Water table waves in an unconfined aquifer: Experiments and modeling

[1] Comprehensive measurements are presented of the piezometric head in an unconfined aquifer during steady, simple harmonic oscillations driven by a hydrostatic clear water reservoir through a vertical interface. The results are analyzed and used to test existing hydrostatic and nonhydrostatic, small-amplitude theories along with capillary fringe effects. As expected, the amplitude of the water table wave decays exponentially. However, the decay rates and phase lags indicate the influence of both vertical flow and capillary effects. The capillary effects are reconciled with observations of water table oscillations in a sand column with the same sand. The effects of vertical flows and the corresponding nonhydrostatic pressure are reasonably well described by small-amplitude theory for water table waves in finite depth aquifers. That includes the oscillation amplitudes being greater at the bottom than at the top and the phase lead of the bottom compared with the top. The main problems with respect to interpreting the measurements through existing theory relate to the complicated boundary condition at the interface between the driving head reservoir and the aquifer. That is, the small-amplitude, finite depth expansion solution, which matches a hydrostatic boundary condition between the bottom and the mean driving head level, is unrealistic with respect to the pressure variation above this level. Hence it cannot describe the finer details of the multiple mode behavior close to the driving head boundary. The mean water table height initially increases with distance from the forcing boundary but then decreases again, and its asymptotic value is considerably smaller than that previously predicted for finite depth aquifers without capillary effects. Just as the mean water table over-height is smaller than predicted by capillarity-free shallow aquifer models, so is the amplitude of the second harmonic. In fact, there is no indication of extra second harmonics ( in addition to that contained in the driving head) being generated at the interface or in the interior.

Indicadores de Ciência, Tecnologia & Inovação : análise da produção científica e tecnológica da área de conhecimento em Engenharia Civil na Base de Dados da Web of Science

Esta dissertação trata da análise da produção científica e tecnológica internacional e brasileira na área de conhecimento Engenharia Civil, por meio de indicadores bibliométricos. A área Engenharia Civil foi escolhida em razão da sua relevância para o desenvolvimento econômico do país. No entanto, em termos absolutos e relativos, está entre os setores tecnologicamente mais atrasados da economia. A bibliometria é uma disciplina com alcance multidisciplinar que estuda o uso e os aspectos quantitativos da produção científica registrada. Os indicadores de produção científica são objeto de análise de várias áreas do conhecimento, tanto para o planejamento e a execução de políticas públicas de vários setores quanto para maior conhecimento da comunidade científica sobre o sistema em que está inserida. A metodologia utilizada para a elaboração deste estudo descritivo de caráter exploratório foi a análise documental e bibliométrica, baseada em dados das publicações científicas, no período de 1970 a 2012, e tecnológicas, no período de 2001 a 2012, da área Engenharia Civil, indexadas nas bases de dados Science Citattion Index Expanded (SCI); Social Science Citation Index (SSCI); Conference Proceedings Citation Index (CPCI) e da Derwent Innovations Index (DII), que compõem a base de dados multidisciplinar da Web of Sicence (WoS). As informações foram qualificadas e quantificadas com o auxílio do software bibliométrico VantagePoint®. Os resultados obtidos confirmaram o baixo número de publicações científicas e tecnológicas na área de conhecimento Engenharia Civil de autores filiados a instituições de ensino e pesquisa brasileiras quando comparados aos dos países industrializados. Existe um conjunto de fortes condicionantes que ultrapassam o poder de decisão e de influência da academia, dificultando e limitando a disseminação das pesquisas e patentes brasileiras relacionadas a fatores de caráter sistêmico e cultural. A possibilidade de análise de indicadores de produção científica e tecnológica na Engenharia Civil contribui para criar políticas que, se utilizadas por agências de fomento, podem subsidiar investimentos mais fundamentados por parte dos governos e da iniciativa privada, a exemplo do que é feito por outros setores industriais.

A engenharia Civil e a produção industrial de energia eólica

Dissertação para obtenção do grau de Engenharia Civil na Área de Especialização de Edificações

Water quality in lakes and reservoirs in China

Dissertation elaborated for the partial fulfilment of the requirements of the Master Degree in Civil Engineering in the Speciality Area of Hydarulics

Risk Analysis and Behavior of Electricity Portfolio Aggregator

The scope of this paper is to adapt the standard mean-variance model of Henry Markowitz theory, creating a simulation tool to find the optimal configuration of the portfolio aggregator, calculate its profitability and risk. Currently, there is a deep discussion going on among the power system society about the structure and architecture of the future electric system. In this environment, policy makers and electric utilities find new approaches to access the electricity market; this configures new challenging positions in order to find innovative strategies and methodologies. Decentralized power generation is gaining relevance in liberalized markets, and small and medium size electricity consumers are also become producers (“prosumers”). In this scenario an electric aggregator is an entity that joins a group of electric clients, customers, producers, “prosumers” together as a single purchasing unit to negotiate the purchase and sale of electricity. The aggregator conducts research on electricity prices, contract terms and conditions in order to promote better energy prices for their clients and allows small and medium customers to benefit improved market prices.

A wireless sensor network platform for structural health monitoring: enabling accurate and synchronized measurements through COTS+custom-based design

Structural health monitoring has long been identified as a prominent application of Wireless Sensor Networks (WSNs), as traditional wired-based solutions present some inherent limitations such as installation/maintenance cost, scalability and visual impact. Nevertheless, there is a lack of ready-to-use and off-the-shelf WSN technologies that are able to fulfill some most demanding requirements of these applications, which can span from critical physical infrastructures (e.g. bridges, tunnels, mines, energy grid) to historical buildings or even industrial machinery and vehicles. Low-power and low-cost yet extremely sensitive and accurate accelerometer and signal acquisition hardware and stringent time synchronization of all sensors data are just examples of the requirements imposed by most of these applications. This paper presents a prototype system for health monitoring of civil engineering structures that has been jointly conceived by a team of civil, and electrical and computer engineers. It merges the benefits of standard and off-the-shelf (COTS) hardware and communication technologies with a minimum set of custom-designed signal acquisition hardware that is mandatory to fulfill all application requirements.

A remote engineering solution for automating a roller hearth kiln

Remote engineering (also known as online engineering) may be defined as a combination of control engineering and telematics. In this area, specific activities require computacional skills in order to develop projects where electrical devives are monitored and / or controlled, in an intercative way, through a distributed network (e.g. Intranet or Internet). In our specific case, we will be dealing with an industrial plant. Within the last few years, there has been an increase in the number of activities related to remote engineering, which may be connected to the phenomenon of the large extension experienced by the Internet (e.g. bandwith, number of users, development tools, etc.). This increase opens new and future possibilities to the implementation of advance teleworking (or e-working) positions. In this paper we present the architecture for a remote application, accessible through the Internet, able to monitor and control a roller hearth kiln, used in a ceramics industry for firing materials. The proposed architecture is based on a micro web server, whose main function is to monitor and control the firing process, by reading the data from a series of temperature sensors and by controlling a series of electronic valves and servo motors. This solution is also intended to be a low-cost alternative to other potential solutions. The temperature readings are obtained through K-type thermopairs and the gas flow is controlled through electrovalves. As the firing process should not be stopped before its complete end, the system is equipped with a safety device for that specific purpose. For better understanding the system to be automated and its operation we decided to develop a scale model (100:1) and experiment on it the devised solution, based on a Micro Web Server.

Observação do comportamento dinâmico de estruturas de engenharia civil

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Estruturas

In-plane displacement and strain image analysis

Measurements in civil engineering load tests usually require considerable time and complex procedures. Therefore, measurements are usually constrained by the number of sensors resulting in a restricted monitored area. Image processing analysis is an alternative way that enables the measurement of the complete area of interest with a simple and effective setup. In this article photo sequences taken during load displacement tests were captured by a digital camera and processed with image correlation algorithms. Three different image processing algorithms were used with real images taken from tests using specimens of PVC and Plexiglas. The data obtained from the image processing algorithms were also compared with the data from physical sensors. A complete displacement and strain map were obtained. Results show that the accuracy of the measurements obtained by photogrammetry is equivalent to that from the physical sensors but with much less equipment and fewer setup requirements. © 2015Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering.

A Metodologia BIM 4D e BIM 5D aplicada a um caso prático Construção de uma ETAR na Argélia

Mestre em Engenharia Civil – Ramo de Gestão das Construções

Life-cycle performance of structures: combining expert judgment and results of inspection

Life-Cycle Civil Engineering – Biondini & Frangopol

Mathematical modelling of shallow flows: closure models drawn from grain-scale mechanics of sediment transport and flow hydrodynamics

Canadian Journal of Civil Engineering 36(10) 1605–16

Reabilitação da Envolvente e Estrutura do Edifício da Piscina de Vila Nova de Cerveira

O presente relatório de estágio foi elaborado no âmbito da unidade curricular de DIPRE (Dissertação/Projeto/Estágio), que se encontra no plano de estudos do 2º semestre do 2º ano do Mestrado em Engenharia Civil, no ramo de Construções do Instituto Superior de Engenharia do Porto. Este documento faz referência ao estágio que se desenvolveu em ambiente empresarial na Telhabel Construções S.A. durante um período de seis meses. Nesse período foi me dada a oportunidade de acompanhar a obra de Reabilitação e Beneficiação do Edifício das Piscinas Municipais de Vila Nova de Cerveira. Numa primeira fase, o estágio foi desenvolvido no departamento de Subempreitadas da empresa, onde foi possível obter um primeiro contacto com os projetos da obra. Este período teve uma duração de cerca de 1 mês. Na segunda fase do estágio foi-me confiada a função de Diretor de Obra Adjunto, o que permitiu um acompanhamento mais direto da obra e uma participação mais ativa em todos os componentes da obra. Neste relatório procurou-se descrever algumas técnicas e soluções construtivas utilizadas na intervenção realizada. O relatório inicia-se com a fundamentação teórica que pretende dar a conhecer alguns conceitos teóricos, de forma a proporcionar uma melhor compressão do caso de estudo. A segunda parte deste relatório faz referência à aplicação dessas técnicas e soluções. Como no desenvolvimento do estágio tive oportunidade de ter uma intervenção bastante direta e ativa, será feita também uma referência a algumas situações onde esta participação foi mais notada. Este edifício, cuja arquitetura data a década de 90 do século passado, é tido como uma referência em Vila Nova de Cerveira, uma vez que se trata de um edifício com grande presença e singularidade a nível arquitetónico. Na intervenção que se realizou foram poucas as especialidades e zonas do edifício que não sofreram qualquer tipo de intervenção. Contudo, este relatório teve como grande foco a intervenção e o tratamento a que a estrutura metálica foi alvo. Este enfoque justifica-se com base na complexidade e importância que esta intervenção teve na globalidade da obra.

Projeto de estabilidade de internato masculino

O presente documento corresponde à realização de um projeto de estruturas em betão armado e estrutura metálica. A escolha deste tema teve como propósito aplicar os conhecimentos adquiridos ao longo do percurso académico, sobretudo em disciplinas do ramo de estruturas. O trabalho desenvolvido é um Projeto de Estabilidade de Betão Armado e Estrutura Metálica de um Internato Masculino para Padres em Onameva, Cunene – Angola. A elaboração deste projeto decorre da realização de um estágio formal de 8 meses na empresa CALCULUS, Miguel Barros – Engenharia, LDA, com o objetivo principal de reunir os requisitos necessários à admissão na Ordem dos Engenheiros. No contexto laboral de um gabinete de projetos de engenharia civil, foi feita a integração de forma gradual e sustentada das competências adquiridas ao longo da formação académica e vivenciadas situações reais de trabalho profissional. De entre as atividades desenvolvidas no estágio, foi escolhido o projeto de estabilidade acima referido pela oportunidade de realizar todas as etapas do seu desenvolvimento, desde a análise da arquitetura até à elaboração das peças escritas e desenhadas, dando assim resposta às exigências necessárias para a conclusão do Mestrado em Engenharia Civil, no ramo de Estruturas, pelo Instituto Superior de Engenharia do Porto.

Characterization of earth-based mortars for rammed earth repair

All over the world, many earth buildings are deteriorating due to lack of maintenance and repair. Repairs on rammed earth walls are mainly done with mortars, by rendering application; however, often the repair is inadequate, resorting to the use of incompatible materials, including cement-based mortars. It has been observed that such interventions, in walls that until that day only had presented natural ageing issues, created new problems, much more dangerous for the building than the previous ones, causing serious deficiencies in this type of construction. One of the problems is that the detachment of the new cement-based mortar rendering only occurs after some time but, until that occurrence, degradations develop in the wall itself. When the render detaches, instead of needing only a new render, the surface has to be repaired in depth, with a repair mortar. Consequently, it has been stablished that the renders, and particularly repair mortars, should have physical, mechanical and chemical properties similar to those of the rammed earth walls. This article intends to contribute to a better knowledge of earth-based mortars used to repair the surface of rammed earth walls. The studied mortars are based on four types of earth: three of them were collected from non-deteriorated parts of walls of unstabilized rammed earth buildings located in Alentejo region, south of Portugal; the fourth is a commercial earth, consisting mainly of clay. Other components were also used, particularly: sand to control shrinkage; binders stabilizers such as dry hydrated air-lime, natural hydraulic lime, Portland cement and natural cement; as well as natural vegetal fibers (hemp fibers). The experimental analysis of the mortars in the fresh state consisted in determining the consistency by flow table and the bulk density. In the hardened state, the tests made it possible to evaluate the following properties: linear and volumetric shrinkage; capillary water absorption; drying capacity; dynamic modulus of elasticity; flexural and compressive strength.