Degradação do betão por fenómenos de carbonatação: consequências nas armaduras das edificações após anos 50 na cidade de Lisboa

A carbonatação e as suas consequências sobre o betão são do conhecimento do meio científico e técnico, e tem sido analisada há já algumas décadas. A perda do ambiente favorável criado pelo betão em torno das armaduras, provocada pela reacção do dióxido de carbono existente no ar com o hidróxido de cálcio do betão, é o início de um processo que conduz à degradação das estruturas de betão armado. Esta dissertação está estruturada em duas partes fundamentais. Na primeira parte ilustra-se o estado da arte ao desenvolver os temas, directa e indirectamente relacionados com o fenómeno da carbonatação e sua influência sobre as armaduras. Pretendeu-se envolver o conhecimento adquirido, nos temas que vão desde o fabrico do cimento até à sua hidratação, correlacionando as suas características e propriedades. Na segunda parte é analisado o caso de estudo relativo à cidade de Lisboa, pelo esforço de obter algum conhecimento, no que respeita ao fenómeno da carbonatação nas edificações e do respectivo impacto passados mais de 50 anos. Em face do actual estado da arte da edificação e da reabilitação no país, e concretamente na cidade Lisboa, considera-se com sentido de oportunidade o tema desenvolvido. É deste modo possibilitado o conhecimento efectivo da amplitude do fenómeno da carbonatação em alguns edifícios, bem como o estado de degradação da sua estrutura.

Estágio no âmbito do projecto de execução de uma ponte e viaduto sobre a várzea do rio Nabão

O presente relatório tem como objectivo descrever o trabalho desenvolvido ao longo de um estágio realizado na empresa Professor Edgar Cardoso - Engenharia e Laboratório de Estruturas durante o período de Março de 2009 a Maio de 2010. Este documento refere-se ao Projecto de Execução da Ponte e Viaduto sobre o Rio Nabão a construir no I.C.3 - E.N.110, lanço correspondente à variante de Tomar, e destina-se a vencer o Rio Nabão e a baixa aluvionar a ele associada. A ponte é constituída por dois tabuleiros, um por faixa de rodagem, tendo cada uma duas vias no mesmo sentido. Cada tabuleiro apresenta uma secção transversal de largura 13,25m e desenvolve-se ao longo de 27 vãos, 25 vãos intermédios de 32 metros e dois vãos extremos de 26 metros, com um comprimento total de 852 m. Trata-se de dois tabuleiros contínuos em toda a sua extensão, apoiados nos encontros e pilares sobre aparelhos móveis unidireccionais, aferrolhados por meio de elementos fusíveis aos dois grupos de pilares centrais, P13 e P14. Os encontros possuem aparelhos amortecedores e de travamento para deslocamentos bruscos horizontais, como por exemplo provocados por um sismo. Este Projecto está em conformidade com os regulamentos e normas de Projecto de Construção de Pontes são eles, o R.E.B.A.P., R.S.A., Eurocódigo 2 e Eurocódigo 8.

Optimização da afectação de recursos à produção de serviços da CP regional

O investimento efectuado na últimas décadas, em Portugal, nas infra-estruturas de transporte de longa duração, permitiu o desenvolvimento da rede rodoviária, quer em extensão quer em qualidade, enquanto pelo contrário, a Rede Ferroviária Nacional (RFN), entrou num processo contínuo de degradação, percebido pela redução das velocidades máximas permitidas e pelo elevado número e dispersão de limitações (reduções) de velocidades impostas na via-férrea. Actualmente, um comboio ao circular na RFN, fica sujeito a variadíssimas reduções de velocidade, recorrendo obrigatoriamente à utilização do freio, com impacto na eficiência energética e na redução das velocidades comerciais. Estes factores, associados às baixas performances do material, nomeadamente o reduzido esforço acelerador, em particular no diesel, resulta no aumento dos tempos de percurso e na redução do conforto, factores que constituem sem dúvida, as principais causas de perda de competitividade do sector ferroviário, tendo culminado na perda de 30% dos passageiros transportados, para o modo rodoviário, nas últimas décadas. Constituiu o objectivo deste trabalho, criar um modelo dinâmico, que permita identificar os pontos críticos da RFN, medindo o impacto das reduções de velocidade nas circulações ferroviárias, em tempo perdido, em termos energéticos, ambientais e financeiros. Os indicadores obtidos através da aplicação do modelo, são produzidos com auxílio do computador, identificando os pontos críticos da infra-estrutura e ordenando-os em função do impacto financeiro na oferta comercial da CP regional. Este relatório, será efectuado com uma periodicidade concertada com a REFER e permitirá ao gestor da infra-estrutura, programar de forma objectiva as intervenções na RFN, eliminando os pontos críticos. Contibui-se assim, para a melhoria da qualidade do serviço, para o aumento da competitividade e da sustentabilidade do sector ferroviário em Portugal.

Ampliação do porto de pesca de Rabo de Peixe

O presente relatório de estágio enquadra-se no âmbito do Trabalho Final de Mestrado inserido no curso em Engenharia Civil, do perfil de Estruturas, do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. Como tal, foi realizado um estágio na empresa Consulmar – Consultores e Projectistas, Lda. com o objectivo de realizar o acompanhamento do projecto que consiste na Ampliação do Porto de Pesca de Rabo de Peixe, na Ilha dos Açores. O estudo dividiu-se em três partes: a primeira parte consistiu no acompanhamento da fase de Estudo prévio, onde a empresa Consulmar, Lda. apresenta o estudo de várias soluções ao cliente; a segunda parte consistiu no acompanhamento da fase de Projecto Base, em que o cliente escolhe as soluções que acha mais convenientes para se elaborar um estudo mais profundo para o desenrolar da obra; por fim, a terceira parte consistiu no dimensionamento de uma ponte-cais contemplada no projecto em questão. Para tal, a ponte-cais foi modelada através do programa de cálculo automático SAP 2000, sendo a partir dos valores obtidos feito o dimensionamento. Por fim, o trabalho desenvolvido foi muito enriquecedor, pois permitiu o estudo das fases mais relevantes de um Projecto de Estruturas e desta forma ter algum conhecimento da vida profissional esperada no futuro.

Análise estática e dinâmica de painéis corrugados construídos em materiais compósitos

Os painéis corrugados têm cada vez maior aplicabilidade em engenharia. São frequentemente utilizados em estruturas sandwich, em telhados e têm muitas outras aplicações nas indústrias civil, mecânica, aeronáutica e naval. Esta crescente aplicação deve-se ao facto de as suas corrugações conferirem maior rigidez ao painel devido ao aumento do rácio resistência/peso, evitando-se assim o recurso a reforços estruturais. Este facto, associado às características dos materiais compósitos laminados, que comparativamente com os materiais “tradicionais”, evidenciam uma relação rigidez/peso, bem como um comportamento mecânico; no mesmo sentido, contribui para uma potencial utilização deste tipo de solução, em variadíssimas situações na área das engenharias. Este tipo de painéis é particularmente adequado em situações de carga em que se verificam esforços de compressão e torção. Com o presente trabalho, pretende-se efectuar um estudo de análise do comportamento mecânico, quer em termos de análise estática linear, quer de vibrações livres de um painel corrugado em material compósito, sendo analisadas várias variáveis, nomeadamente: o tipo de material, a geometria da corrugação, a sequência de empilhamento das camadas de fibra, entre outras. Para este efeito, e após o enquadramento do tipo de problema que se possui, é utilizado o software comercial de análise por elementos finitos, Ansys®.

Acompanhamento dos trabalhos de reabilitação de edifícios da Baixa-Chiado

O trabalho em apreço aborda o acompanhamento das intervenções de reabiblitação de vários edifícios na zona histórica da Baixa-Chiado. O interesse por este tipo de trabalho ocorreu devido à necessidade de complementar a diversificada experiência profissional adquirida na Amoníaco de Portugal, com responsabilidade na Inspecção e Diagnóstico, bem como na reabilitação e reforço de estrutura e, ainda, em conservação e restauro em edifícios recentes. A realização deste estágio na Unidade de Projecto Baixa-Chiado visou adquirir competências no processo de reabilitação de edifícios antigos, tendo em vista a observação e caracterização construtiva, diagnóstico, propostas de intervenção, com elaboração dos respectivos projectos, sua aprovação, licenciamento, implementação e acompanhamento de obra. A actividade desenvolvida no âmbito deste estágio recaiu também na visita regular a edifícios antigos e às obras em curso nos mesmos, acompanhando a sua evolução e analisando as soluções construtivas utilizadas. Destas visitas regulares foram colhidos elementos preponderantes para a caracterização do estado de conservação dos respectivos edifícios, com vista a encontrar a melhor solução para a sua reabilitação. Estes elementos foram recolhidos através da realização de vistorias e de outros tipos de levantamentos, designadamente, de arquitectura, topográficos, entre outros, e aompanhamento de alguns ensaios. Com estes tipos de levantamentos descobriram-se várias patologias nos diferentes edifícios, quer nas zonas exteriores, quer nas interiores dos mesmos. Essas anomalias foram, na generalidade, detectadas e posteriormente eliminadas. Noutras situações, em que se optou por demolir o interior dos edifícios mantendo as fachadas (zonas classificadas), constatou-se que houve necessidade de erguer estruturas de contenção e travamento provisórias para garantir a segurança da respectiva edificação e dos edifícios adjacentes. Também se efectuou uma abálise de custos de construção por unidade de área, quer para edifícos a reabilitar, quer para obras de intervenção mais profunda.

Estágio no âmbito do projecto de execução de um viaduto sobre um sapal e o caminho de ferro

O presente relatório descreve o trabalho desenvolvido ao longo de um estágio realizado na empresa Professor Edgar Cardoso - Engenharia e Laboratório de estruturas no período de Março de 2009 a Maio de 2010. Neste estágio foi desenvolvido o Projecto de Execução do Viaduto sobre os Ramais de Caminho de Ferro pertencentes à SAPEC e à EDP e sobre um SAPAL que lhes fica contíguo, em Praias do Sado, inseridas no 2º lanço da Estrada de Ligação Alto da Guerra - Mitrena. Este viaduto suporta uma faixa de rodagem com duas vias de trânsito em sentidos opostos, e é constituído por um tabuleiro contínuo de 15 vãos, dois extremos de 21,00m e treze intermédios de 35,00 m cada, medidos sobre o eixo longitudinal do tabuleiro, tendo um comprimento total de 497, 00m. A estrutura do viaduto é composta por betão armado e pré-esforçado, sendo o seu tabuleiro apoiado nos encontros e pilares de secção circular, sobre aparelhos móveis unidireccionais, aferrolhados por meio de elementos fusíveis aos dois grupos de pilares centrais. O dimensionamento respeitou os regulamentos nacionais em vigor, nomeadamente o Regulamento de Betão Armado e Pré-Esforçado (R.E.B.A.P.) e o Regulamento de Segurança e Acções para Edifícios e Pontes (R.S.A) e os Eurocódigos 2 e 8, nas situações onde os anteriores são omissos.

Dimensionamento de um silo em betão armado para stockagem de cimento com fundações indirectas

O presente trabalho é o corolário do curso de engenharia civil, para a obtenção do grau de Mestre, tendo-se optado pela elaboração do dimensionamento de um Silo em betão armado. O projecto inclui os elementos necessários para uma correcta execução desta estrutura. Os silos são construções, que em função da sua finalidade de utilização estão sujeitos a diversas acções peculiares. No presente trabalho foram consideradas as acções, indicadas nos Eurocódigos para este tipo de estruturas, nomeadamente a acção gerada pela presença do material ensilado, que conduz a um conjunto de pressões horizontais e verticais nas paredes do Silo, bem como a acção causada pelo gradiente de temperatura, devido ao material ensilado (120ºC). O estudo realizado para o dimensionamento do Silo, foi feito considerando a discretização do mesmo através de um programa de elementos finitos, tendo a introdução da estrutura sido realizada em computador com recurso ao “SAP2000”. Foram estudados 2 modelos: O primeiro partindo de uma configuração unifilar em que se consideraram apenas elementos ditos frames (barras), o qual serviu basicamente para o pré dimensionamento da estrutura. O segundo mais completo em que a estrutura foi analisada a partir de um conjunto que incluía a modelação de todos os elementos previamente dimensionados, com recurso a outros softwares (Robot), folhas de cálculo, tabelas e ábacos. Reuniram-se também elementos relativos a estruturas deste tipo tendo-se consultado bibliografia da especialidade, de modo a adquirir um conhecimento mais profundo necessário à realização deste projecto.

Ampliação do porto de pesca de Rabo de Peixe, Ilha de São Miguel, Açores

Refere-se o presente trabalho ao Estudo Prévio de Ampliação do Porto de Pesca de Rabo de Peixe, situado na costa norte da ilha de São Miguel, no arquipélago dos Açores. Trata-se de um estudo que se reveste de alguma complexidade, não só pelas condições de agitação severas que assolam frequentemente toda a costa norte da ilha, como pelas particularidades das infra-estruturas existentes e programa de necessidades a satisfazer. A sua realização envolveu o uso de várias ferramentas de cálculo, designadamente de um programa matemático de Refracção Espectral, para transferência da agitação do largo para o local, modelação matemática da propagação da agitação para o interior do porto, e formulações várias para predimensionamento estrutural dos mantos de protecção, muros-cortina e verificação da estabilidade do molhe em estrutura mista. O Estudo Prévio inicia com a descrição das infra-estruturas portuárias existentes e historial do porto, passa depois para a caracterização das condições naturais locais, procedendo-se posteriormente à definição do programa de necessidades. Por ter envolvido o estudo de um grande número de soluções (cerca de onze), antes da descrição das soluções preseleccionadas e posteriormente analisadas mais detalhadamente (apenas três), procede-se à descrição de todas as soluções alternativas e variantes inicialmente consideradas, enumeram-se as suas principais características, vantagens e desvantagens, bem como as razões que levaram à sua exclusão. Para cada uma das três soluções alternativas preseleccionadas apresenta-se: • Descrição e justificação do Arranjo Geral; • Caracterização do comportamento hidráulico e estrutural esperado das obras de abrigo; • Descrição das obras interiores propostas; • Interferência nas condições actuais de entrada no porto; • Processo construtivo; • Estimativa de custo. Finalmente, procede-se à análise comparativa das soluções propostas e à recomendação da que se considera técnica e economicamente mais vantajosa.

Estrutura de custos de edifícios de habitação

O mercado imobiliário tem grande importância no contexto da economia nacional apesar de carecer ainda de alguma falta de comunicação e de partilha de informação entre os seus diversos intervenientes. Esta ineficiência faz com que a sua vertente de investimento seja ainda demasiado especulativa e prejudique o seu correcto funcionamento. O investimento imobiliário encontra-se extremamente ligado ao mercado da construção, bem como à sua evolução técnica e económica. Nessa medida, o desenvolvimento destes dois mercados encontra-se fortemente correlacionado. Entre as ferramentas mais utilizadas nos vários métodos de análise de investimentos imobiliários para a estimativa de custos de construção de edifícios encontram-se as estruturas ou planos de custos de construção. Os estudos mais significativos existentes sobre este tema encontram-se em Bezelga, 1984. Estes, apesar de ainda muito relevantes, encontram-se já algo desactualizados sobretudo devido à evolução das exigências construtivas nos edifícios de habitação, assim como à evolução das tipologias utilizadas. Como tal, a actualização desta estrutura de custos e a criação de uma tipificação base de edifícios de habitação torna-se relevante para a análise de investimentos num contexto actual. O primeiro objectivo deste trabalho é clarificar e salientar a aplicabilidade e a importância das estruturas de custos no contexto do mercado imobiliário. Consequentemente, este estudo procura também desenvolver uma actualização e reenquadramento da estrutura de custos desenvolvida por Bezelga (1984). Para esse efeito, a metodologia utilizada passou por confrontar as estruturas de custos de Bezelga (1984) com a realidade actual dos edifícios de habitação que são desenvolvidos no âmbito da promoção imobiliária contemporânea e do mercado de construção civil, tanto numa perspectiva técnica como económica. A nova estrutura de custos e a respectiva tipificação de edifícios foram ainda testadas através da sua aplicação em exemplos práticos de edifícios de habitação actuais de modo a verificar a sua eficácia e enquadramento na realidade do mercado imobiliário de habitação.

Acompanhamento da reabilitação e reforço estrutural da ponte de Santa Margarida sobre o Rio Sado

O presente relatório enquadra-se no âmbito do trabalho final de Mestrado do curso de Engenharia Civil, área de especialização de Estruturas, do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. O estágio decorreu na empresa TECNOVIA – Sociedade de Empreitadas, S.A. e teve como objecto uma prestação de serviços para a Estradas de Portugal que consistiu na reabilitação e reforço estrutural da Ponte de Santa Margarida sobre o Rio Sado, na E.N.259 ao km 20+490, do Concelho de Grândola. Após seis anos de curso, o estágio numa empresa de construção foi a opção que pareceu mais enriquecedora para conclusão do curso de Engenharia Civil e para o futuro da minha vida profissional. Esta opção deve-se ao desejo de verificar na prática a aplicação dos conhecimentos obtidos ao longo do curso, de conhecer a vivência de trabalhar numa obra e inserido numa equipa profissional, lidando com as responsabilidades inerentes à profissão. A estrutura do relatório encontra-se dividida em quatro partes, respeitantes à reabilitação e reforço da Ponte. Uma introdução que aborda os objectivos do presente relatório. Um capítulo que descreve a obra e os principais trabalhos de reabilitação e reforço de que será alvo. Um capitulo que descreve os procedimentos dos trabalhos acima descritos na Ponte, complementado com fotografias. Um outro capítulo que integra os aspectos mais importantes sobre a Higiene e Segurança em Obra.

Utilização de modelos de elementos finitos tridimensionais no cálculo estrutural de barragens de betão

Este trabalho procura evidenciar a importância da escolha do tipo de elementos finitos e correspondente discretização a utilizar na análise do comportamento estrutural de barragens abóbada. Descreve-se a metodologia de cálculo utilizada na análise da resposta de barragens em regime elástico linear sob a acção do peso próprio e da pressão hidrostática com base em modelos numéricos de elementos finitos 3D. Apresentam-se sumariamente os fundamentos do método dos elementos finitos referindo-se, em particular, os elementos finitos utilizados: elemento isoparamétrico tipo cubo com 20 pontos nodais e elemento subparamétrico tipo cubo com 8 pontos nodais. Apresentam-se os programas de análise de barragens utilizados no LNEC nas fases de pré-processamento (geração de malhas de EF3D), processamento e pós-processamento, bem como o programa comercial de cálculo automático SAP2000. Analisa-se por fim o comportamento de duas barragens abóbada cuja resposta para a acção do peso e da pressão hidrostática apresenta algumas diferenças que se analisam em pormenor, nomeadamente em termos de tensões e deslocamentos utilizando vários modelos numéricos 3D (DTIN12 [LNEC] e SAP2000) com diferentes discretizações em que se utilizam os dois tipos de EF atrás referidos.

Construção de obras de arte de médio vão através do método construtivo de viga de lançamento (V.L.)

O presente relatório de estágio enquadra-se no âmbito do Trabalho Final de Mestrado no curso de Engenharia Civil, perfil de Estruturas, do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. Desta forma, foi realizado um estágio na empresa Opway – Engenharia, com a duração de 16 semanas, com integração na Direcção Técnica e de Inovação desempenhando as funções de análise e acompanhamento de obras de arte especiais de médio vão. Pretende-se demonstrar, neste relatório, a grande especificidade deste tipo de construções quer ao nível do Dimensionamento como ao nível da Construção. Ao nível do processo de Dimensionamento são apresentados dois capítulos, um relativo ao projecto de alterações de uma Viga de Lançamento e outro relativo ao projecto de execução de um viaduto construído através deste tipo de cimbres. Desta forma, o Capítulo 2 aborda os principais factores a ter em consideração num caso de adaptação de um cimbre deste tipo, utilizado anteriormente num determinado tabuleiro, para um novo tabuleiro a realizar, com características necessariamente diferentes. Por sua vez, o Capítulo 5 prende-se com uma análise e descrição de um projecto de execução de um tabuleiro de um viaduto construído por este método construtivo. No âmbito de Construção, o Capítulo 3 aborda o método de funcionamento deste tipo de cimbres desde que chega ao local da empreitada, até à sua saída. O Capítulo 4 consiste numa avaliação de soluções para a construção de um tabuleiro, onde a solução inicial consistia na construção por avanços sucessivos enquanto que a solução variante, (adoptada), consiste na construção por lançamento incremental. Neste capítulo está demonstrada a variação de quantidades de materiais entre as duas soluções e consequentemente a sua tradução em valores monetários. Os casos de estudo, que serviram como base de trabalho, ao nível do acompanhamento da construção foram, o Viaduto ferroviário de alta velocidade “O Marco”, em Santiago de Compostela e o Viaduto sobre o Rio Águeda em Ciudad Rodrigo. Ao nível do aspecto de projecto, o caso em estudo foi do Viaduto sobre a Ribeira de Zacarias (V3), integrado na subconcessão do Douro Interior, Alfândega da Fé. Este relatório resulta da análise de documentos relativos aos diferentes tipos de projecto mencionados como também da oportunidade de realização de acompanhamento da construção deste tipo de obras de arte.

Estágio no âmbito do projecto de execução de um viaduto de ligação entre a E.M. 575 e a E.M. 533-1 situado no Pinhal Novo

O presente relatório tem como objectivo descrever o trabalho desenvolvido ao longo de um estágio, realizado na empresa Professor Edgar Cardoso - Engenharia e Laboratório de Estruturas, durante o período de Fevereiro de 2009 a Maio de 2010. Durante este período, foi realizado um projecto de execução de um viaduto situado no Pinhal Novo. Este possui um comprimento total de 233,0 metros, suporta duas vias de trânsito em sentidos opostos e é constituído por 7 vãos com a seguinte distribuição: 20,0 m – 30,0 m – 35,0 m – 58,0 m – 40,0 m – 30,0 m – 20,0 m Além de compreender um vão central de 58,0 metros, existe ainda a particularidade de o viaduto atravessar um complexo feixe de linhas férreas e a sua directriz ser completamente curva. O tabuleiro é composto por betão armado, pré-esforçado na direcção longitudinal, encontra-se apoiado sobre os encontros e rigidamente ligado a 6 pilares de secção circular. A secção transversal do tabuleiro é constituída por uma nervura de secção trapezoidal, com 12 metros de largura, espessura variável e vazada no 2º, 4º e 6º vão. O dimensionamento respeitou os regulamentos nacionais em vigor, nomeadamente o Regulamento de Estruturas de Betão Armado e Pré-Esforçado (REBAP), o Regulamento de Segurança e Acções para Edifícios e Pontes (RSA) e o Eurocódigo 1, 2 e 8.

Dimensionamento dos elementos constituintes de uma estrutura espacial em aço

A realização deste trabalho teve como principal objectivo o emprego dos conceitos apreendidos nas Unidades Curriculares do Mestrado, bem como da Licenciatura. Nesse sentido, foi elaborado um projecto de uma estrutura espacial em aço (cúpula nervurada). Na realização do projecto foram aplicados conhecimentos adquiridos no âmbito das Unidades Curriculares de construção metálica, dinâmica de estruturas e de engenharia sísmica. Para modelar a estrutura foi utilizado o programa de cálculo automático SAP2000 e os resultados de dimensionamento dos elementos metálicos obtidos foram validados em folhas de cálculo em Excel desenvolvidas para o efeito. Reuniu-se informações sobre estruturas deste tipo bem como bibliografia da especialidade, com o propósito de adquirir uma base sólida de conhecimento para a realização deste projecto. O dimensionamento do sistema estrutural foi efectuado sempre que possível de acordo com a nova regulamentação, os Eurocódigos estruturais.