Aplicação da engenharia natural na estabilização de taludes

Na presente dissertação iremos demonstrar alternativas viáveis presentes na engenharia natural. Apesar da apresentação destas técnicas, não queremos defender as soluções da engenharia natural em detrimento da engenharia tradicional. Assim, vão ser descritas técnicas em ambas as áreas para uma melhor compreensão das duas técnicas, de forma a garantir uma maior otimização dos recursos e do local de construção. O objetivo é fornecer alternativas adicionais, e incentivar uma integração entre as duas técnicas. Os sistemas vivos presentes no local de construção podem ser ótimos materiais de construção. Assim a engenharia natural e a utilização de materiais vivos, para aliviar problemas ambientais, como deslizamentos em encostas e margens fluviais são uma resposta viável para estes problemas. As ocorrências de deslizamentos de terra são muito comuns tal como os processos naturais em montanhas tectonicamente ativas, como nos Himalaias. Os taludes são áreas geralmente acentuadas, expostos a fenómenos erosivos e por isso comum a ocorrência de movimentos de vertente. Esta abordagem de estabilização de taludes requer uma verdadeira parceria entre várias disciplinas, incluindo geotecnia, hidrologia, geologia, biologia, engenharia civil, arquitetura e paisagística. Esta dissertação, visa fazer um estudo da problemática ligada à instabilidade de taludes, dando exemplos de algumas soluções realizáveis na área da engenharia natural para o controlo e estabilização de taludes e encostas.

Engenharia natural na estabilização de taludes

Na presente dissertação é feita uma abordagem da problemática associada à instabilidade de taludes, destacando-se as técnicas de engenharia natural usadas para o controlo de situações de instabilidade e de movimentos de vertentes. A ilha da Madeira, devido à sua morfologia, características geológicas e episódios de precipitação intensa, revela uma enorme tendência à ocorrência destes movimentos. Como prevenção à instabilidade de um talude é essencial proceder ao levantamento de vários métodos de monotorização e estabilização, assim como definir os riscos associados aos movimentos de vertentes, identificando os seus diferentes tipos e como se iniciam. O trabalho apresentado nesta dissertação tem como objetivos: identificar e tipificar os principais problemas dos taludes e encostas; identificar os aspetos mais importantes do conhecimento das técnicas de reabilitação de taludes e encostas; propor uma metodologia geral de intervenção na reabilitação dos taludes; propor medidas de intervenção e melhoria dos taludes e encostas e, por fim, verificar a aplicabilidade das medidas e metodologias propostas em estudos de casos. No que concerne aos estudos de caso, estes englobaram três ocorrências de deslizamento em áreas destintas do concelho de São Vicente. Procedeu-se ao levantamento da caracterização geral de campo, estudos prévios e projeto de execução de cada uma das áreas a intervencionar. Procurou-se uma técnica de engenharia natural que fosse ao encontro das necessidades dos terrenos em questão, tentando sempre enquadrar as soluções paisagísticas no meio envolvente. Os sistemas vivos a aplicar nas diferentes áreas de estudo, tiveram em conta a localização de São Vicente em plena Floresta Laurissilva tendo-se, ainda, especial cuidado na seleção de espécies endémicas da região.

Estabilidade de vertentes nas formações vulcânicas da Ilha da Madeira

Esta dissertação pretende aprofundar o conhecimento da actual situação das vertentes da Ilha da Madeira, uma vez que tem sido um problema que muito tem afectado a ilha dado os inúmeros acidentes que ocorrem todos os anos principalmente na altura do inverno. A permanente instabilidade que muitas vertentes e escarpas da ilha da Madeira estão sujeitas, resultam da sua evolução geológica, com consequências por vezes trágicas, levam à necessidade de aprofundamento dos fenómenos envolvidos no processo evolutivo e à busca de soluções técnicas economicamente viáveis dentro do quadro de conhecimento do dimensionamento de taludes. A Ilha da Madeira possui uma estratigrafia composta por três complexos vulcânicos, constituído cada um deles por várias unidades estratigráficas, o que a torna uma ilha heterogénea e anisotrópica no que à geologia diz respeito, sendo diversos os materiais que podemos encontrar na mesma vertente, mesmo possuindo dimensões não muito elevadas. Torna-se por isso essencial encontrar o método de estabilização que mais se adequa a cada um desses materiais. Para além da variedade ao nível geológico, existem também uma série de movimentos de vertentes associados que ocorrem na Madeira, sendo a queda de rochas, aquele que mais se observa e que mais danos tem provocado ao longo dos últimos anos. É aqui que surge a importância da contenção executada através do recurso a pregagens e ancoragens, sendo as primeiras as mais utilizadas no processo de contenção das escarpas. Uma vez identificado o principal movimento de vertente, a estabilidade global dos taludes raramente é posta em causa, ainda assim é feita a análise aos diversos métodos de análise estabilização onde se destacam os métodos das fatias principalmente o de Fellenius e o de Bishop. Numa parte teórico-prática é feita a análise mais elaborada do talude do Caniçal e às escarpas do Lugar de Baixo e do Porto da Cruz, que apresentam processos construtivos diferentes: os dois últimos distinguem-se do primeiro pela execução de banquetas, ainda que as medidas adoptadas para a contenção dos materiais sejam semelhantes para todos.

Caracterização geomecânica e classificações RMR (Bieniawsky) e SMR (Romana) de maciços rochosos em taludes do Funchal

Conhecer a natureza e as características geomorfológicas e geológicas, que potenciam situações de instabilidade, é um passo importante a fim de determinar as medidas de prevenção e de estabilização, que se podem adaptar a um determinado local. Várias situações de instabilidade, que não se compreendem numa observação expedita e que ocorrem nos taludes do Funchal, despertaram o interesse de realizar um trabalho profundo, centrado na avaliação dos processos de instabilidade do talude. Na caracterização dos maciços rochosos para obtenção do índice RMR (Bieniawsky), fez-se um levantamento das descontinuidades com caracterização espacial do preenchimento e rugosidade. A resistência dos maciços rochosos e avaliação da resistência à compressão uniaxial dos taludes foi conseguido através de vários ensaios in situ, utilizando o martelo de Schmidt. Identificaram-se os possíveis factores que podem estar na base da instabilidade do talude. Dos resultados que se obtiveram, destacam-se a geometria do talude, as propriedades geomecânicas, a distribuição das descontinuidades, a influência da vegetação e da água. Os resultados permitiram propor medidas de prevenção e estabilização do talude, conforme os resultados da classificação geomecânica SMR (Slope Mass Rating) de Romana. Por fim, estabeleceu-se a comparação dos diferentes resultados obtidos com resultados publicados, sobre o mesmo tipo de material para a Ilha da Madeira.

Otimização de microprodução em redes inteligentes de energia

As energias renováveis têm-se tornado uma alternativa viável e complementar aos combustíveis fósseis, pelo facto de serem energias virtualmente inesgotáveis, limpas e economicamente vantajosas. Um dos principais problemas associados às fontes de energia renováveis é a sua intermitência. Este problema impossibilita o controlo da produção de energia e reflete-se na qualidade da energia elétrica. Em sistemas de microprodução de energia, este problema pode ser atenuado com a inclusão de sistemas de armazenamento intermédio que possibilitam o armazenamento do excedente extraído das fontes renováveis, podendo ser utilizado como recurso auxiliar na alimentação de cargas ou como meio de estabilização e otimização do desempenho da Rede Elétrica de Energia (REE), evitando variações bruscas na energia transferida para a mesma. Os sistemas de microprodução com armazenamento intermédio podem ser considerados fundamentais na implementação do conceito de Rede Inteligente de Energia (RIE), visto serem sistemas de energia descentralizados que permitem uma melhor gestão da energia elétrica e uma consequente redução de custos. No presente trabalho desenvolveu-se um sistema de microprodução de energia renovável compatível com as fontes renováveis fotovoltaica e eólica, possuindo um banco de baterias como sistema de armazenamento intermédio. A construção deste sistema teve como principal objetivo seguir as referências de potência impostas pela RIE, independentemente das condições meteorológicas, com recurso à energia armazenada nas baterias, evitando a introdução de perturbações na REE ao nível da tensão e da frequência. Estudou-se o comportamento do sistema na ocorrência de variações bruscas da fonte renovável, perturbações na tensão da REE e introdução de cargas lineares e não lineares. Foi desenvolvido um protótipo experimental com painéis fotovoltaicos, no qual foram registados os valores de alguns parâmetros da qualidade da energia elétrica. Obteve-se uma resposta de aproximadamente 25 μs por parte das baterias para cada Watt de potência requisitado pela RIE.

Especialização metabólica em crianças e adolescentes dos 10 aos 15 anos: caracterização e avaliação dos efeitos fisiológicos do treino na modalidade de natação

A participação desportiva de atletas pré-púberes e púberes, de ambos os sexos, levanta questões sobre o conhecimento das respostas fisiológicas ao treino, concretamente no que diz respeito à especialização metabólica. Nesse sentido, o objetivo do estudo foi investigar a ocorrência da especialização metabólica ao longo de uma época desportiva na modalidade de natação pura desportiva. Participaram no estudo 36 nadadores federados, dos quais 10 eram pré-púberes masculinos (10,4±0,7 anos; 142,3±7,6 cm; 36,9±7,9 kg), 6 pré-púberes femininos (9,8±0,6 anos; 140,4±3,9 cm; 33,0±4,4 kg), 10 púberes masculinos (13,5±1,5 anos; 166,9±8,5 cm; 56,8±10,3 kg) e 10 púberes femininos (11,3±0,7 anos; 152,7±5,4 cm; 46,4±6,8 kg). O grupo de controlo foi constituído por 36 crianças e adolescentes não praticantes de qualquer modalidade, divididos da mesma forma que o grupo de natação e com características morfológicas semelhantes. A aptidão aeróbia (teste de Balke adaptado para crianças e jovens) e anaeróbia (teste anaeróbio Wingate) foi avaliada em dois momentos ao longo da época desportiva. Os resultados obtidos dos diferentes grupos foram comparados e correlacionados relativamente às variáveis de aptidão aeróbia e anaeróbia. Os resultados identificaram diferenças em algumas variáveis da aptidão aeróbia e anaeróbia considerando os fatores maturação, sexo e grupo, porém, não foram verificados desempenhos que indiciem uma especialização num determinado metabolismo energético. Assim, os resultados mostraram a não especialização metabólica em nadadores pré-púberes e púberes de ambos os sexos, nos testes laboratoriais aplicados. O estudo forneceu dados aos treinadores quanto ao desempenho aeróbio e anaeróbio dos seus atletas, mas principalmente quanto à orientação do treino para o desenvolvimento de competências técnicas nestas idades, deixando a especialização nas distâncias de nado e no estilo de prova para quando for atingida a especialização metabólica. Estudos futuros deverão avaliar atletas pós-púberes de forma a determinar quando ocorre a especialização metabólica.

A especialização metabólica em jovens futebolistas do escalão de iniciados e infantis

O trabalho com jovens futebolistas deverá ser escudado em elevados níveis de conhecimento sobre as capacidades físicas e a forma como estas se desenvolvem nas crianças. O objetivo do presente trabalho é de perceber se se observa a existência de especialização metabólica em jovens futebolistas pertencentes ao escalão de iniciados (idade: 13 a 15 anos) e infantis (idade: 10 a 12 anos). Para responder ao objetivo definido, avaliou-se a potência aeróbia (PA) e a potência anaeróbia (PAN) de uma amostra constituída por 64 participantes. Destes, 11 eram praticantes federados infantis de futebol (idade: 11,7 ± 0,5 anos; peso: 44,1 ± 6,9 Kg; IMC: 20,6 ± 2,7 kg/m2), e 21 participantes federados iniciados de futebol (Idade: 13,9 ± 0,7 anos; Peso: 54,9 ± 10,6 Kg; IMC: 20,5 ± 3,0 kg/m2). O grupo de controlo era constituído por 11 participantes do escalão etário de infantis (Idade 10,9 ± 0,3 anos; Peso 40,1 Kg ± 7,3; IMC: 19,2 ± 2,4 kg/m2) e 21 participantes do escalão etário de iniciados (Idade: 13,9 ± 0,8 anos; Peso: 58,9 ± 11,7 Kg; IMC: 22,1 ± 4,4 kg/m2), mas sem prática desportiva federada. A PA (protocolo de Balke modificado com análise direta de gases) e a PAN (protocolo Wingate para o trem inferior) foram avaliadas e comparadas entre grupos, assim como o nível de correlação entre as variáveis aeróbias e as variáveis anaeróbias (SPSS 20.0). Os resultados verificados indicam que para o escalão de infantis o treino não é um factor conducente a uma superior PA e PAN entre os grupos mas que para o escalão dos iniciados a prática regular da modalidade produz efeitos sobre estas componentes. No entanto, no que concerne há especialização metabólica, esta não se verifica em nenhum escalão embora se possa admitir que há indicadores de que esta se comece a manifestar no escalão de iniciados.

As quintas madeirenses como oferta turística diferenciada

Haver um investimento na preservação e restauro do património cultural na ilha da Madeira foi uma das principais questões levantadas durante a VI Conferência Anual da Ordem dos Economistas, realizada no dia 4 de Maio de 2012. Este restauro irá potenciar a valorização, utilização e rentabilização das quintas madeirenses, objecto de estudo desta dissertação, como património da Ilha da Madeira e como recurso sustentável turístico, económico e social da Região Autónoma da Madeira (RAM). Procura-se dar uma visão global da situação actual das quintas e propor perspectivas para a revitalização destes edifícios históricos com vista à sua valorização, através da sua utilização tanto pelo turismo da Madeira como pela população local. Esta proposta engloba a realização de circuitos turísticos de quintas madeirenses, assim como a reconstrução de algumas dessas quintas para o uso pela população local. Aqui será dado uma maior ênfase para a actual fase de intervenção contemplada no plano de estabilização financeira iniciado (2011-2014), bem como para a fase subsequente, circunstância em que será necessária a ajuda do sector privado para encontrar soluções economicamente sustentáveis que possam permitir estas propostas de valorização, rentabilização e auto-financiamento do património em questão. A dissertação está dividida em duas principais partes: na primeira é equacionado o estado da questão, faz-se uma inventariação e caracterização das quintas madeirenses, com os seus enormes espaços verdes e espaçosas casas, que tiveram um papel relevante no desenvolvimento no turismo, na sequência da procura de alojamentos, mas que hoje em dia estão condenadas ao abandono e degradação tanto do edifício como dos seus espaços circundantes; na segunda parte faz-se a análise e conclusão do potencial de valorização do recurso às quintas não só para o desenvolvimento de actividades para a população local como para o turismo da Ilha da Madeira, pondo em evidência a possibilidade de a actividade turística ser o alicerce máximo desse potencial.