ISEL - Eng. Civil - Dissertações de Mestrado
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Recent Submissions
- 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.
- Projeto de estruturas de um edifício habitacionalPublication . Aguilar, João Gonçalves; Evangelista, Luís Manuel Faria da RochaO presente documento refere-se ao Trabalho Final de Mestrado, cujo objetivo é a elaboração do projeto estrutural de um edifício residencial localizado em Algueirão – Mem Martins. Este edifício é constituído por dois níveis de cave e cinco pisos acima do solo. A conceção estrutural será desenvolvida com base nas plantas de arquitetura existentes, que serão analisadas para garantir um projeto de estruturas coerente e em conformidade com as exigências regulamentares. O desenvolvimento do projeto será orientado pelos critérios estabelecidos nas normas europeias, presentes nos Eurocódigos, assegurando o cumprimento dos requisitos de segurança e desempenho. Para a realização deste trabalho, serão utilizados três softwares principais: o Robot Structural Analysis 2021, o AutoCAD 2021 (ambos da Autodesk) e o FTool. O Robot Structural Analysis será utilizado para a modelação tridimensional dos elementos estruturais e para a análise do comportamento elástico linear do edifício. O AutoCAD será empregado tanto na leitura e interpretação das peças arquitetónicas como na criação de novos desenhos estruturais. Por fim, o FTool servirá de apoio no cálculo dos esforços em duas dimensões, auxiliando no dimensionamento dos elementos estruturais.
- Critérios de dimensionamento de placas de estacionamento e caminhos de circulação aeroportuários. Caso de estudo: aumento da capacidade do aeroporto de BejaPublication . Fontes, Francisco Manuel da Fonseca; Fortes, Luísa Ferreira Cardoso TelesAo longo do tempo temos vindo a observar um grande desenvolvimento tecnológico na aviação, tornando mais próximos todos os pontos do mundo. A eficiência e segurança deste modo de transporte pressupõem um elevado grau de exigência que engloba várias engenharias, incluindo a engenharia civil. Deste modo, surgem vários desafios que carecem do estudo de soluções para manter o bom funcionamento dos diferentes serviços de um aeroporto, nomeadamente no que diz respeito à sua capacidade, um problema que assola várias infraestruturas atualmente. Em Portugal, o problema da falta de capacidade nos aeroportos surge desde os primeiros tempos da aviação comercial, tendo sido realizadas várias intervenções nas infraestruturas, ao longo do tempo como forma de responder ao aumento da procura. No entanto, tudo o que foi implementado não se mostrou suficiente, uma vez que este problema persistiu até hoje. Entre os vários fatores que influenciam a capacidade de um aeroporto, a configuração das placas de estacionamento e dos caminhos de circulação desempenha um papel muito importante na gestão do tráfego. O seu dimensionamento baseia-se em vários critérios e normas, permitindo a elaboração de projetos que visam otimizar esta gestão e consequentemente aumentar o número de movimentos de aeronaves. Assim, este trabalho final de mestrado pretende, para além de apresentar os principais critérios de dimensionamento das placas de estacionamento e dos caminhos de circulação, estudar a relação entre os referidos critérios e o aumento de capacidade das infraestruturas aeroportuárias, concluindo sobre a forma como a configuração destes elementos pode influenciar o aumento dos movimentos de aeronaves, e a eficiência dos aeroportos. O Aeroporto de Beja foi associado à Base Aérea n.º 11, em 2011, inicialmente para apoiar os aeroportos de Lisboa e Faro devido à falta de capacidade dos mesmos. Sendo uma infraestrutura já construída e com muitos potenciais no que diz respeito ao setor da aviação, é importante ser valorizada, situação que motivou a seleção do Aeroporto de Beja como caso de estudo, com o objetivo de serem apresentadas duas propostas que combinem novos caminhos de circulação e o alargamento da placa de estacionamento existente, atendendo a que as características atuais constituem uma limitação à exploração da referida infraestrutura.
- Inovação tecnológica no apoio à construção / modernização de linhas ferroviárias troço Vale de Figueira / Entroncamento na linha do nortePublication . Panta, Dumitru; Martins, Armando do Carmo; Nora, Alfredo Cruz; Gonçalves, Nuno SilvaO presente documento corresponde ao Relatório de Estágio associado ao Trabalho Final de Mestrado (TFM) em Engenharia Civil, realizado na empresa SACYR, SA., resultante do acompanhamento e intervenção prática em trabalhos de construção civil, concretamente na empreitada de modernização da Linha do Norte entre Vale de Figueira e o Entroncamento. No âmbito do estágio, para além da aprendizagem das metodologias inerentes aos trabalhos desta área específica das Vias de Comunicação, constituiu objetivo a abordagem e análise de técnicas inovadoras para o apoio não só à construção propriamente dita, mas igualmente às fases que a antecedem, nomeadamente na análise do projeto que conduziu à empreitada, bem como às que lhe sucedem, concretamente no que respeita às denominadas Telas Finais e ainda à monitorização da infraestrutura ao longo da sua vida útil. No domínio das metodologias inovadoras, integradas nas chamadas novas tecnologias, estão contempladas as que decorrem da utilização de UAV – Veículo Aéreo não Tripulado, LiDAR (Light Detection and Ranging, em português Deteção e medição da Luz) e Soluções 3D de acompanhamento de máquinas pesadas, tais como as atacadeiras de via. No caso particular da empreitada de suporte ao presente relatório, foi possível a utilização de algumas destas novas tecnologias associadas às seguintes atividades: registo orto fotométrico do estado inicial da zona a intervencionar, levantamento de acompanhamento da obra, inspeção de locais de acesso difícil ou condicionado, fiscalização do trabalho realizado pelos subempreiteiros, avaliação da evolução do estado dos trabalhos. Com a utilização destas novas ferramentas ficou demonstrada a existência de ganhos muito significativos, traduzidos em menores custos, redução de tempos de execução, maior fiabilidade e rigor na execução, sendo ainda de realçar melhorias no âmbito da segurança na realização e controlo de execução de trabalhos. Tendo em conta todos os aspetos positivos registados, considera-se que em situações futuras estas metodologias deverão ser implementadas e objeto de otimização, sendo para tal igualmente necessário, entre outros aspetos formar e incentivar as equipas para a utilização das novas tecnologias, bem como encorajar uma cultura na empresa, direcionada para a inovação.