Publicações

A case study aiming to improve surfing conditions over a submerged detached breakwater, intended to be placed in front of Praia da Vagueira (Aveiro, Portugal), was concluded in April 2022. The final results are revisited and refined by incorporating an alternative wave breaking line detection method, using the resulting eddy viscosity parameter from the COULWAVE numerical model. Preliminary results demonstrate good agreement with experiments and indicate the potential for a more detailed analysis, but further investigation is required.

Performance and hydrodynamics of an array of Oscillating Water Column (OWC) Wave Energy Converter (WEC) integrated into a vertical breakwater is studied. The FLUENT® software, in which the numerical model is based on the Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations and the Volume of Fluid method for free surface flow modeling, is used in a 3D numerical wave tank. Three vertical breakwater configurations subject to the action of incident regular waves with periods from 6 to 12 s are studied: normal breakwater, with vertical walls parallel to the direction along the breakwater length; and two novel breakwater geometries, partially and fully convergent breakwaters, whose converging vertical walls are inclined

A instalação de plataformas fotovoltaicas flutuantes em reservatórios de água, albufeiras e lagoas, iniciada na primeira década do século XXI, tem aumentado significativamente nos últimos anos. Em Portugal, o Decreto-Lei n.º 98/2021 de 16 de novembro determinou a abertura de procedimento concorrencial, sob a forma de leilão eletrónico, para atribuição de reserva de capacidade de injeção em pontos de ligação à Rede Elétrica de Serviço Público para eletricidade a partir da conversão de energia solar por centros eletroprodutores fotovoltaicos flutuantes a instalar em albufeiras de barragens. Neste contexto, o LNEC, por solicitação da Agência Portuguesa do Ambiente (APA), elaborou um relatório onde são especificados os requisitos técnicos para a avaliação das condições de segurança de projetos de plataformas fotovoltaicas flutuantes em albufeiras de barragens, e pela posterior apreciação dos projetos de execução destas instalações. A presente Nota Técnica descreve as principais atividades desenvolvidas e os contributos do LNEC neste domínio.

This work evaluated a video camera-based technique for measuring wave run-up and identifying overtoppingevents in three-dimensional physical scale models of rubble-mound breakwaters. Run-up elevations inferredby the Timestack methodology were compared with the traditional measurements obtained by a resistive wavegauge. For both frontal and oblique incident waves, run-up statistical parameters returned by Timestackanalysis agreed with the instrument measurements. Moreover, overtopping events were correctly identified.Overall, results indicated the feasibility of a non-intrusive video camera-based technique for hydraulicmeasurements in physical models.

This work evaluated a video camera-based technique for measuring wave run-up and identifying overtopping events in three-dimensional physical scale models of rubble-mound breakwaters. Run-up elevations inferred by the Timestack methodology were compared with the traditional measurements obtained by a resistive wave gauge. For both frontal and oblique incident waves, run-up statistical parameters returned by Timestack analysis agreed with the instrument measurements. Moreover, overtopping events were correctly identified. Overall, results indicated the feasibility of a non-intrusive video camera-based technique for hydraulic measurements in physical models.

Physical modelling is a key tool for the characterisation of wave run-up and overtopping phenomena on maritime structures. Traditionally, these parameters have been measured using resistive wave gauges. Nowadays, modern non-intrusive methods have emerged. In particular, video cameras, combined with advanced video analysis such as the TimeStack method, provide a compelling alternative to conventional techniques. TimeStack involves the extraction of pixel arrays along a predetermined image line segment (transect) over the duration of the video. This results in a composite image, known as a TimeStack, which encapsulates the temporal evolution of the pixels. This study describes the application of the TimeStack method to assess the statistical parameters of wave run-up and overtopping events, as well as their spatial distribution in the 3D models of the Leixões breakwater. At the same time, an evaluation of the overtopping events and their extent is carried out in the 2D model of the Peniche breakwater. For the main section of the Leixões breakwater, statistical parameters of wave run-up (Rumax, Rumin, Rumean and Ru2%) derived from video analysis are determined for two sections (trunk and head) of the breakwater. In the case of the trunk section, the wave run-up was once again analysed for tests conducted under the same wave conditions but with different wave directions. Furthermore, the TimeStack method enables the determination of the zone of the breakwater that was most heavily overtopped and the range of overtopping distances. In the second case, it was possible to determine the number of overtopping events as well as statistical parameters such as hmax and h2%. These cases illustrate the advantages and disadvantages of the TimeStack method for different applications in scale model tests of breakwaters. The results confirm that video-based techniques are a viable alternative for measuring run-up across different sections of 3D scale models of breakwaters and for detecting overtopping events, including their peak heights and distances reached. Furthermore, this work outlines future improvements in image processing algorithms and procedural refinements aimed at mitigating some of the inherent drawbacks of the method.

Os ensaios em modelo físico (Fig. 1) são utilizados como apoio ao projeto de quebra-mares detaludes, com o objetivo de avaliação do comportamento da solução projetada do ponto de vista daestabilidade hidráulica da estrutura. Esta avaliação do comportamento é efetuada através da evoluçãodo dano, para a qual são utilizadas duas metodologias distintas na avaliação do comportamento dasecção ensaiada: o método de contagem visual e o método do volume erodido.

This study aims to validate a numerical model based on Reynolds-averaged Navier

Storms impacting sandy coastal areas produce hazards such as erosion and overwash that, in turn, promote risk to life and property damage in occupied areas. Coastal damage and risks willincrease in the future not only in association with climate change but also due to the growinghuman occupation in coastal areas (van Dongeren et al., 2018). Since the threatened coastal areas are often densely populated, there is a need to implement measures to prevent risks. One of such measures is the use of Early Warning Systems (EWS) that anticipate expected risks and, therefore, work as management tools to minimize or avoid disaster. This work presents the basis of an EWS prototype to alert about the potential consequences of overwash/overtopping and erosion induced by storms, in coastal areas.

A praia da Vagueira está localizada no Município de Vagos, distrito de Aveiro e é protegida por uma estruturade defesa frontal aderente que foi requalificada em 2015, com alteamento da sua cota de coroamento para + 10 m(ZH), devido à ocorrência de inundações na zona por ela protegida. Para caracterizar o galgamento com a estrutura atual, aplicou-se o modelo numérico SWASH a uma secção desta estrutura, simulando-se os temporais ocorridos entre 1979 e 2018 que, segundo as fórmulas comumente utilizadas para este tipo de estrutura, dariam galgamentos significativos. Assim, nesta comunicação apresenta-se o modelo utilizado, as características da estrutura de defesa aderente e as condições de agitação e nível de mar utilizadas nas simulações. Os resultados obtidos com o SWASH são comparados com os resultados de várias fórmulas empíricas. Para todas as condições testadas, as fórmulas empíricas apresentam sempre caudais médios de galgamento não nulos, enquanto o SWASH apenas origina caudais médios de galgamento superiores a zero quando o espraiamento máximo não atinge o coroamento da estrutura. Consequentemente, a utilização dos resultados das fórmulas empíricas para a emissão de alertas pode conduzir a situações de alarme que não correspondem à realidade.

No âmbito do projecto de investigação Destaq (Desenvolvimento de Técnicas Avançadas demedição de velocidades para o estudo da interacção entre Quebramares destacados e obrasportuárias)1, pretende-se estudar o comportamento hidrodinâmico de um quebra-mar submersona vizinhança de uma obra portuária a defender. Este estudo contempla quer a realização deensaios em canal na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, quer a aplicação demodelos numéricos pelo Laboratório Nacional de Engenharia Civil.A modelação numérica é efectuada com recurso a dois programas: o AMAZON2 que se baseianas equações NLSW e o IH-2VOF3 que se baseia nas equações RANS.Nesta comunicação, apresenta-se a metodologia que está a ser usada para analisar asensibilidade dos resultados obtidos pelo modelo IH-2VOF às características dos meiosporosos, que deverão ser calibrados, quer do quebra-mar Norte do porto de Leixões, quer doquebra-mar submerso proposto para mitigar alguns problemas operacionais aí existentes.

Esta comunicação apresenta uma perspectiva histórica do projecto, construção, colapso ereabilitação do molhe Oeste do Porto de Sines, bem como dos estudos de galgamento emmodelo físico efectuados para avaliar a eficácia das diferentes soluções propostas ao longo dosanos para a sua reabilitação.Apresenta ainda três soluções propostas para a reabilitação final do molhe e os respectivosensaios em modelo físico, realizados em 2008 no LNEC. O estudo do galgamento destassoluções é complementado pela aplicação das metodologias recomendadas pelo actual manualde galgamentos (redes neuronais e fórmulas empíricas) e pela aplicação da nova versão domodelo numérico não linear de águas pouco profundas, AMAZON.Existe uma boa concordância entre os dados do modelo físico e os resultados do AMAZON,apesar de este modelo mostrar uma tendência para sobrestimar os caudais médios degalgamento. A NN_OVERTOPPING, baseada na análise de redes neuronais, não apresentauma concordância tão nítida com os resultados do modelo físico, para além de mostrar umatendência para a subestimação dos caudais. As fórmulas empíricas sobrestimamsignificativamente os caudais.

A Secção de Hidráulica (SH) do Laboratório Engenharia Civil iniciou a sua actividade em 1948,tendo-se dedicado quase imediatamente à realização de estudos de hidráulica marítima emmodelo físico reduzido e tendo como precursores nomes que vieram a ficar intimamenteligados ao tema.Desde então e até aos tempos actuais, a realização deste tipo de estudos tem vindo a revestir--se de uma importância vital como ferramenta útil no projecto das obras, contribuindo, destaforma, para o êxito de empreendimentos realizados um pouco por todo o mundo, com especialênfase, obviamente, para os implementados em território nacional.Esta comunicação pretende dar uma noção desses contributos, realçando estudosemblemáticos ou de maior relevo realizados até à actualidade, ao mesmo tempo que seapresentam as dificuldades sentidas no passado, no presente e as que deverão vir a sentir-seno futuro, não deixando de referir o contributo da evolução tecnológica para a optimização darealização deste tipo de estudos.

This paper describes the implementation and validation in the BOUSS-WMHnumerical model of a new trigger mechanism for the initiation and termination of wavebreaking. The initial approach is based on the vertical acceleration of the free surfaceelevation while the new approach is based on the Relative Trough Froude Number (RTFN).With either method an additional momentum term is introduced to describe the energydissipation due to wave breaking using an eddy viscosity model.

O projecto convencional de emissários submarinos, que inclui concepção, dimensionamento,construção, exploração, manutenção e reparação, não se baseia numa avaliação de riscosexplícita e sistemática e os métodos de dimensionamento destas estruturas são de naturezadeterminística. No entanto, o projecto destas obras é muito complexo, dispendioso e estão-lheassociadas inúmeras incertezas relacionadas, por exemplo, com o carácter aleatório dassolicitações actuantes (e.g. ondas, correntes), os modelos utilizados para representar arealidade (e.g. modelos físicos/numéricos), etc.Como tal, é necessário que se utilizem metodologias que permitam considerar a aleatoriedadee as incertezas existentes e incorporar o máximo de conhecimento e de dados disponíveis, eque possibilitem uma gestão dos riscos associados e permitam optimizar o custo do projecto.Uma abordagem de gestão de riscos, baseada em métodos probabilísticos e de optimização(que entram em linha de conta com a probabilidade de falha das estruturas e suasconsequências), dá resposta a estas necessidades, sendo o objecto do presente estudo.Pretende-se assim: (1) a realização de um inventário de riscos associado com o projecto deemissários e identificação do modo de falha destas estruturas; (2) estabelecimento de umametodologia para aplicar técnicas probabilísticas e de optimização ao projecto; e (3)desenvolvimento de ferramentas computacionais para o dimensionamento probabilístico eoptimizado das estruturas, que resultará num conjunto de recomendações a ser aplicado aestes projectos.A metodologia utilizada no presente estudo baseia-se nas Recomendações da ROM 0.0(2002), onde estão classificadas as estruturas marítimas em termos da sua natureza intrínsecageral e operacional, avaliando-se as consequências económicas, sociais e ambientais em casode falha grave ou paragem operativa.

Of all the sanitation infra-structures used nowadays, those encountered in the final stepof the effluent treatment are of special importance mostly in countries where thecoastline is extensively developed for housing, industry and other purposes, beingalmost inevitable that the chosen places for the final effluent disposal will be the sea andthe estuaries.Reality has revealed the existence of gaps in experience, information and means to carryout this type of structures in the best possible conditions. Reported accidents with suchinstallations, including accidents in Portugal, highlighted that their good workingconditions are of mandatory importance to the environment, population

No interior de um porto, a agitação marítima pode originar movimentos verticaisde grande amplitude nos navios em manobra levando ao encalhe ou mesmo ao naufrágiodesses navios, dependendo dos fundos do porto e da sua capacidade para danificar o cascodo navio. Considerando linear a interacção do navio com as ondas, é possível, partindo dafunção resposta em frequência do navio, definida como a amplitude do movimento verticalestacionário de um ponto seleccionado no navio sujeito a ondas monocromáticas, determinaro espectro da resposta do navio a partir do espectro da agitação incidente no navio. A mesmaassumpção de linearidade permite levar em conta a velocidade não nula do avanço do naviomodificando a frequência de encontro de cada uma das componentes do espectro.Nesta comunicação, apresentam-se os resultados obtidos com a modelação numérica dainteracção da agitação incidente na entrada do porto da Praia da Vitória, na ilha Terceira,Açores, com o

Numerical modeling of the interaction among waves and coastal structures is a challenge due to the many nonlinear phenomena involved, such as, wave propagation, wave transformation with water depth, interaction among incident and reflected waves, run-up / run-down and wave overtopping. Numerical models based on Lagrangian formulation, like SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics), allow simulating complex free surface flows. The validation of these numerical models is essential, but comparing numerical results with experimental data is not an easy task. In the present paper, two SPH numerical models, SPHysicsLNEC and SPHUNESP, are validated comparing the numerical results of waves interacting with a vertical breakwater, with data obtained in physical model tests made in one of the LNEC

In this paper, a methodology to assess the risk associated with wave overtopping in port areasis presented. The methodology is implemented in the GUIOMAR system, which is an integratedsystem for port and coastal engineering modelling, developed in a GIS commercial software.The overtopping determination is performed by using empirical tools. To assess the risk ofovertopping, the combination of the probability of occurrence of an event of wave overtoppingand of the consequences of that occurrence is considered. The paper illustrates the applicationof this methodology to the Port of Praia da Vitória, at the Terceira Island, Azores Archipelago,considering the sea-wave conditions between 2009 and 2010.

O litoral norte do estado do Rio Grande do Norte, situado na região nordeste do Brasil,concentra importantes atividades de exploração de petróleo e gás natural, indústria de sal,carcinicultura e pesca, além de outras atividades de menos escala. A indústria em particular,concentra-se em áreas offshore e instaladas em águas rasas, entre as cotas de 6 a 30 metrosde profundidades. Nesta região a dinâmica costeira é intensa, principalmente pela ação dasondas, correntes e marés que interagem sobre importantes ambientes ali presentes.Atualmente, a região vem sendo alvo de muitos estudos interdisciplinares, entre eles, osvoltadas para entendimentos dos processos dominadas por ondas. Essencialmente, nosestudos relacionados às ondas, correntes e marés, são importantes para a caracterização daagitação marítima do litoral. Nesta comunicação, descreve-se as medições hidrodinâmicas:ondas, efectuadas na região e uma aplicação do modelo SWAN à zona marítima na costa nortedo Rio Grande do Norte na região adjacente do estuário de Diogo Lopes, entre os municípiosde Macau e Guamaré. Os resultados numéricos são comparados com os dados obtidos emcampanhas de medições in situ de modo a avaliar o desempenho do modelo SWAN para aregião.

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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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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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