Património natural da Ilha da Madeira. Estudo de um local de interesse geológico: cone de piroclastos da Nª Srª da Piedade

O Arquipélago da Madeira possui um Património Natural de excepcional valor, rico em Biodiversidade e Geodiversidade, que deve ser conhecido e divulgado internacionalmente, assim como deve ser conservado e preservado para as gerações vindouras. No que respeita à Geodiversidade, a Madeira é dotada de uma variedade geológica de grande interesse, cujo valor cultural, económico e turístico, a torna numa mais valia para a região. Deste modo há que estudar, divulgar e preservar alguns locais de excepcional interesse geológico, elevando-os à categoria de Património Geológico. Neste sentido e no seguimento da política ambiental desenvolvida pelo Governo Regional, traduzida no Decreto Legislativo Regional N.º 24/2004/M de 28 de Agosto de 2004, elaborou-se uma síntese sobre os conceitos de “Património Geológico” e “Geoconservação”, reunindo toda a informação possível sobre o seu enquadramento legislativo, a nível nacional e regional. Sendo a ilha da Madeira de origem vulcânica, foi efectuada uma síntese sobre o Vulcanismo de modo a criar uma base sólida de informação didáctica, tendo em vista a elaboração de documentos de apoio (manuais, brochuras ou painéis interpretativos) destinados ao público que possa visitar este ou outros locais de interesse geológico no Arquipélago da Madeira. Neste âmbito, divulga-se um geossítio, designado por “Cone de Piroclastos da Sr.ª da Piedade”, cujo principal tipo de interesse é simultaneamente vulcanológico e geomorfológico: neste local, os processos de erosão costeira associados à evolução e recuo da arriba litoral actual cortaram, aproximadamente pela metade, um cone de piroclastos basálticos, de morfologia de construção ainda bem conservada, revelando de modo excepcional as condutas alimentadoras, bem como, numerosos aspectos da sua estrutura interna, produtos vulcânicos e etapas de edificação. Tendo como objecto de estudo aquele geossítio, elaborou-se uma ficha de inventariação (PROGEO) e efectuou-se um ensaio de quantificação, de modo que este local seja considerado na estratégia de inventariação e classificação do Património Geológico da Região Autónoma da Madeira.

Sensores de pressão em fibra óptica para o estudo dos fenómenos da percolação da água em solos

Dada a necessidade de obtermos sistemas monitorizados com elevada precisão, de grande durabilidade e resistentes às condições atmosféricas, surgiu a possibilidade de aplicação das fibras ópticas como sensores para monitorização de pressão. Nesse contexto, as fibras “hetero-core” (fibra óptica composta por uma fibra multimodo entre duas fibras ópticas monomodo) e a utilização de lentes GRIN (“GRaded INdex”) em conjunto com superfícies reflectoras permitem a determinação da pressão e são objecto de estudo desta dissertação. Em termos de aplicação, o objectivo principal desta tese de mestrado foi de proporcionar o projecto e desenvolvimentos da medida de pressão em 48 pontos para um tanque de estudo dos fenómenos de percolação da água nos solos e que é pertencente à Secção de Geotecnia do Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. Inicialmente, foi caracterizado um sistema contendo uma fibra “hetero-core” à qual foi aplicada uma curvatura, com auxílio de uma carruagem micrométrica. Este sistema permitiu a simulação do mesmo efeito de aplicação de pressão à fibra “hetero-core”. Na configuração seguinte, usou-se um OTDR (“Optical Time Domain Reflectometer”) para visualização e registo das perdas encontradas durante o processo de dobrar e esticar da fibra “hetero-core”. Ao longo deste registo, várias configurações foram testadas até ser encontrada a cabeça sensora com melhor comportamento para monitorizar a pressão. A multiplexagem foi conseguida ao colocar dois sensores em série, sendo cada um deles constituído por uma fibra “hetero-core” colocada no fundo de um tubo de água disposto verticalmente. Com a adição da água no tubo de água, a curvatura na fibra “hetero-core” aumentava, notando-se claramente que as perdas também subiam. Os resultados obtidos nesta configuração foram bastante satisfatórios permitindo a independência entre os dois sensores dispostos em série. Posteriormente, foi testada uma nova configuração sensora, o sensor de fibra óptica para monitorização de pressão foi construído com recurso a uma lente GRIN e uma superfície reflectora. Esta lente, disposta diante de um espelho, permitiu emitir e captar luz de um determinado comprimento de onda devido à reflexão do sinal luminoso no espelho. Com sucessivos incrementos, afastou-se e aproximou-se a lente ao espelho, registando-se e observando-se as perdas de potência obtidas com auxílio do OTDR. Também para esta configuração foi testada a multiplexagem de vários sensores, tendo sido utilizadas as seguintes opções: um acoplador de 2:1; um acoplador 4:1 e um comutador óptico. Verificou-se que a utilização de um comutador óptico é o melhor caso para a monitorização de pressão de múltiplos sensores. A multiplexagem com recurso ao comutador foi possível, uma vez que permitia a medição independente de cada sensor de pressão num determinado tempo. Com este resultado, é possível monitorizar 48 sensores com recurso ao OTDR, multiplexados temporalmente. Toda esta implementação prática da dissertação foi realizada nas instalações da Unidade de Optoelectrónica e Sistemas Electrónicos no INESC Porto, onde foram caracterizados e estudados sensores com diferentes características que poderão ser lidas neste documento. A componente teórica foi efectuada na Universidade da Madeira.

Contributo para a caracterização geológica e geotécnica dos diferentes complexos vulcânicos da Ilha da Madeira

Este trabalho permite oferecer uma contribuição para a caracterização geológica-geotécnica dos três complexos vulcânicos da ilha da Madeira, através de sete amostras de material geológico, pertencentes a quatro das sete unidades vulcano-estratigráficas presentes na ilha. São estudados materiais da Unidade do Porto da Cruz (CVI 1), da Unidade da Encumeada (CVM 1), da Unidade dos Lombos (CVS 1) e da Unidade do Funchal (CVS 2), correspondendo a rochas vulcânicas muito alteradas, solos sedimentares, tufos, basaltos e mugearitos, respectivamente. No âmbito da caracterização geológica, é efectuada uma classificação litológica do material amostrado. Também é realizado um estudo das descontinuidades dos maciços onde se efectuaram as amostragens, em função dos parâmetros atitude, espaçamento, abertura, rugosidade, preenchimento, extensão e n.º de famílias de descontinuidades. No âmbito da caracterização geotécnica, é realizada uma campanha de ensaios laboratoriais aos materiais rochosos e terrosos, de forma a determinar uma série de parâmetros geotécnicos. Os ensaios realizados para as amostras de solo são: análise granulométrica; determinação do teor em água; determinação do teor em cinzas e matéria orgânica; determinação da densidade das partículas; determinação do equivalente de areia; e determinação dos limites de consistência (limites de Atterberg). Para as amostras de rochas, são efectuados ensaios para a determinação dos seguintes parâmetros: absorção de água à pressão atmosférica; massa volúmica aparente seca; resistência à compressão uniaxial; módulo de deformabilidade; e resistência à compressão deduzida através da dureza de ressalto de Schmidt. Após a caracterização geológica-geotécnica dos materiais amostrados, é efectuada uma análise de resultados, bem como uma comparação com resultados de outras referências bibliográficas. Este trabalho é um contributo para um banco de dados geológicos e geotécnicos sobre os complexos vulcânicos da ilha da Madeira, deixando em aberto a continuidade de estudos nesta temática.

Morfologia externa, composição corporal e performance motora do praticante de atletismo madeirense : um estudo em atletas dos 11-17 anos de idade

Os objetivos centrais da presente pesquisa foram quatro: (1) recolher informação nos domínios do crescimento físico humano, composição corporal, tipo físico, aptidão física e prática desportiva do atleta infanto-juvenil praticante de atletismo; (2) estudar a variação associada à idade e ao sexo; (3) investigar as diferenças entre atletas e não-atletas; e (4) identificar os preditores da capacidade funcional. A amostra foi constituída por 105 praticantes de atletismo, 49 do sexo masculino e 56 do sexo feminino, com idades compreendidas entre os 11 e os 17 anos, de cinco clubes da Região Autónoma da Madeira. As variáveis de estudo incluíram a altura, o peso corporal, os diâmetros ósseos, os perímetros musculares, as pregas de adiposidade subcutânea, a massa isenta de gordura (MIG), a massa gorda, o tipo físico, os testes motores, e os anos e as horas de treino semanal. Os ‘scores’ Z, os testes t-student e Mann-Whitney U, a ANOVA e a regressão linear múltipla foram os procedimentos estatísticos utilizados nas análises. O atleta do sexo masculino foi mais alto, pesado, robusto e apresentou mais MIG do que o sexo feminino (p<0,05). Os atletas apresentaram um físico mesomorfo equilibrado (sexo masculino) e meso-endomorfo (sexo feminino). Os rapazes apresentaram valores significativamente superiores na aptidão física geral e específica, comparativamente às raparigas. As raparigas apresentaram melhores desempenhos no ‘sit and reach’(p<0,05). Os valores médios para a altura, peso corporal, testes motores e características da prática desportiva foram superiores nas atletas mais velhas (p<0,05). Os praticantes de atletismo apresentaram menos gordura subcutânea e melhores desempenhos no salto em comprimento sem corrida preparatória e corrida de 12 minutos, do que as não-atletas. A altura, a percentagem de gordura, os anos de prática desportiva e o número de horas de treino por semana foram os preditores que mais contribuíram para explicar a variância nos testes motores.Os resultados demonstraram um dimorfismo entre atletas do sexo masculino e feminino. O treino estava associado a melhores desempenhos nos testes motores e a valores mais baixos de gordura corporal. A altura, a gordura corporal e as características da prática desportiva foram importantes na predição da capacidade funcional.

Morfologia, performance e fatores contextuais do nadador salvador infanto-juvenil madeirense

O objetivo central do presente estudo foi triplo: (1) reunir a bibliografia existente sobre o nadador infanto-juvenil; (2) avaliar a estrutura, a composição corporal e a aptidão física geral e específica do nadador infanto-juvenil madeirense e (3) investigar as relações entre o crescimento físico humano, a aptidão física e as variáveis contextuais. A amostra incluiu 97 nadadores, 46 do sexo masculino e 51 do sexo feminino, 11-16 anos, que integravam 4 clubes de Natação Pura Desportiva da Região Autónoma da Madeira. A altura, o peso corporal, a envergadura, os diâmetros ósseos, os comprimentos e larguras, os perímetros musculares e as pregas de adiposidade subcutânea foram medidos. A aptidão física geral e específica, a atividade física, o estatuto socioeconómico (ESE) e a prática desportiva foram quantificados. O teste t, o teste de Mann-Whitney U, o teste para a diferença entre duas proporções independentes e a análise de regressão múltipla foram utilizados na análise estatística dos dados. Os nadadores apresentaram valores médios mais elevados do que as nadadoras na altura, peso corporal, envergadura, comprimento e/ou largura dos segmentos e na quase totalidade dos diâmetros ósseos e perímetros musculares. As nadadoras apresentaram valores médios mais elevados do que os nadadores nas pregas de adiposidade subcutânea. Os nadadores apresentaram mais massa isenta de gordura do que as nadadoras. O tipo físico do nadador foi mesomorfo equilibrado (3,2-4,6-3,1) e o da nadadora endo-mesomorfo (4,3-3,5-2,9). Os nadadores apresentaram desempenhos mais elevados na quase totalidade dos testes motores. As nadadoras foram mais proficientes no ‘sit and reach’. As nadadoras, 14-16 anos, apresentaram valores médios mais elevados no peso corporal, envergadura, diâmetro biacromial, percentagem de gordura, batimento em placas, ‘sit ups’, anos de prática formal e total de horas de treino semanal, comparativamente aos 11-13 anos. As nadadoras foram, também, mais altas e pesadas, aos 11-13 anos, do que as não-atletas. A idade, o rácio envergadura/altura, a percentagem de gordura corporal, o ‘sit and reach’, o salto em comprimento sem corrida preparatória, os ‘sit ups’, o ‘shuttle run’, a corrida de 12 minutos, o índice dos tempos livres e o total de competições nacionais por época desportiva explicaram 75,9% da variância no teste de nado de 12 minutos. Os resultados demonstraram um diferencial morfofuncional em função do sexo, idade e população de estudo. Os preditores do teste de nado de 12 minutos foram os indicadores de crescimento físico humano, a aptidão física e as variáveis contextuais.

Caracterização físico-mecânica dos solos da bacia hidrográfica de Santa Luzia no âmbito do projeto "MonitorizaRibeiras" do LREC

O conteúdo da presente dissertação aborda a importância da caracterização dos solos, na medida em que estabilidade dos taludes é um fator que depende fortemente da constituição e do tipo de solo presente nos maciços. A realização deste estudo incide sobre os solos da bacia hidrográfica da ribeira de Santa Luzia. O motivo da escolha da bacia em causa prende-se com o facto de a mesma ser uma das ribeiras que, atualmente se encontra sob observação através do projeto “MonitorizaRibeiras” do LREC. Os ensaios laboratoriais de caracterização físico-mecânica dos solos constituem uma das componentes de maior relevância na engenharia geotécnica. Neste trabalho a caracterização mecânica é feita através de ensaios de corte direto (em caixa de corte), que permitem obter os parâmetros de resistência do solo (ângulo de atrito e coesão). A caraterização física foi efetuada recorrendo a ensaios simples que permitem determinar os índices físicos do solo, mais particularmente: determinação da baridade seca in situ, análises granulométricas, determinação de limites de consistência de Atterberg e do teor em água natural, densidade de partículas sólidas e determinação da quantidade de matéria orgânica. Os parâmetros obtidos permitem depois a realização de uma análise a vários taludes com diferentes inclinações, de modo a verificar que influências tais parâmetros geram na obtenção do Fator de Segurança. Verifica-se que à medida que o teor em água aumenta, essa influência traduz-se na perda de resistência de um solo. Tal análise permitiu determinar quais as zonas da bacia de Santa Luzia que com as características obtidas e nas condições estudadas se encontram em maior perigo de escorregamento. Os sensores de saturação do solo, sendo uma útil ferramenta de monitorização remota foram alvo de pesquisa nesta dissertação. Esta pesquisa foi realizada com propósito de contribuir com informação, que posteriormente auxilie, na implementação destes equipamentos no sistema do projeto “MonitorizaRibeiras”.