Pontes metálicas em ambiente marítimo

O principal objectivo deste trabalho é fornecer um panorama geral sobre a metodologia a adoptar na reabilitação de pontes metálicas, em particular no que toca à avaliação de danos e reparação, e focar a importância destas obras de arte enquanto legado histórico. Neste sentido, primeiro é apresentada a evolução histórica das pontes metálicas, no mundo e em Portugal, particularmente ao nível de materiais e soluções estruturais. Em seguida, é apresentada uma síntese sobre os principais processos de deterioração e as metodologias a aplicar na reabilitação de pontes metálicas, incluindo a avaliação do estado de conservação e a reparação e protecção dos elementos metálicos. O capítulo da avaliação contém uma abordagem geral à inspecção visual, assim como aos métodos de ensaio não destrutivos e destrutivos que podem ser aplicados na avaliação do estado de conservação. O capítulo da reparação descreve os vários métodos de reparação, aspectos críticos da sua aplicação e campo de aplicação. No último capítulo, sintetizam-se os aspectos mais relevantes na protecção de elementos metálicos, fornecendo informação sobre os sistemas mais utilizados e indicações a ter em conta na sua selecção.

Pontes antigas na Ilha da Madeira: caraterização e diagnóstico

Na Ilha da Madeira existem diversas pontes antigas essencialmente de alvenaria de pedra e algumas de betão, que constituem um valioso património histórico, que importa conhecer e conservar. As pontes supracitadas pertencem às diversas Estradas Regionais e desempenham um papel importante na deslocação diária de milhares de pessoas entre diversas povoações vizinhas. Estas pontes antigas encontram-se sujeitas a mecanismos de deterioração e a um tráfego mais exigente do que o projetado, evidenciando assim as mais variadas anomalias. Com o intuito de assegurar o seu bom funcionamento e as atuais condições de segurança, deve-se proceder a uma manutenção periódica, sendo para tal necessário recorrer a inspeções regulares. Nesta dissertação realizou-se um levantamento do maior número possível de obras de arte antigas da Ilha da Madeira. Este levantamento consistiu numa inspeção visual e no preenchimento de uma ficha de inspeção previamente realizada, por cada obra de arte. Após o levantamento procedeu-se a uma análise estatística de modo: a caraterizar estas obras de arte, identificar as principais anomalias e o seu estado de conservação e de manutenção globais. Identificou-se ainda algumas soluções típicas de reabilitação. Observou-se que a maioria das obras de arte antigas da Ilha da Madeira que pertencem à rede rodoviária regional são do tipo ponte, sendo constituídas por arcos simples e o material utilizado é essencialmente a alvenaria de pedra e o betão. As principais anomalias identificadas foram de caráter não estrutural, como a presença de vegetação e poluição biológica. Concluiu-se que estas apresentam-se na generalidade bem conservadas, no entanto os trabalhos de manutenção são importantes para manterem o bom funcionamento e segurança das pontes a longo prazo.

Reabilitação de pontes rodoviárias de betão armado

Cada vez mais na atualidade a reabilitação de obras de arte é de grande importância. Muitas dessas estruturas apresentam degradações e problemas estruturais consideráveis, no qual necessitam urgentemente de ações de reparação e de reforço para garantir um nível de segurança. Em Portugal só se deu uma maior importância à conservação e a reabilitação em obras de arte após a um colapso de uma ponte no concelho de Castelo de Paiva que levou à perda de vidas humanas. Este trabalho preocupa-se a dar a conhecer os vários tipos de patologias que poderão ocorrer na vida de uma ponte, desde da fase conceção e projeto até a fase de serviço, com o intuito de poder sensibilizar para futuras construções de pontes. De forma esquemática apresentam-se os diferentes tipos de inspeções, ensaios e monitorização, cujo através destes, consegue-se acompanhar o estado de conservação e o aparecimento de eventuais anomalias, que possam implicar possíveis restrições ao tráfego ou até mesmo o encerramento. De modo a poder garantir as condições de segurança e durabilidade das pontes de betão armado, ilustram-se algumas soluções e técnicas de reparação e de reforço, salientando que estas soluções e técnicas dependem da natureza e grau das anomalias, da necessidade ou não de manter a circulação de veículos e de fatores técnicos e económicos. De modo a poder exemplificar alguns aspetos importantes, nomeadamente, conservação, patologias, reparação e reforço estrutural, abordam-se duas obras de arte de Portugal Continental (um viaduto e uma ponte) que foram sujeitas a intervenções devido ao seu estado de degradação e a problemas estruturais. Por fim, apresentam-se algumas obras de arte pertencentes à Região Autónoma da Madeira (RAM) onde foram detetadas alguns problemas. Neste sentido, expõem-se algumas soluções às patologias abordadas no contacto visual, de forma a expor o conhecimento adquirido ao longo deste trabalho.

Inspeção e reabilitação de pontes e viadutos em betão armado na R.A.M.

A presente dissertação insere-se na área da inspeção e da reabilitação de obras de arte, mais especificamente pontes e viadutos rodoviários. Uma das principais motivações para o desenvolvimento deste trabalho justifica-se pelo facto de existir na Região Autónoma da Madeira, um elevado número de obras de arte relativamente à sua área, sendo necessário cada vez mais investir em meios e conhecimento especializado na procura de formas economicamente interessantes de inspeção, diagnóstico, gestão da conservação e da monitorização dessas obras de arte. O trabalho desenvolvido teve por objetivo identificar as principais anomalias de pontes e viadutos de betão armado, e, através do auxílio fornecidos por técnicas de inspeção e monitorização, indicar intervenções preventivas e corretivas, visando assegurar a durabilidade dessas obras de arte durante as suas vidas úteis. Numa primeira fase procurou-se enquadrar os conceitos relacionados com as anomalias associadas aos elementos de betão armado enquanto material de construção, bem como na importância durabilidade. Identificou-se os agentes e os mecanismos de deterioração quer do betão e quer do aço, de forma a direcionar o estudo para as principais anomalias que podem-se verificar nos diversos componentes de uma ponte ou viaduto. A seguinte fase do trabalho consiste na identificação dos principais métodos e procedimentos necessários para efetuar-se uma correta inspeção, tendo como objetivo avaliar a natureza e a extensão das anomalias, o que possibilitará na definição de intervenções adequadas de manutenção, conservação, reabilitação ou reforço. Por fim, com base nas fichas de inspeção fornecidas pelas Betar1, fez-se análise do estado de manutenção e do estado de conservação de um conjunto de pontes e viadutos na R.A.M., bem como das anomalias mais frequentes. Elaborou-se ainda um guia de anomalias, indicando-se as principais diretrizes para a realização de inspeções em pontes e viadutos, evidenciando as anomalias que podem verificar-se com maior frequência, bem como os trabalhos recomendados para cada situação.

Materiais manipuláveis no processo ensino/aprendizagem da matemática: aprender explorando e construindo

O presente relatório surgiu no âmbito do Mestrado em Ensino de Matemática do 3º Ciclo do Ensino Básico e Secundário da Universidade da Madeira no ano letivo de 2011/ 2012 e tem como principal objetivo relatar, de forma clara e sucinta, o trabalho desenvolvido ao longo do estágio pedagógico, bem como analisar e compreender de que forma os materiais manipuláveis poderão contribuir para a aprendizagem da Matemática. Cada vez mais, verifica-se um enorme esforço e preocupação, por parte dos docentes e da comunidade escolar, em encontrar meios para incentivar os alunos a aprender. E, devido às exigências da sociedade atual, nasce a necessidade de construir novos contextos de aprendizagem, de acordo com as novas modalidades, para desta forma se alcançar um ensino/ aprendizagem de qualidade. Como tal, muitos são os desafios colocados ao professor, cujo dever consiste em encontrar resposta para as seguintes questões: Como devemos ensinar Matemática? Quais são as melhores estratégias para motivar o aluno? Como ensiná-lo a pensar e a ser autónomo? Contudo, desde os primeiros anos de escolaridade, existe uma preocupação crescente em associar os conteúdos aprendidos na escola com os objetos do dia-a-dia dos alunos, para que desta forma estes sintam uma maior proximidade com os conteúdo, associando-os a algo que lhes é familiar. Deste modo, no ensino/ aprendizagem da Matemática é importante a utilização de materiais manipuláveis, na procura e na construção de conceitos, uma vez que, a partir destes, o aluno cria uma maior ligação entre o concreto e o abstrato, compreendendo mais facilmente os conteúdos matemáticos trabalhados.

Materiais manipuláveis: mediadores na aprendizagem significativa da matemática

Este trabalho foi elaborado no âmbito do Mestrado em Ensino da Matemática no 3º Ciclo do Ensino Básico e Secundário da Universidade da Madeira, no ano letivo de 2011/2012. Tem como objetivo apresentar em traços gerais, o trabalho realizado pelo meu grupo de estágio e em particular o trabalho que desenvolvi ao longo da Prática Pedagógica. Neste âmbito será analisada a atividade de ensino da matemática, desenvolvida numa turma do Curso de Educação e Formação em Técnico de Bar, tipo II, equivalente ao 9º ano de escolaridade, quando em contacto com uma estratégia de ensino, baseada na exploração de materiais em concreto, que visa facilitar a compreensão dos conceitos envolvidos, para uma consequente aprendizagem significativa da matemática. Neste estudo destaca-se a importância da motivação no processo de ensino/ aprendizagem. Para tal, analisaremos o comportamento destes alunos num ambiente dinâmico, onde estes são envolvidos numa atividade e participam ativamente na construção do seu conhecimento.

Estado da arte da S.C.I.E. desde 1951 a 2008 e a sua aplicação como especialidade da engenharia

No âmbito da dissertação apresentada à Universidade da Madeira para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil, foi desenvolvida uma pesquisa na área da Segurança Contra Incêndio em Edifícios, abreviadamente designada por SCIE, desde 1951 a 2008 e a sua aplicação como especialidade da Engenharia, designadamente ao nível da fenomenologia da combustão, no que concerne à evolução histórica dos organismos, legislação, normas técnicas e factos históricos marcantes ao nível socioeconómico. Foi feita uma abordagem às normas europeias e à sua transcrição para as normas portuguesas devido ao factor político com a entrada de Portugal na C.E.E. em 1986. Neste sentido, este trabalho pretende dar a conhecer a evolução da SCIE em Portugal e exemplifica a sua aplicação como especialidade obrigatória para o licenciamento de qualquer edifício, independentemente da sua Utilização-Tipo à excepção dos estabelecimentos prisionais, instalações das forças armadas, espaços destinados ao armazenamento de explosivos e pirotecnia. O estudo de caso escolhido foi de um edifício de utilização mista da 4ª Categoria de Risco. Identificaram-se as diferenças entre a legislação anterior e o novo Diploma, a evolução histórica e as medidas a implementar no estudo de caso, apresentado no (anexo II), de acordo com o novo quadro legislativo.

De aluna a professora e vice-versa

O presente relatório de estágio “De aluna a professora e vice-versa” foi elaborado no âmbito do Mestrado em Ensino da Matemática, no 3º ciclo do Ensino Básico e Secundário da Universidade da Madeira, no decurso do ano letivo de 2012/2013. Este trabalho tem por objetivo apresentar, estudar e compreender o tema proposto. Assim sendo, neste estudo serão analisadas as atividades matemáticas dos alunos, desenvolvidas nas turmas 1, 2 e 4 do 9.º ano, mais especificamente quando postos em contato com estratégias e recursos educativos diversificados. O tema tem em vista uma reflexão sobre a prática letiva e o imperativo da formação contínua, que são, incontornavelmente, o ponto-chave da vida profissional de um professor. No decorrer do estágio, tive a experiência direta de contato com os alunos, o que me permitiu uma aprendizagem real do dia-a-dia concreto de um professor. Concluímos que todo o ensino deverá estar centrado no aluno, na sua progressão, permitindo-lhe ter resultados satisfatórios, devendo o professor ter um papel mediador, embora assumindo o seu papel de liderança, nunca perdendo de vista, enquanto princípios orientadores deontológicos e éticos da sua ação, o sentido de responsabilidade, de justiça, de sensibilidade humana, de consciência do dever de coerência nas palavras e nos atos e sempre animado de um cooperativo espírito de equipa.

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.

A aprendizagem da geometria: critérios de paralelismo e perpendicularidade entre planos, e entre retas e planos

O estudo aqui apresentado teve como objetivo compreender como é que os alunos aprendem Geometria. Para melhor estudar este problema, o mesmo foi dissecado em três questões: (a) Qual o papel dos materiais manipuláveis na estruturação do pensamento geométrico dos alunos? (b) Como comunicam as ideias geométricas? (c) Como é que os modelos concretos facilitam a passagem do concreto para o abstrato? Analisou-se o trabalho de uma turma do oitavo ano de escolaridade em torno da realização de duas tarefas que compreendiam a dedução dos critérios de paralelismo e perpendicularidade entre planos, e entre retas e planos, e a resolução de problemas realistas com base nesses critérios. A investigação realizada foi de natureza qualitativa e os dados foram recolhidos pela investigadora através de registos audiovisuais, com câmara e vídeo, do trabalho dos alunos. A análise dos dados fez-se com base nas questões acima apresentadas. Das conclusões que advêm do estudo destaca-se o papel essencial dos materiais manipuláveis, e dos modelos concretos, na construção e concetualização do conhecimento geométrico dos alunos. De referir ainda a importância das atividades de natureza exploratória e investigativa, as quais incidiram sobre problemas abertos, onde as descobertas feitas foram mais convincentes e surpreendentes e a explicação lógica das mesmas permitiram matematizar a realidade.

Inspeção e monitorização de estruturas em engenharia civil: utilização de UAV na inspeção e monitorização

Nesta tese são abordadas as tipologias e metodologias de monitorização e observação de infraestruturas em engenharia civil, nomeadamente através de aplicação de vários métodos de medição, de ensaios e também com implementação de sensores. Esta tese pretende abordar de uma forma mais concreta a utilização de plataformas UAV (Unmanned Aerial Vehicle) que apresentam vantagens consideráveis para ser utilizado na monitorização de infraestruturas devido à rapidez de aquisição de dados, mobilidade, segurança e ao baixo custo de aquisição e exploração. A monitorização com UAV consiste no aproveitamento de uma plataforma que pode transportar variadíssimos equipamentos para registo de dados, como câmaras e sensores de várias ordens, de uma forma rápida, económica e segura. Os UAV’s possibilitam o tratamento rápido da informação por eles recolhida, em tempo real ou em pós-processamento. Os dados recolhidos, dependendo do tipo de infraestruturas e objetivos, podem ser analisados com diversas aplicações que tratam os dados de acordo com as necessidades, tais como, modelação em 3D, modelos de elevação, cálculo de áreas, termografia, fotogrametria, etc. Nesta tese são apresentados alguns casos práticos onde se evidencia a vantagem da utilização do UAV na monitorização de infraestruturas, onde se verifica a rapidez, eficiência e qualidade na recolha de informação com o reduzido custo de exploração.

Estudo da bacia hidrográfica de Machico: vulnerabilidade de cheias

Esta dissertação de mestrado intitula-se “Estudo da Bacia Hidrográfica da Ribeira de Machico – Vulnerabilidade de Cheias”. Os objetivos deste estudo são: o estudo da Bacia Hidrográfica de Machico, catorze sub-bacias e secções de desembocadura destes afluentes para o curso de água principal, várias secções ao longo da linha de água principal, analisar se tais secções comportam os caudais de cálculo, elaboração de uma carta de vulnerabilidade e elaboração de uma lista de possíveis obras de intervenção e medidas a implementar. O método utilizado consistiu na identificação dos postos de monitorização de precipitação com efeito na bacia, de seguida aplicaram-se estatisticamente as amostras de precipitações máximas anuais com a duração de 1, 2, 3, 4 e 5 dias consecutivos, para que de seguida se estime a precipitação na bacia hidrográfica com o período de retorno e com a duração de 24h. Após determinação da precipitação para vários períodos de retorno, estimou-se o caudal de ponta de cheia através do método racional. Mediram-se as secções em estudo e determinou-se o caudal pela equação de Manning – Strickler nas mesmas. Após tal procedimento, verificaram-se quais as secções que não comportavam tal caudal e por fim elaboraram-se cartas de vulnerabilidade para vários períodos de retorno, quer para as secções de desembocadura de 14 sub-bacias, assim como, para as secções ao longo da ribeira de Machico. Relativamente aos resultados, foram os esperados, pois existem alguns trechos da ribeira que ainda estão por canalizar, assim como, a existência de passagens pedonais, pontes e passagens hidráulicas, onde há uma diminuição da área de vazão da ribeira de Machico. Assim sendo, tais secções apresentavam uma percentagem de preenchimento através da fórmula criada para o efeito, quociente entre o caudal pelo método racional e o caudal de Manning – Strickler, e multiplicado posteriormente por 100 %. Em termos numéricos é de constatar que para o período de retorno de 100 anos, seis das 18 secções estudadas da ribeira canalizada não comportam tal caudal líquido acabando por transbordar. Assim sendo, tem-se que 12 secções acabam por comportar tal volume de água, no entanto se juntarmos diferentes materiais tais como, solo, material rochoso e outros, essas secções não comportarão tal matéria líquida. Em suma, dever-se-á repensar e realizar obras de intervenção nos trechos onde a ribeira ainda está por canalizar como pontes e passagens pedonais. Dada a existência de um grande desnível na linha de água principal a partir do quarto quilómetro de montante para jusante, terá de haver uma série de intervenções a sul desse desnível de modo a mitigar um possível caudal que poderá advir de acordo com precipitações iguais ou superiores aos do período de retorno estudados. Por fim é importante referir que será de igual forma necessário realizar limpezas periodicamente tanto na ribeira principal como nos afluentes que nesta desaguam.

Screening of volatile composition from portuguese multifloral honeys using headspace solid-phase microextraction-gas chromatography–quadrupole mass spectrometry

The volatile composition from four types of multifloral Portuguese (produced in Madeira Island) honeys was investigated by a suitable analytical procedure based on dynamic headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) followed by thermal desorption gas chromatography–quadrupole mass spectrometry detection (GC–qMS). The performance of five commercially available SPME fibres: 100 μm polydimethylsiloxane, PDMS; 85 μm polyacrylate, PA; 50/30 μm divinylbenzene/carboxen on polydimethylsiloxane, DVB/CAR/PDMS (StableFlex); 75 μm carboxen/polydimethylsiloxane, CAR/PDMS, and 65 μm carbowax/divinylbenzene, CW/DVB; were evaluated and compared. The highest amounts of extract, in terms of the maximum signal obtained for the total volatile composition, were obtained with a DVB/CAR/PDMS coating fibre at 60 °C during an extraction time of 40 min with a constant stirring at 750 rpm, after saturating the sample with NaCl (30%). Using this methodology more than one hundred volatile compounds, belonging to different biosynthetic pathways were identified, including monoterpenols, C13-norisoprenoids, sesquiterpenes, higher alcohols, ethyl esters and fatty acids. The main components of the HS-SPME samples of honey were in average ethanol, hotrienol, benzeneacetaldehyde, furfural, trans-linalool oxide and 1,3-dihydroxy-2-propanone.

Dynamic headspace solid-phase microextraction combined with one-dimensional gas chromatography–mass spectrometry as a powerful tool to differentiate banana cultivars based on their volatile metabolite profile

In this study the effect of the cultivar on the volatile profile of five different banana varieties was evaluated and determined by dynamic headspace solid-phase microextraction (dHS-SPME) combined with one-dimensional gas chromatography–mass spectrometry (1D-GC–qMS). This approach allowed the definition of a volatile metabolite profile to each banana variety and can be used as pertinent criteria of differentiation. The investigated banana varieties (Dwarf Cavendish, Prata, Maçã, Ouro and Platano) have certified botanical origin and belong to the Musaceae family, the most common genomic group cultivated in Madeira Island (Portugal). The influence of dHS-SPME experimental factors, namely, fibre coating, extraction time and extraction temperature, on the equilibrium headspace analysis was investigated and optimised using univariate optimisation design. A total of 68 volatile organic metabolites (VOMs) were tentatively identified and used to profile the volatile composition in different banana cultivars, thus emphasising the sensitivity and applicability of SPME for establishment of the volatile metabolomic pattern of plant secondary metabolites. Ethyl esters were found to comprise the largest chemical class accounting 80.9%, 86.5%, 51.2%, 90.1% and 6.1% of total peak area for Dwarf Cavendish, Prata, Ouro, Maçã and Platano volatile fraction, respectively. Gas chromatographic peak areas were submitted to multivariate statistical analysis (principal component and stepwise linear discriminant analysis) in order to visualise clusters within samples and to detect the volatile metabolites able to differentiate banana cultivars. The application of the multivariate analysis on the VOMs data set resulted in predictive abilities of 90% as evaluated by the cross-validation procedure.

Headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-quadrupole mass spectrometric methodology for the establishment of the volatile composition of Passiflora fruit species

Dynamic headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) followed by thermal desorption gas chromatography-quadrupole mass spectrometry analysis (GC-qMS), was used to investigate the aroma profile of different species of passion fruit samples. The performance of five commercially available SPME fibres: 65 μm polydimethylsiloxane/divinylbenzene, PDMS/DVB; 100 μm polydimethylsiloxane, PDMS; 85 μm polyacrylate, PA; 50/30 μm divinylbenzene/carboxen on polydimethylsiloxane, DVB/CAR/PDMS (StableFlex); and 75 μm carboxen/polydimethylsiloxane, CAR/PDMS; was evaluated and compared. Several extraction times and temperature conditions were also tested to achieve optimum recovery. The SPME fibre coated with 65 μm PDMS/DVB afforded the highest extraction efficiency, when the samples were extracted at 50 °C for 40 min with a constant stirring velocity of 750 rpm, after saturating the sample with NaCl (17%, w/v — 0.2 g). A comparison among different passion fruit species has been established in terms of qualitative and semi-quantitative differences in volatile composition. By using the optimal extraction conditions and GC-qMS it was possible to tentatively identify seventy one different compounds in Passiflora species: 51 volatiles in Passiflora edulis Sims (purple passion fruit), 24 in P. edulis Sims f. flavicarpa (yellow passion fruit) and 21 compounds in Passiflora mollissima (banana passion fruit). It was found that the ethyl esters comprise the largest class of the passion fruit volatiles, including 82.8% in P. edulis variety, 77.4% in P. edulis Sims f. flavicarpa variety and 39.9% in P. mollissima. The semi-quantitative results were then submitted to principal component analysis (PCA) in order to establish relationships between the compounds and the different passion fruit species under investigation.