Drenagem urbana sustentável e o regime de precipitação em Portugal

O comportamento das águas pluviais em meio urbano é muito diferente do que ocorre em ambientes naturais, principalmente devido à elevada percentagem de superfícies impermeáveis nas nossas cidades. Temos maiores volumes de escoamento gerados; maiores velocidades de escoamento; menor retenção de contaminantes difusos; e propagação rápida para jusante de problemas de cheias e de qualidade da água. Presentemente, a gestão de águas pluviais em meio urbano começa a ser encarada numa perspectiva de aproximação ao comportamento dos meios naturais. A Drenagem Urbana Sustentável está a assumir-se como um conceito de gestão que tem como objectivo gerir a água de uma forma “descentralizada”, promovendo localmente a sua infiltração e retenção distribuídas por toda a bacia. O objecto deste trabalho foi a avaliação do efeito da rugosidade dos sistemas de drenagem sobre os caudais de ponta de cheia. Para isso propôs-se uma solução de drenagem com escoamento superficial em paralelo com os colectores pluviais, dividindo a drenagem entre os dois meios. Baseado nas curvas de intensidade-duração-frequência para a maior parte do território nacional, bem como em eventos de precipitação registados, abordou-se o problema criando um modelo conceptual com o programa informático StormWater Management Model (SWMM 5) da Environment Protection Agency (EPA), para comparar os caudais de ponta de sistemas de drenagem pluvial com ou sem o apoio de estruturas de transporte de caudais com rugosidades aumentadas. Foram considerados diversos cenários, com diferentes rugosidades, inclinações do terreno e dimensão dos sistemas. Os resultados das simulações indicam reduções de caudais de ponta na ordem dos 30% resultantes do escoamento superficial de parte dos caudais, principalmente devido ao aumento de rugosidade que a drenagem à superficie pode proporcionar.

Contributo para a modelação do estudo do comportamento de barragens de aterro com o auxílio de redes neuronais artificiais

O conhecimento do comportamento das barragens de aterro é essencial para garantir o seu funcionamento adequado e para que os objetivos de utilização delineados inicialmente para o respetivo aproveitamento hidráulico possam ser cumpridos. Os fatores de maior relevância num estudo deste tipo de barragens, considerando que apenas estão sob solicitações estáticas, são as pressões de água, registadas em piezómetros, os caudais percolados e os deslocamentos superficiais, geralmente medidos em marcas de nivelamento ou em alvos colocados em peças de centragem forçada. Na presente dissertação pretende-se, com base no conhecimento dos registos dessas medições feitas anteriormente e recorrendo a modelos de inteligência artificial, predizer o valor que se obteria em próximas medições, ajudando assim a decidir qual o melhor procedimento para remediar ou tratar um problema de comportamento relacionado com as variáveis em estudo. Esta dissertação divide-se essencialmente em três partes. Primeiramente, introduzem-se os conceitos relativos à segurança de barragens de aterro, de acordo com o regulamento de segurança adotado em Portugal, dando relevo ao tipo de observação a que são submetidas. Seguidamente, introduz-se o conceito de redes neuronais artificiais e apresenta-se a base de dados, criada com o intuito de uniformizar e melhorar a organização dos valores em estudo das barragens de aterro, que têm sido acompanhadas pelo Laboratório Nacional de Engenharia Civil. Com esta pretende-se facilitar a utilização destes elementos por programas de inteligência artificial. Por último, é feito o enquadramento de um caso de estudo, uma barragem de aterro no Norte de Portugal – barragem de Valtorno-Mourão. Utilizando o Neuroph Studio, os dados relativos à observação desta barragem são aplicados numa rede neuronal artificial, Multi Layer Perceptron Backpropagation Neural Network, permitindo antever comportamentos futuros. Os resultados obtidos são discutidos e perspetivam-se trabalhos para continuar a desenvolver a investigação efetuada.

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.

Modelação dos efeitos da corrosão localizada em estruturas de betão armado

O presente trabalho incide sobre o estudo e impacto da corrosão local no comportamento sísmico de estruturas de betão armado, considerando o comportamento não linear dos materiais. A motivação para a realização desta dissertação surge da necessidade de prever a resposta de elementos estruturais de betão armado corroídos e avaliar a segurança dos mesmos em relação a esta condicionante. Esta motivação é acrescida dada a localização do território português numa região de relevante atividade sísmica e exposição a ambientes salinos. A introdução de corrosão local nas armaduras de estruturas de betão armado proporciona uma diminuição substancial da tensão de cedência, e reduções elevadas da tensão e extensão últimas nos varões de aço. Esta alteração de propriedades origina uma alteração no comportamento do aço de dúctil para frágil. Para além do estudo individual de comportamento dos varões face a esta condicionante é também prevista a resposta global dos elementos estruturais de estruturas de betão armado. Neste trabalho foram realizadas duas análises numéricas distintas, recorrendo aos programas de cálculo ATENA e SeismoStruct, em pilares e pórticos de betão armado, no qual as suas armaduras longitudinais e transversais apresentam perdas de seção local de 0, 10 e 20%. As diversas metodologias adotadas na modelação material e estrutural foram ensaiadas e fundamentadas em função de resultados experimentais e numéricos obtidos por outros autores. Tendo por base os resultados obtidos dos modelos numéricos, as estruturas de betão armado foram classificadas em níveis de desempenho e dano estrutural de acordo com a percentagem de corrosão local. Para as perdas de seção analisadas, os resultados demonstraram perda na capacidade resistente das estruturas de betão armado e diminuição da ductilidade, salientando-se as perdas de seção de 20% por originarem uma rotura frágil e prematura dos elementos estruturais.

Um modelo de seleção de fornecedores de transporte aéreo: caso de estudo Zagope S.A.

A exportação de material apresenta uma gestão orientada para modelos empresariais, que procuram dia a dia reduzir custos e melhorar a qualidade dos serviços prestados aos clientes. A contratação de serviços de transportes aéreos constitui um elevado encargo financeiro para as empresas exportadoras, onde a melhoria dos processos de exportação tem um grande impacto no futuro das empresas. O objetivo deste trabalho é analisar e desenvolver um modelo de seleção e avaliação de fornecedores de transporte aéreo. A implementação do modelo procura maximizar a gestão de aprovisionamento, tornando-se uma ferramenta de apoio à decisão de compra ao fornecer dados sobre o desempenho de fornecedores. Foram feitas algumas considerações sobre a criação do modelo de seleção e avaliação de fornecedores no departamento logístico, como ferramenta de apoio de trabalho e possível integração no sistema na empresa.

Modelação numérica do carregamento de uma estrutura confinada sujeita a uma onda de choque explosiva

A ocorrência de explosões em indústrias e em infraestruturas civis quer acidentais quer devido a ataques terroristas, vêm colocando à engenharia cada vez maiores desafios relativos à conceção de soluções que aumentem a proteção dessas infraestruturas contra os efeitos das explosões. Neste trabalho, utilizou-se um hidrocódigo comercial, o LS-DYNA, no tratamento e simulação de problemas envolvendo ondas de choque explosivas tendo-se realizado um estudo paramétrico do efeito da detonação de um alto explosivo no interior de um compartimento fechado, de geometria prismática retangular, em que as dimensões foram sendo variadas. Foi necessário calibrar previamente o modelo geométrico escolhido bem como os parâmetros utilizados para gerar a onda de choque explosiva, de forma a assegurar a consistência dos resultados, dado que não foi possível a realização de ensaios experimentais. Foi utilizada uma malha multimaterial Arbitrária Lagrangiana-Euleriana (MMALE), com recurso a elementos sólidos com um único ponto de integração, recorrendo ao método das diferenças finitas centrais para as integrações em relação ao tempo, tendo-se utilizado como base de calibração a literatura consultada. Os dados obtidos no estudo paramétrico foram tratados recorrendo a métodos estatísticos de regressão de forma a se obter uma relação fenomenológica para prever as pressões máximas dentro de um compartimento.

Modelação física da interacção onda-estrutura em fundo arenoso

Nesta dissertação estudou-se, em modelo físico reduzido, a interacção da agitação marítima com uma estrutura marítima submersa, composta por blocos, assente em solo arenoso e assente em enrocamento. A estrutura, no protótipo, é composta por três módulos destacados e submersos, constituídas por blocos, situados na Praia de Santa Maria del Mar em Cadiz, Espanha, para assegurar a protecção costeira contra a erosão. No entanto, esta função não foi cumprida já que os blocos começaram a assentar e afundar-se no solo logo após a sua colocação. Com o objectivo de avaliar a estabilidade dos blocos submersos e a alteração do perfil do fundo em torno da estrutura submersa, para diferentes condições de agitação, para dois níveis de maré (baixa-mar e preia-mar) e com a estrutura assente em dois materiais diferentes, realizaram-se ensaios em modelo físico reduzido num tanque de ondas do Departamento de Hidráulica e Ambiente do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC). Iniciou-se a modelação física do caso de estudo considerando as escalas necessárias a aplicar ao modelo, no que respeita às dimensões da estrutura modular, ao material sedimentar e sua granulometria, aos níveis de maré e condições de agitação a ensaiar. Definidos os parâmetros mencionados, procedeu-se à construção do modelo e à realização dos ensaios, onde se quantificaram a alteração do fundo e o deslocamento dos blocos através do levantamento de cotas após o ensaio de cada condição de agitação. Os levantamentos efectuados foram realizados por dois métodos diferentes, com recurso a um hidrómetro e através de fotogrametria, de forma a testar a aplicabilidade deste último método em situações de fundo móvel. Através dos resultados obtidos pelos levantamentos, verificou-se que a condição de agitação correspondente a um clima de tempestade foi a que mais influenciou o comportamento dos blocos, que afundaram cerca de 0,6 m (à escala do protótipo). Relativamente às alterações do fundo, ao longo dos ensaios verificou-se um fenómeno de erosão inicial a sotamar da estrutura até o fundo atingir o seu equilíbrio na presença da estrutura submersa sujeita a condições de agitação energéticas, havendo posteriormente ligeiras deposições. Como expectável, em termos de maré, as diferenças de variações de cota do fundo foram mais perceptíveis em baixa-mar do que em preia-mar, já que com um nível de maré superior a estrutura interfere menos com a agitação marítima e consequentemente com o fundo. Relativamente ao material de fundo, a colocação de gravilha em vez de areia, sob a estrutura e a sotamar desta, limita consideravelmente quer as alterações registadas no fundo quer os assentamentos da estrutura.

Modelação de processos para as principais áreas de recursos humanos

Esta dissertação tem por principal objetivo propor modelos BPMN que possam representar as boas práticas em gestão recursos humanos, a fim de facilitar a identificação dos principais requisitos dos pacotes de software para a Gestão de Recursos Humanos. Assim, foram estudadas as sub-áreas recrutamento e seleção, avaliação de desempenho, formação e desenvolvimento, cálculo e pagamento de salários e recompensas, e a gestão de carreira. Para o desenho dos modelos BPMN foi adotada a metodologia design science, adequada aos projetos de investigação em tecnologias e sistemas de informação que têm por objetivo o design de artefactos a partir de bases teóricas. Os modelos desenvolvidos foram disponibilizados para avaliação por gestores e executivos da área de gestão de recursos humanos o que permitiu refinar e melhorar os mesmos.

Modelação dinâmica do embate de embarcações sobre pilares de pontes

Após o embate de uma embarcação contra o maciço do pilar da Ponte 25 de Abril em Lisboa e tendo em conta a importância desta estrutura, levantaram-se algumas preocupações referentes à segurança da ponte quanto a este tipo de solicitações. Como tal, no seguimento desta problemática, o principal objetivo do presente trabalho é avaliar a resposta da Ponte 25 de Abril sujeita ao embate de embarcações. Sabe-se que a Ponte 25 de Abril foi dimensionada tendo como base o sismo de El Centro de 1940, não tendo sido feito um estudo pormenorizado na temática do embate de uma embarcação uma vez que os momentos na base do maciço, resultantes do sismo estudado no projeto, eram largamente superiores aos mesmos momentos provocados por uma força no topo do maciço que pretendia simular o embate de uma embarcação. No entanto, as expressões que pretendem simular o efeito de um embate de uma embarcação em pilares de pontes evoluíram desde a data do projeto. Sendo os maciços dos pilares os elementos estruturais diretamente sujeitos ao evento do embate, transmitindo posteriormente os deslocamentos e forças aos respetivos pilares, o presente estudo focou-se nestes elementos. Para se estudar o comportamento do maciço de um pilar da ponte sujeito a estas ações dinâmicas, foram necessários dados para se definir a estrutura em causa e a respetiva solicitação, como também foi necessário um programa de cálculo não-linear de estruturas indicado para o presente caso. Obteve-se o projeto da Ponte 25 de Abril assim como dados relativos a todas as embarcações que cruzaram a Ponte no ano de 2014. A modelação da estrutura e respetivas solicitações foram feitas com recurso ao programa de cálculo não-linear de estruturas Extreme Loading for Structures, que utiliza o Método dos Elementos Aplicados. A partir do modelo do maciço do pilar da ponte traçaram-se as curvas de capacidade dinâmica e estática da estrutura e simularam-se tanto o sismo de El Centro de 1940 como o embate da embarcação mais condicionante que poderia ter ocorrido no ano de 2014. Com base nos resultados obtidos nos ensaios efetuados no presente trabalho verificou-se que, embora o embate de uma embarcação possa ser mais condicionante do que o sismo para o qual foi dimensionada, a estrutura do maciço resiste a ambas as solicitações não apresentando danos significativos.

Modelação numérica da reflexão e do espraiamento em praias e em estruturas marítimas

As preocupações de projetistas na conceção de estruturas marítimas utilizando modelos numéricos como ferramentas de dimensionamento, prendem-se com a sua fiabilidade, tempo de processamento e precisão. Assim, a calibração e validação de modelos numéricos é essencial para os tornar ferramentas úteis para o projeto de obras marítimas. A presente dissertação tem como objetivo a calibração e validação do modelo numérico AMAZON, baseado na teoria da onda em condições de águas pouco profundas, para dois casos de estudo distintos com base em dados de ensaios realizados anteriormente. O primeiro caso consiste no estudo do espraiamento numa praia barra-fossa cujas condições de batimetria, nível da água e condições de agitação marítima inseridas no AMAZON correspondem às de ensaios em modelo físico realizados à escala 1:5 na Universidade Politécnica da Catalunha, Barcelona. Como o modelo utiliza parâmetros que devem ser calibrados, na sua aplicação e exploração realizou-se um estudo de sensibilidade a esses parâmetros. Com base nos resultados do AMAZON, utilizaram-se programas desenvolvidos em MatLab para o cálculo do espraiamento e do coeficiente de reflexão e compararam-se os resultados com os obtidos nos ensaios em modelo físico. Verificou-se que os resultados do AMAZON são bastante próximos dos valores obtidos pelos ensaios. O segundo caso consiste no estudo de uma estrutura conversora de energia das ondas do tipo coluna de água oscilante - OWC-WEC (Oscillating Water Column - Wave Energy Converter), para a qual o modelo AMAZON nunca tinha sido utilizado. Os dados introduzidos no modelo relativos ao perfil da estrutura, nível da água e condições de agitação correspondem aos dos ensaios realizados à escala 1:35 no LNEC (Laboratório Nacional de Engenharia Civil). Realizou-se um estudo de sensibilidade dos parâmetros do modelo no que respeita à elevação da superfície livre junto e no interior da câmara de água, ao fator de amplificação e ao desfasamento, e compararam-se os resultados com os obtidos nos ensaios em modelo físico. Os resultados do AMAZON constituem um incentivo para a realização e/ou análise de ensaios para diferentes profundidades, aberturas da parede vertical da câmara de água e períodos de onda incidente, que permitam calibração e validação adicionais dos parâmetros do modelo.

Desempenho ambiental do transporte rodoviário ligeiro de passageiros em Portugal

O sector automóvel tem um papel importante na sociedade actual, sendo um dos motores do crescimento económico de vários países. Mas aliado ao seu desenvolvimento, estão problemas ambientais com grande relevância actual, como as emissões de poluentes atmosféricos pelo uso dos veículos. Contudo, não é apenas a fase de uso do automóvel que está ligada a impactos ambientais, sendo importante avaliar as restantes fases do ciclo de vida. Para o panorama nacional, os estudos neste sector não se encontram muito desenvolvidos. O objectivo da presente dissertação passa pela avaliação do desempenho ambiental do sector dos veículos ligeiros de passageiros em Portugal, estabelecendo uma comparação entre as várias tecnologias automóveis que o compõem, mediante o uso da metodologia de análise de ciclo de vida (ACV). O desempenho ambiental dos veículos foi traduzido segundo a metodologia de avaliação de impactes EcoBlok. Para o ano de 2013 um veículo médio português consumiu 11,8 m3 de água, utilizou 2,8 t eq. de recursos, ocupou 54 m2 eq. de solo, emitiu 3,4 t de CO2 eq e 150 kg de NOx eq para a atmosfera, emitiu 600 kg de N eq. para a água e o solo, e gerou 3,5 mg de dioxinas e furanos. Com a introdução de mais veículos eléctricos a baterias na frota perspectivam-se reduções ao nível do consumo de recursos, de emissões de gases com efeito de estufa e de poluição do ar. No entanto, para o consumo de água, uso do solo, emissões para o solo e água e formação de dioxinas e furanos prevêem-se aumentos. A fase de manufactura, que é diluída ao longo da vida útil do veículo, é responsável por mais de metade dos impactos ambientais gerados ao nível do uso do solo, da poluição da água e do solo e da formação de dioxinas e furanos. Por sua vez, a fase de uso do veículo é determinante nos impactes sobre a poluição do ar e emissões de gases com efeito de estufa, sendo responsável por mais de 80% dos resultados. As conclusões retiradas com a realização desta dissertação são úteis, na medida em que podem auxiliar o desenvolvimento de políticas de incentivos para a mudança de comportamentos da população face aos transportes. Por outro lado, permite perceber que as tecnologias menos poluentes têm ainda um longo caminho a percorrer para que se tornem, globalmente, a melhor alternativa de mobilidade face às tecnologias convencionais.

Desempenho ambiental do transporte rodoviário pesado em Portugal

Os transportes rodoviários são essenciais para a sociedade actual. Deles depende directamente a mobilidade de milhões de pessoas diariamente, assim como o funcionamento de diversos sectores económico em Portugal e no mundo. Existem diversos estudos focados na pressão ambiental associada à operação de veículos pesados. Todavia, o estudo de pressões inerentes às restantes fases do ciclo de vida permanece pouco desenvolvido carecendo de informação comparável. O objectivo da presente tese passa por avaliar o desempenho ambiental do transporte pesado rodoviário a nível nacional, através da aplicação da metodologia de análise de ciclo de vida (ACV). Na fase de quantificação do desempenho ambiental foi utilizada a metodologia EcoBlok considerando o uso de recursos e emissões de poluentes. No ano de 2013 o transporte pesado de mercadorias consumiu 12,8 hm3 eq. de água e 3 097 kt eq. de recursos; ocupou 119 km2.ano eq. de solos; emitiu 3 253 kt CO2 eq. de GEE; 121 kt NOx eq. de poluentes atmosféricos; 197 kt N eq. de poluentes para o solo e meios hídricos e 1,3 kg TCDD eq. de dioxinas e furanos. A fase de operação é a que mais contribui para o total de pressões contabilizadas no subsector mencionado. O transporte de passageiros registou, para o total da frota activa em 2013 um total de 1,7 hm3 eq. de água extraída; 221 kt eq. de recursos consumidos; 14,6 km2.ano eq. de solos usados; 234 kt CO2 eq. de GEE; 10,4 kt NOx eq. de poluentes atmosféricos; 16,9 kt N eq. de emissões para o solo e meios hídricos e 0,1 kg TCDD eq. de dioxinas e furanos emitidos. O destaque vai igualmente, para a fase de operação, a que mais contribui para a pressão total averiguada. Os resultados e conclusões obtidas ao longo do estudo podem revelar-se úteis para a concepção de políticas de transporte e tomada de decisão, na medida em que permitem a comparação com o desempenho ambiental de outros modos e sistemas de transporte.

Modelação estocástica do depósito mineral do Zambujal (Mina de Neves-Corvo): contribuição da densidade como indicador morfológico

Este estudo tem como objetivo construir um modelo estocástico de alta resolução da morfologia e dos teores em metal, do depósito mineral do Zambujal, Mina de Neves-Corvo. O depósito do Zambujal é um corpo vulcanogénico que se localiza no setor Português, na parte mais a Sul da Faixa Piritosa Ibérica, com sulfuretos maciços no topo e fissurais na base. Para construir um modelo estocástico deste depósito, onde os teores em metal evidenciam zonamento, é importante ter em conta a proporção local de sulfuretos na matriz rochosa. Como esta variável não é quantificada em laboratório, propõe-se a utilização da densidade das amostras como um indicador indireto da proporção de minérios na matriz rochosa. Conhecida esta variável, a modelação dos teores em metal pode ser feita para os chamados teores relativos (teores em metal na fração de sulfuretos). As principais etapas da metodologia proposta são: (a) para cada amostra analisada no laboratório, estimação de soluções para a variável proporção de sulfuretos na matriz rochosa ????(????), tendo em conta a paragénese principal do depósito, os teores e a densidade da rocha; (b) construção de um modelo morfológico 3D de baixa resolução com duas regiões, minérios maciços e minérios fissurais, por digitalização de limites em perfis, interpolação de superfícies e conversão para o modelo de blocos do depósito; (c) construção de um modelo morfológico 3D de alta resolução para todo o depósito da variável ????(????) por Simulação Sequencial Direta (SSD), tendo como informação condicionante os histogramas regionais de ????(????) para minérios maciços e minérios fissurais e as soluções obtidas em (a) para ????(????) na localização das sondagens; (d) SSD dos teores relativos em cobre, zinco e prata; (e) discussão dos resultados e quantificação de recursos. Os resultados foram validados por comparação com os equivalentes obtidos numa estimação por krigagem normal dos teores em metal e mostraram ser da mesma ordem de grandeza. O conjunto de imagens simuladas das variáveis ????(????) e teores permite quantificar a incerteza do conhecimento do depósito relativamente à informação disponível.