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- Monitorização da degradação de estruturas de betão armado com recurso a sondas electroquímicasPublication . Romano, Pedro Manuel Gonçalves Silva; Brito, Paulo Sérgio Duque de; Gomes, João Paulo de CastroAs construções de betão armado, apesar de todos os desenvolvimentos tecnológicos entretanto alcançados, apresentam uma durabilidade limitada no tempo devido à sua interação com o meio envolvente. Em geral, os projetos de estruturas tendem a definir o horizonte de 50 anos para a sua vida útil e, em casos excecionais pelo custo ou relevância da obra, 100 anos de vida útil. Embora exista um enquadramento legal que define os critérios a adotar para atingir esses objetivos de durabilidade, são muitos os exemplos de envelhecimento precoce de edifícios e infraestruturas, o que se traduz em elevados custos económicos e sociais, resultantes da necessidade de efetuar obras de reparação não previstas ou pela redução dos níveis de serviço disponibilizados. Uma forma de mitigar os efeitos do envelhecimento das estruturas pode ser a implementação de sistemas de gestão da manutenção que permitam detetar problemas e efetuar reparações através da sua deteção precoce, visando incrementar a sua vida útil. A digitalização do setor da construção, designadamente pela introdução da metodologia BIM para gerir todo o processo construtivo, pode ser a chave para ancorar novos modelos e sistemas de gestão da manutenção. Neste cenário, a monitorização da degradação das estruturas com sensores permitirá recolher informação integrável em ferramentas de manutenção interligadas a modelos 3D e à base de dados dos edifícios. O foco desta tese é a analise e tratamento de informação sobre o estado de degradação de estruturas de betão armado, obtidos com o auxílio de sistemas de monitorização eletroquímica que recorrem a sondas embebidas no betão, para posterior integração em ferramentas de gestão da manutenção, com o objetivo de identificar processos que indiquem a possibilidade do desenvolvimento de fenómenos de degradação do betão ou de corrosão das armaduras nele inseridas. Os sistemas utilizados, de natureza eletroquímica, permitem avaliar alterações ao nível da condutividade iónica do betão, resultantes da sua contaminação química, e fenómenos de corrosão das armaduras, que ocorrem em fases avançadas do processo de degradação. A metodologia adotada envolveu a realização de ensaios em laboratório e a monitorização de um equipamento em operação numa ETAR. Em laboratório foram efetuadas duas séries de ensaios com provetes de betão armado. O primeiro grupo de provetes foi sujeito à ação de cloretos e o segundo grupo exposto ao ataque por sulfatos de sódio e magnésio. Na ETAR testou-se o funcionamento do sistema de monitorização da resistividade iónica do betão sujeito à ação de águas residuais urbanas em três zonas com diferentes exposições. Nos provetes ensaiados em laboratório adotaram-se quatro soluções diferentes para o reforço do betão, armaduras correntes sem proteção e pintadas com tinta acrílica e armaduras protegidas catodicamente por galvanização e por corrente imposta. Todos os provetes foram monitorizados com dois sistemas de monitorização eletroquímica. O primeiro sistema recorre a sondas que medem a resistividade iónica do betão e é constituído por um par de elétrodos iguais, com 30 mm de diâmetro e 50 mm de altura, colocados de forma a ficarem afastados entre si de 50 mm. O outro sistema é composto por um único bloco que integra a ligação à armadura do provete, dois elétrodos de referência (grafite), dois elétrodos de aço inox e dois elétrodos de aço macio, que permite a medição do potencial de corrosão e da resistência de polarização das armaduras. Os resultados obtidos ao longo deste trabalho mostram que a monitorização de estruturas é uma ferramenta válida para integrar os sistemas de gestão da manutenção, permitindo identificar processos de degradação do betão armado e detetar o inicio da corrosão das armaduras. Com a utilização de dois sistemas de monitorização foi possível observar o processo de degradação do betão armado que, numa primeira fase, envolve alterações ao nível da resistividade iónica do betão e, numa segunda fase, conduz à queda do potencial de corrosão e da resistência de polarização linear das armaduras sinalizando o inicio do processo de corrosão destas. Ao longo dos ensaios foi possível detetar diferenças de comportamento entre os vários tipos de armaduras utilizados, tendo-se verificado que as armaduras galvanizadas apresentaram um melhor comportamento face à ação dos cloretos que as armaduras correntes ou as revestidas.
- Robust nonlinear feedback control for Rendezvous in near-circular orbitsPublication . Godinho, Eduardo David; Bousson, KouamanaThe growing development of the space sector has been driving new technologies and innovative methods. One of these methods, the orbital rendezvous, has been around since the 1960s and consists of bringing together two spacecrafts, one of them is passive, named "target", and the other is active, called the "chaser". This second spacecraft, in turn, performs maneuvers with the aid of thrusters in order to reduce the relative distance between the two vehicles until it is approximately zero. Initially, this process was done manually, however, today technology has progressed such that the process can be completely autonomous. At the beginning of the automation of this space maneuver, the concern would only be to complete the mission, however, it has progressed towards improving this automation process taking into account propellant consumption and the amount of time spent to perform it. Thus, the present dissertation aims to develop and implement a robust controller, based on a Lyapunov’s approach, to show its performance, robustness, and effectiveness in an orbital rendezvous mission. By using a linear dynamic system, where the orbital eccentricity of the target is assumed to be a system uncertainty, the nonlinear controller can create a smooth trajectory so that the chaser approaches the target. The results show that this nonlinear controller can find the solution to the problem of rendezvous for short relative distances and low relative speeds as well as for large, always generating smooth paths without overshooting the target. It was also found that even by disturbing the system with uncertainty, the controller can generate a robust trajectory with great results. This type of controller for rendezvous missions, besides being robust and effective, as demonstrated in the obtained results, can generate excellent results for rendezvous between non-circular non-coplanar orbits.