C-MADE - Center of Materials and Building Technologies
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C-MADE, Centre of Materials and and Building Technologies, is a research unit in civil engineering and related areas, formed by consortium between the University of Beira Interior (UBI) and the University of Trás-os-Montes and Alto Douro (UTAD) that have complementary resources for research, advanced training, technological development and innovation, within its scientific objectives.
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- Afinidade entre Agregado e BetumePublication . Almeida, Marisa S. Dinis; Maia, Maria; Martinho, FernandoAs administrações de estradas um pouco por todo o mundo têm tomado consciência da importância de alargar o ciclo de vida dos materiais constituintes das diferentes camadas dos pavimentos rodoviários. O principal objetivo é aumentar a durabilidade os pavimentos pois quanto maior a vida útil, menos recursos serão gastos na sua conservação e reabilitação.
- Alkali-activation of tungsten mining waste mud blended with waste glass: reactivity, performance and innovative applicationsPublication . Gomes, João Castro; Magrinho, Manuel; Sedira, Naim; Beghoura, Imed; Humbert, Pedro; Manso, Maria; Fernandes, Ana; Silva, RafaelMines and quarries waste accounts for about 29% of the total generated waste from industrial processes and households in Europe. The reuse of mud tailings as precursor materials for alkali-activated binders and applications are very promising from a technical and environmental point of view. The aim of the present study was to develop added-value solutions to reutilize tungsten mine mud tailings in alkali activated materials. Some potential uses of these new materials obtained from alkali-activation of tungsten mud waste and other precursor materials, as well incorporating expanded granulated cork, such us a high energy efficient panel for a vegetated surface and a foamed lightweight brick wall, are presented.
- O ambiente interior e a saúde dos ocupantes de edifícios de habitação – Estudo de caso em Covilhã, PortugalPublication . Abreu, Catarina Fabíola Cardoso; Lanzinha, João; Nepomuceno, MiguelO tema ambiente interior em edifícios surge forçosamente associado à energia e ao conforto. O conceito de qualidade do ambiente interior é um tema bastante complexo e abrangente, que depende de um grande número de factores. Esses factores podem ser agrupados em quatro grandes áreas, a qualidade do ar, a qualidade higrotérmica, a qualidade acústica e a qualidade da iluminação. Este trabalho tem como objectivo avaliar as consequências na saúde dos ocupantes, das condições e das situações de deficiência do ambiente interior dos edifícios de habitação, provocadas pelos materiais de construção de pouca qualidade e pela má implementação de medidas de eficiência energética. Para avaliar melhor estas consequências efectuou-se um estudo de caso, precisamente dois inquéritos destinados a diversos intervenientes, em que se pretendeu avaliar a sensibilidade das pessoas sobre as condições da habitação e os seus efeitos na saúde dos seus ocupantes.
- An analytical approach to assess the influence of the massive wall material, thickness and ventilation system on the Trombe wall thermal performancePublication . Sá, Ana Cristina Briga; Martins, Analisa; Cunha, José Boaventura; Lanzinha, João; Paiva, AnabelaThe influence of the massive wall material, thickness and ventilation system on the Trombe wall thermal performance was analysed based on an analytical methodology. Results obtained from experimental work will also be added to this study. During the heating season, for the non-ventilated Trombe wall, the global heat gains decrease is not proportional to the thickness increase, and this ratio depends on the massive wall material heat storage capacity. A ventilation system in the massive wall leads to higher heat gains due to the air convection, but this growth is not in the same proportion for the different materials. If solid brick or earth is used, heat gain values are much higher than those obtained if there is no ventilation system, increasing to the double in the case of earth and 2.5 times more in the case of solid brick. When the massive wall is ventilated and made of granite, an increase in the gains of 44.06% is obtained when compared with the non-ventilated. During the cooling season, closing the ventilation system and the external shutter leads to heat gains considerably lower than those obtained during the heating season. In this case, earth can be a suitable material.
- An experimental analysis of the Trombe wall temperature fluctuations for high range climate conditions: Influence of ventilation openings and shading devicesPublication . Briga-Sá, Ana; Cunha, José Boaventura; Lanzinha, João; Paiva, AnabelaDespite the studies already developed about Trombe walls, more research work is needed to contribute to the knowledge about their behaviour and optimize it according to the specific characteristics of each climatic region. The ventilation openings and the shading device operation decisively influence the temperatures fluctuation along the system and that impact should be discussed. In this context, a test cell with a classical Trombe wall was submitted to real climatic conditions in a Portuguese city. The effect of ventilation openings and shading devices in the temperatures fluctuation was analysed. The temperatures in the air layer and along the massive wall presented a similar oscillation pattern and exceeded 60 °C without ventilation and shading devices. For this configuration, temperature values at the top of the air layer were always higher than those obtained at the base and a differential of 19 °C was achieved. The temperature fluctuation across the massive wall was not proportional to its thickness due to its heat storage capacity. When the ventilation system was closed and the shading device was not activated, the temperature inside the test cell exceeded the outside temperature value in 9 °C, showing the system ability to store and release heat.
- An Input in the Asian Wasp Nest (AWN) StudyPublication . Pinto, Jorge; Ginja, Mário; Nepomuceno, Miguel C. S.; Pereira, SandraThe Asian Wasp Nest (AWN) is an impressive and robust natural construction built by an insect. The building process occurs during spring and summer. This type of nest is not reused. The scale size between the Asian wasp and the AWN is substantial. In Portugal, we can find AWN on trees, roofs, balconies, chimneys, and other possibilities. When the AWN is built on trees, the tree's branches work as support. The complexity of this natural construction in terms of shape motivated this research work. Therefore, an AWN sample was used in order to obtain some information concerning this technical aspect. In this context, X-ray tests were performed to give guidance about the internal structure of the AWN without damaging it. The obtained experimental results show the richness of this type of construction. Understating the AWN may guide new building processes, different structural shapes, alternative natural building materials, and passive building technics, among other constructive fields.
- Análise térmica de edifício multifamiliar da década de 60 em PortugalPublication . Marcelino, Inês Isabel Gonçalves; Lanzinha, JoãoNa atualidade dá-se cada vez maior atenção à necessidade de tornar os edifícios existentes mais sustentáveis tentando limitar os consumos exagerados de energia que resultam da resposta às crescentes exigências de conforto dos ocupantes. A reabilitação dos edifícios existentes deverá estar diretamente ligada ao conceito de eficiência energética com a redução dos consumos de energia, aplicando técnicas de análise e de reabilitação térmica de carácter passivo e promovendo a implementação de sistemas técnicos de apoio com base em energias renováveis. O parque edificado europeu apresenta um alto consumo de energia no setor doméstico, porque os edifícios mais antigos tendem a consumir mais energia devido ao tipo de construção praticada na época. Como exemplo, cerca de 40% dos edifícios na Europa anteriores a 1960 não respeitam qualquer requisito de eficiência energética. No intervalo entre 1960 e 1990, construíram-se em Portugal paredes exteriores simples e paredes duplas de alvenaria de tijolo sem isolamento térmico sendo muito importante empreender medidas para a sua reabilitação. No caso dos edifícios construídos depois de 1990 verifica-se que a implementação de regulamentação específica melhorou o seu desempenho energético. Neste trabalho apresenta-se um caso de estudo que corresponde à análise térmica de um edifício multifamiliar da década de 60. Recorreu-se a um conjunto de termogramas efetuados em dois períodos do dia na estação de aquecimento, a medições em contínuo de temperatura e humidade relativa e à análise térmica dos diferentes alojamentos com base na regulamentação atual.
- Analysis of constructed wetland performance for irrigation reusePublication . Monte, Helena Marecos do; Albuquerque, AntonioMost of the wastewater treatment systems in small rural communities of the Cova da Beira region (Portugal) consist of constructed wetlands (CW) with horizontal subsurface flow (HSSF). It is believed that those systems allow the compliance of discharge standards as well as the production of final effluents with suitability for reuse. Results obtained in a nine-month campaign in an HSSF bed pointed out that COD and TSS removal were lower than expected. A discrete sampling also showed that removal of TC, FC and HE was not enough to fulfill international irrigation goals. However, the bed had a very good response to variation of incoming nitrogen loads presenting high removal of nitrogen forms. A good correlation between mass load and mass removal rate was observed for BOD5, COD, TN, NH4-N, TP and TSS, which shows a satisfactory response of the bed to the variable incoming loads. The entrance of excessive loads of organic matter and solids contributed for the decrease of the effective volume for pollutant uptake and therefore, may have negatively influenced the treatment capability. Primary treatment should be improved in order to decrease the variation of incoming organic and solid loads and to improve the removal of COD, solids and pathogenic. The final effluent presented good physical–chemical quality to be reused for irrigation, which is the most likely application in the area.
- Approach of ICT Application to Governance in Urban PlanningPublication . Virtudes, Ana L.; Sá, João Paulo Costa eThis article discusses the use of information and communication technologies (ICT) at the local level of governance in the field of urban planning. It is based on a literature review, in order to define a set of considerations about their use in the urban context and the challenges ahead on this domain. As a starting point, there is the need of rethinking the local governance through the use of ICT related to cities, focused on the modernization of the processes associated with urban planning. Nowadays, in several societies the paradigm about cities if shifting, from an expansionist way of acting towards a regeneration and rehabilitation approach. In the case of Portugal, the local authorities; the municipalities; are the main responsible for the coordination, and integration of policies with territorial impacts. However, these policies are generally onerous and inefficient, triggering communication and information failures in between local administration and citizens. In this sense, governance should support the decision-making process related to cities’ policies, engaging citizens and socio-economic agents. As the main result in this scenario, the use of ICT demonstrates the ability to play an important role in urban planning, by contributing as a simplifying tool, regarding the information and knowledge sharing, gathering local authorities, citizens and socio-economic agents. On the one hand, they promote the reduction of inefficiencies associated to the urban planning process. On the other hand, they boost the development of networks, and consequently the social and territorial cohesion. In summary, the use of ICT infrastructures works as a glue allowing the integration of several intelligence elements of the city, and operating as their base platform. Finally, the literature has revealed that the use of ICT in urban planning should be seen as a means to a wider social goal, and not as an end by itself. With the use of ICT, urban planning authorities are more likely to be aware of the city features in their multiple aspects, being able to define and monitoring the public policies, suitable to each situation, reinforcing the democracy and transparency of local governance.
- ASHES - Advecção e difusão de sedimentos provenientes de incêndios florestais transportados em suspensão em cursos de água com margens rugosasPublication . Fael, Cristina Maria Sena; Ferreira, Rui Miguel Lage; Ricardo, Ana Margarida da Costa; Keizer, Jan Jacob; Abrantes, Nelson José CabaçosPara além das perdas de biodiversidade e recursos florestais, os incêndios são responsáveis pelo acréscimo de cinzas e material sólido transportados pelas encostas até aos cursos de água, contribuindo para a contaminação dos ecossistemas aquáticos. Para alcançar um bom estado ecológico das massas de água, exigido pela Diretiva Quadro da Água, é fundamental avaliar e controlar a quantidade de sedimentos nos sistemas fluviais. A presença de vegetação, além de contribuir para manter a biodiversidade, promove a sedimentação do material sólido transportado pelo escoamento. A gestão da vegetação nas zonas ribeirinhas pode ser uma solução para a mitigação de impactes associados à poluição causada pelos incêndios florestais. Assim, o estudo do transporte de material sólido suspenso em escoamentos em canais com vegetação é relevante para a gestão de bacias hidrográfica e conservação da biodiversidade. Estes são os motivos pelos quais se pretende: i) estudar os processos de advecção e difusão de sedimentos em suspensão (SS) em zonas com vegetação; ii) desenvolver um modelo numérico inovador capaz de modelar processos hidrodinâmicos e de qualidade da água em rios; iii) recomendar medidas de mitigação para a poluição aquática originada por incêndios florestais, contribuindo para a necessidade societal de preservar os recursos hídricos. Estes objetivos serão atingido através de uma abordagem multidisciplinar articulando trabalho de campo, laboratorial e numérico. As condições dos testes laboratoriais serão definidas pelos resultados do trabalho de campo, que prevê a monitorização da erosão na zona de transição entre uma encosta recentemente afetada por um incêndio e um curso de água. A ferramenta de modelação será desenvolvida e validada com dados experimentais, à escala da haste e do troço de rio, adquiridos em condições laboratoriais controladas, medindo simultaneamente a velocidade instantânea do escoamento e a concentração de SS. Para melhorar a visualização de escoamentos por entre elementos sólidos distribuídos aleatoriamente, simulando zonas com vegetação, prevê-se a construção de um canal que permita a realização de testes utilizando fluidos e objetos sólidos de igual índice de refratividade. Este canal e a metodologia para aquisição de dados conferem um carácter inovador ao projeto. Os resultados finais do ASHES incluem: i) uma ferramenta de simulação para modelar os processos de hidrodinâmica e de qualidade da água nos rios; ii) bases de dados curadas de velocidades do escoamento e concentrações de SS; iii) recomendações para critérios de projeto para áreas com vegetação a fim de promover a retenção de poluentes, mitigando a poluição aquática gerada por incêndios florestais. O efeito de adicionalidade do projeto também deve ser destacado: i) a ferramenta de simulação beneficiará diretamente as entidades ligadas à gestão dos recursos hídricos; ii) formação de jovens investigadores ao nível de mestrado (7) e de doutoramento (3).