ESTGV - DEC - Dissertações de mestrado (após aprovadas pelo júri)
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- Modelo de previsão de velocidade para rotundasPublication . Sousa, Nicolly Novais; Vasconcelos, António Luís Pimentel; Tabalipa, Ney LysandroO desempenho das redes viárias urbanas é fortemente influenciado pelas interseções, principalmente em termos de demoras, segurança e emissões ambientais. As rotundas, um tipo de interseção caracterizado pela convergência dos fluxos em torno de uma praça central, são particularmente eficientes na capacidade viária e na redução de acidentes graves. No entanto, assim como outras interseções, as rotundas apresentam pontos de conflito, tanto entre veículos quanto entre veículos e peões, tornando a gestão das velocidades um fator crucial. Velocidades elevadas estão associadas a maior risco de acidentes e criam barreiras à circulação de pedestres e ciclistas. Por outro lado, a imposição de velocidades muito baixas, por meio de condicionantes geométricas, pode gerar desconforto aos condutores e reduzir a adequação das rotundas para vias de hierarquia superior. Nesta dissertação, busca-se analisar o perfil de velocidades dos condutores nas fases de aproximação, circulação e saída das rotundas, com o objetivo de desenvolver um modelo matemático capaz de prever essas velocidades com base em variáveis geométricas e operacionais. Para isso, foi utilizada uma base de dados composta por trajetórias reais, coletadas por meio de um drone e de um veículo instrumentado. A análise desses dados permitiu identificar padrões comportamentais dos condutores e destacar a influência crucial de uma conceção geométrica adequada nas trajetórias e velocidades adotadas. O modelo desenvolvido, uma vez devidamente calibrado, apresenta elevada precisão na estimativa das velocidades de qualquer veículo ao longo da sua trajetória, ultrapassando algumas limitações das metodologias existentes. Este modelo tem aplicabilidade prática, permitindo que se avalie, ainda na fase de projeto, o impacto das opções geométricas nos padrões de velocidade e, consequentemente, nos índices de segurança das rotundas.
- Aplicação do BIM ao Património Histórico. Um caso de estudo: Igreja de S. Miguel do Fetal (Viseu)Publication . Polydoro, Francesca Porto Alves Provinciali; Silva, Paulo Alexandre da Silveira Costeira Marques da; Mazer, WellingtonA preservação e reabilitação do Património Cultural continua a ser uma preocupação relevante, exigindo a coleta de todas as informações disponíveis sobre os materiais e processos construtivos utilizados, as transformações sofridas pelo edifício, e as patologias existentes, entre outros aspectos. Normalmente, essas informações são obtidas a partir de documentos históricos, desenhos, fotografias, inspeções visuais, levantamentos geométricos e fotográficos, campanhas de ensaios, etc. A metodologia BIM (Building Information Modeling) tem demonstrado um grande potencial devido à sua capacidade de visualização em modelo tridimensional (3D) e à centralização de toda a informação associada a um único ambiente digital. Este trabalho visa aplicar a metodologia BIM na análise e modelagem da Igreja de S. Miguel do Fetal, em Viseu, com o objetivo de integrar todos os aspectos relevantes para a sua conservação e gestão. Para tanto, foi necessário realizar um levantamento geométrico e fotográfico do edifício, bem como uma inspeção visual que possibilitasse a documentação e localização das patologias e danos existentes. Em seguida, desenvolveu-se um modelo 3D do edifício com recurso ao software Revit (Autodesk, 2023). As informações coletadas foram integradas ao modelo 3D virtual (Digital Twin), permitindo a análise da gravidade das patologias identificadas e a elaboração de um plano preliminar de intervenção. A combinação de inspeções visuais, modelagem digital no Revit e criação de mapas de danos demonstrou ser eficaz na identificação e caracterização das patologias, com informações detalhadas e a possibilidade de futuras atualizações. A priorização das patologias através de parâmetros GUT facilitaram a organização e gestão das informações, contribuindo para planos de manutenção mais eficazes. O trabalho contribui para a aplicação do BIM na preservação de edificações históricas e oferece um modelo prático para a documentação e análise de patologias, com implicações para futuras pesquisas e práticas de conservação.
- Aplicação do BIM na Inspeção e Diagnóstico de Edifícios Antigos: Estudo de CasoPublication . Kuser, Juliane Lucchesi; Silva, Paulo Alexandre da Silveira Costeira Marques da; Gutstein, DanielaA modelagem da informação da construção (Building Information Modeling - BIM) é uma metodologia que vem sendo cada vez mais aplicada na indústria da Arquitetura, Engenharia, Construção e Operação (AECO) tanto para o projeto como para a construção de edifícios. Porém, essa metodologia também pode ser aplicada a projetos de reabilitação de edifícios antigos – denominando-se modelagem da informação da construção histórica (Heritage Building Information Modeling (HBIM) - permitindo uma gestão eficaz da informação. O objetivo desta dissertação é complementar o estudo que vem sendo desenvolvido no Departamento de Engenharia Civil da Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Viseu (ESTGV), sobre edifícios antigos construídos por paredes de tabique. Aplica-se a metodologia BIM num estudo de caso de um edifício residencial antigo situado no centro urbano de Viseu, em Portugal, documentando no modelo BIM os levantamentos geométricos, os ensaios realizados em campo, as anomalias e danos existentes no edifício. Para isso, a metodologia adotada envolve a criação de famílias paramétricas, a utilização do plug-in BIMCollab e a modelagem do faseamento de projeto. A estrutura e a arquitetura do edifício são modeladas através do software Revit, criando-se um modelo BIM onde as demais informações são adicionadas. Dentre as conclusões obtidas pelo trabalho, o estudo propicia a sistematização da recolha e armazenamento dessa informação no modelo BIM (Digital Twin), facilitando a visualização do estado de conservação dos elementos estruturais e do edifício na sua globalidade, permitindo assim o gerenciamento da informação relacionada à inspeção e diagnóstico.
- Análise comparativa entre construção convencional e construção em terra (BTC) - Utilização da terra de escavação in-situPublication . Pansanato, Guilherme Bortolotto; Oliveira, António Manuel Figueiredo Freitas de; Cerri, José AlbertoAtualmente, o mercado da construção civil é responsável por um elevado impacto ambiental em todo o planeta, com grande parte de suas emissões e consumo de energia vinculados a produção e aplicação de insumos não renováveis. Para amenizar esses valores, devem ser promovidos materiais menos ambientalmente impactantes e que não demonstrem risco de esgotamento, ou seja, sustentáveis. A terra é um recurso abundante e reaproveitável, o que a torna uma matéria-prima inesgotável, conceito ideal para insumos de construção. Obras com utilização de solo são comuns a milhares de anos e em todo o planeta por suas vantagens econômicas, ecológicas, sociais e de conforto, porém estas perderam popularidade devida à associação a populações de menor poder aquisitivo. Estudos atuais têm demonstrado a eficiência e vantagens ambientais de algumas das técnicas com utilização da terra como material de construção, uma das mais relevantes dessas é o bloco de terra comprimida (BTC). Metodologia que consiste na estabilização mecânica do solo a partir de prensagem em moldes para criação de blocos de maior resistência, podendo ou não contar, também, com estabilização química. Tendo em vista que, atualmente, a maior parte das edificações de grandes polos populacionais segue a tendência da utilização de subsolos, grandes escavações se tornam comuns. Volume de solo que é transportado para aterros, gerando custos e impactos ambientais, esta pesquisa busca analisar a viabilidade da utilização da terra de escavação in-situ para confecção de blocos de terra comprimida, posteriormente utilizados para construção, no local, de edificações complementares ao edificado principal. Para tal, desenvolve-se uma análise comparativa geral entre a utilização de alvenaria de bloco de terra comprimida e cerâmica convencional, contemplando estimativas orçamentárias, de tempo de obra, de emissões de dióxido de carbono e de demanda de energia primária.
- Requalificação de edifícios através de reabilitação não estrutural: Caso de estudo no Centro Histórico de ViseuPublication . Holsten, Ana Cláudia Molon; Oliveira, António Manuel Figueiredo Freitas de; Milani, Cleovir JoséAs reabilitações de edificações vêm se tornando nos últimos anos uma ótima alternativa dentro do setor de construção civil, levando em consideração os aspetos técnicos e econômicos, o que, do ponto de vista da sustentabilidade acaba sendo muito vantajoso, já que diminui significativamente a geração de resíduos. Além disso, outro benefício de reabilitar uma edificação é garantir melhor uso e ocupação do solo, já que, através do aproveitamento de uma construção existente, evita-se o abandono da mesma e, de certa forma, o surgimento de novos loteamentos e construções em lugares que antes faziam parte de territórios não-artificializados. Entretanto, se ao longo do tempo o conhecimento referente a reabilitação aumentou e o custo para sua realização tornou-se mais acessível, a sociedade também teve sua transformação e passou a ficar mais exigente quanto aos critérios que procura em suas residências e comércios. Levando em conta este fato, a realização de uma reabilitação deixa de ser relevante apenas nos critérios de segurança e vida útil de uma edificação e passa a enfatizar também a adequação de antigas construções aos aspetos arquitetónicos de estética, funcionalidade, qualidade do ar e de conforto térmico e acústico. Considerando que cada reabilitação é única e possui as suas próprias especificações, o trabalho que se apresenta pretende contribuir para os estudos acerca da análise de critérios de uma intervenção, auxiliando na qualidade da edificação no que diz respeito aos aspetos não estruturais, procurando realizar um estudo térmico a partir da plataforma Revit e se adequar as legislações vigentes de acessibilidade, segurança contra incêndio e conforto térmico e acústico, visando melhorias significativas no desempenho da edificação e bem-estar dos ocupantes. Ao fim, conclui-se que é altamente complexo fornecer alternativas para um edifício de reabilitação que melhorem as suas características de conforto habitacional sem que estas interfiram nas demais ou alterem seus traços arquitetónicos e, portanto, é necessário que estas ferramentas estejam sendo utilizadas já no processo de projeção, mantendo, desta forma, os ambientes muito mais seguros para seus ocupantes, garantindo o conforto dos usuários e prolongando a vida útil das edificações.
- Simulação do Comportamento Térmico das Fachadas de um Quarteirão do Centro Histórico de ViseuPublication . Sousa, Alícia Vieira; Almeida, Ricardo Manuel dos Santos Ferreira de; Krüger, Eduardo LeiteEste trabalho teve como objetivo simular o comportamento térmico das fachadas de algumas construções do centro histórico da cidade de Viseu, para avaliar o risco de condensação superficial, utilizando para tal o programa CitySim. Buscando compreender e demonstrar o potencial e versatilidade do software, além de analisar os resultados obtidos com as simulações. Inicialmente foi realizada uma revisão bibliográfica contemplando normas que impactam nas questões térmicas e energéticas das edificações existentes em Portugal e softwares presentes no mercado que apresentavam certa similaridade com o escolhido. A partir disso, realizou-se a modelação tridimensional do quarteirão selecionado e sua calibração com as informações construtivas dos edifícios e questões climáticas da cidade. Após a demonstração geral de resultados, foi escolhido analisar temperaturas das paredes externas de um grupo selecionado de fachadas, representando várias situações diante do aglomerado de edifícios. O processo de simulação gerou uma grande amostra de dados permitindo realizar algumas inferências e relações. Destas destacaram-se os períodos com risco de condensação das fachadas. Com os dados levantados, foram efetuadas comparações com duas outras situações hipotéticas: a introdução de um isolante térmico face interior das fachadas dos edifícios e a simulação do aumento dastemperaturas exteriores num possível cenário futuro. O resultado da simulação atual demostrou que as fachadas sofrem com o risco de condensação superficial externa durante uma porcentagem significativa do ano. Em contrapartida, os dados da simulação com a adição do isolante térmico resultou no aumento dessa porcentagem, pôr fim a terceira simulação ressaltou a influencia do aumento das temperaturas nesse fenômeno, pois o porcentual de horas com risco de condensação caiu drasticamente. Adicionalmente, o trabalhou permitiu compreender a grande versatilidade do programa e verificou-se que o programa pode ser utilizado em múltiplos contextos: estudos de diferentes escalas, e edifícios já existentes, ou em construção, ou planejamento, mostrando uma grande versatilidade.
- Viabilidade para adoção da tecnologia blockhain na gestão de contratos e de dados na construção civil integrado ao BIMPublication . Andreata, Willian Murilo; Rouxinol, Gilberto Antunes Ferreira; Romano, Cezar AugustoConsiderando a escassa aplicação de novas tecnologias na área da Engenharia Civil, que possam ajudar a melhorar os processos de registos de dados, auditabilidade de etapas da construção e aperfeiçoar a qualidade dos serviços entregues, nomeadamente, desenvolvimento de projetos, gestão do canteiro de obras, cronogramas etc.., a tecnologia blockchain é trazida à luz da comunidade científica para evidenciar as possibilidades da sua utilização. Trata-se de uma ferramenta para auxiliar os processos de gestão na construção civil. Verifica-se uma crescente procura por opções que possam trazer mais transparência e confiabilidade entre as partes interessadas nos processos de gestão da construção. O trabalho tem assim como principal objetivo analisar de que forma a tecnologia blockchain pode contribuir na gestão de contratos integrados com Building Information Modelling (BIM) e responder à pergunta de investigação seguinte: Como pode a tecnologia blockchain contribuir no contexto de segurança dos dados na indústria da construção civil? Para responder à questão realiza-se uma análise comparativa à revisão bibliográfica e o estudo de caso de uma empresa na área da construção civil que trabalha com a tecnologia blockchain, possibilitando o confronto de informações através da análise de dados primários, obtidos pela aplicação de questionário no estudo de caso e dados secundários, através da investigação da literatura. Desse modo os resultados são analisados, comparados e comentados através da triangulação dos dados, oferecendo um panorama das fontes de evidencias permitindo concluir que as características da tecnologia blockchain podem ser uteis e viáveis no setor da construção civil.
- Certificação WELL em contexto de reabilitação de edifícios antigos: caso de estudo da "Casa dos Balcões" no centro histórico de ViseuPublication . Santos, Jeane Carla dos; Almeida, Ricardo Manuel dos Santos Ferreira de; Benetti, Heloiza PiassaO conceito de conforto deve englobar a comunidade, o ambiente como um todo, a iluminação, a nutrição e a mobilidade. Conforto, nesse contexto mais amplo, permeia diversos aspectos da vida. Outro termo frequentemente subestimado em relação à sua abrangência é a sustentabilidade. Embora seja comumente vinculada à economia de recursos materiais e minerais, a sua verdadeira conexão vai além, conforme destacam os 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) definidos pela ONU. Embora nas construções mais recentes todo o espectro do conceito de conforto e sustentabilidade esteja sendo explorado, nas construções antigas, essa tarefa torna-se mais desafiadora, dada a necessidade de preservar os elementos essenciais e identitários que conferem singularidade àquela edificação. Portanto, é importante a criação de uma certificação específica ou a adaptação de uma já existente para avaliar o conforto em edifícios reabilitados ou em reabilitação. Em conformidade com essa perspetiva, este trabalho aborda a importância da sustentabilidade no contexto atual, destacando a escassez de recursos naturais e a crescente preocupação com o meio ambiente. Enfatiza-se a relevância da sustentabilidade, especialmente no contexto da reabilitação de edifícios antigos, como uma forma de economia, redução de poluição e preservação histórica. Além disso, explora-se o conceito de conforto, ressaltando a sua importância para o bem-estar das pessoas em ambientes construídos. Discute-se a Certificação WELL, que se concentra no conforto e bem-estar dos ocupantes de edifícios. No entanto, é feita a observação que a integração entre reabilitação e certificações ainda é limitada, especialmente no que diz respeito a outros aspectos do conforto além do térmico. O objetivo da dissertação é ampliar a compreensão sobre certificações e conforto em edifícios antigos, aplicando a parte de conforto térmico da Certificação WELL num caso de estudo e explorando desafios e oportunidades ainda não investigadas. Foram utilizadas ferramentas informáticas de simulação térmica e energética (DesignBuilder) para atender aos tópicos da certificação. Com a metodologia verificou-se que é possível aplicar a certificação WELL Conforto Térmico no contexto de reabilitação e os resultados se mostraram globalmente positivos, no entanto, com a necessidade de alguns ajustes e mudanças no modelo da certificação para melhor se enquadrar em reabilitações.
- Caracterização in situ dos elementos estruturais em madeira de um edifício situado no centro histórico de ViseuPublication . Mendonça, Mônica Nicolau de Castro; Costeira, Paulo Alexandre da SilveiraA reabilitação de edifícios antigos tornou-se uma realidade, assumindo uma percentagem significativa do conjunto das obras, no panorama atual da construção civil. No entanto, os responsáveis por essas obras optam, muitas vezes, pela destruição parcial ou integral dos mesmos e, em particular das paredes de tabique e dos pavimentos de madeira, por desconhecimento, ou por facilitismo e, em muitos casos, estes elementos ainda se apresentam aptos a desempenhar a sua função (estrutural ou construtiva). Para se inverter esta tendência, é fundamental o conhecimento dos materiais e das técnicas empregues nestas construções, de modo a adotar os procedimentos exigidos em projetos de reabilitação, bem como obedecer aos princípios gerais de autenticidade, de reversibilidade e de compatibilidade. Este trabalho pretende contribuir para o estudo que vem sendo desenvolvido no DEC - ESTGV, sobre o edificado antigo situado no centro histórico e urbano de Viseu, nomeadamente sobre as paredes de tabique e os pavimentos de madeira. Inicialmente, faz-se uma revisão bibliográfica sobre a caracterização de paredes de tabique e pavimentos de madeira, assim como dos meios mais usuais de inspeção, de diagnóstico e de caracterização experimental nestas construções. O estudo realiza-se num edifício do centro histórico de Viseu, o qual é objeto de um levantamento arquitetónico e estrutural, com a identificação dos pormenores construtivos mais relevantes, das tipologias das paredes de tabique e das soluções construtivas dos pavimentos de madeira. Este levantamento tem por finalidade recolher o máximo de informação possível, especialmente ao nível geométrico, do seu estado de conservação e das ligações existentes entre estas estruturas e a restante estrutura do edifício (paredes resistentes de alvenaria de pedra e pavimentos em estrutura de madeira). Para avaliar o estado de conservação destes elementos de madeira é realizada uma inspeção e diagnóstico de patologias, complementada com uma campanha experimental in situ com um Resistograph® e um sismógrafo (ensaio de vibração ambiental). Também é avaliado o valor de humidímetro nos elementos de madeira das paredes de tabique, nos elementos do pavimento e nas argamassas de revestimento, neste último material, também, com a medição, em laboratório, do seu teor de água. A análise dos resultados permitiu perceber o bom estado de conservação dos elementos de madeira estudados, obter as frequências naturais de vibração dos pavimentos de madeira com diferentes soluções estruturais e estimar a sua rigidez para as soluções mais correntes. Foi também possível confirmar que os resultados do Resistograph® se encontram em correspondência com os valores de humidímetro registados nas tábuas das paredes de tabique.
- O efeito da ação sísmica num edifício em função da localização de uma piscina em alturaPublication . Sachet, Juneor Neto Osokoski; Rouxinol, Gilberto Antunes Ferreira; Benetti, Heloiza Aparecida PiassaA disserta¸c˜ao apresenta o estudo sobre a influˆencia da localiza¸c˜ao em altura de uma piscina, num edif´ıcio sujeito `a a¸c˜ao s´ısmica. A piscina pode representar um diferencial e pode satisfazer as exigˆencias da procura do mercado. A posi¸c˜ao da piscina no edif´ıcio pode ter um impacto significativo no custo de constru¸c˜ao. Para o estudo s˜ao desenvolvidos dois programas de c´alculo: (1) A¸c˜ao S´ısmica; e (2) An´alise de Estruturas. Num primeiro ´e implementado o m´etodo da sobreposi¸c˜ao modal e no segundo o m´etodo dos deslocamentos. Ambos os programas s˜ao escritos em C++. O caso de estudo consiste em estudar quatro edif´ıcios, de 5, 9, 15 e 19 pisos, de iguais dimens˜oes em planta e com a piscina localizada ou no R/C, ou no primeiro piso, ou no piso localizado a meia altura, ou no ´ultimo piso. Os resultados indicam que a piscina influencia o valor das for¸cas laterais. A maior influˆencia ocorre quando a piscina est´a no primeiro piso dos edif´ıcios, independente da altura dos mesmos. O edif´ıcio que obteve o melhor desempenho perante a a¸c˜ao s´ısmica foi o de 9 pisos, com a piscina no piso m´edio e no ´ultimo piso, cuja varia¸c˜ao de esfor¸cos em rela¸c˜ao ao edif´ıcio com a piscina no R/C (sem piscina) foi a menor.