Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
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Browsing Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura by advisor "Almeida, Pedro Gabriel de Faria Lapa Barbosa de"
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- Análise do comportamento de materiais de revestimento como barreiras de RadãoPublication . Lopes, Marcelo Mineiro; Almeida, Pedro Gabriel de Faria Lapa Barbosa de; Lanzinha, JoãoQuimicamente o radão é um gás nobre e radioativo que não tem cor, cheiro ou sabor, só sendo detetado através de medições. É descendente dos metais radioativos Urânio e Tório, existentes na crusta terrestre e abundantes em rochas e solos das regiões onde predominam minérios radioativos e também muito comuns em terrenos graníticos, como no caso dos distritos de Braga, Vila Real, Porto, Guarda, Viseu e Castelo Branco. O Decreto-Lei nº 118/2013 regulamenta os sistemas energéticos de climatização em edifícios, relativos aos materiais de construção estabelece como valor máximo de radão para casas já construídas, 400 Bq/m3. Este trabalho tem como objetivo analisar o comportamento de materiais de revestimento como barreiras de radão. A parte prática deste trabalho, consiste na medição da quantidade de radão travada por materiais de revestimento utilizados frequentemente na construção civil, tais como, tintas, ladrilhos, madeiras, carpetes e telas. Foram fabricados provetes em acrílico de modo a testar os materiais como barreiras e uns outros provetes para saber qual a produção de radão de cada material. No interior de cada provete foi colocado um detetor passivo CR39 sensível ao radão. Dos revestimentos utilizados, o que reduz mais a concentração de radão foi o flutuante laminado acrílico. Este revestimento consegui-o reduzir em 65,3 % a concentração de radão. Dos provetes de teste chegou-se á conclusão que o acrílico neste caso de 1 cm de espessura reduz em 99,5 % a concentração de radão.
- Aplicação da legislação 79/2006 de qualidade do ar interior no que concerne ao radão: caso de estudo de alguns materiais de construção correntesPublication . Monteiro, Jorge Filipe Fernandes; Almeida, Pedro Gabriel de Faria Lapa Barbosa de; Soares, Sandra da Costa HenriquesO Decreto-Lei nº 79/2006 regulamenta os sistemas energéticos de climatização em edifícios, relativos aos materiais de construção. Este trabalho teve como principal objetivo descobrir se os materiais normalmente utilizados na construção civil, limitam ou não os valores máximos estipulados. Este Decreto-Lei, estabelece como valor máximo de radão 400 Bq/m3, sendo obrigatório pesquisar as suas quantidades nas zonas mais abundantes em granito, como é o caso dos distritos de Braga, Vila Real, Porto, Guarda, Viseu e Castelo Branco. O radão é um gás de origem natural, radioativo, em que os seus átomos se desintegram dando origem a outros elementos radiativos prejudiciais à saúde. Este gás é inodoro, incolor e insípido e, por isso os nossos sentidos não conseguem deteta-lo. O radão é proveniente do urânio e rádio presentes, com quantidades variáveis, na maior parte do solo, rochas e, consequentemente, em materiais de construção. As suas concentrações mais elevadas ocorrem, usualmente, em rochas graníticas (plutónicas) sendo mais baixas em rochas sedimentares como os calcários. A parte prática deste trabalho, consistiu na medição da quantidade de radão emitida por três materiais utilizados frequentemente na construção civil, a rocha, o tijolo cerâmico e o betão. Foram fabricados doze provetes cúbicos ocos, com e sem revestimento. Os revestimentos aplicados foram a tinta de água, a tinta plástica e o estuque. No interior de cada provete foi colocado um detetor passivo CR39 sensível ao radão.
- Aplicação dos sistemas de informação geográfica como ferramenta de apoio ao combate a incêndios florestais no concelho da GuardaPublication . Santos, Bruno Filipe Bernardo dos; Almeida, Pedro Gabriel de Faria Lapa Barbosa deOs incêndios florestais são responsáveis pelos maiores prejuízos possíveis de serem causados às florestas, quer pela sua rapidez, quer pela dificuldade de controlo. Portugal é o país da Bacia Mediterrânica (que inclui ainda Espanha, França, Itália e Grécia) com o maior número de ocorrências todos os anos. Ano pós ano Portugal ocupa um lugar de destaque relativamente aos flagelos dos incêndios florestais. No decorrer do ano 2009 arderam no território nacional 82.000 hectares, tendo o Concelho da Guarda uma área total ardida de 5.378 hectares. Sintetizando, os incêndios são o principal factor limitativo do desenvolvimento sustentável da floresta e como tal é necessário preveni-los. Este estudo pretende abordar o maior e mais grave problema que afecta as florestas em Portugal – os incêndios florestais. Além do tratamento estatístico que nos permitem caracterizar os períodos recentes, relativamente ao número de ocorrências e do número de área ardida. Pretende-se também abordar a temática do comportamento e propagação dos incêndios florestais. Esta abordagem é indispensável, na medida em que para se planearem estratégias de combate a incêndios florestais é importante conhecer o comportamento e as diversas formas de propagação do fogo. Este trabalho pretende também dar a conhecer a realidade de um dos concelhos que tem vindo sucessivamente a ser devastado pelos incêndios florestais em Portugal (o Concelho da Guarda). Para tal, procedeu-se à caracterização de diversos indicadores, que nos permitem estabelecer relações com o elevado número de ocorrências e de área ardida no Concelho da Guarda. Este trabalho pretende ainda explorar as potencialidades dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) (Geographical Information Systems), na prevenção e como ferramenta de apoio ao combate a incêndios florestais. Estas ferramentas permitem compreender a realidade existente no concelho face à propagação de grandes incêndios florestais e planeamento e ordenamento do território. São ainda apresentadas e discutidas algumas relações entre o número de ocorrências, área ardida, densidade populacional e ocupação de solo. Por último, pretende-se apresentar algumas soluções que permitam inverter o flagelo dos incêndios florestais no Concelho da Guarda.
- Application of Artificial Intelligence techniques: Machine Learning for airport pavement condition index (PCI) assessmentPublication . Studart, André de Paula Pessoa; Santos, Bertha Maria Batista dos; Almeida, Pedro Gabriel de Faria Lapa Barbosa deThe evaluation of pavement quality is an essential component of Airport Pavement Management Systems as it supports maintenance strategies aimed at ensuring service levels and the safety of operations and users. In this context, diverse methodologies contribute to assess the overall condition of pavements. However, these methodologies often require a significant amount of time, from conducting in-situ inspections to performing complex calculations. Thus, with the recent 4.0 industry revolution, new digital technologies, namely Artificial Intelligence (AI), has led the concept of Machine Learning to emerge as a highly potential tool for analyzing and processing data obtained from in-situ inspections. This contributes to optimize current methodologies for pavement condition analysis, modernizing Transportation Infrastructure Engineering. Therefore, the application of this technique in airport pavement evaluation helps reduce the time and complexity involved in calculating the Pavement Condition Index (PCI). The reliability degree mainly depends on the size and characteristics of the database used in the modeling. The present work aims to identify the most suitable machine learning algorithms for modeling the PCI index considering surface pavement distress, based on ASTM D5340- 23 standard. To achieve this objective, a pavement distress density and severity database of 261 airport runway sample units was used, considering the PCI in three distinct ways – numerical PCI (ranging from 0-100), categorical PCI with 3 classes (Good, Fair, and Poor), and categorical PCI with 7 classes (Excellent, Good, Satisfactory, Fair, Poor, Very Poor, Failed). Linear regression, decision tree, random forest, artificial neural network, and support vector machine algorithms were tested in WEKA software for three learning processes – use training set, 10-fold cross-validation, and 80% training and 20% testing split. Found results confirmed the models´ capability to output the PCI value based on the density and severity level of pavement surface distress, indicating the feasibility of using Machine Learning-based algorithms for the PCI calculation process, highlighting the random forest algorithm with 10-fold cross-validation as the better performance model.
- Avaliação de rodeiras de pavimentos rodoviários com recurso a varrimento laserPublication . Nogueira, Ana Sofia Silva; Almeida, Pedro Gabriel de Faria Lapa Barbosa de; Santos, Bertha Maria Batista dosAo longo da sua vida, os pavimentos rodoviários encontram-se sujeitos a ações que contribuem para a redução da sua qualidade, traduzindo-se no aparecimento de degradações. A obtenção de dados de localização e do grau de gravidade destas degradações permitem avaliar a qualidade dos pavimentos que constituem uma determinada rede rodoviária, apoiando de forma sustentada a gestão dos recursos financeiros alocados à conservação da mesma. Tendo em vista essa gestão sustentada, o trabalho apresentado tem por objetivo completar o sistema de auscultação de degradações em pavimentos rodoviários flexíveis com recurso a recolha de dados de posicionamento e imagem vídeo desenvolvido numa dissertação anterior, através da incorporação de um sistema de varrimento laser para a obtenção de dados para a determinação da profundidade de cavados de rodeira. A aplicação do sistema de medição de cavados de rodeira ao caso prático considerado no desenvolvimento inicial da metodologia de auscultação das degradações permitiu corrigir problemas de aplicação e funcionamento do equipamento, comparar os resultados obtidos com os provenientes de uma inspeção visual realizada a pé, avaliar o grau de fiabilidade dos dados, identificar as principais vantagens e desvantagens do método face aos existentes e completar o estudo anterior. O tratamento das imagens e dos dados obtidos com integração da informação num SIG permitiu ainda concluir que a utilização do sistema desenvolvido pode ser aplicado em redes rodoviárias urbanas e interurbanas, chegando a resultados mais fiáveis da profundidade do cavado de rodeira em relação aos obtidos numa inspeção visual a pé. A complementação do sistema de auscultação de pavimentos com os desenvolvimentos propostos permitiu aumentar o grau de fiabilidade da avaliação da qualidade dos pavimentos e a rapidez de observação das degradações, assim como diminuir o custo envolvido nas operações de inspeção dos pavimentos.
- Barreiras de radão à base de impermeabilizantes líquidos em pedras naturaisPublication . Durão, João Filipe Elvas; Almeida, Pedro Gabriel de Faria Lapa Barbosa de; Lanzinha, João Carlos GonçalvesMétodos de construção antigos utilizavam recursos naturais da própria região para construir edifícios, tais como madeiras, argilas e pedras. Segundo os censos de 2011, 189 072 edifícios apresentam estrutura em alvenaria de pedra, sendo que o granito era muito utilizado nas zonas de Trás-os-Montes, Beiras e Douro Litoral. Por questões estéticas muitas dessas paredes de granito são mantidas à vista. O granito é uma rocha rica em rádio e urânio, esta liberta grandes quantidades de radão que se acumulam no interior dos edifícios. O radão é um gás incolor e inodoro, responsável por ser a maior causa de cancro do pulmão a seguir ao tabaco. Atualmente em Portugal, a Portaria nº. 353-A/2013 fixa o limite máximo de concentração em 400 Bq/m3 para edifícios existentes. Procurando manter a beleza do granito à vista e ao mesmo tempo diminuir a concentração de radão no ambiente interior, pretendeu-se estudar neste trabalho a capacidade de alguns revestimentos satisfazerem ambas as situações. A fim de estudar a contribuição de alguns materiais para reduzir a concentração de radão, foram executados dois tipos de ensaio distintos, conhecer a concentração de radão proveniente de amostras de granito e calcular o seu coeficiente de permeabilidade ao oxigénio. Os ensaios foram executados inicialmente para as amostras de granito sem revestimento e posteriormente com revestimento, de forma a comparar as diferenças obtidas com a aplicação dos revestimentos em estudo. Os revestimentos selecionados foram: verniz, hidrofugante e silicone líquido. Estima-se que o verniz reduza a concentração de radão entre 32 e 72%. Após interpretar estatisticamente os resultados, o verniz e o hidrofugante reduziram aproximadamente 40% da concentração de radão, enquanto o silicone líquido aumentou ligeiramente a concentração em 10%. Quanto à permeabilidade ao oxigénio, o silicone apresentou uma redução de 89% do coeficiente de permeabilidade, enquanto o verniz reduziu 79% e o hidrofugante apresentou uma redução de 65%. É necessário efetuar mais estudos referentes à redução de concentração de radão por parte destes materiais, para isso foi projetado um novo modelo de ensaio ao radão. O novo modelo deverá ser utilizado em futuros trabalhos da mesma natureza.
- Caracterização geotécnica de solos de alta montanhaPublication . Ferreira, Filipe Manuel Leal; Almeida, Pedro Gabriel de Faria Lapa Barbosa de; Pais, Luís José AndradeA geotecnia é uma disciplina fundamental para o estudo e realização de projetos de engenharia civil, pois o estudo prévio do tipo de solo onde a obra irá ser implantada vai influenciar o cálculo das fundações. Sem esse estudo toda a estrutura pode estar em risco de sofrer deformações e anomalias com o decorrer dos anos. Esta dissertação de mestrado visa isso mesmo, foi realizado um estudo de parâmetros geotécnicos de solos de alta montanha da serra da Estrela. Mais especificamente de locais em vertentes e taludes de franca instabilidade. Sendo que a componente turística da serra atrai, cada vez mais pessoas até ao topo da montanha e com elas a necessidade de construção de melhores vias de comunicação, estacionamentos, hotéis e lojas de comércio. Foram identificados três áreas de estudo, nomeadamente o vale da ribeira da Alforfa, o vale do Zêzere e a cidade de Manteigas. Onde foram retiradas nove amostras e sujeitas a ensaios de densidade de partículas, análises granulométricas, ensaios de azul-de-metileno e ensaios de corte direto simples. Os resultados obtidos mostram que o solo tem um comportamento não plástico, NP, que através das análises granulométricas são solos preferencialmente SP-SM e SW-SM pela classificação Unificada e A-2 e A-1-a pela ASTM. Os ensaios de azul-de-metileno vieram confirmar as classificações anteriores classificando o solo entre o limiar do arenoso-siltoso e o arenosoargiloso com argilas poucas ativas. Por sua vez, os ensaios de corte direto simples foram obtidos mais frequentemente valores de 36° a 40° para o ângulo de atrito interno. Todos os resultados obtidos foram interpretados e analisados no âmbito do objetivo final de engenharia civil que é uma otimização do uso do solo e a construção de infraestruturas seguras e duradouras.
- Caracterização morfológica de cavidades de erosão em ambiente laboratorial com aplicação de geomáticaPublication . Silveiro, Mauro Emanuel Pinheiro; Almeida, Pedro Gabriel de Faria Lapa Barbosa de; Fael, Cristina Maria SenaOs métodos de registo de morfologia fluvial tradicionais em ambiente laboratorial limitam a quantidade e qualidade dos dados obtidos, importa assim validar métodos geomáticos recentes que, quando aplicáveis a modelos reduzidos e a este tipo de modelação, permitam incrementar o conhecimento e análise de diferentes fenómenos que, quando transpostos à escala natural, minimizam as graves consequências destes. Nesse âmbito, o presente trabalho de dissertação visa analisar as diferenças entre os métodos de varrimento laser, medição pontual e fotogrametria na análise das características das cavidades de erosão que se desenvolvem junto de pilares de pontes. A opção por estes métodos advém de permitirem recolher um volume considerável de informação e, os mesmos, permitirem análises morfológicas inovadoras, nomeadamente os métodos de varrimento a laser e fotogrametria. No estudo, foram realizadas medições de cavidades de erosão obtidas no Laboratório de Hidráulica Fluvial e das Estruturas, da Universidade da Beira Interior, e através dos diferentes métodos obtidas as profundidades máximas das cavidades de erosão, a sua caracterização geométrica e volumetria. Os resultados obtidos no presente estudo referentes à profundidade máxima das cavidades de erosão e das suas dimensões planimétricas foram comparados com os valores medidos com um hidrómetro de ponta direita e uma fita métrica. Posteriormente, foram ainda comparados os perfis longitudinais e transversais e, para os métodos de varrimento a laser e fotogrametria, analisadas as diferenças na caracterização geométrica das cavidades de erosão e sua volumetria através das nuvens de pontos. Com os dados obtidos foram efetuados cálculos de parâmetros estatísticos em relação às diferenças entre métodos e foi efetuada a validação dos mesmos através do software de análise estatística. Os resultados obtidos pelos diferentes métodos apresentam desvios máximos de 15% relativamente à profundidade máxima das cavidades de erosão, e de 35% no que diz respeito às suas dimensões em planta e, relativamente ao volume erodido, as diferenças máximas entre o método de varrimento a laser e fotogramétrico são de 7%. As diferenças, principalmente as de maior valor, espelham as dificuldades de implementação dos métodos escolhidos e outros erros detetados ao longo do trabalho experimental.
- Contribuição das Tintas para a Concentração de Radão em InterioresPublication . Lemos, Fernando António Maia; Almeida, Pedro Gabriel de Faria Lapa Barbosa de; Lanzinha, João Carlos GonçalvesO radão é um gás radioativo e apresenta vários isótopos ( átomos cujo núcleo tem o mesmo numerp atómico “Z”) sendo os três principais: O radão (222Rn) resultante do decaimento do urânio (238U), o actinão (219Rn) com origem na desintegração do actínio (227Ac) e o torão (220Rn) produto do decaimento do tório (232Th). Este gás liberta-se dos solos e rochas, dos materiais de construção e da água. As suas concentrações mais elevadas ocorrem, geralmente, em rochas graníticas (plutónicas) sendo mais baixas em rochas sedimentares como os calcários. O gás radão é indetetável aos sentidos do ser humano, uma vez que é isento de cor, odor ou sabor, sendo necessário recorrer a equipamento especializado para medir a sua concentração. O seu estado físico permite uma grande mobilidade em relação a outros elementos radioativos. Uma vez liberto das rochas, este gás tende a concentrar-se em espaços fechados como minas subterrâneas, habitações e outros edifícios. A sua concentração no interior dos locais e a sua posterior desintegração representam um grande risco para a saúde humana, sendo apontado como a segunda maior causa de cancro do pulmão a seguir ao tabaco. O Decreto-Lei n.º 118/2013, resulta da transposição para o direito nacional, da Diretiva n.º 2010/31/EU, referente ao desempenho energético dos edifícios. Este decreto integra num único documento o sistema de certificação energético dos edifícios e os respetivos regulamentos, e ainda, a política de qualidade do ar interior. De forma a dar cumprimento às alterações impostas pelo decreto de lei, é publicada a Portaria n.º 353-A/2013, que determina os valores mínimos de caudal de ar novo por espaço, bem como os limiares de proteção e as condições de referência para os poluentes do ar interior. Esta portaria estabelece um limiar de proteção de 400 Bq/m3 para o Radão e a obrigatoriedade de análise de radão em edifícios construídos em zonas graníticas, nomeadamente nos distritos de Braga, Vila Real, Porto, Guarda, Viseu e Castelo Branco. O presente trabalho tem como objetivo o estudo da contribuição de algumas tintas, habitualmente utilizados na construção civil, para a concentração de radão em interiores. O caso prático do presente estudo consiste na medição da emissão de radão por parte de algumas tintas e permeabilidade ao mesmo. Para esse efeito, foram fabricados provetes em acrílico, sendo que no seu interior foram colocados detetores passivos CR39 sensíveis ao radão, de forma a medir as concentrações deste.
- Contribuição para o conhecimento da contaminação de solos resultante da laboração da indústria extractiva mineira: caso de estudoPublication . Pombar, Fábio Sánchez; Almeida, Pedro Gabriel de Faria Lapa Barbosa de; Soares, Sandra da Costa HenriquesNa região de Quarta-feira (freguesia de Sortelha, concelho do Sabugal), funcionaram várias explorações mineiras durante grande parte do século XX. Devido à falta de legislação, os resíduos foram depositados em escombreiras, havendo a possibilidade do material estar contaminado. Este trabalho consistiu em analisar as escombreiras de duas antigas explorações mineiras de urânio da região (Carrasca e Vale d’Arca). O estudo consistiu em determinar os níveis de radiação gama na zona das escombreiras, analisar a mobilidade dos materiais e identificar os elementos radioactivos presentes. Foram elaboradas cartografias das duas explorações mineiras com os níveis de dose absorvida no solo e a 1 metro de altura. Nalguns locais foram obtidos valores superiores a 3 microSievert por hora. Para verificar a estabilidade de taludes, realizaram-se ensaios correntes de Mecânica dos Solos e concluiu-se que existe instabilidade de materiais. Também foram visíveis casos de ravinamento e “creep” no solo. Para identificar os contaminantes, realizaram-se ensaios de espectrografia por cintilometria e identificaram-se radionuclídeos descendentes do rádio. Neste momento foi iniciada a reabilitação ambiental de ambas as explorações mineiras coordenada pela EDM (Empresa de Desenvolvimento Mineiro).
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