Reabilitação de edifícios de serviços: casos de estudo: edifício de escritórios em Coimbra, centro de atendimento permanente em Seia

Perante a constante preocupação de melhoria das condições de conforto nos locais de trabalho, bem como a melhoria da eficiência energética dos edifícios, o presente trabalho teve como base o acompanhamento das obras de reabilitação realizadas em dois edifícios distintos, com diferentes patologias. O seu objectivo passou por: - Compreensão de algumas técnicas de engenharia utilizadas na reabilitação de edifícios de serviços, envolvendo as especialidades de civil, electricidade e máquinas, com preocupação da melhoria das classes de certificação energética e consequentemente do seu desempenho energético; - Análise e acompanhamento das fases de preparação de caderno de encargos, análise de propostas e adjudicação num grupo empresarial de referência. O primeiro edifício em estudo localiza-se em Coimbra. Este apresentava uma patologia pouco comum, relacionada com variações térmicas e com uma deficiente execução na fase de construção. Esta patologia originou a perda de verticalidade de duas fachadas do edifício, totalmente em caixilharia metálica. Foram analisados os relatórios de patologias bem como a solução encontrada. A solução, que foi concebida exclusivamente para este caso, consistiu na execução de juntas de dilatação no interior das referidas caixilharias. Foram ainda aplicadas juntas de dilatação nas paredes de suporte das caixilharias. Analisaram-se ainda duas auditorias (energética e da qualidade do ar interior), realizadas no edifício, que visaram a melhoria da classe de certificação energética (de B- para B) e, por conseguinte, a redução dos consumos energéticos do edifício. A intervenção de reabilitação no segundo edifício em estudo, situado em Seia, foi alvo de acompanhamento assíduo por parte do autor. O objectivo desta reabilitação passou pela melhoria da eficiência energética e do conforto térmico e acústico dos “residentes”. Para atingir os objectivos pretendidos foi necessário envolver vários ramos de engenharia, nomeadamente Civil, Mecânica e Electricidade. As melhorias permitiram que a Classe Energética passasse de G para B-.

Operação e planeamento de redes de energia eléctrica com recurso ao trânsito optimizado de energia

Esta dissertação tem como objectivo explorar as potencialidades de aplicação do trânsito optimizado de energia (Optimal Power Flow - OPF), no contexto da operação e planeamento de redes de energia eléctrica. Para o efeito, são ilustradas diferentes funções objectivo, nomeadamente, a minimização: dos custos de combustível, da potência activa de perdas, da potência reactiva de perdas, do ajuste de carga, do ajuste da reactância das linhas e da inserção das reactâncias shunt e/ou baterias de condensadores. São ainda propostas duas abordagens, que recorrem ao OPF, para efectuar a resolução do problema da compensação do factor de potência, em redes de distribuição de energia eléctrica. Em cada abordagem, são inseridas baterias de condensadores comutáveis na rede, com o objectivo de conduzir a uma redução dos custos de geração de energia eléctrica. Na primeira abordagem, dimensionam-se as baterias de condensadores para o nível de carga mais elevado, enquanto na segunda abordagem proposta, o valor e localização dos condensadores, tem em conta o conjunto dos níveis de carga considerados para o qual se pretende efectuar o dimensionamento. As duas abordagens apresentam resultados distintos para a potência reactiva das baterias de condensadores adicionadas em cada barramento, bem como para a selecção dos escalões, que devem estar em funcionamento em diferentes níveis de carga. De forma a avaliar a qualidade das soluções efectua-se, uma avaliação técnico-económica para diferentes níveis admissíveis de compensação do factor de potência, tendo em conta cenários de carga considerados na óptica do planeamento. É proposta uma metodologia, com o objectivo de obter a solução do problema em função dos seguintes factores: orçamento disponível, nível de perdas considerado satisfatório, VAL e tan das cargas da rede. As abordagens propostas são aplicadas à rede de distribuição de energia eléctrica de São Vicente. São ainda efectuadas sensibilidades em relação à natureza da carga, mediante a variação da sua tan . Verifica-se que os resultados obtidos são robustos e que a segunda abordagem é mais vantajosa.

Avaliação do potencial de arrefecimento passivo de um edifício de serviços

As tendências arquitectónicas actuais baseadas na adopção de extensas áreas de envidraçados e de construções com inércia térmica média a fraca resultam num risco acrescido de sobreaquecimento do ambiente interior dos edifícios, e no consequente aumento do consumo de energia para arrefecimento dos mesmos, tornando mais urgente a necessidade de estudar as melhores estratégias para contrariar esse aumento. A presente dissertação destinada à obtenção de grau de Mestre enquadra-se nesta temática e pretende avaliar o potencial de poupança eléctrica gerada por um sistema de arrefecimento passivo num edifício de serviços. Numa primeira fase, identificaram-se as diferentes estratégias de arrefecimento passivo que influenciaram o desempenho dos edifícios no passado e, comparando com edifícios dos nossos dias que com sucesso, aplicaram-se essas mesmas estratégias, demonstrou-se que podemos utilizar recursos da arquitectura vernacular nos edifícios contemporâneos. Posteriormente para avaliar o potencial de arrefecimento em edifícios de serviços para as condições climáticas portuguesas, realizou-se um estudo específico para um edifício real de serviços situado em Coimbra, e recorrendo-se ao software Autodesk Ecotect™, procedeu-se à análise energética da situação actual do edifício, conseguindo-se assim observar os pontos fortes e os pontos fracos do sistema existente. Com base na informação obtida foram testadas soluções a nível de climatização recorrendo à ventilação natural permitindo assim melhorar o desempenho do edifico. Novamente com o programa de cálculo Autodesk Ecotect™ e o Autodesk Green Building Studio™ foi possível fazer uma simulação destes cenários, e compará-los com os resultados da situação existente, podendo desta forma verificar o verdadeiro potencial de arrefecimento do edifício com as medidas propostas

Sustentabilidade hídrica de edifícios habitacionais

De acordo com os princípios e diretrizes globais do desenvolvimento sustentável e com vista a melhorar a resiliência dos sistemas de água, torna-se necessária uma mudança substancial nos padrões de produção e consumo da sociedade. Sendo a água um recurso limitado, que é necessário proteger e conservar, o seu uso eficiente é um bem imperativo, que se traduzirá em ganhos ambientais significativos. O impacte sobre este recurso causado pelos edifícios ao longo do seu ciclo de vida, nomeadamente durante a fase de operação, tem como resultado padrões de consumo muito elevados. Diante deste cenário, a introdução de equipamentos economizadores(torneiras, autoclismos, etc...) e a reutilização de águas cinzentas e captação de águas pluviais para usos não potáveis é uma alternativa estratégica, visto que a pressão sobre os recursos de água doce cresce em todo o mundo. Assim, há a necessidade de procurar fontes alternativas de água para reduzir o seu consumo e, consequentemente, o seu custo. Um estudo encomendado pela comissão da União Europeia, estima que a eficiência no uso da água pode ser melhorada em quase 40% só através de melhorias tecnológicas (introdução de equipamentos economizadores), e que com a adição da reutilização da água da chuva e das águas cinzentas este valor poderá subir para o dobro (80%) (Dworak, T. et al., 2007). Existem vários sistemas de certificação voluntária, onde está inserido uma vertente referente aos sistemas hídricos, tais como o BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method), o LEED (Leadership in Energy & Environmental Design), a ANQIP (Associação Nacional para a Qualidade nas Instalações Prediais) e o LiderA, usualmente tidos como referências. Esta dissertação aborda as ações que podem ser praticadas para a diminuição do desperdício e o aumento da eficiência na utilização da água nas edificações, através de uma revisão bibliográfica e análise crítica. Assim, foi possível concluir que a aplicação de medidas sustentáveis relativas à água apresenta benefícios consideráveis, em termos ambientais e também de redução do consumo de água potável. No entanto, para fomentar o uso eficiente da água, a nível nacional, há ainda um longo caminho a percorrer, apesar de algumas iniciativas já estarem em andamento, como o PNUEA (Plano Nacional para o Uso Eficiente da Água).

Viabilidade económica da implementação de um reactor nuclear para a produção de energia eléctrica em Portugal

O presente trabalho tem como objectivo avaliar economicamente e determinar a viabilidade da implementação de um reactor nuclear para produção de energia eléctrica. Faz-se uma abordagem a aspectos da energia nuclear no mundo e em particular a energia nuclear na união europeia, faz-se uma análise sobre a estrutura do sector nuclear em Espanha e o futuro da energia no mundo. É realizada uma análise sobre a energia nuclear em Portugal, são abordados aspectos como o planeamento energético, a localização da central nuclear, os recursos nacionais e internacionais, a inspecção e regulação nuclear e o impacto industrial. Por fim, faz-se uma análise sobre o mix energético português. Faz-se uma descrição do ciclo de combustível, isto é, um estudo a todas as fases pela qual o combustível nuclear passa desde a sua extracção, passando pela produção de energia e processamento dos resíduos. São descritos os principais componentes de uma central nuclear e o seu princípio de funcionamento. São analisados em detalhe os principais componentes de um reactor PWR (Objecto de estudo deste trabalho) e faz-se uma breve descrição de alguns modelos de reactores nucleares. É feita uma breve abordagem aos principais acidentes nucleares que ocorreram, e descrita a escala de ocorrências nucleares e as várias fases de desmantelamento de uma central. São apresentados os principais custos da central nuclear. Também é apresentado um estudo de viabilidade económica analisando três cenários diferentes e é apresentada uma análise de sensibilidade do VAL em função de algumas variáveis que têm grande influência na avaliação económica. São apresentadas as principais conclusões.

O presente e o futuro da tecnologia IGCC na produção de energia

A geração de electricidade com recurso a carvão dispõe, na combinação de tecnologias de gasificação de carvão com turbinas a gás avançadas, de uma solução tecnológica bastante eficiente e flexível, constituindo o que se designa por uma Central de Ciclo Combinado com Gasificação Integrada (IGCC). As Centrais IGCC cumprem os requisitos ambientais com baixas emissões atmosféricas poluentes, para além de terem capacidade para integrar directamente tecnologia de Captura e Sequestro de CO2 (CCS). Para além da geração de electricidade, estas unidades podem ser optimizadas para a co-produção de combustíveis sintéticos, tais como o hidrogénio, gás natural sintético (SNG ou metano), outros produtos combustíveis sintéticos por via do processo Fischer-Tropsch, e ainda outros químicos, tais como amónia, ureia, enxofre elementar e ácido sulfúrico, resultando num aumento considerável do factor de utilização do conversor de energia primária. Finalmente, o dióxido de carbono pode ainda ser separado como subproduto de valor comercial, para ser utilizado, por exemplo, em aplicações de exploração incrementada de petróleo (EOR, Enhanced Oil Recovery). Descreve-se neste trabalho o estado do conhecimento actual relativamente a este tema, com base nas tecnologias existentes, a viabilidade técnica e económica, bem como os desafios futuros a vencer desta tecnologia como alternativa para a produção de energia com recurso a carvão, permitindo minimizar o impacte ambiental.

Acção do vento em edifícios altos

A acção do vento é um dos factores mais importantes a considerar na análise do comportamento de estruturas de grandes dimensões e elevada flexibilidade. Numa construção, a eficácia, a segurança e os custos da construção, são factores que estão directamente relacionados com a exactidão dos cálculos do projecto, devendo a acção do vento ser objecto de uma avaliação detalhada. O quadro de Países da Comunidade Europeia criou o eurocódigo (procedimento simplificado e determinístico) que é aplicado a todos os Países membro. Em edíficios, cuja altura supere em duas vezes o valor da largura, o código sugere a divisão da altura do edifício em três zonas, sendo a zona central subdividida em bandas. O código não define o número de bandas, ou as respetivas alturas, a considerar para a realização do cálculo da zona central. Pretende-se com este trabalho contribuir para o esclarecimento do número e dimensão dessas bandas horizontais (hstrip), a adoptar no cálculo. Como objecto do estudo são utilizados edifícios, com diferentes alturas, geometrias e características estruturais. Como ferramenta é utilizada a metodologia do código, tendo sido elaborada uma folha de cálculo para o processamento de dados. Conseguiu-se assim representar o perfil do desvio percentual em relação ao valor óptimo, em função do número de faixas horizontais pretendido para realizar cálculo.

Processos de construção na reabilitação estrutural de edifícios antigos

O presente relatório de estágio surge no âmbito do trabalho final de mestrado, tendo sido desenvolvido na empresa Gonçalves Pereira, Engenheiros, Lda. Durante o período de estágio foi possível ao estagiário participar de forma ativa na elaboração de projetos de especialidades bem como de arquitetura, sendo realizada uma adaptação no presente TFM dos projetos praticados. Esta adaptação consiste no desenvolvimento de soluções construtivas por forma a dar resposta às necessidades impostas pelas intervenções levadas a cabo em quatro edifícios em Lisboa. Algumas das soluções aqui apresentadas foram devidamente comprovadas, tendo sido acompanhadas e garantida a sua funcionalidade em obra. Numa primeira fase deste trabalho realizar-se-á uma caracterização do tipo de edifícios em estudo - edifícios antigos, estando os mesmos compreendidos cronologicamente entre os edifícios anteriores ao terramoto de 1755 e os edifícios do início do séc. XX. Posteriormente caracterizar-se-ão quais os procedimentos a ter no caso da reabilitação deste tipo de edifícios. Por fim apresentar-se-ão os processos construtivos desenvolvidos no âmbito do estágio. Com este trabalho pretendesse não só a integração no mercado de trabalho do estagiário e a aplicação das competências adquiridas academicamente mas também trazer à comunidade científica propostas de novas soluções construtivas possíveis de serem utilizadas no mesmo tipo edifícios intervencionados.

Soluções de reabilitação de rebocos exteriores em edifícios antigos

Associando o papel que a reabilitação de edifícios pode vir a registar de futuro aos rebocos de edifícios antigos, o trabalho desenvolvido pretende apresentar diferentes soluções de reabilitação consoante o suporte em causa, com base nas características fundamentais exigidas na execução de rebocos. O trabalho realizado incluiu uma campanha experimental, em laboratório e in-situ, onde se avaliou a influência de alguns factores de aplicação (tipo de argamassa, natureza do suporte, número de camadas e espessura da camada) no desempenho mecânico (ultra-sons, resistência à compressão e flexão, pull-off, martelo de schimdt, retração), físico (tubos de Karsten, humidade superficial e absorção por capilaridade) e químico (pH e teor em sais) e as funções a respeitar numa solução de reabilitação. Assim sendo, foram estabelecidos três tipos de rebocos – praticado em obra, tradicional e pré-doseado – e três suportes – betão, pedra e tijolo – por forma a conhecer as características de cada um a curto prazo e a sua adequabilidade aos suportes usados. Com a realização dos ensaios também foi possível identificar e analisar os aspectos que condicionam os resultados alcançados e como tal, a interpretação dos dados exige prudência.

Avaliação económica de um investimento em geração de energia das ondas e energia solar térmica

O presente trabalho tem como objectivo efectuar a avaliação económica e determinar a viabilidade com e sem os incentivos fiscais de duas tecnologias de conversão de duas fontes distinta e emergentes de energia renovável, o Concentrador Cilindro-parabólico e a Torre Solar para a energia solar termoeléctrica e a Coluna de Água Oscilante e o Pelamis para a energia das ondas. Realiza-se uma curta abordagem à energia Solar e à energia dos Oceanos, e às tecnologias existentes para estes tipos de energia renovável. Apresenta-se um estudo do potencial em Portugal e no Mindo, das tecnologias abordadas neste trabalho. É desenvolvido o modelo de conversão de energia para as centrais solares termoeléctricas e utilizado o modelo de superfície de potência para as centrais de energia das ondas adaptado de António Falcão. As centrais são modeladas por meio de uma folha de cálculo, onde é calculada a energia produzida em Mértola e São Pedro de Moel (energia solar termoeléctrica e das ondas respectivamente) consoante o recurso do local. É feita a avaliação económica para quatro cenários designados como optimista, base, pessimista e base sem aplicação da tarifa bonificada, e é realizada uma análise de sensibilidade do VAL a diversas variáveis. Conclui-se sobre a viabilidade dos vários cenários e sobre possíveis alterações à tarifa binificada en consequência dos resultados obtidos. Segundo os pressupostos deste trabalho concluíu-se que a tarifa bonificada é demasiado elevada para os projectos em energia solar de concentração e demasiado baixa para projectos em energia das ondas.

Prensa electromagnética com recuperação de energia para corte e moldagem de chapas e tubos de AL

Foi desenvolvido um conversor de potência e atuador mecânico para a moldagem e corte, por ação de pressão magnética, de chapas e tubos de Al, com uma energia máxima de descarga de 10kJ. O conversor é composto por duas malhas de descarga em paralelo e duas malhas de recuperação de energia. O circuito é capaz de gerar uma corrente de pico de 50kA com uma taxa de variação máxima de 2kA/s através de um atuador, recuperar até 32% da sua energia inicial e diminuir o tempo de carga dos bancos de condensadores no mesmo valor, reduzindo assim a potência da fonte de alimentação primária Foram construídos vários atuadores de forma a otimizar o processo, considerando as várias funções pretendidas, como a deformação ou corte de chapas e compressão de tubos. O circuito elétrico aproximado desenvolvido em Matlab/Simulink foi validado, considerando apenas o funcionamento da malha primária sem o atuador e a dinâmica associada, sendo capaz de simular as respostas do sistema para várias situações específicas, tornando-se numa ferramenta para otimização do mesmo. Experimentalmente, os resultados obtidos provam ser possível cortar chapas Al de 0,5 e 0,8mm, com apenas 13% da energia total do circuito, e comprimir tubos de Al com 2mm de espessura e 50mm de diâmetro com apenas 2,4kJ. A topologia do circuito e a construção da máquina tiveram em conta vários aspetos que melhoram a proteção de pessoas e equipamentos e devida à sua configuração este é capaz de suportar variações de capacidade nos bancos de condensadores e variações de indutância nas bobinas de recuperação de energia sem se danificar.

Pré-esforço em edifícios e obras de arte

O presente relatório de estágio encontra-se inserido no âmbito do Trabalho Final de Mestrado, da área de especialização de Edificações, relativo ao curso de Engenharia Civil, do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, sobre a execução de Pré-esforço em Edifícios e Obras de Arte. O estágio foi desenvolvido na empresa VSL Sistemas Portugal S.A. - Préesforço, Equipamento e Montagens e teve como objectivo o acompanhamento da subempreitada de aplicação e execução de pré-esforço para três entidades: - Agrupamento complementar de empresas Teixeira Duarte / Zagope - Viaduto de Coina 1; - Lena Construções - Pontão de Coina; - BRITALAR - Hotel Tryp Aeroporto Lisboa. O estágio realizou-se junto do Departamento de Produção, ao nível do acompanhamento dos trabalhos em obra e trabalho administrativo inerente ao mesmo. O objectivo inicial do estágio foi o de interpretar as peças escritas e desenhadas relacionando-as com a aplicação do pré-esforço em obra, conhecer as técnicas e materiais a aplicar nas diferentes fases, relacionando assim, a sua utilização com a prevenção de eventuais patologias.

Reabilitação de edifícios de habitação no Bairro da Mouraria em Lisboa

A Reabilitação Urbana é uma preocupação que afeta a maioria dos municípios portugueses. A degradação nosso património edificado da nossa memória, principalmente nos centros históricos, tornou-se um problema que urge resolver rapidamente. Na conjuntura que o país atravessa, com o excesso de construção nova que nos últimos anos inundou o mercado, a reabilitação assume-se como uma opção para a indústria da construção civil. No caso do Bairro da Mouraria, o esforço que o município tem vindo a desenvolver, que implica grandes investimentos e grande esforço financeiro, no difícil contexto económico do país, assume maior relevância. Esta dissertação debruça-se sobre o caminho percorrido, as condicionantes das soluções de projeto e do investimento na reabilitação no Bairro da Mouraria. E sobre os aspetos que envolvem esta atividade e conferem à recuperação do edificado um carácter especial, pois trata-se de um tipo de obra que se reveste de alguma imprevisibilidade, que pode mesmo levar a custos adicionais e à inviabilidade dos investimentos. O que justifica que para este tipo de obras tenha de haver uma atenção redobrada desde a fase do levantamento do edificado, das suas patologias, das obras a realizar, das soluções arquitetónicas e técnicas a adotar, passando pela fase de licenciamento do projeto, até à recuperação física dos edifícios. Pretende-se, também, apresentar algumas situações típicas de reabilitação de edifícios antigos, aprofundando-se as questões técnicas sobre as patologias mais correntes, a viabilidade económica das operações e enquadrando os principais fatores que têm retardado o processo.

Estudo hidráulico em modelo reduzido de descarregadores de cheias: utilização de conchas de rolo na dissipação de energia do escoamento

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização em Hidráulica

Materiais de mudança de fase em revestimentos

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de especialização em Edificações