ISEL - Eng. Civil - Dissertações de Mestrado
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Entradas recentes
- Modelação BIM em projetos de pontes e viadutosPublication . Reis, Viviane Nadine Fortes dos; Barata, João Carlos dos Santos; Carvalho, João Carlos Silva Neves deA crescente digitalização no setor da engenharia civil tem impulsionado a adoção do Building Information Modeling (BIM) em projetos de obras de arte, proporcionando melhorias na precisão, eficiência e integração das diferentes especialidades. A presente dissertação tem como objetivo analisar a aplicação da metodologia BIM na modelação paramétrica de um viaduto e na modelação tridimensional de armaduras, combinando uma revisão bibliográfica com a implementação prática no software Allplan (Bridge e Engineering), de modo a avaliar o potencial destas ferramentas digitais para apoiar o desenvolvimento de soluções estruturais e a sua documentação técnica. A investigação desenvolveu-se em duas vertentes complementares. Numa primeira fase, procedeu-se à modelação geométrica de um viaduto no Allplan Bridge, comparando duas soluções construtivas para o tabuleiro: vigas betonadas in situ e vigas pré-fabricadas. Numa segunda fase, foi detalhada a modelação das armaduras de um pilar no Allplan Engineering, explorando diferentes métodos de criação e distribuição de barras, com destaque para as armaduras variáveis em geometrias complexas. Foram também desenvolvidas etiquetas paramétricas (labels) e listas automáticas de aço, que asseguram consistência entre o modelo tridimensional e os elementos de projeto necessários à execução. Os resultados obtidos evidenciam a aplicabilidade do BIM na modelação de viadutos, não apenas enquanto ferramenta de conceção e verificação, mas também como suporte ao processo construtivo, permitindo reduzir erros, otimizar quantitativos e melhorar a qualidade da informação técnica. A originalidade do trabalho reside na aplicação prática da metodologia BIM a um caso real de um viaduto, demonstrando os desafios e vantagens da modelação paramétrica e da representação detalhada das armaduras de um elemento estrutural (pilar) em ambiente digital.
- Alternativas à utilização de travessas de madeira creosotadas na via-férreaPublication . Silva, Inês Amaral Ribeiro Pereira da; Rodrigues, Fernanda de Jesus Viana Lopes; Martins, Armando do CarmoAs travessas de madeira tratadas com creosoto, devido ao seu baixo custo, facilidade de instalação e desempenho satisfatório em serviço, foram, durante várias décadas, um dos elementos estruturais mais utilizados na via-férrea. Contudo, fruto de estudos realizados, constatou-se que o creosoto é uma substância com efeitos comprovadamente nocivos para a saúde humana e para o ambiente, pelo que a sua utilização tem vindo a ser fortemente restringida nomeadamente pela Comunidade Europeia que aprovou legislação nesse sentido. Esta nova realidade, coloca ao setor ferroviário a necessidade de encontrar alternativas que assegurem o mesmo nível de desempenho estrutural, mas que sejam seguros ao nível da saúde, mas igualmente sustentáveis em termos ambientais. Neste enquadramento, a presente dissertação centra-se no estudo das alternativas às travessas de madeira creosotadas, com ênfase nas soluções sintéticas, assumidas como produtos inovadores e ainda de carácter pioneiro no panorama ferroviário nacional. Com esse objetivo, procede-se a uma caracterização das diferentes tipologias de via-férrea (balastradas e não balastradas), analisando as suas condições de utilização, vantagens, desvantagens e limitações, sendo igualmente sistematizadas as principais opções atualmente disponíveis para substituição das travessas de madeira. No documento é igualmente feita uma caracterização e análise de processos de fabrico, propriedades mecânicas e aspetos normativos associados às novas soluções de travessas, procurando avaliar a sua aplicabilidade em diferentes contextos ferroviários e reforçar o seu potencial enquanto solução tecnológica emergente. Finalmente, no âmbito do caso de estudo é dada especial atenção à substituição das travessas de madeira atualmente instaladas na ponte de Alferrarede na Linha da Beira Baixa, envolvendo não só os aspetos inerentes à montagem, mas também o posterior desempenho em serviço, incluindo a definição de indicadores para um futuro plano de monitorização. Na fase inicial de produção do presente documento foi prevista a substituição de travessas na ponte da Várzea, igualmente na Linha da Beira Baixa, não tendo a mesma sido acompanhada, fruto da reprogramação da ação pela IP para 2026.
- Compatibilidade de ETICS com suportes heterogéneosPublication . Fonseca, Susana Isabel Gaspar da; Ribeiro, Paulo Alexandre Pereira Malta da SilveiraA presente dissertação, com o título “Compatibilidade de ETICS com Suportes Heterogéneos”, está inserida na área de revestimentos de paredes de edifícios, sendo o único foco os Sistemas Compósitos de Isolamento Térmico pelo Exterior (ETICS) aplicáveis em paramentos exteriores de edifícios. O estudo desenvolvido e apresentado neste documento teve como propósito a análise das características da argamassa de colagem deste tipo de sistemas quando aplicada em diferentes suportes, determinando assim a influência do suporte no desempenho de ETICS. Para tal, foram analisados 2 tipos de suportes (suportes de tijolo cerâmico e de betão) separadamente, de forma a simular as zonas onde há suportes com características diferentes (designado por heterogeneidade do suporte), como as zonas de ligação parede – pilar/viga, características de obra nova. Este estudo permite dar resposta e compreender as causas intrínsecas de problemas que surgem em ETICS quando aplicados em diferentes suportes, pois suportes diferentes originam diferentes ligações ao sistema. Para este estudo, foi desenvolvida uma campanha experimental de acordo com as regras e procedimentos de ensaio especificados no EAD 040083-00-0404. Em alguns casos, foram adaptados os métodos de ensaio e requisitos com base nos existentes e, quando necessário, foram desenvolvidos métodos de ensaio específicos. A campanha experimental permitiu caracterizar os dois tipos de suportes e a argamassa de colagem aplicada sobre os mesmos, para analisar o desempenho e a compatibilidade da argamassa de colagem de ETICS ao suporte, sobretudo ao nível do desempenho à água da argamassa de colagem assim como da aderência da argamassa de colagem ao suporte.
- Habitação sustentável: análise comparativa de tecnologias inovadoras de construção aplicadas em projectoPublication . Soares, Nuno Filipe de Figueiredo Santos Pitta; Marques, Fernando José Figueiredo Girão; Lopes, Jorge Manuel GrandãoA problemática das Energias não Renováveis no Mundo actual cria necessidades que todos os profissionais na área da construção civil devem ter em conta na sua maneira técnica de agir. A construção sustentável é uma realidade cada vez mais presente no nosso quotidiano, traduzindo-se no aparecimento de tecnologias inovadoras de construção. A evolução da construção tende a acompanhar as necessidades associadas ao bem-estar do Homem e também atender à componente ecológica. A opção correcta das tecnologias a aplicar numa determinada habitação pode reflectir-se numa optimização dos recursos tecnológicos a utilizar. As exigências de conforto obrigam os projectistas a adquirirem conhecimentos nesta área específica, de modo a que no futuro as nossas habitações sejam mais económicas e ambientalmente mais satisfatórias. Sendo uma matéria relativamente recente, motivada pelas crises energéticas que tivemos no passado e com previsão de mais crises futuras, é imperativo o desenvolvimento e conhecimento desta área na construção civil.
- Inspeções de segurança rodoviária. Legislação e metodologias de aplicação. Caso de estudo: estrada circular de MaputoPublication . Cossa, Mauro Alberto; Fortes, Luísa Maria Conceição Ferreira Cardoso TelesNo âmbito da necessidade de melhoria da segurança rodoviária em Moçambique, o presente trabalho visa apresentar e analisar os documentos normativos aplicáveis às Inspeções de Segurança Rodoviária (ISR), as metodologias de aplicação e as boas práticas de gestão nesta área. Pretende-se, igualmente, referenciar países com melhores índices de segurança e as estratégias implementadas para a prevenção e redução da sinistralidade. O trabalho apresenta o panorama atual da segurança rodoviária a nível global, com base nos principais indicadores, destacando os países europeus com melhores resultados e as práticas adotadas para alcançar esses desempenhos. Enfatiza-se a importância da estrutura de gestão da segurança rodoviária, em como a implementação da abordagem do "Sistema Seguro" e do conceito "Visão Zero" nas estratégias de segurança rodoviária. São identificadas as legislações mais recentes e relevantes no âmbito das inspeções de segurança rodoviária na Europa, sublinhando-se o papel crucial dos dados de sinistralidade neste processo. Estabelece-se, ainda, uma comparação entre a região europeia, tomando como referência a legislação portuguesa, e as diretrizes aplicáveis na Austrália e em África, no que respeita à aplicação de procedimentos, periodicidade, seleção de estradas, sistemas de avaliação de risco e os aspetos considerados em cada região. Por fim, apresentam-se metodologias práticas para a realização de ISR, envolvendo o processo de planeamento, realização de visitas aos locais e a elaboração de relatórios. Os conceitos abordados são aplicados a um caso de estudo referente à estrada EN1 Zimpeto –Marracuene, localizada na Cidade de Maputo, em Moçambique, que resultou na criação de dois modelos: um para auxiliar o processo de gestão de dados de sinistralidade, providenciando a informação necessária para as análises de acidentes, e outro para facilitar a identificação de problemas de segurança e a apresentação de recomendações. Esses modelos foram desenvolvidos com o objetivo de padronizar e otimizar a recolha de dados e a análise de riscos, proporcionando uma abordagem mais estruturada e eficiente no processo de inspeções de segurança rodoviária, contribuindo assim para a prevenção e redução da sinistralidade. Adicionalmente, são verificadas as condições de segurança da estrada, identificando os problemas, apresentando propostas para melhoria com o respetivo grau de priorização, permitindo comprovar a eficácia e importância das ISR para o sucesso das estratégias de segurança rodoviária.
- Reabilitação de estruturas marítimas em betão armadoPublication . Alves, João José Cordeiro dos Santos; Fernandes, José Pedro CoelhoO betão armado é o principal material de construção de estruturas da nossa época que começaram a ser construídas de forma generalizada em Portugal a partir dos anos 60 do passado século. Quando surgiu, os projectistas e construtores julgavam tratar-se de um material eterno, insensível à acção do tempo. Por esta razão, não eram tomadas as medidas para salvaguardar a sua durabilidade, o que fez com que as patologias de deterioração de estruturas deste material sejam tão antigos quanto as próprias estruturas. Reabilitar é reconduzir um elemento às condições de operacionalidade originais no entanto, quando se fala de estruturas, e em particular de estruturas marítimas em betão armado, recuperar deve ser também corrigir, eliminando erros e vícios que por via de regra ocorrem durante o projecto e a construção destas mesmas estruturas. Esses aspectos conferem à recuperação estrutural um carácter especial na engenharia civil, dado que a sua execução é minuciosa onde a habilidade manual, a perícia e o conhecimento das técnicas de execução são fundamentais. Com o evoluir da regulamentação do betão armado, a questão da durabilidade tem vindo a ser tratada de uma forma cada vez mais séria e o Eurocódigo 2, que irá substituir o actual Regulamento de Betão Armado, trata a durabilidade de uma forma muito mais abrangente e eficaz. Recentemente foi elaborada a norma NP EN 1504 - "Produtos e Sistemas para a Protecção e Reparação de Estruturas de Betão", que apresenta procedimentos e exigências para este tipo de intervenções, que são cada vez mais correntes. A execução de um projecto de reabilitação de uma estrutura em betão armado numa ponte cais surge da vontade do autor aprofundar os seus conhecimentos nesta área, compilando e sistematizando de forma acessível informações que hoje se encontram dispersas. Numa primeira parte, o projecto será estruturado de acordo com a norma NP EN 1504, apresentando um desenvolvimento daquilo que são as técnicas de protecção e reparação de estruturas de betão armado e dos materiais disponíveis para tal. Numa segunda parte é apresentado um projecto de uma obra de reabilitação e protecção com a qual se pretende dar a conhecer quais as soluções correntes de intervenção.
- Análise do funcionamento hidráulico e de qualidade da água da ZMC de CacilhasPublication . Maia, André Gustavo Cardoso; Carriço, Nelson Jorge GaudêncioA presente dissertação de mestrado tem como objetivo principal estudar o comportamento hidráulico da Zona de Medição e Controlo (ZMC) de Cacilhas, em Oeiras, para identificar as principais falhas de funcionamento e propor as respetivas medidas de correção. O abastecimento desta ZMC é efetuado pelo reservatório do Torneiro, sendo a gestão do sistema da responsabilidade do Serviço Intermunicipal de Águas e Saneamento (SIMAS) de Oeiras e Amadora. A ZMC vinha a apresentar problemas relativos a pressões excessivas, roturas, ausência de válvulas de seccionamento na rede e ramais, pelo que o presente trabalho surge com o objetivo de realizar um diagnóstico aprofundado ao funcionamento da ZMC, e estudar o comportamento antes e depois de efetuadas intervenções para resolução dos problemas identificados. O diagnóstico realizado detetou pressões excessivas numa zona da rede de distribuição, extremos de rede com baixos valores de cloro (qualidade da água), e, para além disso, a presença de condutas em fibrocimento e ferro galvanizado. Para a resolução dos problemas anteriormente descritos identificaram-se três alternativas de intervenção, sendo a primeira no âmbito de redução das pressões excessivas e anulação das condutas em fibrocimento e ferro galvanizado, onde se prevê a instalação de uma Válvula Redutora de Pressão (VRP) e instalação de novas condutas em PEAD, a segunda semelhante, mas com o acréscimo da substituição de uma zona da rede de distribuição onde existia anomalias e ausência de válvulas de seccionamento e outros acessórios de rede e ramais e a terceira idêntica à anterior, mas com o acréscimo de melhoramento da qualidade da água, através do fechamento de algumas malhas e anulação de alguns extremos de rede. Propõe-se a implementação da segunda solução de otimização, porque, apesar do custo de investimento ser um pouco mais elevado é a que permite a maior redução da pressão média da ZMC. Os modelos desta ZMC apresentaram resultados interessantes que permitem definir a melhor política de gestão de pressões a ser adotada, assim como, é efetuada uma simples análise socioeconómica relativamente à sustentabilidade do sistema.
- Caracterização experimental da rotura de diques fluviais por galgamentoPublication . Palinhos, Marta Gonçalves; Amaral, Sílvia Rute Caleiro; Aleixo, Rui Jorge FerreiraA manifestação das alterações climáticas tem vindo a provocar a rotura de barragens de aterro e diques. Estas provocações apresentaram particular interessante no campo da investigação ao nível da rotura de barragens de aterro – área com maior incidência de estudo. Todavia, a rotura de diques fluviais também apresenta interesse, sendo vários os motivos que suportam a necessidade de desenvolver novos estudos acerca de acidentes nesta matéria. Entre os motivos que podem originar a rotura de um dique, podem existir a ocorrência de graves inundações afetando as áreas urbanas e rurais e resultando em perdas humanas, económicas e ambientais significativas. A rotura de um dique é um processo complexo dependente não apenas das condições do escoamento no rio, mas também das condições geotécnicas do corpo do dique. Assim, a realização de estudos dedicados, que permitam aprofundar o conhecimento sobre os processos de desencadeamento e evolução da rotura, contribuirão para uma melhor caracterização do hidrograma efluente do dique em rotura e, consequentemente, para a obtenção de melhores estimativas das áreas inundadas. O tema da dissertação está inserido num projeto de investigação financiado pela FCT, designado por “DikesFPro – Integração de dados e modelos para a compreensão de processos de rotura de diques – PTDC/ECEGC/7739/2020” a decorrer no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), em parceria com o Instituto Superior Técnico (IST) e corresponde à colaboração numa parte dos ensaios em modelo físico da componente experimental deste projeto. Assim, o trabalho de mestrado contemplou a participação em quatro ensaios experimentais cujos parâmetros estudados fora a composição do corpo do dique (curva granulométrica) e as condições de aproximação do escoamento ao dique (número de Froude), e também a participação no tratamento e análise dos dados adquiridos. Os ensaios experimentais previstos utilizaram instrumentação e métodos experimentais inovadores, que permitiram monitorizar e caracterizar os parâmetros de interesse para os fenómenos em estudo, nomeadamente: a evolução geométrica da brecha durante o processo de rotura, os campos de velocidade superficiais na aproximação e junto à brecha, o hidrograma efluente do dique em rotura.
- Comparação entre alternativas de traçado da EN5 na transposição da linha de caminho de ferro no Poceirão, incluindo medidas de segurança rodoviáriaPublication . Cabral, Miguel Ângelo Fernandes; Fortes, Luísa Maria Conceição Ferreira Cardoso TelesAs passagens de nível constituem zonas de cruzamento entre plataformas ferroviárias e rodoviárias, permitindo que o tráfego associado a estes modos de circulação se realize com caráter de continuidade. Contudo, este tipo de interseções apresenta problemas específicos que necessitam de uma análise profunda e de soluções eficientes para a sua supressão. Um dos principais problemas identificados nestes locais relaciona-se com a segurança na circulação, tendo em conta a quantidade de acidentes verificados. Portugal tem vindo a apresentar um número significativo de mortes em acidentes nas passagens de nível, o que justifica a necessidade da sua progressiva eliminação. O presente trabalho tem como principal objetivo analisar a futura supressão de uma passagem de nível na Linha do Alentejo, na zona do Poceirão, na interseção existente com a Estrada Nacional 5. Nesse sentido, a metodologia utilizada teve por base a avaliação da situação atual, a análise do projeto de desnivelamento existente e o estudo de alternativas. Tendo em consideração que a solução preconizada no projeto realizado (Solução Base) apresenta vários condicionamentos que influenciam e limitam a geometria do traçado da Estrada Nacional 5, foram estudadas três alternativas de desnivelamento, com a finalidade de proporcionar melhores características geométricas à infraestrutura rodoviária. Duas destas alternativas foram desenvolvidas dentro do mesmo corredor da Solução Base, mas otimizando o traçado da Estrada Nacional, constituindo a terceira alternativa uma variante a esta estrada, contornando a localidade do Poceirão. Pretende-se, assim, selecionar a opção mais adequada para cruzamento desnivelado da linha de caminho de ferro, tendo sempre presente a componente da segurança rodoviária e o nível de serviço adequado. Complementarmente e com a finalidade de tentar melhorar a segurança rodoviária da Solução Base, foi também estudada a implementação de algumas medidas adicionais de baixo custo, particularmente no âmbito dos equipamentos a utilizar, assim como da pavimentação e sinalização. Finalmente, tendo em consideração os vários critérios utilizados no âmbito do projeto rodoviário, foi possível selecionar a solução que apresenta a melhor relação custo-benefício.
- Mitigação de ruído e das vibrações em infraestruturas rodoviáriasPublication . Borges, Miguel Guerreiro Garcia Almeida; Fortes, Luísa Maria Conceição Ferreira Cardoso TelesAs infraestruturas rodoviárias são fundamentais para o funcionamento e desenvolvimento civilizacional, servindo não só a população, como também para fins militares, industriais e comerciais. Com o crescimento da população, associado ao progresso tecnológico, tornou-se necessário aumentar o alcance e a capacidade de circulação rodoviária, aumentando consequentemente também alguns dos seus impactes negativos, tais como o ruído e as vibrações. O ruído e as vibrações podem ser resultantes de diferentes ações nas estradas, podendo ser gerados pelo contacto pneu/pavimento, pelo próprio funcionamento do veículo ou pela componente aerodinâmica. Estes fenómenos podem causar distúrbios nas atividades diárias, problemas de saúde na população e até comprometer a integridade da própria infraestrutura. As medidas de mitigação podem ser aplicadas na fonte do ruído, no percurso entre a fonte e o recetor ou no próprio recetor, existindo diferentes tipos de metodologias para mitigar o ruído e as vibrações nas infraestruturas rodoviárias. O presente documento apresenta os princípios físicos que determinam o comportamento das ondas sonoras, referencia a legislação em vigor em Portugal para o ruído rodoviário, apresenta diferentes tipos de sistemas para a mitigação de ruído, tais como a redução de velocidade de circulação, os pavimentos de baixo ruído e as barreiras acústicas (pré-fabricadas e barreiras compostas por materiais naturais). Para estes sistemas foram analisadas as suas características e os princípios de conceção, assim como a avaliação do seu desempenho face ao ruído e vibrações gerados nas infraestruturas rodoviárias. De acordo com a análise efetuada concluiu-se que pavimentos de baixo ruído e barreiras acústicas são as soluções predominantes e que na maioria das situações são utilizadas em complementaridade, não devendo ser comparadas por si só, pois a sua metodologia de atuação e função é diferente. Para estes dois tipos de sistemas, foi também possível concluir que as características fundamentais para a otimização do seu desempenho são, a textura, a porosidade e o volume de vazios, no caso dos pavimentos, e a geometria (secção), a densidade e a rigidez no caso das barreiras.