Flood resilient housing recovery models: a theoretical case study in Maldives

Natural disasters are events that cause general and widespread destruction of the built environment and are becoming increasingly recurrent. They are a product of vulnerability and community exposure to natural hazards, generating a multitude of social, economic and cultural issues of which the loss of housing and the subsequent need for shelter is one of its major consequences. Nowadays, numerous factors contribute to increased vulnerability and exposure to natural disasters such as climate change with its impacts felt across the globe and which is currently seen as a worldwide threat to the built environment. The abandonment of disaster-affected areas can also push populations to regions where natural hazards are felt more severely. Although several actors in the post-disaster scenario provide for shelter needs and recovery programs, housing is often inadequate and unable to resist the effects of future natural hazards. Resilient housing is commonly not addressed due to the urgency in sheltering affected populations. However, by neglecting risks of exposure in construction, houses become vulnerable and are likely to be damaged or destroyed in future natural hazard events. That being said it becomes fundamental to include resilience criteria, when it comes to housing, which in turn will allow new houses to better withstand the passage of time and natural disasters, in the safest way possible. This master thesis is intended to provide guiding principles to take towards housing recovery after natural disasters, particularly in the form of flood resilient construction, considering floods are responsible for the largest number of natural disasters. To this purpose, the main structures that house affected populations were identified and analyzed in depth. After assessing the risks and damages that flood events can cause in housing, a methodology was proposed for flood resilient housing models, in which there were identified key criteria that housing should meet. The same methodology is based in the US Federal Emergency Management Agency requirements and recommendations in accordance to specific flood zones. Finally, a case study in Maldives – one of the most vulnerable countries to sea level rise resulting from climate change – has been analyzed in light of housing recovery in a post-disaster induced scenario. This analysis was carried out by using the proposed methodology with the intent of assessing the resilience of the newly built housing to floods in the aftermath of the 2004 Indian Ocean Tsunami.

Contributos para um modelo de autoconstrução dirigida de habitação a custos reduzidos

Um dos maiores desafios da Humanidade no século XXI é o fornecimento de habitações adequadas a toda a população Mundial, em especial aos países em desenvolvimento. Estima-se que no ano de 2030, aproximadamente 40% da população Mundial viverá em habitações precárias. As inúmeras iniciativas de fomento habitacional que têm sido desenvolvidas para combater esta problemática são em número e eficácia insuficiente, sendo o custo associado a uma habitação o fator preponderante. Portanto, esta é uma realidade cada vez mais próxima, e que exige a necessidade de se alcançar a otimização de modelos habitacionais que conduzam à respetiva diminuição dos custos, em face do montante financeiro a realizar. Neste sentido, a presente dissertação pretende alcançar um modelo habitacional de custos reduzidos, através do estudo e análise de considerações teóricas relativas à qualidade e adequabilidade habitacional, e às diferentes variáveis que condicionam os custos de uma habitação. Tal propósito tem como resultado a proposta de um conjunto de orientações para as diferentes fases por que passa um processo de construção de uma habitação - projeto, construção e utilização. Estes contributos permitem a obtenção de uma solução que concilia os custos e qualidade da habitação, focando-se na seleção da técnica mais aplicável para o modelo de autoconstrução dirigida. Como forma de permitir uma melhor perceção das orientações propostas é apresentada a sua aplicabilidade ao contexto de Angola. Pela discussão dos resultados considera-se que é viável atingir o objetivo de construir habitações a custos reduzidos com observância de parâmetros de qualidade e sustentabilidade.

Caraterização reológica e avaliação da resistência à fadiga de mastiques betuminosos com o reómetro de corte dinâmico

Numa mistura betuminosa, o mastique betuminoso envolve os agregados grossos e preenche os vazios do esqueleto mineral, influenciando deste modo as propriedades da mistura durante a produção (ex: trabalhabilidade) e em serviço (ex: estabilidade). O presente estudo pretende investigar e avaliar o comportamento reológico e mecânico do mastique na gama de temperaturas a que um pavimento flexível está sujeito em serviço. O comportamento mecânico é avaliado através da resistência à fadiga. Oito mastiques foram formulados com dois betumes, um puro e outro modificado com polímeros SBS, e dois fíleres para duas relações volumétricas. Os resultados experimentais foram analisados e comparados com os obtidos em outro estudo relativos à caraterização dos betumes (Pereira, 2014). Os ensaios de caraterização reológica foram realizados num reómetro rotacional, em regime oscilatório e utilizando uma geometria de pratos paralelos. As propriedades utilizadas para a caraterização reológica são o módulo complexo (

Reabilitação urbana sustentável – modelo de intervenção para o espaço público

Com o acentuado ritmo de urbanização nos centros das cidades, surgiram problemas de ordem ambiental, social e económica, que se constituem, nos nossos dias, como um desafio para a descoberta de um futuro sustentável para as urbes. O conceito de “sustentabilidade” tem vindo a ganhar importância nas últimas décadas, nomeadamente no sector da construção. As intervenções de reabilitação urbana sobre o espaço público assumem-se como uma prioridade nacional e uma oportunidade para um Desenvolvimento Urbano Sustentável. Esta área, para além de contribuir para o equilíbrio social e a melhoria da qualidade de vida das populações, é também uma actividade determinante para a dinamização económica, a geração de emprego e a poupança de recursos naturais (Amado, et al., 2012). O planeamento urbano assume um papel determinante na implementação dos objectivos da reabilitação urbana. A preocupação com o desenvolvimento equilibrado das cidades tem motivado o desenvolvimento de diversos estudos com propostas de medidas para uma reabilitação urbana sustentável. A nível político têm sido implementados alguns programas como o JESSICA e o Lx-Europa 2020, bem como o surgimento das Sociedades de Reabilitação Urbanas. Diversos países, a nível mundial, têm vindo a desenvolver e adoptar instrumentos para auxílio e avaliação das medidas definidas nos planos das suas cidades. Esses instrumentos, que se baseiam em indicadores de sustentabilidade, representam uma função importante na aplicação das medidas estratégicas, pois permitem avaliar o desempenho ao longo do tempo de determinado parâmetro e adoptar medidas de recuperação em tempo útil. A utilização de indicadores de sustentabilidade possibilita o tratamento de informações que são avaliadas quantitativamente ou qualitativamente, conduzindo à descrição e evolução de determinado dado das cidades. O presente trabalho surge com o objectivo de, a partir dos problemas considerados determinantes para a reabilitação do espaço público (mobilidade, segurança e diversidade), e com base nos trabalhos que têm vindo a ser desenvolvidos com vista a um futuro sustentável, desenvolver uma ferramenta, de fácil utilização e interpretação, que auxilie as entidades competentes na elaboração dos planos estratégicos, na avaliação e monitorização das acções de reabilitação urbana de forma sustentável.

Argamassas de cais NHL2 e aérea. A influência dos agregados

O crescimento do mercado da reabilitação de edifícios torna importante o estudo de materiais que sejam adequados para este tipo de obras. Essencialmente devido a questões de compatibilidade, as cais de construção estão de novo a ser utilizadas em algumas obras em edifícios antigos. Neste trabalho, estudaram-se argamassas com base numa cal hidráulica natural NHL2, classificada segundo a última versão da norma NP EN 459Z1:2011, que foi recentemente lançada no mercado, e compararam-se com argamassas com base em cal aérea CL90 (com características conhecidas),ambas de produção nacional e classificadas segundo essa norma. Para além do ligante, o agregado, e nomeadamente a sua distribuição granulométrica, também desempenha um papel muito importante nas características das argamassas. Neste trabalho utilizou-se como agregado silicioso uma areia fina, uma areia grossa e uma areia resultante de mistura e com distribuição granulométrica semelhante à da areia CEN de referência. Assim, o objectivo desta dissertação foi essencialmente conhecer o comportamento físico e mecânico das argamassas, e a forma como o tipo de ligante (fracamente hidráulico ou aéreo) e a granulometria das areias o influencia. Produziram-se e caracterizaram-se, no estado fresco e endurecido, aos 28 e aos 90 dias, seis composições de argamassas ao traço 1:3 de NHL2 e de CL90 com as três granulometrias distintas de agregados. Os resultados obtidos mostram que as argamassas de NHL2 apresentam grandes poros esféricos, característicos dos ligante hidráulicos, e grandes poros-fissura, característicos dos ligantes aéreos; a existência deste dois tipos de poros provoca uma tendência de redução dos parâmetros mecânicos com a progressão da cura e maiores valores de porosidade aberta em relação às argamassas CL. As argamassas produzidas com a mistura de areias obtiveram resistências mecânicas mais elevadas, menor porosidade e melhor comportamento em relação à água que as argamassas produzidas com areias monogranulares.

Caracterização reológica de mastiques betuminosos

A rede rodoviária desempenha um papel fundamental para o desenvolvimento de qualquer país. Atualmente em Portugal tem-se assistido a um aumento do investimento na reabilitação dos pavimentos rodoviários, usualmente recorrendo a colocação de misturas betuminosas. Constituído por uma parte mais fina do agregado e betume, o mastique é considerado o verdadeiro ligante da mistura betuminosa, uma vez que envolve e liga os agregados grossos, preenchendo deste modo os seus vazios. Assim, é essencial caracterizar o comportamento deste material devido à sua influência em diversas características da mistura betuminosa. O comportamento viscoelástico do mastique pode ser caraterizado por ensaios com imposição de uma força ou de um deslocamento. No presente trabalho foram realizados ensaios uniaxiais com aplicação de uma deformação uniaxial, quer em ensaios com aumento de comprimento do provete, como em ensaios com redução do comprimento. Foram utilizados dois tipos de betume, um betume puro e um betume modificado com polímeros. Para além destes, foram utilizados dois tipos de fíler diferentes, um pó de calcário e uma cal hidráulica. Com estes materiais fabricaram-se mastiques betuminosos com diferentes razões fíler/betume e foi avaliado o seu comportamento viscoelástico adaptando a norma EN 12697-26 (2004). Para cada mastique fez-se variar a temperatura, a frequência e a amplitude de deformação imposta. Para o tratamento dos resultados obtidos nos ensaios utilizou-se um método por regressão linear, para se obter os valores do módulo complexo e do ângulo de fase para cada mastique. Posteriormente, realizou-se o ajustamento dos resultados experimentais com um modelo mecânico 2S2P1D. Os resultados mostraram que o comportamento dos mastiques é influenciado pelo tipo de ensaio (com aumento ou com redução do comprimento), tipo de fíler e pela relação fíler/betume utilizada.

Comportamento de ligações adesivas entre compósitos de FRP e elementos estruturais de aço

Desde de que os Polímeros Reforçados com Fibras (FRP) começaram a ser usados no reparo ou no reforço de elementos estruturais, o descolamento prematuro do compósito FRP com o substrato tem sido objecto de muitos estudos. É importe conhecer e descrever, com rigor, o comportamento completo da interface do FRP com o substrato. Inclusivé, tem-se utilizado com frequência fixações mecânicas adicionais, para demorar ou mesmo evitar o descolamento prematuro do compósito FRP com o substrato. Não existem soluções analíticas que descrevam o comportamento completo das interfaces do FRP com o substrato. Portanto, o objetivo desta dissertação é mitigar esse desconhecimento através de uma solução teórica para descrever a ligação do FRP com o substrato com e sem ancoragem mecânica, através de um modelo de bond-slip exponencial que é conhecido por representar as não linearidades envolvidas no processo de descolagem do compósito FRP com o substrato. A análise completa da carga vs. deslizamento para ambos os casos (com e sem ancoragem mecânica) também é discutida nesta dissertação. Para além disso, este trabalho também visa um estudo experimental utilizando vigas metálicas com compósitos de carbono (CFRP) ou seja, em sistema Externally Bonded Reinforcement (EBR) com e sem sistema ancorado mecânico.

Avaliação das condições de ventilação de lares de idosos

Publicações Funchal, 16-19 Dezembro 2014 Cerqueira, F., Azevedo, S., Aelenei, D., Viegas, J., (2014). “Assessment of Ventilation in Elderly Care Centres”, 40th IAHS World Congress in Housing – Sustainable Housing Construction. Porto, 26 – 28 de Março 2015 Aelenei, D., Nogueira, S., Viegas, J., Mendes, A., Cano, M., Cerqueira, F. (2015), “Caracterização experimental das taxas de renovação horária em residências para pessoas idosas”, 5ª Conferência sobre Patologia e Reabilitação de Edifícios – PATORREB 2015

Determinação de comprimentos de encurvadura de pilares-estaca

O trabalho desenvolvido na presente dissertação tem como principal objetivo a determinação da carga crítica e do respetivo comprimento de encurvadura de pilares-estaca, contemplando diversos casos de estudo. São efetuadas duas abordagens ao problema de forma a poder realizar estudos comparativos das metodologias adotadas. O primeiro tipo de análise é baseado no método de Elementos Finitos; o segundo tipo de análise é efetuado com base no programa de cálculo automático SAP2000, utilizando elementos de barra. Para resolução do problema em questão, comum em pilares de pontes ou viadutos em betão armado, considera-se comportamento elástico do material do pilar e do solo onde este se encontra implantado, admitindo um modelo de fundação de Winkler. Primeiramente, são apresentados os fundamentos teóricos que suportam o tema da dissertação de forma a dar ao leitor um enquadramento de vários aspetos inerentes a fenómenos de instabilidade estrutural. Em seguida, descreve-se a metodologia adotada para análise do problema. Finalmente são apresentados casos de estudo retirados de um projeto realizado num viaduto. Nesses casos, são analisados pilares com geometrias diferenciadas, quer na direção longitudinal quer na direção transversal.

A segurança ao uso normal na decisão de intervenção em parques edificados

O estado de degradação de edifícios em Portugal tem aumentado significativamente ao longo dos últimos anos, devido, entre outros aspectos, ao envelhecimento e à falta de manutenção. Estes factores aceleram o processo de deterioração dos edifícios, motivando o aparecimento de anomalias. No entanto, existem diversas ferramentas para o levantamento dessas anomalias e para avaliação do estado de conservação de edifícios. Em 2006, foi desenvolvido no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), o Método de Avaliação do Estado de Conservação de imóveis (MAEC), que permite determinar, de forma expedita, o estado de conservação de edifícios, através da realização de inspecções visuais ao local por técnicos qualificados. Contudo, algumas situações que possam causar riscos na utilização corrente dos edifícios, caso não derivem de anomalias físicas construtivas, não são tomadas em consideração para efeitos de definição de intervenções de reabilitação. Considera-se importante que no momento do levantamento das condições de degradação física, a avaliação da segurança ao uso normal tenha igual relevância, através da identificação de alguns perigos. Em países como o Reino Unido e França são utilizadas metodologias de avaliação que integram em simultâneo estas duas dimensões. Neste sentido, o MAEC poderá ser complementado de forma a concretizar e a viabilizar este tipo de avaliações. Assim, o estudo visa desenvolver uma ferramenta aplicável em inspecções para avaliação das condições de segurança dos imóveis (MACS), integrando o MAEC neste processo de intervenção. Para isso analisaram-se outros métodos de avaliação (nacional e estrangeiros) que serviram de apoio ao desenvolvimento da proposta. Para testar a viabilidade do novo método foi avaliada uma amostra de imóveis no âmbito do MAEC e do MACS, através da inspecção de edifícios de uso habitacional, com épocas construtivas distintas. De uma forma geral, concluiu-se que a metodologia permitiu criar padrões actuais de risco, e a sua aplicação possibilitou a comparação das condições de segurança de diferentes edifícios. Também foi possível identificar os perigos com maior risco de ocorrência de acidentes, permitindo a definição de níveis de urgência de intervenção das situações consideradas perigosas.

A importância das infraestruturas ferroviárias na intermodalidade marítimo-ferroviária do transporte de mercadorias

Esta dissertação é elaborada numa época em que cada vez mais se discute a necessidade de avaliar a importância dos investimentos em infraestruturas de transportes, designadamente de forma a conseguir-se otimizar a intermodalidade entre os diversos modos. O transporte ferroviário de mercadorias em Portugal desempenha um papel de menor relevo comparativamente com os transportes marítimo e, particularmente, rodoviário. Este, tem sido utilizado excessivamente quando, não raras vezes, poderia ser substituído pelo transporte ferroviário, reduzindo, deste modo, as externalidades negativas inerentes à rodovia. No caso do transporte de mercadorias, urge encontrar soluções que promovam a intermodalidade, nomeadamente entre os modos marítimo e ferroviário, seja pelos benefícios ambientais e sociais que daí advêm, seja pelo potencial económico ligado às exportações. Este trabalho compreende, como contribuição central, a abordagem e análise de dois casos de estudo que ajudam a confirmar a importância e a relevar o contributo do transporte ferroviário de mercadorias na intermodalidade marítimo-ferroviária. Num dos casos de estudo, é possível fazer a comparação entre as intermodalidades marítimo-ferroviária e marítimo-rodoviária para o mesmo tipo e volume de mercadoria expedida. Simultaneamente, é feita a apresentação de duas propostas de infraestruturas ferroviárias que visam promover a intermodalidade marítimo-ferroviária. Com base neste trabalho, foi possível salientar a importância do transporte ferroviário no transporte de mercadorias, particularmente na ligação aos portos, resultando claro que encerra mais vantagens face ao transporte rodoviário.

Avaliação da aderência ao suporte de rebocos de terra

A crescente preocupação ambiental a nível mundial, aliada à necessidade de elevar o conforto e qualidade dos espaços interiores, tem levado ao reaparecimento, em muitos países desenvolvidos, de materiais que caíram em desuso ao longo do tempo, como é o caso dos rebocos de terra. Por constituírem produtos com baixa energia incorporada, comparativamente a outros tipos de rebocos, e a estudos recentes terem realçado as suas qualidades nomeadamente também no que diz respeito ao controlo da qualidade do ar interior, estas argamassas têm suscitado um crescente aumento de interesse por parte da indústria e comunidade científica, sendo prova disso a norma DIN Alemã publicada em 2013 específica para rebocos de argamassas de terra não estabilizadas quimicamente. No entanto, no que diz respeito à aderência, característica fundamental para o correcto desempenho da função de argamassa de reboco, a informação científica é bastante escassa, tornando difícil a sua comparação e afirmação face a argamassas correntes. Pretende-se com esta dissertação dar um contributo para a avaliação da aderência de rebocos de argamassas de terra. Avalia-se a aderência de uma argamassa formulada em laboratório através de ensaios à tracção e ao corte em diferentes materiais de suporte (bloco de adobe e tijolo furado corrente), com diferentes preparações do suporte (sem e com aplicação prévia de uma calda de argila) e das amostras a ensaiar (corte a fresco, corte após endurecimento, moldagem com as dimensões para ensaio), e ainda em dois ambientes distintos de humidade relativa (65% e 95%). Os resultados são comparados entre si, avaliando-se a influência dos distintos parâmetros, e com outras argamassas. Conclui-se que as argamassas de reboco de terra apresentam uma boa prestação no que à aderência diz respeito em ambos os suportes estudados, verificando-se neste aspecto vantajosa a preparação do suporte com calda de argila. A execução das amostras tem influência nos valores obtidos nos ensaios. A humidade relativa apresenta um efeito negativo mas não compromete a estabilidade do reboco. O ensaio de corte revelou-se um instrumento válido, necessitando no entanto divulgação na comunidade científica por forma a ser melhorado.

Betão em massa pré-refrigeração e pós-refrigeração

Esta dissertação, na versão de relatório de actividade profissional, alicerça-se na experiência que o autor adquiriu, tanto em obra, como na definição das estratégias técnicas a implementar em fase de concurso. A presente dissertação tem como principal objectivo a abordagem da problemática da refrigeração de betões, e os princípios a ter em conta na definição das respectivas composições, sempre que grandes volumes de betonagem estão em causa (betões em massa). Dentro deste contexto, nos chamados betões em massa, são exigidas medidas que permitem controlar as temperaturas de colocação do betão (pré-refrigeração) e após betonagem (pós-refrigeração), situações que, se descontroladas, podem implicar problemas de durabilidade decorrentes de reacções expansivas internas e, ainda, fissuração generalizada provocada por elevados gradientes térmicos, decorrentes da diferença de temperatura entre o núcleo do volume betonado e a respectiva zona externa, que naturalmente está condicionada pela temperatura ambiente. Por outro lado, sem recurso a estas metodologias, as injecções das juntas de contracção entre blocos de betonagem, quando necessárias, seriam fortemente condicionadas. São apresentados exemplos onde se articulam as tomadas de decisões técnicas, decorrentes de diversos cenários, com diferentes necessidades de pré-refrigeração e pós-refrigeração, a partir dos quais se realiza uma análise critica.

Ligação pavimentos/paredes de edifícios antigos. Ensaios e verificações de projeto

Esta dissertação foi desenvolvida no Departamento de Engenharia Civil (DEC) da Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT) da Universidade Nova de Lisboa (UNL). Tem como objetivo estudar o comportamento da ligação pavimento/parede de edifícios antigos. Primeiramente, foi realizada uma pesquisa bibliográfica sobre alvenaria de pedra, pavimentos de madeira e ligações pavimento/parede em alvenarias antigas. De seguida, foram analisados alguns trabalhos de investigação relacionados com o tema da presente dissertação, sobre alvenarias de pedra, pavimentos de madeira e respetivas ligações. A parte experimental desta dissertação foi desenvolvida no laboratório de estruturas do DEC da FCT da UNL. Teve como objetivo estudar a simulação de duas ligações pavimento/parede: uma, entre um pavimento e o murete de alvenaria de pedra sem reforço; e, outra, entre um pavimento e um murete de alvenaria de pedra reforçado com uma camada de microbetão e rede metálica. Posteriormente aos ensaios de simulação da ligação, foram efetuados ensaios de compressão axial nos dois muretes. A seguir foi determinada a profundidade de carbonatação. A partir dos resultados obtidos foi estudado o mecanismo de ferrolho para alvenaria de pedra e feita a verificação das tensões nos dois muretes. Os resultados obtidos nesta dissertação foram comparados com os resultados de trabalhos anteriormente realizados por outros autores, em especial, com a dissertação anterior a esta (Martins, 2014), a qual deu origem à presente linha de investigação. Uma das principais conclusões do estudo mostrou que, as ligações pavimento/parede realizadas no murete de alvenaria reforçado com lâmina de microbetão resistiu aproximadamente o dobro da resistência que as ligações realizadas no murete de alvenaria não reforçado.

Produção de misturas betuminosas a quente com incorporação de material fresado

A incorporação de materiais reciclados na construção de estradas, como substituição de materiais virgens é percebida como uma oportunidade de economizar recursos, e evitar o impacto associado à sua extração e transporte. Desta forma, a incorporação de material fresado (do termo inglês RAP - Reclaimed Asphalt Pavement) em misturas betuminosas produzidas a quente em central tem sido uma alternativa satisfatória. Neste trabalho, foram estudadas três misturas betuminosas do tipo macadame betuminoso (AC 20 base 35/50), tradicional e com taxas de incorporação de RAP de 10% e 20%, com o objetivo de efetuar uma análise comparativa do seu comportamento. Começou-se por realizar um estudo Marshall de forma a determinar a percentagem ótima de betume a usar em cada mistura e, posteriormente, a composição foi transposta para central para o seu fabrico. No final foram realizados ensaios de caracterização mecânica sobre as misturas para avaliar o seu desempenho, através de ensaios de sensibilidade à água, módulo de rigidez, resistência à fadiga e à deformação permanente. Esta dissertação teve o apoio da empresa Tecnovia – Sociedade de Empreitadas S.A., com a disponibilização de instalações e materiais para o trabalho experimental. De acordo com os resultados obtidos, é possível concluir que as misturas recicladas apresentaram um comportamento satisfatório, quando comparado com as misturas tradicionais.