ISEP - DM – Engenharia Geotécnica e Geoambiente
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- Uma abordagem de programação eficiente para a geração automatizada de ficheiros AGS4 em casos práticos geotécnicosPublication . Pinto, Leandro Alexandre Correia da Silva Costa; Chaminé, Helder Gil Iglésias de OliveiraEste trabalho tem como objetivo destacar a importância da uniformização e digitalização de dados geotécnicos. Atualmente, o formato de dados AGS é o que é mais aceite pela comunidade geotécnica. Este formato foi desenvolvido pela Association of Geotechnical and Geoenvironmental Specialists – AGS (Associação de Especialistas de Geotecnia e Geoambiente – AGS), que reconheceu a carência de troca de dados entre empresas e instituições do ramo da geotecnia, há cerca de 20 anos. Com esta problemática bem identificada pelos técnicos da Mota-Engil: Engenharia & Construção, S.A. – Departamento de Geotecnia, foi encontrada outra dificuldade que se pretende com a parte de inserção de dados em código AGS. Para este efeito foi criado e desenvolvido o MEAGS GENERATOR, que possibilita inserir dados numa folha de Excel respeitante ao grupo do formato AGS que se esteja a trabalhar e cria, posteriormente, o ficheiro no formato “.ags”. O ME-AGS GENERATOR foi criado e desenvolvido no programa MS. Excel© em linguagem Visual Basic for Applications proporcionando uma experiência mais familiar aos utilizadores na forma de inserir os dados. Uma vez que o nome dos diferentes cabeçalhos do formato de dados AGS é apresentado de forma pouco intuitiva, no desenvolvimento desta aplicação aprimorou-se a interpretação dos cabeçalhos por diferentes utilizadores, pelo que cada uma das diferentes ‘sheets’ apresenta uma “folha de rosto” com a tradução para português dos diferentes cabeçalhos do formato de dados AGS de forma a ser visualmente mais apelativo ao utilizador. No que diz respeito ao estudo de caso, será o mesmo apresentado por Cruz (2022) — análise de uma campanha de prospeção geotécnica de obra de estabilização de talude de aterro — em que o objetivo seria verificar a funcionalidade do ME-AGS GENERATOR na prática geotécnica.
- Abordagem prática para execução de taludes em obras rodoviárias com recurso a pré‐cortePublication . Mota, Paulo Jorge Fernandes da; Fernandes, José Augusto de Abreu Peixoto; Galiza, António CarlosEste trabalho é realizado no domínio das obras de engenharia, área onde o desmonte de rocha com recurso a explosivos em obras rodoviárias é uma actividade específica e consistiu no acompanhamento e execução de três obras rodoviárias de média e grande dimensão. A necessidade de executar escavações, recorrendo a técnicas de desmonte cuidadoso de contorno, onde o plano de corte do talude final deve obedecer a requisitos de localização, alinhamento, inclinação, estabilidade e também estéticos, acrescendo a isto a necessidade de optimizar os meios envolvidos, obriga a que esta actividade seja encarada de uma forma sistematizada, visando o racional aproveitamento de recursos. A execução desta actividade requer conhecimentos no domínio das técnicas de desmonte de contorno, dos explosivos, do mecanismo de rotura de rochas, da operação de perfuração e da geomecânica dos maciços. A abordagem deste trabalho incide sobre a técnica denominada de pré‐corte e tem como objectivo encontrar uma equação característica que permita relacionar diferentes parâmetros envolvidos nesta actividade. Este objectivo é alcançado recorrendo à correlação entre equações relativas à pressão de detonação, à pressão no furo e ao espaçamento entre furos consecutivos, desenvolvidas por outros autores. Desta forma obteve‐se uma equação que relaciona parâmetros relativos ao maciço rochoso (resistência à tracção), ao explosivo (velocidade de detonação e densidade) e ao diagrama de fogo (concentração de carga – volume de explosivo e comprimento do furo – volume do furo). A comparação entre os valores destes parâmetros obtidos na produção e os obtidos com recurso à equação característica permite concluir que a sua aplicação para execução de futuras obras possibilita uma optimização dos meios envolvidos.
- Alterações espácio-temporais da vulnerabilidade das águas subterrâneas urbanas e perímetros de protecção nos aquíferos cristalinos fracturados da cidaPublication . Mansour, Reem; Afonso, Maria José Coxito; Freitas, LilianaThis study presents a spatiotemporal analysis of changes in groundwater vulnerability and the safeguard zones using an integrated, multidisciplinary, and GIS-based approach. The fractured hard-rock aquifer of Porto city in the surroundings of Paranhos and Salgueiros spring galleries was used as an experimental case study where the TIME–INPUT method was used for assessing the intrinsic vulnerability and the Time-Dependent model was used for assessing the sanitary safeguard zones. Two scenarios were compared: the end of the XIXth century when the water was still used for drinking, and there were no sanitary sewers, and the present day in the XXIst century, after the city's urban expansion. The vulnerability and the safeguard zones were completely assessed using flow travel time components, and the results are based on travel times rather than categories of unitless numbers. Dug-wells data were used to estimate the thickness of the fissured zone, the saturated zone, and the unsaturated zone. The historical land use map was reconstructed using a historic map from 1892. Then, GIS models were built to predict the recharge, groundwater vertical and horizontal travel time, and surface travel time. Several updated elements have been added to enhance the calculation of vulnerability in urban areas, such as the maps of hydraulic networks. The study shows that the TIME-INPUT method and the Time-dependent model apply to urban fractured hard-rock aquifers. The results indicate that the land use in the study area has changed over time with rapid growth in urbanization, and the most affected factor by this change are the recharge (INPUT Factor) and surface travel time. Areas around tectonic lineaments are the most vulnerable, and the overall spatiotemporal changes in vulnerability and the safeguard zones are small in the study area between the past and present time.
- Alternativas ao sistema de transporte tradicional em explorações a céu aberto. Caso de estudo: pedreira de ForneloPublication . Monteiro, Daniel Filipe Torres; Fernandes, José Augusto de Abreu PeixotoA presente tese tem como principal objectivo, o estudo das soluções existentes para a realização da operação de carga e transporte neste sector, e perceber de que forma essas soluções podem ser aplicadas para maximizar a eficiência do processo e minorar os custos de produção a ele associados. Existindo várias soluções disponíveis no mercado, foi necessário adequar as vantagens e desvantagens de cada uma dessas soluções a este caso de estudo em concreto, podendo-se destacar que todos os objectivos desta tese foram: Estudar os diferentes equipamentos existentes actualmente, concebidos para a realização da operação de carga e transporte em minas e pedreiras; Analisar a evolução desses equipamentos e procurar soluções e tendências do mercado na indústria extractiva; Selecção das áreas de estudo na própria pedreira e análise topográfica da mesma; Análise do Plano de Lavra actual, com o objectivo de perceber o desenvolvimento futuro da exploração; Estudar diferentes casos de estudo com diferentes soluções aplicadas nesta indústria, e análise dos resultados obtidos; Estudo da possibilidade e da adequabilidade de um sistema do tipo móvel a este caso da Pedreira de Fornelo; Comparar o sistema actualmente utilizado com o sistema proposto, distinguindo vantagens e desvantagens de cada um no que diz respeito à viabilidade e economia do processo.
- Análise comparativa da qualidade técnico-económica da utilização de detonadores não elétricos e eletrónicos no desmonte de maciços rochososPublication . Caldeira, João Filipe Neves; Fernandes, José Augusto de Abreu PeixotoO estudo realizado pretende avaliar as caraterísticas técnico-económicas relativas à utilização de dois diferentes tipos de detonadores, não elétricos e eletrónicos, verificando o seu desempenho no âmbito dos trabalhos de desmonte em tipologias muito semelhantes de maciço rochoso. A fragmentação obtida, no âmbito de exploração de agregados, é o resultado final da realização do desmonte. A obtenção dos calibres pretendidos é um fator fulcral para o sucesso do mesmo, e tem influência direta em termos logísticos e financeiros nos consequentes trabalhos de carga, transporte e britagem. O objetivo deste trabalho é, num ambiente o mais aproximado possível em termos de caraterísticas geológicas, utilizando os mesmos processos de trabalho, e na tentativa de utilizar os mesmos equipamentos e os mesmos recursos humanos, avaliar os resultados relativos à utilização dos dois tipos de detonadores, traçando uma avaliação à fragmentação obtida em ambos os casos, com o expectável em termos teóricos e entre si, realizando uma análise aos processos procedentes e aos custos totais. A avaliação da perturbação provocada por ambas as técnicas na envolvente, designadamente vibrações, é igualmente um objetivo pretendido. A área de exploração de agregados, Pedreira de Serdedelo, situada em Ponte de Lima, no Noroeste de Portugal, foi a selecionada para a realização deste estudo. Para a avaliação do maciço foram utilizadas técnicas de geotecnia, geomecânica e geologia. Como complemento deste estudo foi utilizado software geoinformático para refinação de dados. Para avaliação de técnicas, foram acompanhados os trabalhos de conceção e melhoramento do diagrama de fogo, perfuração, ensaios de desvio de perfuração e registo de vibrações. Para avaliação de resultados foi feito o acompanhamento das operações de desmonte secundário, carga, transporte e primeiro estágio de britagem relativo ao material desmontado e utilizado software de tratamento de imagem para cálculo de granulometrias resultantes.
- Análise comparativa de diferentes métodos laboratoriais na caracterização física de solos utilizados em obras de engenharia civilPublication . Santos, Camila Afonso dos; Carvalho, Maria Manuela Martins deOs solos são amplamente utilizados tanto no suporte às fundações, quanto como material de escavação ou de construção, o que torna fundamental o estudo de suas propriedades e do seu desempenho. A caracterização de um terreno é realizada utilizando-se técnicas de prospeção geotécnica e recorrendo-se aos ensaios in situ e/ou aos ensaios de laboratório, dependendo da finalidade prevista para o uso do solo. Estas atividades devem ser executadas de acordo com normas técnicas que definem a metodologia a ser empregada em cada um desses procedimentos. Recentemente, novas normas europeias de caracterização dos solos estão sendo implementadas, com o objetivo de desenvolver metodologias comparáveis nos diferentes países da União Europeia. Este trabalho apresenta um estudo das principais alterações na nova normalização para os ensaios de determinação da massa volúmica das partículas e determinação da distribuição granulométrica dos solos. Neste estudo, para avaliar o impacto das novas metodologias de ensaio na rotina dos laboratórios e nos resultados obtidos, foram realizados cerca de 230 ensaios laboratoriais e utilizados dois tipos de solos, um solo residual granítico e um solo argiloso de natureza caulinítica. A partir destes ensaios foi possível verificar que na maioria das situações as modificações introduzidas pelas novas metodologias de ensaio não introduzem alterações significativas nos resultados obtidos; há, no entanto, determinados aspetos insuficientemente padronizados na nova normalização que não garantem a uniformidade das práticas de ensaio, nem a precisão fundamental nestes tipos de determinações, pelo que deverão ser trabalhados e contemplados em futuras revisões das normas.
- Análise comparativa de métodos de prospeção direta e indireta na determinação do topo rochoso para fundaçõesPublication . Vinagre, Rosa Maria Neto Pereira; Silva, João Paulo Meixedo dos SantosCom o decorrer dos tempos e com a evolução da indústria, acresce a necessidade de aparecimento de novas construções e consequentemente de novos desafios geotécnicos. Para responder a estes novos reptos que a construção nos lança é necessário aprofundar o conhecimento acerca dos materiais que constituem o subsolo e estudar o seu comportamento quando sujeito a novas solicitações, como por exemplo sobrecargas, pois parte do cálculo de dimensionamento de fundações das novas construções dependerá destas características. Existem duas possíveis formas de identificar os materiais existentes no subsolo e caracterizá‐los: através de ensaios de laboratório e de ensaios in situ, sendo nestes últimos que nos iremos focar. Os ensaios in situ, para além de outros dados, permitem‐nos estimar com algum grau de incerteza a profundidade a que se encontra o horizonte com capacidade de suporte pretendida, quer se trate ou não do bedrock, e identificar o processo mais indicado para a retirada do material: através de um meio mecânico de escavação ou por recurso a explosivos. Com a realização de ensaios de sísmica de refração e igualmente recorrendo a ensaios executados com o penetrómetro dinâmico médio (DPM), tentamos dar resposta a estas incógnitas através do cruzamento dos dados obtidos. No entanto, este cruzamento de dados pode não ser completamente esclarecedor, levando ao aparecimento de novas incógnitas às quais não seja possível dar resposta recorrendo‐se unicamente à informação recolhida por meio destes dois métodos, pois poderão revelar‐se insuficientes. Contudo, existem muitos outros ensaios in situ que podem ser realizados e capazes de nos ajudar a complementar os dados inicialmente obtidos no sentido de diminuir ou até mesmo eliminar as incógnitas existentes, e desta forma poder identificar e caraterizar o material existente com o maior grau de segurança possível.
- Análise comparativa de modelos de fragmentação e vibração de desmonte subterrâneo para aplicação no desenvolvimento de um softwarePublication . Castro, Daniel Fonseca de; Silva, João Paulo Meixedo dos SantosEste trabalho foi realizado em contexto de estágio na empresa O-Pitblast, no âmbito de um processo de criação e desenvolvimento de um software UG. Durante o trabalho l foram abordados temas como a previsão da fragmentação do maciço rochoso, tanto em túnel como em Ringblast, assim como também a previsão de vibração do desmonte a realizar. Numa primeira fase do presente documento será introduzida uma breve explicação sobre explosivos e os parâmetros geomecânicos e geotécnicos que influenciam a fragmentação do maciço, assim como a importância do dimensionamento dos furos e das técnicas usadas no desmonte subterrâneo; partindo-se depois para a explicação do funcionamento dos diferentes modelos, ao longo da qual é abordado todo o seu fluxo de trabalho e assim como as fórmulas utilizadas por cada um deles. Foram estudados os modelos Kuz-Ram e Swebrec para prever a fragmentação do desmonte em túnel no qual foi usado um caso de estudo na Finlândia na mina Kittila e comparadas as curvas modeladas com a curva real retirada de um desmonte. Foram também estudados o modelo FRAGMENTO assim como o modelo Veljko para previsão de fragmentação em ringblast. Neste caso foi usado um caso hipotético para comparar os dois, enquanto nos modelos de vibração são apresentados vários, apesar de o único modelo aplicado ser o modelo Holmeberg–Persson para medições próximas. Para medições a maiores distâncias foi testado o modelo Langefors e Kilhstrom.
- Análise da produtividade e reconciliação dos desmontes efetuados em 2022 e 2023: ZincoPublication . Sousa, Ângelo Manuel Rodrigues de; Silva, João Paulo Meixedo dos SantosO presente estudo surge no âmbito da dissertação em Engenharia Geotécnica e Geoambiente do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP), em colaboração com a Almina – Minas do Alentejo S.A., tendo como objetivo otimizar a produtividade e a reconciliação dos desmontes na exploração de zinco nos anos de 2022 e 2023. A análise da produtividade é essencial para identificar áreas de melhoria, permitindo a redução de custos operacionais e o aumento da eficiência produtiva. A reconciliação dos desmontes é crucial para garantir a qualidade e a precisão na extração do minério, comparando os valores planeados com os resultados reais. Este processo de reconciliação ajuda a minimizar perdas e a implementar medidas corretivas, promovendo uma gestão mais eficaz das reservas minerais. O trabalho abrange tanto os parâmetros geológicos como os operacionais, destacando a importância de ajustar variáveis de perfuração e detonação para reduzir a sobreescavação e a diluição do minério, bem como melhorar a recuperação. Os resultados indicam que uma abordagem otimizada pode trazer benefícios económicos significativos, sublinhando a necessidade de uma monitorização contínua e ajustes estratégicos nas operações mineiras para garantir a sustentabilidade e a segurança das atividades.
- Análise de estabilidade de bancadas subterrâneas exploradas pelo método ´Sublevel Stoping Bench & Fill´Publication . Cardoso, Diogo José Brandão; Chaminé, Helder Gil Iglésias de OliveiraA dissertação aborda a análise de estabilidade de cinco bancadas da mina de Aljustrel, especificamente dos jazigos de Feitais, do Moinho e da Estação, exploradas através do método de desmonte ‘Sublevel Stoping Bench & Fill’. A metodologia adotada inclui a pesquisa bibliográfica, o tratamento de dados geotécnicos e geomecânicos mineiros e aplicação de métodos observacionais e programas informáticos para previsão de problemas durante a exploração e definição de soluções de estabilidade. No jazigo do Moinho, a análise foi realizada utilizando a técnica de amostragem linear em faces expostas do maciço rochoso. No jazigo da Estação, devido à falta de acessos mineiros, a análise baseou-se principalmente em sondagens executadas na proximidade. Por último, as bancadas do jazigo de Feitais foram estudadas através do método da representatividade, sendo este mais eficiente apesar de menos detalhado. Com base nos levantamentos realizados foram aplicadas as classificações geomecânicas QSystem, RMR e GSI, cruciais à obtenção de parâmetros para análise comportamental e de estabilidade, com recurso a programas informáticos e ao método gráfico de Potvin, e proposta de sustimento. Conclui-se que todas as bancadas apresentam os hasteais instáveis, em função das dimensões e descontinuidades presentes, requerendo cabos como método de sustimento, à exceção da bancada transversal secundária devido à pasta de enchimento adjacente.