Análise probabilística de segurança de barragens gravidade de betão

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Estruturas

Estudo do comportamento sísmico de barragens de gravidade com ancoragens passivas

Dissertação de Natureza Científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Estruturas

Segurança ao derrubamento e ao deslizamento de barragens gravidade de betão

As barragens são estruturas que, em caso de acidente grave que origine uma rotura, podem ocasionar danos severos no vale a jusante, quer no que se refere ao número de vítimas, quer no que se refere a bens económicos e ambientais. Neste sentido, são obras onde as preocupações com a segurança assumem particular importância. As barragens gravidade de betão constituem um número significativo de obras, cujos principais cenários de rotura se relacionam com a possibilidade de ocorrência de derrubamento de blocos e de deslizamentos ao longo de superfícies de baixa resistência existentes na fundação, no corpo da barragem ou, mais frequentemente na ligação betão/fundação. O estudo destes cenários está, assim, previsto no Regulamento de Segurança de Barragens de Portugal, bem como em documentos regulamentares de outros países. Nesta dissertação procedeu-se à apresentação deste tipo de estudos, incluindo a aplicação a um caso de estudo. Foi utilizado um programa já elaborado e procedeu-se ao estudo comparativo das disposições regulamentares existentes em alguns países de referência. Foram ainda apresentados dois estudos paramétricos de características diferentes com o objectivo de determinar o valor mínimo que cada parâmetro pode assumir garantindo a segurança da barragem.

Utilização de modelos numéricos no cálculo estrutural de barragens gravidade de betão

O principal objectivo desta dissertação é a verificação da segurança de barragens gravidade. A verificação da segurança de estruturas pode ser efectuada recorrendo a diversas metodologias quer experimentais quer numéricas. Com este trabalho, procurou-se utilizar uma metodologia, baseada em métodos numéricos, específica e já devidamente testada no dimensionamento de barragens, mas de difícil acesso à grande maioria da comunidade técnico científico (Método dos Elementos Discretos), como forma de validação de uma metodologia mais corrente e de mais fácil acesso (Método dos Elementos Finitos). Como introdução ao tema é feita uma abordagem geral às barragens, diferenciando os vários tipos existentes. São apresentados os conceitos fundamentais da mecânica dos sólidos, e o comportamento estrutural de barragens, tal como os princípios de segurança a ter em conta num projecto de barragens de betão. Com base na descrição dos modelos de controlo de segurança de barragens gravidade efectuada, foram desenvolvidos dois modelos numéricos baseados em cada uma das metodologias de análise escolhida. Os modelos foram efectuados para um perfil típico de uma barragem gravidade de betão. Os métodos numéricos são desenvolvidos nos programas de cálculo SAP2000 e no 3DEC respectivamente para o Método dos Elementos Finitos e o Método dos Elementos Discretos. É feita a análise da estrutura através das duas metodologias, com base nos resultados em termos de deslocamentos, deformadas e tensões para as acções e combinações consideradas. Em face dos resultados numéricos são retiradas as conclusões elucidativas, sobre as metodologias mais correctas que deverão ser implementadas na verificação da segurança de barragens gravidade.

Método de execução de uma barragem

O presente documento diz respeito ao Trabalho Final de Mestrado, necessário para a conclusão do Mestrado em Engenharia Civil, perfil de Estruturas, do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. Para tal, foi realizado um estágio com a duração de 16 semanas, através da empresa OPWAY – Engenharia, integrado na obra pública da Barragem de Ribeiradio-Ermida. Através deste documento tentar-se-á dar uma visão geral de quais as atividades que estão integradas na construção de uma infraestrutura como uma barragem.

Modelação do comportamento dinâmico de sistemas barragem-fundação-albufeira: formulação no espaço de estados com amortecimento generalizado

Com este trabalho mostra-se a importância da utilização integrada de modelos numéricos e de resultados da observação do comportamento dinâmico de barragens com vista ao controlo da segurança de sistemas barragem-fundação-albufeira. Neste trabalho utilizou-se o MATLAB para desenvolver um programa de elementos finitos 3D (DySSA 1.0, “Dynamic State Space Analysis”) para análise do comportamento dinâmico de sistemas barragem-fundação-albufeira considerando uma formulação em deslocamentos com a albufeira discretizada em elementos finitos com módulo de distorção nulo. Utiliza-se uma formulação no espaço de estados o que permite considerar amortecimento não proporcional à massa e à rigidez e conduz a modos de vibração complexos. Apresentam-se os fundamentos do método dos elementos finitos na perspetiva da sua implementação computacional para análise dinâmica de estruturas, e apresenta-se sumariamente o programa DySSA 1.0, o qual permite a análise estática e dinâmica de estruturas utilizando elementos finitos tridimensionais isoparamétricos do segundo grau (tipo cubo com 20 pontos nodais), e correspondentes elementos de junta (com 16 pontos nodais, 8 por cada face). O programa foi testado com base na análise dinâmica de uma parede em consola submetida à pressão hidrodinâmica. Os resultados numéricos foram comparados com soluções analíticas e com resultados experimentais obtidos no laboratório de estruturas do ISEL. Descrevem-se os fundamentos da análise dinâmica de estruturas no domínio do tempo, e referem-se os princípios em que se baseiam as metodologias de identificação modal no domínio da frequência. Analisa-se o comportamento dinâmico da barragem do Cabril em termos de frequências naturais e configurações modais, utilizando um modelo 3D representativo do sistema. Os resultados deste modelo numérico são comparados com resultados experimentais obtidos com base no sistema de monitorização dinâmica em contínuo, que foi instalado pelo LNEC em 2008.

Análise do comportamento sísmico da barragem de Luzzone: desenvolvimento de um programa de EF3D utilizando uma formulação em deslocamentos e pressões

Trabalho Final de Mestrado elaborado no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil pelo Instituto Superior de Engenharia de Lisboa no âmbito do protocolo entre o ISEL e o LNEC

Modelação do comportamento dinâmico de sistemas barragem-fundação-albufeira: análise sísmica de uma barragem de abóbadas múltiplas

Trabalho Final de Mestrado elaborado no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil pelo Instituto Superior de Engenharia de Lisboa no âmbito do protocolo de cooperação entre o ISEL e o LNEC

Factores determinantes na adesão parental ao tratamento oclusivo em crianças amblíopes

Introdução - Estudos de investigação recentes apontam para o facto de que cerca de 1/3 dos olhos amblíopes não chegam à acuidade visual de 5/10 apesar da terapia oclusiva. Uma das razões apontadas é a não adesão ao tratamento. O objectivo do presente estudo é contribuir para a determinação do grau de influência dos factores psicossociais na adesão à terapia oclusiva por parte dos pais de crianças amblíopes e avaliar se existem diferenças significativas entre as recomendações do Ortoptista, a percepção parental dessas mesmas recomendações e o comportamento descrito. Metodologia - Foi efectuado um estudo quantitativo transversal, no qual participaram pais de crianças amblíopes (n=100), a realizar tratamento oclusivo num hospital público e numa clínica privada em Lisboa. Os pais responderam a um questionário baseado na Teoria da Motivação e Protecção (TMP) de Rogers, no qual foram analisadas variáveis parentais como a gravidade, vulnerabilidade, auto-eficácia, intenções de comportamento, eficácia da resposta e barreiras ao tratamento. Adicionalmente, foram analisadas as variáveis percepção parental do número de horas de oclusão e comportamento parental descrito. Resultados - Os resultados apontam para uma percentagem de 72% de adesão parental ao tratamento oclusivo e uma percentagem de 28% de não adesão. As variáveis intenções de comportamento (p=O,Ol 5) e eficácia da resposta (p=O,Ol 1) demonstraram ser significativas na predição da adesão parental ao tratamento oclusivo em crianças amblíopes (a=0,05). Foi detectada uma correlação positiva moderada (kappa=0, 536) entre o número de horas de oclusão recomendado pelo Ortoptista e a percepção parental dessas mesmas recomendações e uma correlação positiva forte (kappa=0,700) entre o número de horas de oclusão percepcionadas e o comportamento descrito. Conclusões - A prévia noção por parte dos pais de que o tratamento é uma mais-valia com consequências benéficas, provoca o desenvolvimento de uma resposta adaptativa de coping, neste caso de adesão ao tratamento oclusivo. A intenção positiva dos pais para realizar o tratamento e a prévia noção da sua eficácia na melhoria da acuidade visual da criança são preditivas da adesão por parte destes. Nesse sentido a probabilidade da adesão ao tratamento será maior se os pais associarem a adopção do comportamento recomendado à melhoria do estado de saúde das crianças, o que de facto foi demonstrado por esta investigação.

Empreitada de construção de 95 moradias no empreendimento Tróia Resort

O sector da construção é sem dúvida um dos que mais contribui para a criação de emprego, representando um valor significativo em termos de produto interno bruto. Muitas vezes a preocupação excessiva com a gestão financeira e do tempo, leva a que as soluções preconizadas na fase de projecto não sejam devidamente amadurecidas e que em obra não se dê a atenção necessária à componente técnica. Estas questões reflectem-se na qualidade da construção e nos custos que as empresas têm que suportar em termos de serviço pós venda durante o período de garantia da obra. Tendo em conta que o aluno desenvolveu a sua actividade profissional nesta área nos últimos 14 anos, o que lhe dará uma base de trabalho para o tema a desenvolver, pretende-se demonstrar a importância de cada uma das áreas da Direcção Técnica e Gestão de Empreitadas, bem como a interligação que tem de existir entre as mesmas, por forma a que o resultado final seja um sucesso pleno. No caso concreto da obra que o aluno propõe para estudo, trata-se de um complexo de 95 moradias com 8 projectos distintos onde as soluções técnicas são bastante diversas e pouco vulgares, o que terá bastante interesse para um trabalho desta natureza

Desenvolvimento de modelos para análise dinâmica de estruturas: Aplicação a barragens de betão e estruturas auxiliares

Com este trabalho mostra-se a importância da utilização integrada de modelos numéricos e de resultados da observação do comportamento dinâmico com vista ao controlo de segurança de grandes estruturas, particularizando para o caso da barragem do Cabril e da respectiva torre das tomadas de água. Descrevem-se os fundamentos da dinâmica de estruturas sob a perspectiva da realização de estudos no domínio do tempo e no domínio da frequência, e referem-se os princípios em que se baseiam as metodologias de identificação modal, utilizadas na interpretação e análise de resultados de ensaios de vibração ambiental. Apresentam-se os fundamentos do método dos elementos finitos na perspectiva da sua implementação computacional para análise dinâmica de estruturas, e apresenta-se sumariamente o programa MEFDIN3D, desenvolvido em MATLAB no âmbito deste trabalho, o qual permite a análise estática e dinâmica de estruturas utilizando elementos finitos de placa e tridimensionais. Analisam-se os parâmetros dinâmicos da torre, em termos de frequências naturais e configurações modais, utilizando modelos numéricos 2D (MEFDIN3D e SAP 2000) e um modelo 3D em SAP 2000. Os resultados destes modelos numéricos são comparados com resultados experimentais obtidos a partir de: i) ensaios de vibração ambiental com medição de acelerações no topo da torre e no corpo da barragem e; ii) de um sistema de observação em contínuo do comportamento dinâmico da barragem do Cabril, recentemente instalado em obra pelo LNEC. Após a calibração dos modelos numéricos, apresenta-se um estudo de previsão do comportamento dinâmico da torre sob acções sísmicas, efectuando a análise no domínio do tempo e por espectro de resposta. Por fim, apresentam-se resultados de um cálculo sísmico 3D da barragem do Cabril com o MEFDIN3D.

Sistemas de climatização industrial com saturação adiabática

Com este projecto pretende-se demonstrar a aplicação dos processos de climatização através do sistema de arrefecimento por saturação adiabática no tratamento do ar novo, em oposição ao sistema tradicional de arrefecimento, em termos de conforto industrial, vantagens económicas e ambientais e de eficiência energética. Considerando as condições exteriores de projecto em quatro cidades (Beja, Coimbra, Lisboa e Porto), fez-se um estudo teórico de forma a comparar os dois sistemas em relação à potência de frio necessária para o tratamento de 1000 m3 h-1 de ar novo que determinado equipamento deveria ter para garantir uma temperatura na saída da máquina de 25 ºC. Posteriormente procedeu-se à selecção de equipamentos e à sua validação, comparando as cargas térmicas sensíveis do ar novo, com as potências de frio dos equipamentos. Consultando os catálogos de várias empresas reuniram-se os dados necessários para os cálculos do estudo económico e eficiência energética. Ficou confirmado que os consumos de energia eléctrica e de água assim como os custos totais foram sempre inferiores no sistema arrefecimento por saturação adiabática. Também foi objectivo deste projecto, o estudo de um caso concreto de uma unidade fabril. Seleccionou-se a cidade de Beja, por ser a cidade com as melhores condições de clima para aplicação dos sistemas de climatização por saturação adiabática de forma a conseguir as condições termo higrométricas interiores dentro dos parâmetros de conforto. Dos dois processos analisados para arrefecimento do ar novo, verificou-se que a introdução de um recuperador no sistema de climatização com saturação adiabática, não só permite garantir as condições requeridas para o conforto como também apresenta menores consumos energéticos e de água.

Projecto de reabilitação e manutenção de rede predial de abastecimento de água, em edifício antigo com alteração de função

O presente trabalho aborda uma intervenção de reabilitação num edifício cuja função será alterada: o edifício abandona a função de edifício administrativo (escritórios), e assume uma função de Hotel. É com esta intenção que se elabora este estudo analisando, em concreto, a alteração na rede de abastecimento de água. Na fase de projecto é feita a concepção da rede de abastecimento de água, para que a intervenção não seja intrusiva, num edifício com alguma riqueza arquitectónica e estética, e ainda com os condicionantes impostos sobretudo, pela estrutura resistente. Por outro lado, pela função do edifício torna-se necessário assegurar níveis de conforto elevados. A preocupação pelos pormenores na concepção da rede de abastecimento de água tem um resultado prático muito significativo na fase de exploração do edifício, isto é, quando entrar em funcionamento. Faz-se o enquadramento para a Manutenção da rede de abastecimento de água, que pode e deve ser extensiva aos restantes componentes do edifício. A consideração de adequada Manutenção, devidamente planeada, conferirá ao edifício um envelhecimento sustentável, minorando os efeitos que poderiam resultar de não programação de acções de manutenção.

A luta contra o cancro em Portugal: análise do processo de institucionalização do Instituto Português de Oncologia

Este artigo resulta de um trabalho de investigação realizado no âmbito da tese de licenciatura em Sociologia1, e nele se pretende dar conta dos resultados empíricos sobre o processo de institucionalização do Instituto Português de Oncologia (IPO). Através de um exercício de enquadramento histórico-sociológico sobre a emergência do cancro como uma doença socialmente representada como o mal absoluto, e tendo como uma das principais plataformas teóricas o construtivismo fenomenológico, procurar-se-á compreender de que modo o cancro se cristalizou como um dos mais graves problemas de Saúde Pública das sociedades contemporâneas, analisando para o efeito o caso concreto de Portugal, através da análise do processo de institucionalização do IPO, ocorrido, tal como em outros contextos, no dealbar do século XX.

Gestão de roturas em sistemas em pressão para tubagens de diâmetro superior a 350 mm: a técnica sahara

Este estudo visa caracterizar e comparar técnicas de detecção de fugas de água, aplicadas a tubagens em pressão, em serviço e de diâmetro superior a 350 mm. Este trabalho justifica-se pela elevada percentagem de perdas hídricas reportados ao IRAR pelas entidades gestoras do sector, que no ano de 2008 atingiu o valor de 37%, bastante superior ao limite máximo definido por esta entidade reguladora (15%). Tendo em conta este dado, conclui-se que o combate às perdas de água continua a ser uma linha estratégica primordial para as entidades gestoras, constituindo a inspecção de tubagens, uma das actividades importantes neste contexto. Actualmente, a actividade de inspecção de tubagens de água usufrui de um leque diversificado de técnicas de inspecção. Algumas dessas técnicas podem ser aplicadas em tubagens de gás, de águas residuais e de abastecimento de água. Neste estudo apresentam-se três técnicas de inspecção de tubagens utilizadas em condutas de abastecimento de água - a técnica de inspecção visual, a técnica Smartball e a técnica Sahara - e compara-se duas: a técnica Sahara e a técnica Smartball. É no âmbito da conclusão deste trabalho, que se aborda a técnica Sahara, apresentando um caso concreto da sua aplicação, realizado na EPAL, S.A., em condutas de adução de diâmetro superior a 350 mm. A aplicação da técnica Sahara na EPAL em 2007 e 2008 promoveu a queda do valor das perdas reais e anuais reportadas à entidade reguladora. Após a inspecção com recurso a esta técnica, a empresa poupou mais de 640000 m3/ano. Este valor equivale a cerca de 3 dias de consumo de água no município de Lisboa.