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

Estudo de uma tomada de água em modelo reduzido

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

Verificação de fórmulas para a evolução da erosão em taludes de quebra-mares

Os quebra-mares de taludes são estruturas de protecção portuária muito comuns em Portugal e em cujo projecto se assume a necessidade de obras de manutenção ou reparação durante a sua vida útil. Para a avaliação da necessidade de realização destas obras, é necessária a existência de um programa de acompanhamento da estrutura contemplando a medição de grandezas relevantes para essa avaliação. Uma destas grandezas é o volume erodido do manto protector por acção da agitação marítima, que pode determinar-se a partir de levantamentos consecutivos da envolvente dos taludes e com o qual se pode definir o dano da estrutura. Melby (1999) apresentou uma fórmula para previsão da evolução do dano em quebra-mares de taludes com base nas características da agitação neles incidente. Nesta dissertação apresentam-se os resultados do trabalho realizado com o objectivo de avaliar a aplicabilidade daquela fórmula em condições de agitação diferentes das consideradas por aquele autor. De modo a atingir esse objectivo reproduziram-se as experiências descritas por Melby (1999). Tratam-se de ensaios de longa duração em modelo Físico reduzido em que sequências de estados de agitação estacionários vão atingindo o manto protector e se mede a área erodida no final da actuação de cada estado de agitação. Uma vez que estes ensaios terminam apenas quando fica visível uma porção apreciável do filtro sob o manto protector, a sua duração é substancialmente superior à dos ensaios comuns de estabilidade e galgamentos deste tipo de estrutura. A medição da área erodida no final da actuação de cada estado de agitação foi realizada a partir da reconstrução de pares estereoscópicos de fotografias em que a refracção induzida pela interface ar-água é corrigida. Tal significa que aquelas fotografias podem ser tiradas mantendo-se a água no canal. Pretendeu-se com a utilização desta técnica de levantamento avaliar a sua operacionalidade em ensaios de longa duração, para os quais seja necessário o levantamento exaustivo de perfis.

Caracterização mecânica de misturas betuminosas a aplicar em infra-estruturas de transportes

A maioria das infra-estruturas de transportes, nomeadamente os pavimentos rodoviários e aeroportuários, são constituídas por misturas betuminosas, o que permite um bom desempenho e uma adequada durabilidade, nas condições usuais de serviço. As misturas betuminosas são ainda amplamente utilizadas na construção de zonas de estacionamento de veículos, tendo-se verificado recentemente a sua aplicação também em infra-estruturas ferroviárias. Face à necessidade de melhorar o desempenho das vias-férreas, permitindo uma concepção mais durável de linhas de alta velocidade e uma redução dos custos da sua manutenção, tem-se vindo a desenvolver diversos estudos para promover a utilização de novos materiais, principalmente através da incorporação de misturas betuminosas. O presente trabalho tem como objectivo a caracterização do comportamento mecânico de misturas betuminosas a aplicar em infra-estruturas de transportes. Como metodologia para o estudo do comportamento mecânico das misturas betuminosas foram realizados em laboratório ensaios de cargas repetidas, nomeadamente, ensaios de flexão em quatro pontos para determinação da rigidez e da resistência à fadiga e ensaios de compressão triaxiais cíclicos para avaliação do comportamento à deformação permanente. A resistência à fadiga das misturas betuminosas em estudo foi avaliada através do ensaio de flexão em quatro pontos, com extensão controlada, e aplicação de um carregamento sinusoidal com diferentes frequências, de acordo com o procedimento de ensaio da norma europeia EN 12697-24 (2004 + A1: 2007). A resistência à deformação permanente das misturas betuminosas foi analisada através de ensaios de compressão triaxiais cíclicos, submetendo-as a uma tensão de confinamento estática pela aplicação parcial de vácuo e a uma pressão axial cíclica sob a forma rectangular, de acordo com a norma europeia EN 12697-25 (2004). O conhecimento destas propriedades mecânicas assume particular importância ao nível da formulação das misturas betuminosas, do dimensionamento de uma estrutura ou do estabelecimento de uma adequada solução para uma obra de reabilitação duma infra-estrutura de transportes. Para este estudo foi utilizado um modelo físico construído numa fossa no LNEC, com o propósito de serem testadas três substruturas ferroviárias não convencionais, utilizando sub-balastro betuminoso. A selecção das substruturas foi efectuada após uma análise de várias secções de estruturas já testadas e aplicadas noutros países, de forma a proporcionar comparações fiáveis entre elas. Os resultados obtidos mostraram que a mistura betuminosa AC20 base 50/70 (MB) aplicada na camada de sub-balastro é adequada para ser aplicada nas infra-estruturas de transportes pois apresenta um bom desempenho à fadiga e à deformação permanente. Através dos ensaios efectuados foi ainda possível entender a importante influência das características volumétricas, principalmente da porosidade para o bom comportamento da mistura betuminosa.

Análise dinâmica de uma estrutura: estudo numérico e experimental

Com o presente trabalho pretende-se estudar e compreender o comportamento dinâmico de estruturas de engenharia civil, de forma a permitir a elaboração de algumas metodologias para o estudo e análise de problemas de dinâmica de estruturas. Apresenta-se uma revisão dos principais fundamentos da modelação matemática do comportamento dinâmico, com o estudo de sistemas de 1 grau de liberdade e posterior generalização para sistemas de múltiplos graus de liberdade. Apresentam-se também as formulações para análises de identificação modal no domínio do tempo e no domínio da frequência. Atendendo que a resolução do problema dinâmico deve cumprir duas etapas: integração no Espaço, e integração no tempo. Para a 1a etapa abordam-se os fundamentos dos métodos numéricos de integração no espaço (em particular, o método dos elementos finitos) com vista á implementação da sua formulação na ferramenta computacional freeFEM++. Para a 2a etapa abordam-se os métodos numéricos de integração no domínio do tempo (em particular, o método de Newmark), de forma a determinar a resposta de uma estrutura quando submetida a acções dinâmicas. Adicionalmente são introduzidos alguns conceitos essenciais ao estudo de resultados experimentais obtidos através da realização de ensaios de vibrações. Por último, estuda-se um modelo físico de um edifício de dois pisos, com base na análise de resultados de um ensaio de vibração ambiental e no desenvolvimento de dois modelos numéricos (em freeFEM++ e em SAP2000) para comparação e análise dos resultados obtidos e validação da ferramenta computacional desenvolvida. Após a calibração dos modelos numéricos aos resultados obtidos experimentalmente, procede-se a uma análise dinâmica dos modelos numéricos sujeitos a uma acção sísmica, com a posterior comparação e análise de resultados obtidos.

Comparação de duas ferramentas de cálculo do galgamento baseadas na análise de redes neuronais

O galgamento de estruturas marítimas é um fenómeno caracterizado pela passagem de água sobre o seu coroamento devido à ação da agitação marítima incidente. Numa estrutura do tipo quebra-mar de taludes, a onda marítima perde parte significativa da sua energia no espraiamento. Se a zona de talude emersa não for suficiente extensa para ocorrer a dissipação total da energia, o nível máximo de espraiamento excede a cota do coroamento da estrutura e verifica-se galgamento. O caudal médio de água que galga as estruturas, habitualmente medido em m3/s por metro linear de estrutura, constitui a par da estabilidade da estrutura, um dos principais parâmetros condicionantes em projeto. A quantificação incorreta dos efeitos do fenómeno pode não só originar implicações de índole financeira e económica, como colocar em risco a segurança de pessoas, bens e equipamentos, bem como as atividades que justificam a existência daquelas obras de proteção. Neste trabalho é utilizada uma metodologia recente de previsão de galgamentos em estruturas marítimas, a qual se baseia no conceito de análise de redes neuronais para o desenvolvimento das ferramentas de cálculo. São aplicadas as ferramentas NN_OVERTOPPING2, do projeto Europeu de investigação CLASH, e Overtopping, que faz parte da dissertação de doutoramento de Verhaeghe (2005). Esta segunda ferramenta mostra uma mais-valia em relação à primeira, por ter sido desenvolvida para prever galgamentos nulos para determinados estados de agitação incidentes nas estruturas. O caso de estudo é referente a um troço (em frente ao posto 2) do molhe Oeste do Porto de Sines que serve de abrigo ao terminal de graneis líquidos. Para o perfil desta estrutura existem dados de galgamentos que resultaram de ensaios em modelo físico reduzido realizados no LNEC. Devido à colocação diferenciada dos blocos Antifer em duas zonas do manto de proteção, o que lhe confere diferentes características de rugosidade e de permeabilidade, foi utilizada uma metodologia recomendada por Pullen et al. (2007) no cálculo do coeficiente de redução do galgamento f, que tem em conta, entre outras variáveis, aquelas características físicas. O presente trabalho visa comparar os resultados estimados pelas duas ferramentas de redes neuronais, tendo como referência os valores do caudal médio galgado por metro linear de estrutura obtidos nos referidos ensaios. Será observado que os resultados produzidos pelas ferramentas são bastante satisfatórios, apresentando no entanto significativas divergências no domínio dos pequenos galgamentos.

Hélices e Espirais em Micro e Nanofibras Celulósicas

A celulose é o polímero renovável mais abundante do mundo. É conhecido pela sua excelente biocompatibilidade, propriedades térmicas e mecânicas. A celulose assim como os polipéptideos e o ADN, pertence a uma família de moléculas orgânicas que dão origem à formação de fases líquidas cristalinas (LCs) colestéricas. A Passiflora Edulis, tal como outras plantas trepadeiras, possui longas e flexíveis gavinhas que permitem à planta encontrar um suporte para se fixar. As gavinhas podem assumir a forma de espirais ou de hélices consoante sejam sustentadas por apenas uma ou por ambas as extremidades. As hélices apresentam muitas vezes duas porções helicoidais, uma esquerda e outra direita, separadas por um segmento recto denominado perversão. Este comportamento é consequência da curvatura intrínseca das gavinhas produzidas pela planta trepadeira. O mesmo comportamento pode ser observado em micro e nanofibras celulósicas fabricadas a partir de soluções líquido-cristalinas, numa escala três a quatro ordens de grandeza inferior à das gavinhas. Este facto sugere que o modelo físico utilizado tenha invariância de escala. Neste trabalho é feito o estudo de fibras e jactos que imitam as estruturas helicoidais apresentadas pelas gavinhas das plantas trepadeiras. As fibras e jactos são produzidos a partir de soluções líquidas cristalinas celulósicas. De modo a determinar as características morfológicas e estruturais, que contribuem para a curvatura das fibras, foram utilizadas técnicas de imagem por ressonância magnética (MRI), microscopia óptica com luz polarisada (MOP), microscopia electrónica de varrimento (SEM) e microscopia de força atómica (AFM) . A variação da forma das estruturas helicoidais com a temperatura parece ser relevante para o fabrico de membranas não tecidas para aplicação em sensores termo-mecânicos.

Estudo da turbina de Tesla visando a sua aplicação em sistemas de geração de energia elétrica descentralizada

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Utilização de técnicas de análise fotogramétricas em quebra-mares de taludes

Dissertação de Natureza Científica elaborada no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) para obtenção do grau de mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Hidráulica no âmbito do protocolo de cooperação entre o ISEL e o LNEC

Programa de intervenção segundo o modelo de auto-regulação na esclerose múltipla

A auto-regulação é um processo sistemático do comportamento que envolve a definição de metas pessoais e comportamentos, bem como a orientação para a realização de metas estabelecidas. Este processo envolve: orientação de estratégias eficazes para alcançar objectivos, feedback e auto-avaliação da parte dos indivíduos. Objectivo deste estudo: melhorar a actividade física e participação dos indivíduos com esclerose múltipla.

Exercício físico e claudicação intermitente: eficácia de um programa domiciliário

A arteriopatia periférica (AP) é uma doença com uma prevalência relativamente alta na população em geral. Entre 12% a 20% dos atingidos têm idade superior a 60 anos e apresentam sintomas clínicos, como claudicação intermitente (CI), dor, perda de força e incapacidade funcional. Vários autores referem os efeitos benéficos de um programa de exercício físico nas consequências funcionais da AP. O objectivo deste estudo foi o de verificar o efeito de um programa de exercício físico domiciliário supervisionado (PD) em indivíduos com CI por arteriopatia periférica do membro inferior (APMI) e determinar o número médio de passos diários nesta população. Participaram no estudo 14 indivíduos (idade média 72,4±6,7 anos) com CI. O PD consistiu na execução diária de três exercícios musculares para os membros inferiores (MI) e uma caminhada, durante 8 semanas. Através do teste de 6 minutos de marcha, avaliamos a distância de claudicação (DC) (até ao início da dor), distância máxima de marcha (DMM) (até à dor incapacitante) e a capacidade funcional (CF). Avaliamos ainda a intensidade de esforço percebida (IEP) com CR10 de Borg e o número máximo de repetições de elevação dos calcanhares (NREC). Os resultados mostram aumento da DC (178,8±75,5 vs 259,6±116,7; p=0,01), DMM (255,7±104,4 vs 326,5±137,9; p=0,008), CF (299,1±115,1 vs 389,6±102,1; p=0,000) e NREC (42,1±14,7 vs 59,9±21,6; p=0,002) e diminuição da IEP (3,1±1,1 vs 2,6±0,6). O número de passos percorridos e observados com um podómetro foi de 4990±1872 passos por dia. Conclusões – Um PD com supervisão semanal, tendo como base uma caminhada e exercícios musculares para os MI, mostrou ser eficaz na melhoria dos sintomas de CI destes pacientes.

Resposta imune na infecção por Leishmania infantum em modelo murino

As leishmanioses são doenças causadas por protozoários do género Leishmania que são parasitas intracelulares obrigatórios das células fagocíticas. O objectivo deste estudo foi caracterizar a infecção por Leishmania infantum em murganhos BALB/c inoculados por via intradérmica, analisando a evolução do parasitismo e as respostas imunitárias desenvolvidas. A carga parasitária foi determinada por PCR em tempo real. Foram detectados parasitas desde o 7º dia pós-infecção, verificando-se a disseminação visceral do parasita ao 56º dia pós-infecção. Os linfócitos dos animais do grupo infectado proliferaram em resposta à estimulação antigénica, enquanto que os macrófagos peritoneais produziram nitritos na presença do antigénio. Estes resultados demonstraram que os murganhos BALB/c inoculados por via intradérmica constituem um bom modelo experimental de leishmaniose visceral.

Distrofia muscular de Duchenne: a importância do exercício físico

A distrofia muscular de Duchenne é uma doença neuromuscular progressiva resultante da mutação do gene responsável pela síntese da distrofina situado no cromossoma X. A sua incidência é de 1 em cada 3500 nascimentos masculinos. Afecta os músculos esqueléticos e os músculos lisos (cinturas pélvica e escapular, músculos respiratórios, cardíaco, etc.), provocando fraqueza muscular, cardiomiopatia e insuficiência respiratória.

A percepção dos profissionais de saúde face ao exercício físico em transplantados renais

O exercício físico (EF) em transplantados renais (TR) é um tema que tem vindo a sofrer alterações ao longo dos tempos. Inicialmente prevalecia o princípio da minimização do risco, em que se procurava proteger o órgão transplantado de possíveis riscos decorrentes do EF. Presentemente valoriza-se a maximização dos diversos benefícios que o EF pode proporcionar a esta população especial. Contudo, estudos revelam, geralmente, baixas percentagens de transplantados a realizar EF. Estes estudos atribuem ainda grande parte da responsabilidade deste facto aos profissionais de saúde, pois nem todos incorporam a promoção do EF na sua prática.

Efeitos de um programa de exercício físico na aptidão física pós-transplante hepático por polineuropatia amiloidótica familiar: estudo de caso

Polineuropatia Amiloidotica Familiar (PAF) – Amiloidose sistémica heredo-degenerativa e autossómica dominante, cuja manifestação predominante é a polineuropatia mista sensitiva motora e autonómica. Mutação no cromossoma 18: substituição da Valina por Metionina TTR mutada e respectiva deposição sistémica. Objectivos do estudo: verificar o impacto de um programa de exercício combinado na composição corporal, na força muscular, na capacidade funcional, nos níveis de fadiga e nos níveis de actividade física.