvolvido um estudo experimental baseado em ensaios de envelhecimentoartificial acelerado.Este estudo compreende a caracterização de diversos tipos de telhascerâmicas, o desenvolvimento e realização de ensaios de envelhecimentoacelerado realizados em câmara de nevoeiro salino, a avaliação dadegradação provocada pelos ensaios acelerados e a comparação com adegradação sofrida por telhas em exposição natural.O estudo pretende reproduzir em laboratório os mecanismos de degradaçãoobservados em condições reais e identificar as características mais afectadas,procurando relações significativas entre grandezas relevantes medidas nosmateriais antes e depois da acção dos agentes externos.Pretende-se também, com base na análise comparativa dos resultados dosensaios de envelhecimento sobre diferentes tipos de telhas, identificarparâmetros de composição e de fabrico que contribuem para a degradação efornecer assim à indústria dados relevantes para melhorar a durabilidade dastelhas.

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.

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.

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 eclassificação. 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 dametodologia para caracterização de grandes consumidores, previsão do consumodoméstico nocturno, avaliação do efeito da variação de pressão no consumo autorizado enas perdas de água e previsão do consumo em ZMC.Para além da metodologia estruturada para a análise de consumos, as principaiscontribuições 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 ummelhor conhecimento sobre as várias componentes do consumo urbano de água, assimcomo para o estabelecimento de critérios de projecto e de exploração da rede maissustentados.

N/A

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.

A temática dos derrames de hidrocarbonetos continua a ser um assunto de extremaimportância dados os graves impactes continuadamente causados no meio marinho. O desenvolvimentode ferramentas para auxilio às autoridades responsáveis pela gestão costeirano 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 desenvolvidopara aplicação a derrames em zonas costeiras, portuárias e oceânicas. Desenvolveuseuma nova metodologia baseada na sinergia da modelação numérica com a detecção remotapor satélites. Este sistema integra uma componente de modelação numérica flexível(2D/3D) e um novo algoritmo de segmentação de manchas de hidrocarbonetos observadasem imagens SAR. O algoritmo de detecção remota foi concebido para validar os resultadosdo sistema de modelos. O sistema de modelação baseia-se numa abordagem Euleriana-Lagrangeana para a resolução dos processos de evolução dos hidrocarbonetos, utilizandomalhas não-estruturadas para a representação dos domínios de estudo numa perspectivamulti-escala. O modelo de hidrocarbonetos inclui a maioria dos processos relevantes numderrame à superfície e na coluna de água e inclui um novo algoritmo para a retenção costeiraque 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 níveisde complexidade variável. A aplicação do sistema ao caso Prestige permitiu demonstrarque a sinergia entre a modelação numérica e a detecção remota é uma mais-valia para aprevisão de derrames de hidrocarbonetos no mar e serviu como base para uma análise qualitativada 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.

O presente trabalho reporta-se ao tema geral da conservação e restauro de revestimentosexteriores de edifícios antigos, destacando-se como tema específico as questões dodesenvolvimento de uma metodologia de estudo e reparação.Com este estudo foi possível um maior entendimento do comportamento dos revestimentosexteriores de edifícios antigos com base em cal, bem como estabelecer um maior rigor naaplicação de metodologias de conservação e restauro, tendo como objectivo principal a definiçãode uma metodologia de restauro conservativa para a salvaguarda das técnicas, da funcionalidadee do aspecto estético original da fachada exterior de edifícios antigos.Os principais contributos deste estudo foram: (i) estabelecer métodos de análises in situ dorevestimento, 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 ograu de deterioração; (iii) escolher a técnica e o produto consolidante adequado para o tratamentodas anomalias; (iv) especificar as distintas técnicas de restauro e definir os diversos produtosconsolidantes existentes para os revestimentos; (v) aplicar materiais tão compatíveis quantopossível com o revestimento, predominantemente compostos por ligantes minerais, dando-sepreferência aos materiais tradicionais, de modo a verificar a sua eficiência através de ensaioslaboratoriais (vi) estabelecer critérios de aplicação para cada produto ensaiado em função daanomalia observada nos revestimentos; (vi) definir uma estratégia de intervenção geral para cadatipo 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 deavaliação de resultados, no sentido da melhor preservação do Património Histórico e do melhorcontrolo do processo de restauro.