Modelação física do galgamento do quebra-mar do porto de Albufeira

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção

Galgamento de estruturas portuárias protegidas por um quebra-mar submerso

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Estruturas

Caracterização da aderência de varões nervurados sujeitos a ações repetidas e alternadas

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Civil, especialidade de Estruturas, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia. A presente dissertação foi preparada no Laboratório Nacional de Engenharia Civil, no âmbito do protocolo existente entre a FCT e o LNEC.

Protótipo para o diagnóstico do estado dos vasos sanguíneos

De acordo com estatísticas recentes, as doenças cardiovasculares e as principais complicações associadas, como a Aterosclerose e a Hipertensão Arterial, constituem a principal causa de morte em todo o mundo. Verifica-se ainda uma incidência crescente na população jovem, mas ainda não existem métodos suficientemente eficazes para o diagnóstico precoce de Aterosclerose. Deste modo, o objectivo principal do presente trabalho consiste no desenvolvimento da instrumentação e de um método não-invasivo, rápido e barato, que permita caracterizar o estado dos vasos sanguíneos na sua norma e patologia. Neste trabalho propõe-se uma metodologia inovadora para a avaliação do estado dos vasos sanguíneos, baseada na análise do sinal fotopletismográfico de propagação da onda de pulso, tendo-se efectuado um estudo comparativo de dois métodos de aquisição de pulsos: Método 1, no qual se adquirem pulsos das digitais da mão e do pé; e Método 2, pelo qual se obtêm os pulsos da Radial e da “pedis dorsalis”. Os principais parâmetros analisados neste trabalho foram o Índice de Rigidez (m/s) e Índice de Reflexão (%), que depende essencialmente do tónus das artérias periféricas. Igualmente, foi determinada a Velocidade da Onda de Pulso pelo Método Gold-Standard e pelo Método de Frank, e o Índice de Função do Endotélio (%), que foi obtido recorrendo à Hiperemia Reactiva. No Capítulo 1 do presente trabalho, apresentam-se os aspectos mais importantes da Aterosclerose e os métodos de diagnóstico actualmente utilizados, bem como os fundamentos gerais da hemodinâmica e as propriedades mecânicas e fisiológicas dos vasos sanguíneos. No Capítulo 2 analisam-se os métodos não-invasivos utilizados em estudos clínicos para a medição da velocidade de propagação da onda de pulso, e também se apresenta uma nova metodologia para a caracterização do estado dos vasos sanguíneos, que consiste na análise de vários de parâmetros a partir do sinal fotopletismográfico da onda de pulso. No Capítulo 3 descreve-se a instrumentação utilizada na actividade experimental desenvolvida, assim como as principais características dos sensores para a aquisição do sinal fotopletismográfico. Destaca-se ainda a calibração efectuada, o software utilizado para o processamento das medidas experimentais, e a elaboração da rotina de aquisição de dados. Os dados experimentais, adquiridos através do método proposto para diferentes faixas etárias, estão apresentados no Capítulo 4, bem como a análise e discussão dos resultados obtidos. E finalmente, no Capítulo 5, apresentam-se as principais conclusões e as perspectivas futuras.

Produção de biobaterias a partir de membranas obtidas pela técnica de electrofiação

O presente trabalho visa a Produção de Biobaterias a partir de Membranas obtidas pela técnica de Electrofiação. Com este trabalho pretendeu-se desenvolver um dispositivo electroquímico(biobateria) capaz de gerar energia eléctrica a partir de biofluidos, como a transpiração e o sangue, e com capacidade de satisfazer as necessidades de dispositivos electrónicos de baixo consumo. Para o desenvolvimento das biobaterias começou-se por produzir membranas de nanofibras de acetato de celulose, por electrofiação. As nanofibras produzidas, de forma regular e de baixa dispersão de diâmetros, conferem à membrana elevadas porosidade, flexibilidade e área superficial. Neste trabalho, as membranas de nanofibras são utilizadas como suporte físico (substrato) e separador, sendo os eléctrodos depositados sob a forma de filme fino, em ambas as faces da membrana, formando o dispositivo electroquímico. O comportamento electroquímico da membrana foi analisado por voltametria cíclica, pretendendo-se estudar as reacções electroquímicas e avaliar a cinética da transferência de electrões no processo de oxidação-redução. De um modo geral, verificou-se que a produção de energia depende não só dos materiais que formam o ânodo e o cátodo, mas também do tipo de solução utilizada como combustível, bem como da espessura da membrana. Os resultados mostraram ser possível obter correntes desde os 10 nA até os 0,6 mA, para uma área de 1cm2. Com o intuito de demonstrar as potencialidades destes dispositivos, algumas estruturas foram testadas sobre a pele suada, apresentando valores de tensão e correntes bastante promissores.

Produção e caracterização de biobaterias a partir de matrizes de nano-microfibras

Na vanguarda do desenvolvimento tecnológico impõe-se o desenvolvimento de sistemas inovadores capazes de gerar energia eléctrica e de responder às necessidades relativas de miniaturização da nova geração de biodispositivos electrónicos portáteis, sem fios e auto-suficientes. O objectivo deste trabalho consistiu na produção e caracterização de um dispositivo electroquímico (biobateria) de espessura reduzida e flexível, capaz de gerar energia eléctrica a partir de fluidos biológicos, como o sangue ou suor. Parte da investigação incidiu sobre a produção e caracterização da matriz de nano-microfibras de policaprolactona. Esta matriz constitui a base dos dispositivos produzidos. Foi obtida através da técnica de electrofiação, consistindo numa membrana porosa, flexível e com elevada área superficial. Posteriormente, em ambas as faces da membrana foram depositados eléctrodos metálicos pela técnica de evaporação térmica assistida por canhão de electrões. Os estudos realizados, que incluíram a análise do comportamento electroquímico através de voltametria cíclica e espectroscopia de impedância, revelaram que os dispositivos produzidos apresentam um desempenho que depende do tempo de imersão em fluidos biológicos (como o suor), da espessura da membrana assim como dos materiais empregues na formação dos eléctrodos. Por último, procedeu-se à demonstração da aplicabilidade do dispositivo produzido colocando-o sobre pele suada e obtiveram-se valores de tensão e corrente promissores que podem levar à aplicação deste dispositivo em pacemakers, dispositivos biomédicos auto-alimentados, entre outros.

Polímeros electrocrómicos confinados em sistemas mesoporosos

Esta dissertação teve como principal objectivo a síntese de materiais híbridos constituídos por polímeros electrocrómicos incorporados em sílicas mesoporosas e nanotubos de carbono. Esses materiais foram utilizados na construção de dispositivos electrocrómicos que foram caracterizados por voltametria cíclica e espectroelectroquímica. Foram sintetizados os polímeros poli (3,4-(2-etilhexiloxi)-tiofeno (P1), poli (3,4-(2-etilhexiloxi)-tiofeno-co-(3,4-dimetoxi)-tiofeno (P2), poli (3,4-(etilenodioxi)-tiofeno (P3) e o polímero Poli (3-metil)-tiofeno (P4) de maneira a serem utilizados como modelo. Os polímeros foram caracterizados por 1H-RMN e/ou Infravermelho e análise elementar. Posteriormente foram impressos em eléctrodos de PET-ITO ou vidro-FTO, caracterizados e construídos dispositivos electrocrómicos de acordo com o know-how da empresa Ynvisible®. Os materiais híbridos foram sintetizados utilizando o método ship-in-a-bottle. O material híbrido H3 (PEDOT@MCM-41) foi obtido de maneira análoga ao polímero P3 (PEDOT) utilizando 10 equivalentes de catalisador após optimização. Este material híbrido foi depositado em eléctrodos de vidro-FTO, construídos dispositivos electrocrómicos e caracterizados de maneira a comparar com o polímeros previamente sintetizados. Comparando o desempenho do polímero com o seu respectivo híbrido é possível observar um aumento de eficiência de coloração do material híbrido relativamente ao dispositivo com o polímero livre. Os dispositivos do material H3, na experiência de durabilidade, mantiveram-se funcionais durante 10000 ciclos comparativamente a 2000 ciclos dos dispositivos com PEDOT. Na experiência de SEM do material híbrido H3 foi possível observar uma grande quantidade de polímero formada no exterior do material mesoporoso MCM-41. De maneira a minimizar essa quantidade de polímero foram delineadas algumas estratégias de síntese, uma delas pelo método de sublimação. Esta estratégia originou um material híbrido onde o polímero se situava maioritariamente nos poros da sílica MCM-41, mas não apresenta actividade electrocrómica. Ainda nesta dissertação, e com o objectivo de serem misturados com nanotubos de carbono foi sintetizado o polímero funcionalizado com pireno: poli ((3,4-etilenodioxi)-tiofeno-pireno-co-3,4-(2-etilhexiloxi)-tiofeno), utilizando uma proporção de 1:10 (P6.1) e na proporção 1:6 (P6.2) do monómero EDOT-Pireno em relação ao monómero (3,4-(2-etilhexiolxi)-tiofeno. Os polímeros foram caracterizados por 1H-RMN, UV-Vis e voltametria cíclica.

Plano de emergência interno de barragens

A existência de barragens em determinadas secções de um rio conduz, na maioria dos casos, a benefícios locais e regionais tais como a possibilidade de regular o caudal fluvial, a produção de energia elétrica ou o abastecimento de água às populações ou às atividades agrícolas. Por outro lado, impactos sociais e ambientais negativos e o risco de uma possível rotura encontram-se entre os maiores problemas provocados pela existência dessas estruturas. No presente documento apresenta-se um estudo relativo ao planeamento de emergência em barragens, mais precisamente aos Planos de Emergência Internos de Barragens. É efetuada uma análise da legislação nacional relativa ao planeamento de emergência, nomeadamente no que diz respeito ao Plano de Emergência Interno conforme publicado no Regulamento de Segurança de Barragens (Decreto-Lei 344/2007 de 15 de Outubro). O trabalho apresentado inclui ainda a sistematização dos principais aspetos que devem ser incluídos no Planeamento de Emergência de Barragens de acordo com a legislação portuguesa, e a comparação com o que é exigido em diferentes países da União Europeia. Além do trabalho de pesquisa e recolha de informação, analisam-se as principais diferenças entre as metodologias de planeamento de emergências em barragens em Portugal, Espanha, França e Reino Unido, aplicando as diferentes abordagens a um caso de estudo, nomeadamente a Barragem da Bravura. Para esse caso de estudo, aprofundou-se a componente hidráulica do Plano de Emergência Interno, com a simulação da onda de cheia provocada pela rotura da barragem. A exigência a nível do resultado das simulações para cada país foi comparada.

Carbon dots: nanopartículas de carbono fluorescentes para marcação e visualização de células

A imagiologia por fluorescência é uma técnica extremamente útil em investigação biomédica. Actualmente existe uma vasta gama de fluoróforos disponíveis para marcação por fluorescência. Contudo estes marcadores possuem limitações que condicionam a sua aplicação em sistemas biológicos. As nanopartículas de carbono fluorescentes (CNPs) constituem uma recente classe de marcadores fluorescentes com elevada biocompatibilidade. O objectivo deste trabalho consistiu em produzir de CNPs através de métodos simples, a sua caracterização e aplicação como marcadores celulares para visualização de células em microscopia de fluorescência. Inicialmente foram produzidas nanopartículas (NPs) seguindo métodos mencionados na literatura. Seguidamente foram produzidas CNPs a partir de PAA, por via hidrotérmica, e a partir da carbonização de grãos de cortiça para as quais foi feito um estudo do efeito da variável temperatura de carbonização. Das amostras produzidas, nove foram devidamente estudadas. A espectroscopia de absorção no UV-Vis revelou perfis de absorção característicos para este tipo de NPs. A emissão de fluorescência das CNPs caracterizadada por espectroscopia de fluorescência evidenciou comportamentos emissivos típicos destas NPs tais como dependência do máximo de emissão com o comprimento de onda de excitação. A intensidade da fluorescência das CNPs sintetizadas por via hidrotérmica é, em geral, maior com rendimentos quânticos de fluorescência a variar entre 4 e 11%. Os rendimentos quânticos das CNPs produzidas por carbonização variam entre 2 e 5%. As imagens de microscopia electrónica demonstram que as CNPs possuíam formas esféricas. Os tamanhos determinados por SEM, TEM e DLS revelaram que as dimensões das NPs caem entre os 2 e 150nm. Por DRX constatou-se que as CNPs possuem uma estrutura atómica desorganizada. A análise FTIR mostrou que as amostras de CNPs produzidas a partir de macromoléculas pelo método hidrotérmico possuíam uma grande quantidade de precursor não degradado. Para as restantes CNPs foi verificada a presença de grupos funcionais polares que lhes conferem solubilidade em meio aquoso. Com 1H-RMN verificou-se uma diminuição de grupos alifáticos e aumento de grupos aromáticos nas CNPs de cortiça carbonizada, com o aumento da temperatura de carbonização. O potencial ζ da amostra obtida com maior temperatura de carbonização foi -25,7mV. Nos estudos in vitro realizados apenas as NPs produzidas a partir de ácido cítrico e etilenodiamina por via hidrotérmica marcaram eficazmente as linhas celulares de osteoblastos e de fibroblastos. A eficiência da marcação aparenta ser dependente do tempo de incubação com CNPs.

Desenvolvimento sustentável em áreas urbanas de génese ilegal

A partir dos anos sessenta do século passado o subdesenvolvimento e o desemprego nas regiões do interior do país levaram a uma onda de emigração das populações para o estrangeiro e migração para as áreas metropolitanas das grandes cidades, sobretudo de Lisboa e Porto, tendo provocado uma elevada procura de habitação. Essa procura, por sua vez, deu origem a um surto de loteamentos ilegais e respetivas construções urbanas, a que se convencionou chamar de "bairros clandestinos", embora estivessem à vista de toda a gente, desprovidos de condições urbanas básicas (ordenamento, infraestruturas e equipamentos). Passados que são mais de 50 anos sobre o seu aparecimento, este fenómeno continua presente e – ainda – em fase de resolução na maioria dos casos. Simultaneamente, neste início do século XXI, conceitos ligados ao desenvolvimento e crescimento urbano sustentável levam-nos a dever tomar e pensar outras atitudes, social, financeira e ambientalmente mais estruturadas e fundamentadas, ou seja, apoiadas em critérios de desenvolvimento sustentável, especificamente, ligados à requalificação e reconversão urbana, devidamente suportadas por documentos políticos / regulamentares ordenadores destas operações urbanísticas. Explorando o tema relacionado com a metodologia processual aplicável à reconversão das AUGI, pretende-se no âmbito da presente tese provar a viabilidade e a necessidade de implementação das novas políticas urbanas vigentes à escala europeia, apoiadas em critérios de desenvolvimento sustentável. Apoiado em experiências europeias e nacionais, ao nível de ecobairros, e suportado numa prévia análise crítica da LAUGI, a presente tese pretende propor orientações de elaboração de novas diretrizes legais para este efeito, a incluir no processo de revisão do referido diploma legal atualmente em curso, e, simultaneamente, apresentar uma proposta de modelo de boas práticas aplicável a qualquer processo de reconversão de AUGI, sistema esse direcionado para a intervenção nas áreas da Energia, Recursos Materiais e Infraestruturas, Transportes e Mobilidade, Território e Recursos Naturais, Vida em Comunidade, e, Edifícios. Esse modelo de boas práticas, aqui intitulado “ARIAS”, é aplicado num processo de reconversão de uma AUGI, e dessa aplicação são retiradas as primeiras conclusões sobre a sua pertinência. A intenção será, pois, tentar provar que este tipo de processos, não obstante a sua génese ilegal e clandestina, podem, nos tempos atuais, verem as suas reconversões urbanísticas ocorrem no contexto da sustentabilidade urbana, contribuindo para uma melhor e mais equilibrada coesão urbana.

Estudo clínico-radiológico do esôfago e dos cólons na fase aguda da doença de Chagas com relato de três casos de remissão espontânea de aperistalse do esôfago do grupo I

INTRODUÇÃO: O esôfago e os cólons foram investigados em pacientes na fase aguda da doença de Chagas, entre 1956 e 1989. MÉTODOS: A deglutição e o exame radiológico do esôfago foram explorados em 94 (90,4%) pacientes, sendo excluídas 10 crianças em virtude de tenra idade. O enema opaco foi realizado em 59 (56,7%) pacientes. RESULTADOS: A deglutição foi referida como normal em 86 (91,5%) pacientes, 5 dos quais apresentaram aperistalse do grupo I, enquanto a disfagia incipiente foi referida por 8, dos quais 7 apresentaram exame radiológico normal e apenas um, aperistalse do grupo I. Um segundo exame radiológico, realizado em 4 dos 6 casos, 6 meses após o primeiro, mostrou-se normal em 3 e permaneceu inalterado em um, o único que recebeu tratamento (benzonidazol) e considerado como curado da infecção. O ritmo intestinal resultou normal em 96 (92,3%) pacientes, obstipado em 7 (6,7%) e diarreico em um (1%). O enema evidenciou resultado normal em 54 (91,5%) pacientes, dolicossigmoide em 4 (6,8%) e dolicorretomegassigmoide em um (1,7%), que a eletromanometria demonstrou ser de natureza funcional. CONCLUSÕES: Para explicar a regressão da aperistalse, aventaram os autores duas hipóteses que não se excluem. A primeira,é a de que o processo inflamatório intramural na fase inicial da infecção poderia interferir na motilidade esofagiana, enfraquecendo a onda peristáltica; com a regressão do processo inflamatório, o peristaltismo voltaria ao normal, desde que a desnervação fosse limitada; a segunda hipótese é a de que tenha havido real re-inervação, com recuperação normal da onda peristáltica.

Simulação numérica da interação de ondas com um quebra-mar poroso utilizando o código OpenFoam

O principal objetivo desta dissertação é explorar o potencial do código OpenFoam, no estudo de problemas de engenharia costeira, mais especificamente a interação de ondas com quebra-mares porosos. Neste sentido, inicialmente é realizada a validação do código numérico porousInterFoam, onde é estudada a dependência de malha e de modelos de turbulência. Conclui-se que os resultados numéricos obtidos apresentam uma boa correlação com os experimentais. Em seguida é feita uma comparação com outros códigos numéricos, nomeadamente o porousWaveFoam e o IHFOAM onde se verificam resultados idênticos. Por fim, é realizada uma simulação através do porousWaveFoam, da interação de uma onda regular com um quebra-mar poroso, e conclui-se, comparando os resultados obtidos com os resultados dos ensaios experimentais no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), que a elevação da superfície livre é bem modelada.

Avaliação e gestão de riscos em áreas litorais. Contributo para o desenvolvimento de um sistema de previsão e alerta de inundação em zonas costeiras

Enquadrado no projeto Hidralerta, este trabalho tem como objetivo avaliar o risco de inundação na zona da Costa da Caparica, concelho de Almada, entre 2007 e 2012. As praias em estudo são: São João da Caparica, Praia do Norte, CDS, Traquínio, Dragão Vermelho, Praia Nova e Nova Praia. O projeto Hidralerta pretende desenvolver um sistema de previsão, alerta e análise de risco a longo prazo associado ao galgamento e inundação em zonas costeiras e portuárias, através da utilização de previsões da agitação marítima. Pela aplicação do modelo espetral SWAN foram transferidas as características de agitação marítima (altura de onda, período de pico e direção de onda) do largo, fornecidos pelo modelo de previsão WAVEWATCH III, para junto à costa, isto é, para pontos em frente a cada uma das praias. Para o cálculo do runup na praia de São João da Caparica, foram aplicadas as fórmulas empíricas desenvolvidas por Hunt (1959), Holman (1986), Stockdon et al. (2006), Nielsen e Hanslow (1991), Ruggiero et al. (2001), Guza e Thornton (1982), e Teixeira (2009). Esta praia é considerada uma praia natural, com sistema dunar, semelhante aos sistemas utilizados pelos autores para desenvolvimento e aplicação das suas fórmulas. Para as restantes praias, que possuem estrutura de proteção aderente, foi utilizada a metodologia de Mase et al. (2013), que permite calcular o runup/galgamento nas praias e estruturas. Os perfis transversais de todas as praias e das estruturas foram levantados no local, no decorrer deste estudo. Depois de calculado o nível máximo de inundação nas praias e o caudal médio galgado nas estruturas de proteção, procedeu-se à avaliação do risco de inundação. Para isso, cruzou-se a informação de tabelas do grau de probabilidade de ocorrência e do grau de consequência, o que possibilitou a determinação da aceitabilidade do risco. Como resultado destaca-se que existe um grau indesejável de galgamento e inundação nas praias da Costa da Caparica e que a prevenção de danos em pessoas e bens pode ser melhorada pela aplicação de sistemas de alerta. Os resultados obtidos devem ser analisados com cuidado uma vez que a metodologia tem limitações, quer ao nível dos dados (agitação marítima, perfis de praia utilizados), das formulações empíricas consideradas, as quais não foram desenvolvidas para as praias em estudo e a avaliação das consequências, em que se utiliza uma metodologia muito simples.

O inquérito eletrocardiográfico

Entre 1977 e 1981, foi realizado um inquérito eletrocardiográfico nacional tendo por objetivo avaliar a prevalência da cardiomiopatia chagásica no Brasil. Foram feitos 5.347 eletrocardiogramas. Após o pareamento dos indivíduos, segundo a idade e gênero, a distribuição dos eletrocardiogramas dos autóctones, em cada estado, ficou assim constituída: Rio Grande do Sul (1.078), Minas Gerais (760), Bahia (612), Paraná (400), Paraíba (340), Piauí (218), Sergipe (216), Goiás (176), Pernambuco (170), Ceará (136) e Alagoas (134). Os maiores percentuais de alterações eletrocardiográficas entre os indivíduos com soros reagentes foram encontrados nos Estados de Goiás (63,6%), Minas Gerais (57,6%), Ceará (57,3%), Paraná (54,5%), Piauí (53,2%) e Paraíba (52,3%). Entre os controles, nestes estados, a prevalência das alterações eletrocardiográficas foi de 25%, 25,7%, 25%, 12,5%, 22,9% e 26,5% respectivamente. Observou-se diferença estatisticamente significativa em relação à prevalência das alterações eletrocardiográficas, entre os indivíduos soro reagentes e os não reagentes, em todos os estados, exceção feita para o de Alagoas. O cálculo do gradiente mostrou-se maior no Estado do Paraná (42%), seguido por Goiás (38,6%), Ceará (32,3%) Minas Gerais (31,9%), Piauí (30,3%), Paraíba (25,8%), Pernambuco (22,3%), Bahia (18,9%), Sergipe (16,7%), Rio Grande do Sul (9,9%) e Alagoas (7,5%). Em relação à distribuição das alterações eletrocardiográficas encontradas, nos onze estados analisados, verificou-se que as extrassístoles ventriculares, o bloqueio de grau avançado do ramo direito, o bloqueio da divisão ântero-superior do ramo esquerdo, a associação do bloqueio de grau avançado do ramo direito com o bloqueio da divisão ântero-superior do ramo esquerdo e alterações primárias do segmento ST e da onda T, mostraram diferença estatisticamente significativa, entre os indivíduos com sororreagentes e os não reagentes Além disto, estas alterações eletrocardiográficas foram as de maior prevalência no grupo dos indivíduos chagásicos.