ESTG - Mestrado em Engenharia Civil - Construções Civis
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- Análise custo/benefício do processo da dessalinização da água do marPublication . Santos, Aristides António Monteiro; Gomes, Ricardo de JesusAs previsões mais recentes, e em relação à “crise” da água, apontam para que até ao ano de 2025 quase dois terços da humanidade possa vir a sofrer com a escassez de água potável, afetando praticamente todos os países do mundo, incluindo os países desenvolvidos, a menos que haja uma redução da procura e/ou o desenvolvimento de novas fontes de água potável. Face ao atual panorama mundial de escassez de água potável, devido às alterações climáticas, deficiente gestão e exploração dos recursos hídricos e crescente procura de água para a agricultura, consumo doméstico e industrial, a dessalinização da água do mar apresenta-se como uma solução segura e confiável para fazer face a este problema. Nesta dissertação são descritas as várias técnicas de dessalinização da água do mar em uso corrente, assim como as novas tecnologias e aplicações futuras. De todas as técnicas, a Reverse Osmosis (RO) foi tratada com mais detalhe neste estudo, por ser das técnicas mais utilizadas em todo mundo e porque é a mais promissora em termos de custo/benefício, mesmo em regiões onde antes a sua aplicação era impensável. Esta dissertação foca aspetos importantes relacionados com o processo da dessalinização, nomeadamente, os impactes ambientais e relação custo/benefício associados ao processo, e as perspetivas futuras. Finalmente procedeu-se a uma análise do processo de dessalinização aplicado à situação de Cabo Verde, onde os recursos hídricos de água potável são escassos, e a dessalinização apresenta-se como a principal fonte de água potável para abastecimento público.
- Avaliação da resistência de vigas de madeira lamelada colada de pinheiro bravoPublication . Gomes, Daniel Monteiro; Gaspar, Florindo José Mendes; Rúben, Rui Miguel BarreirosAo longo dos anos, têm sido desenvolvidos vários modelos para prever a resistência de uma viga de madeira lamelada colada a partir das propriedades mecânicas das lamelas, desde os empíricos aos numéricos estocásticos. A presente dissertação pretende estudar se o uso de informação detalhada acerca das propriedades mecânicas das lamelas permite com maior exatidão prever a resistência de uma viga de madeira lamelada colada que outros modelos já existentes. Para estudar esta hipótese, usou-se os dados provenientes de estudos anteriores de Gaspar (2006, 2010) sobre a viabilidade da aplicação de madeira de pinheiro bravo (pinus pinaster Ait.) tratada com produto preservador em estruturas de madeira lamelada colada. Este autor mediu o módulo de elasticidade longitudinal das lamelas em vários pontos, cujos dados foram aplicados em modelos de elementos finitos 3D e foram sujeitos a tratamento estatístico no presente estudo. A modelação das vigas mostrou que, em vigas de lamelado colado de pinheiro bravo sujeitas a flexão, se atinge a rotura na lamela exterior à compressão antes de a viga romper na lamela exterior à tração. Uma análise de componentes principais veio a mostrar que a presença de ligações de entalhes múltiplos (LEM) nas zonas de maior tração é o fator mais condicionante e limita significativamente a resistência de uma viga, constituindo um ponto mais fraco que os defeitos da madeira. Este fenómeno agrava-se com a presença de tratamento preservador na madeira, suspeitando-se que a cola usada tenha um papel na falta de resistência das LEM. A lamela exterior comprimida nas vigas de pinheiro bravo tem maior influência na resistência da viga que o módulo de elasticidade da lamela tracionada, contrariando alguns modelos que apenas consideram a lamela tracionada como sendo condicionante para a resistência. Uma simulação de Monte-Carlo mostra que o uso da classificação visual da NP 4305 (1995) nas lamelas de pinheiro bravo resulta em vigas de lamelado colado com resistência compatível com as classes de resistência da NP EN 1194 (2002).
- Avaliação da integridade de madeira lamelada colada através de ultra-sonsPublication . Francisco, Filipe Rosa; Gaspar, Florindo José MendesA integridade das estruturas de madeira lamelada colada é um aspeto importante que deve ser considerado. Contudo, este aspeto não tem sido devidamente acautelado e o défice de informação acerca da avaliação do desempenho de juntas coladas de madeira lamelada colada justifica a realização de uma investigação aprofundada, no seguimento de outras realizadas por outros autores, com vista à inspeção de estruturas em serviço, com recurso a ultra-sons. De forma explícita, até hoje, os ensaios realizados sobre elementos estruturais de madeira lamelada colada incidem sobretudo sobre aspetos de controlo de qualidade em fase de fabrico. Nesta fase, são realizados ensaios nas ligações de topo, ensaios de delaminação e ensaios de corte sobre a junta colada, com base em amostras retiradas essencialmente dos topos dos elementos de madeira lamelada colada, a fim de evitar desperdícios de material. Embora a EN 391 (2001) sugira três métodos distintos para os ensaios de delaminação, tendo como princípio a criação de um gradiente de teor de água no interior da madeira, de forma a gerar tensões com direção perpendicular à junta de colagem, provocando a rotura das juntas de colagem impróprias, será difícil transpor uma situação laboratorial deste género para a realidade, onde as estruturas além de gradientes hidráulicos estão sujeitas muitas vezes a gradientes térmicos que aceleram o seu processo de envelhecimento natural. Nesse sentido, foi desenvolvido um trabalho experimental tendo em vista a avaliação a integridade das juntas coladas de madeira lamelada colada com recurso a ultra-sons, uma técnica de ensaio não destrutivo. Posteriormente foram realizados uma série de ensaios de corte sobre provetes retirados das zonas ensaiadas com os ultra-sons no sentido de avaliar a correlação entre ambos os ensaios. O objetivo foi investigar a possibilidade de aplicar a técnica de emissão ultrassónica sobre estruturas de madeira lamelada colada em serviço. Os resultados obtidos com a utilização de ultra-sons em termos de avaliação da resistência da junta colada após envelhecimento são promissores. Estudando vários domínios e relacionado os dados ultrassónicos com os resultados obtidos durante os ensaios ao corte, foi possível obter coeficientes de correlação médios bastante relevantes.
- Avaliação experimental do comportamento dinâmico de paredes de alvenaria de tijolo térmicoPublication . Pereira, Gisela Mendes; Ramos, João António EstevesCompete aos agentes que concebem os edifícios, bem como aos legisladores e aos promotores, dotá-los com o máximo possível de tecnologias passivas que permitam ao utilizador economizar, sem no entanto perder conforto nem salubridade. O presente estudo consiste num trabalho de revisão bibliográfica e de investigação experimental com vista à avaliação do comportamento dinâmico de paredes de alvenaria de tijolo térmico. Aferiu-se o desempenho térmico deste tipo de paredes e a viabilidade da sua utilização essencialmente numa perspetiva da redução dos consumos energéticos e de garantia do conforto térmico e salubridade nos edifícios. Os tijolos térmicos estão cada vez mais a ser introduzidos na construção devido ainda à simplicidade na construção e a possível eliminação/redução do material isolante. Neste trabalho construiu-se uma célula de teste com paredes constituídas por este tipo de tijolo, o Bloco ThermoPrélis, cedido pela empresa PRELIS Lda. Assim, mediu-se o desempenho térmico do mesmo em condições reais, em períodos nas estações de primavera e do verão. Os resultados experimentais mostram claramente as vantagens da construção com este tipo de tijolo, que apresenta um atraso térmico de 7 a 8 horas e um amortecimento da amplitude térmica no ambiente interior bastante significativo, tirando partido do mecanismo físico associado à inércia térmica. Em termos de custos, a construção com tijolo térmico apresenta vantagens, quando comparado com a construção típica em parede dupla com isolamento térmico na caixa-de-ar.
- Estudo de alguns fatores condicionantes da qualidade numa empreitadaPublication . Faria, Pedro Miguel Pereira; Cruz, Fernando Ferreira; Gonçalves, HumbertoA Construção Civil é um setor em constante evolução em que os processos construtivos se alteram com frequência e onde os materiais registam uma grande variação. O elevado número de intervenientes e de variáveis deste setor dificulta o controlo da qualidade final do produto. A Qualidade da construção é um somatório do nível de Qualidade das diferentes fases: a fase de projeto, preparação e planeamento de obra, fase de execução e fase de utilização/manutenção. A dificuldade e complexidade de obtenção da qualidade depara-se com os diferentes interesses de cada um dos intervenientes que atuam em diferentes fases. Existem vários fatores que podem pôr em causa a falta de Qualidade no setor da construção civil. O primeiro fator a ter em consideração é a falta de coordenação entre os vários projetistas das diferentes especialidades para a elaboração do projeto, deixando assim erros, omissões e até incompatibilidade entre projetos. Não é só a falta de coordenação em projeto que põe em causa a Qualidade. A falta de coordenação em fase de obra é também grande responsável pela perda de Qualidade. Durante a execução de trabalhos numa obra, existem vários intervenientes que, não estando devidamente coordenados, podem prejudicar o bom funcionamento/sucesso das atividades em causa, levando desta forma a níveis de Qualidade mais reduzidos. A falta de Qualidade acaba normalmente por estar presente na fase de execução de qualquer tipo de obra, como a falta de mão-de-obra especializada para o sucesso da atividade, falta de tempo para a execução dos trabalhos ou até mesmo falta de coordenação na preparação das atividades em causa (atrasos na entrega de material, erros no tipo de material a utilizar, falta de mão de obra). Para se conseguir compreender alguns destes problemas, realizou-se um estudo que pretende compreender alguns dos fatores críticos de um plano da qualidade, aplicado a uma empreitada.
- Reformulação da interseção giratória no Largo 25 de Abril, em PombalPublication . Freire, Ana Rita Gonçalves; Silva, João Pedro Cruz daO Largo 25 de Abril é um centro polarizador e essencial na cidade de Pombal, contudo, apresenta alguns problemas, quer ao nível do tráfego automóvel quer em termos de mobilidade pedonal, apresentando diversos conflitos e filas de espera no atravessamento daquele ponto da cidade. Neste âmbito, este estudo pretende contribuir para a identificação dos problemas de funcionamento daquele Largo, contribuindo para um melhor entendimento da situação existente, bem como a apresentação de uma solução que possa, caso seja implementada, melhorar significativamente a situação existente, quer ao nível rodoviário, como pedonal. Assim, é efetuada a recolha bibliográfica nas áreas do tema em análise, bem como o reconhecimento de trabalhos e estudos existentes que afetem de alguma forma a circulação pedonal e/ou rodoviária naquele largo, sendo igualmente apresentados resultados da recolha de dados efetuada com o intuito de fundamentar possíveis soluções de melhoria do espaço em estudo. É feita a caraterização da situação atual do Largo, abordando o seu enquadramento e o seu funcionamento, bem como a sua caraterização física, onde são, entre outros, apresentados os valores dos parâmetros geométricos associados à rotunda, a capacidade das suas entradas e o nível de serviço associado aos movimentos pedonais. Para a solução apresentada, onde se propõe a manutenção do tipo de interseção já existente (rotunda), são apresentados os parâmetros geométricos adotados, bem como calculada a capacidade nas respetivas entradas, quer para o volume de tráfego atual como para o horizonte de projeto. São também identificados diversos outros elementos, entre os quais, a sinalização horizontal e vertical ou o mobiliário e equipamento urbanos.
- Dimensionamento de secções retangulares de betão armado submetidas a esforços de flexão simples e composta de acordo com o EC2 : análise comparativa com o REBAPPublication . Vidal, Joaquim Manuel da Silva; Pereira, João Paulo Veludo Vieira; Fernandes, Paulo Alexandre LopesA regulamentação europeia para Projeto de Estruturas de Betão, o Eurocódigo 2, introduz algumas alterações no dimensionamento dos elementos estruturais. O presente trabalho tem como objetivo numa primeira fase efetua-se a comparação entre a regulamentação portuguesa, o Regulamento de Estruturas de Betão Armado e Préesforçado (REBAP), e a norma europeia, o Eurocódigo 2, nas prescrições para o dimensionamento das secções retangulares submetidas a flexão simples e composta. Numa segunda fase são definidas as bases de cálculo para o dimensionamento de secções retangulares submetidas a flexão simples ou composta com base nas normas referidas. Na terceira parte são definidas as expressões que permitem dimensionar as mesmas secções ao estado limite último de flexão e a metodologia para elaboração das tabelas e ábacos para o dimensionamento de secções retangulares com base no Eurocódigo 2, submetidas à flexão simples e composta. Na última fase do trabalho são elaboradas as tabelas e ábacos referidos e são comparados os resultados obtidos com as tabelas e ábacos elaborados de acordo com o REBAP.
- Análise comparativa do método construtivo em betão armado vs aço : caracterização técnico-económicaPublication . Nave, Tiago André dos Santos; Pereira, João Paulo Veludo; Pereira, Samuel DominguesO presente estudo aborda essencialmente a superestrutura de um edifício, podendo esta ser executada normalmente em betão armado ou em aço estrutural. Estes dois constituem a maior parcela dos materiais utilizados na Engenharia Civil. Desta forma inicia-se a dissertação com uma abordagem cronológica e apresentação dos principais marcos históricos do betão armado, para as estruturas em betão, e do aço, para as estruturas metálicas. De seguida é feito um estudo das propriedades físicas e mecânicas dos materiais em análise, bem como do seu comportamento. São abordados os principais sistemas estruturais das soluções em betão armado e posteriormente das soluções em estrutura metálica, sendo indicados os princípios de uma correta conceção antissísmica. É desenvolvido um caso de estudo, onde são percorridas todas as fases de um projeto de estabilidade, nomeadamente a Conceção da Solução Estrutural, Pré-Dimensionamento, Modelação Estrutural, onde é a abordada a Análise Sísmica, e Dimensionamento de ambas as soluções estruturais. Por fim, é realizada uma caraterização técnico-económica de ambas as soluções estruturais, através de uma análise dos resultados obtidos. Na presente dissertação foram aplicados todos os regulamentos em vigor essenciais para a elaboração de um projeto de estabilidade, nomeadamente os Eurocódigos EC0, EC1, EC2, EC3, EC4, EC7 e EC8, bem como as prescrições dos regulamentos nacionais, RSA e REBAP.
- Modelação da qualidade da água em sistemas públicos de abastecimentoPublication . David, Luís Carlos Ladeira; Gomes, Ricardo de Jesus; Faustino, Carla Sofia de CarvalhoApesar de atualmente a água que se consome ser de “boa qualidade”, a procura por uma água 100% segura e que dê garantias ao consumidor, é um dos grandes objetivos das entidades gestoras que estão a cargo do setor da água no nosso país. Por vezes, as consequências que advêm do consumo da água com “má qualidade” podem ser negativas e provocar problemas de saúde pública. Nesta dissertação, em termos práticos será desenvolvida uma simulação de parâmetros de qualidade da água para uma rede real, cujo modelo de simulação hidráulica não se encontra calibrado. A zona de estudo, localizada na freguesia da Maceira (Leiria), sob tutela dos Serviços Municipalizados de Águas e Saneamento de Leiria (SMAS), foi simulada no software EPANET, segundo diversos cenários, em dois parâmetros distintos: idade da água e decaimento do cloro. Os resultados obtidos permitem verificar que a idade da água e o decaimento do cloro não têm o impacto, que seria expetável, caso a rede tivesse uma maior dimensão. A dissertação está organizada da seguinte forma: será apresentada uma introdução à temática da qualidade da água, enquadrando o tema com o panorama geral no nosso país e no Mundo, realçando os objetivos deste estudo; de seguida descreve-se a metodologia utilizada; e posteriormente é apresentado um caso de estudo com o comentário dos resultados, de onde se retiram as principais conclusões.
- Caracterização estrutural de alvenarias antigas do centro histórico de LeiriaPublication . Rodrigues, Patrick Pinheiro; Fernandes, Paulo Alexandre Lopes; Santos, Pedro Miguel DuarteApesar das estruturas de alvenaria de pedra se encontrarem praticamente em todo o mundo, o seu estudo e caracterização deve ser feito a nível regional, pois cada região tem a sua própria identidade, materiais e recursos. A escassez de recursos, a necessidade de promover um desenvolvimento mais sustentado e o aumento da consciência das populações sobre estas temáticas, estão na base do aumento da reabilitação de construções e consequentemente da necessidade de melhorar o conhecimento sobre este tipo de estruturas, o que se pode comprovar através do grande número de estudos sobre estas temáticas e do desenvolvimento das técnicas de ensaio e diagnóstico hoje existentes. A caracterização estrutural dos edifícios a reabilitar, em particular dos edifícios históricos é essencial para poder executar um correto diagnóstico e suportar uma posterior intervenção/reabilitação caso haja necessidade. Este trabalho de investigação procurou contribuir para a caracterização estrutural das diferentes tipologias de alvenarias que se encontram no Centro Histórico de Leiria, de modo a disponibilizar elementos que suportem as intervenções em curso e planeadas para este edificado. Para a sua concretização, foi definido um programa experimental constituído pela realização de ensaios in-situ de caracterização mecânica, através de uma campanha de ensaios com macacos planos no edificado do Centro Histórico de Leiria. Os principais parâmetros avaliados foram o estado de tensão instalado nas paredes, a deformabilidade, a resistência à compressão e o módulo de elasticidade. Este trabalho compreendeu ainda uma componente experimental em laboratório que consistiu na construção de muretes de alvenaria de pedra, adotando as técnicas tradicionais de construção, com o objetivo de reproduzir o tipo de alvenaria (ordinária de pedra) existente no Centro Histórico de Leiria. Os materiais empregues e o método de construção encontram-se descritos no desenvolvimento deste trabalho. Os muretes foram submetidos a uma série de ensaios com o objetivo de obter as suas características mecânicas e caracterizar o seu comportamento estrutural, tais como, ensaios de identificação dinâmica, ensaios com macacos planos e, por fim, ensaios de carga até à rotura por compressão. Foram também caracterizados mecanicamente os materiais adotados na construção dos muretes, nomeadamente a resistência à compressão e o módulo de elasticidade da pedra e a argamassa constituinte dos muretes.