ISEP - DM – Engenharia Civil
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- Integração de informação para a verificação da Segurança Contra Incêndios em Modelos BIMPublication . AZEVEDO, FLÁVIO MANUEL SANTOS; Oliveira, Maria do Rosário Santos; Gavina, Rui Pedro Rodrigues Pinheiro; Reis, Jéssica Margarida Colaço dosEste relatório resultou do estágio curricular colaborativo entre o Instituto Superior de Engenharia do Porto e a empresa VN2R, tendo como objetivo principal a análise de metodologias para integração de informação em modelos BIM para a verificação da segurança contra incêndios, com foco na compartimentação corta-fogo. Para atingir o objetivo mencionado, foi necessário, inicialmente, estudar o enquadramento regulamentar português de segurança contra incêndios, nomeadamente o Lei n.º 123/2019 e a Portaria n.º 135/2020. Foram analisados os critérios de classificação de utilizações-tipo, categorias de risco, locais de risco e as áreas máximas de compartimentação corta-fogo, destacando-se as variáveis críticas necessárias à verificação regulamentar. O caso de estudo consistiu num edifício habitacional de dois pisos, incluindo divisões residenciais e garagem integrada. Através deste modelo BIM e com recurso ao Autodesk Revit, foi possível avaliar quatro metodologias distintas para representação de compartimentos corta-fogo: Room Tool, Spaces & Zones, Area Tool e extensões externas. Numa fase posterior, desenvolveram-se scripts automáticos em Dynamo através de quatro iterações. A integração do processo com o formato IFC também foi explorada, utilizando propriedades como IfcZone para agrupamento de compartimentos e propriedades personalizadas para armazenar dados de segurança contra incêndios, atendendo à relevância da interoperabilidade entre plataformas BIM. Em complementaridade, a metodologia envolveu a tradução dos requisitos regulamentares do artigo 10.º (Locais de Risco), anexo III (Categorias de Risco) e artigo 18.º (Áreas Máximas de Compartimentação) em fluxogramas de raiz logicamente estruturados, e posteriormente implementados em três questionários online interativos desenvolvidos em linguagem HTML. Estas ferramentas, testadas e validadas por técnicos de SCIE, permitem orientar profissionais nas suas atividades profissionais, reduzindo erros de interpretação regulamentar e uniformizando critérios de classificação.
- Análise Crítica dos KPIs de EVM na Fiscalização de Obras: Validação de um Modelo Otimizado num Estudo de CasoPublication . TEIXEIRA, MÓNICA SOARES; Oliveira, Maria do Rosário SantosO modelo tradicional de fiscalização de obras, focado na verificação reativa, é insuficiente para a gestão de projetos complexa. Esta dissertação propõe e valida um dashboard de Indicadores- Chave de Desempenho (KPIs) para o “Fiscal-Gestor”, focado na performance e antecipação de riscos. Foi adotada a metodologia de Estudo de Caso único (“Projeto Alfa”), analisado através da observação-participante ao longo dos 12 meses do prazo contratual. O contexto foi um contrato de Preço Global sujeito a severa disrupção de interface e instabilidade crónica de projeto. Os resultados demonstraram a inaplicabilidade dos KPIs de custo teóricos (KPI 1 – CPI e KPI 2 – CV). Verificou-se que, devido ao método de pagamento (𝐴𝐶 = 𝐸𝑉), estes indicadores resultaram em 1.0, revelando.se inúteis. Em contrapartida, validou-se a robustez de indicadores pragmáticos: o KPI 3 (SPI) quantificou o atraso final (0.62) e o KPI 6 (Custos Extra) mediu a derrapagem de custos (3.5M€) resultante das revisões de projeto. O KPI 4 (Aderência Semanal) e o KPI 9 (Observações de Segurança) provaram ser indicadores leading (preditivos) eficazes. A tese conclui com a proposta de um “Modelo Otimizado” (Tabela 4) que substitui o CPI / CV (inaplicáveis) pelo KPI 6 (Custos Extra) como a métrica de controlo de custos fundamental e pragmática para este contexto contratual.
- Estudo do comportamento mecânico de geossintéticos fabricados a partir de polímeros recicladosPublication . RIBEIRO, PEDRO MIGUEL BATISTA; Lopes, Carla Patricia Filipe da Costa e; Ferreira, Fernanda BessaOs geossintéticos são materiais poliméricos amplamente utilizados como material de construção devido à sua aplicabilidade em diversas obras de Engenharia Civil e do Ambiente. Podem ser usados, por exemplo, para melhorar a resistência de solos, como barreira impermeabilizante, como filtro, dreno, entre muitas outras funções. Em particular, a aplicação destes materiais na construção e reabilitação de infraestruturas de transporte, tais como pavimentos e vias-férreas, tem resultado em benefícios técnicos, económicos e ambientais muito relevantes. Para além das melhorias em termos de desempenho técnico das estruturas onde são inseridos, vários autores defendem que os geossintéticos contribuem significativamente para enfrentar um dos maiores desafios atuais, o desenvolvimento sustentável, característica essa que seria reforçada através da utilização de polímeros reciclados no fabrico destes materiais, permitindo aliviar a pressão sobre os recursos naturais terrestres. Esta dissertação tem como objetivo central o estudo do comportamento mecânico de geossintéticos fabricados a partir de polímeros reciclados tendo em vista uma das suas possíveis utilizações: como elemento de estabilização das camadas granulares da subestrutura ferroviária. Através deste estudo pretende-se avaliar a viabilidade da utilização destes geossintéticos para a função mencionada quando comparados com geossintéticos convencionais, fabricados com polímeros virgens, bem como a possibilidade destes materiais constituídos por polímeros reciclados contribuírem para o desenvolvimento sustentável.
- Avaliação da segurança de edifícios existentes de betão armado de acordo com a norma NP EN 1998-3 (EC8-3)Publication . FONSECA, SUSANA RAQUEL DOS SANTOS; Moreira, Rodrigo Esmeriz FalcãoPortugal é um país de alto risco sísmico e parte do seu edificado foi construído antes da existência de regulamentação sísmica rigorosa. Perante este enquadramento, a avaliação da segurança sísmica de edifícios já existentes torna-se fundamental para identificar possíveis vulnerabilidades e propor intervenções de reforço. A presente dissertação pode ser dividida em duas fases: a exposição das metodologias aplicáveis para a análise da vulnerabilidade sísmica e a aplicação do EC8-3 a um caso de estudo. Existem quatro metodologias de avaliação sísmica: os Métodos I e II, de carácter expedito, o Método III que corresponde ao procedimento de referência, definido no Eurocódigo 8 - parte 3, e o Método IV que adota uma abordagem probabilística do risco sísmico. Para A aplicação da metodologia do EC8-3, recorreu-se a um edifício de classe de importância III. De seguida, procedeu-se à caracterização estrutural do edifício com base no relatório de inspeção disponibilizado, de modo a obter os parâmetros necessários para a modelação numérica. Posteriormente, procedeu-se à análise estática não linear (pushover), recorrendo ao software SeismoStruct, que considera a não-linearidade geométrica e a inelasticidade dos materiais. Esta abordagem permitiu comparar as exigências com a capacidade do edifício, identificando as suas vulnerabilidades.
- Projeto de Estabilidade de um edifícioPublication . NETO, PAULO FILIPE PEREIRA; Teles, Isabel Maria AlvimEste trabalho tem origem no âmbito da unidade curricular DIPRE(Dissertação/Projeto/Estágio) e tem como objetivo a realização de um projeto de estabilidade em betão armado para um edifício habitacional localizado no Marco de Canaveses. A realização deste trabalho tem como o objetivo aplicar, consolidar e expandir os conhecimentos adquiridos ao longo do curso de engenharia civil com especial foco na área das estruturas. A estrutura proposta para o edifício é composta por pilares, vigas, paredes e muros em betão armado e utiliza como solução inovadora lajes Ferca CBX. Estas lajes aligeiradas incorporam elementos plásticos recicláveis que permitem reduzir significativamente o peso próprio da estrutura, sem comprometer a sua resistência ou rigidez. Entre as principais vantagens desta solução destacam-se a redução de cargas nas fundações, a possibilidade de maiores vãos entre apoios, e uma melhor resposta sísmica, tornando-a uma alternativa eficiente às tradicionais lajes maciças. Para o dimensionamento da estrutura, foi utilizado um programa de cálculo baseado em elementos finitos, o Robot Structural Analysis, que permitiu simular o comportamento da estrutura e validar as soluções adotadas. Como complemento para tratamento dos dados fornecidos pelo software foram usadas folhas de cálculo em Excel existentes no mercado e outras criadas para o efeito. Todo este trabalho foi realizado sob a orientação da Engenheira Isabel Maria Alvim Teles, cuja experiência e acompanhamento foram fundamentais para a consolidação dos conhecimentos aplicados. Durante o desenvolvimento do projeto, enfrentaram-se vários desafios, nomeadamente a compreensão do funcionamento das lajes Ferca CBX, a sua modelação correta no software, e a necessidade de adaptar a estrutura às exigências arquitetónicas. Como o projeto de arquitetura ainda se encontrava numa fase de estudo prévio, foi essencial realizar reuniões com a equipa de arquitetura para ajustar o posicionamento de elementos estruturais e garantir a compatibilidade entre forma e função. A escolha pelas lajes Ferca CBX revelou-se acertada, permitindo reduzir o peso da estrutura, otimizar o consumo de materiais e melhorar a eficiência global do projeto, em comparação com soluções mais convencionais. Este trabalho representa, assim, uma oportunidade de aplicar a teoria à prática, explorando novas soluções construtivas e contribuindo para uma abordagem mais sustentável e eficiente no projeto de estruturas.
- Acompanhamento e apoio a direção de obra: do empreendimento "Torre Paço de Rei"Publication . GONÇALVES, LUÍS FREITAS; Jacob, Ângelo ManuelO principal objetivo deste documento consiste em descrever de forma sistematizada as atividades realizadas durante o período de estágio, bem como evidenciar os conhecimentos técnicos e científicos adquiridos e consolidados no decurso desta experiência profissional. Este relatório descreve as atividades realizadas durante o estágio curricular integrado no Mestrado em Engenharia Civil do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP). O estágio, desenvolvido em contexto empresarial, teve a duração de seis meses, decorrendo entre fevereiro e julho de 2025, e foi efetuado na empresa Telhabel Construções, S.A. O objetivo principal desta experiência foi a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil, na especialização Construções. O estágio decorreu no empreendimento Torre Paço de Rei, situado em Vila Nova de Gaia, onde o estagiário foi integrado na equipa de direção de obra. Numa fase inicial, foi realizado o contacto com a obra, incluindo o conhecimento do projeto, a análise da documentação técnica e a observação do planeamento dos trabalhos. Em seguida, acompanhou de forma detalhada a fase de execução das especialidades, nomeadamente alvenarias, regularizações, AVAC, redes hidráulicas, instalações elétricas, SCIE, elementos de fachada e acabamentos. Mais tarde, o estagiário assumiu funções mais ativas como diretor de obra adjunto, apoiando no controlo da execução, na fiscalização de empreiteiros e subempreiteiros, na gestão de materiais e no acompanhamento das equipas em campo. Por fim, participou na resolução de não conformidades e desafios técnicos surgidos durante a obra, desenvolvendo competências de tomada de decisão, gestão de prazos e comunicação entre os diversos intervenientes. O presente documento apresenta os fundamentos teóricos que servem de base e complementam a componente prática do estágio. Primeiramente é dado destaque ao papel da direção de obra, nomeadamente a sua função e responsabilidades no ciclo de vida de um empreendimento. Posteriormente é feito um enquadramento teórico das fases de uma obra com ênfase nas fases acompanhadas pelo estagiário. Os aspetos práticos referidos neste documento passam pela apresentação e descrição do edifício, atividades acompanhadas durante o período de estágio. São ainda discriminadas funções dadas ao estagiário como diretor de obra adjunto e alguns desafios superados pelo mesmo. Este trabalho estabelece, assim, a ponte entre a formação académica e a experiência prática adquirida ao longo do estágio curricular no ramo de engenharia civil e permitiu a aquisição de conhecimentos em instalações mecânicas e elétricas.
- Impacto do traçado e da geometria de tabuleiros no custo de construção de pontes com Cimbres Autolançáveis: Um Caso PráticoPublication . MONTEIRO, MANUEL VIEIRA; Ribeiro, Diogo Rodrigo FerreiraA mobilidade é um dos principais pilares do desenvolvimento da sociedade. As pontes são estruturas desenvolvidas pela engenharia com um forte contributo nesta vertente, auxiliando na transposição de barreiras físicas sem interferência significativa com o meio envolvente para a promoção do desenvolvimento socioeconómico da sociedade/regiões. Os cimbres são meios auxiliares que suportam o tabuleiro de uma ponte durante o processo de construção e dividem-se em três tipos principais: ao solo, porticado e autolançável. O Viaduto Bajada del Páramo, que constitui o caso prático da presente dissertação, é constituído por dois tabuleiros paralelos entre si (cada um deles com uma extensão de 820 m), dois encontros (E1 e E2) e quinze pilares (P1 a P15) originando dois vãos extremos de 47 m e catorze vãos de 59 m. Os tabuleiros direito (caso de estudo) e esquerdo, são construídos no sentido ascendente, começando pelo encontro E2 e termina no E1. O tabuleiro tem uma geometria complexa, com a presença de curva e contracurva, variação da inclinação longitudinal e transversal tendo sido utilizado para a sua construção o cimbre autolançável inferior MSS70 NRS 16.002 com otimizações específicas de modo a cumprir as exigências do projeto num ciclo de trabalho de 8 dias úteis. Dos resultados analisados, verificou-se o impacto da geometria do tabuleiro na duração do ciclo de trabalho e também na quantidade de horas realizadas. Apresentam-se no final deste trabalho as principais conclusões obtidas no desenvolvimento do caso de estudo e propõem-se alguns aspetos para desenvolvimentos futuros na aplicação/otimização de um cimbre autolançável inferior.
- Deep Learning-based Damage Identification for the Remote Inspection of BridgesPublication . FONSECA, JOÃO LUÍS PAULA DIAS RIBEIRO DA; Ribeiro, Diogo Rodrigo Ferreira; Santos, Ricardo Manuel Pereira; Jorge, Tomás SimõesBridges play a vital role in keeping people, goods, and economies connected. However, their constant exposure to the aggressive environment, intensified by climate change, accelerates deterioration and demands more frequent inspections. Traditional inspection methods are expensive, time-consuming, subjective, and sometimes unsafe, showing the clear need for smarter and safer alternatives. This thesis explores a remote inspection approach for reinforced concrete bridges using photogrammetry, laser scanning, deep learning, and projection techniques. A dedicated application, based on the YOLO11-seg algorithm, was developed to automatically detect common damage instances such as cracks, efflorescences, and exposed rebars. To go further, a ray-casting method was implemented to project these detections onto the photogrammetryand laser scanning–based 3D models, allowing precise mapping and measurement of structural damage. To assess the effectiveness of this approach, two case studies were conducted. The results demonstrated the complementarity of photogrammetry and laser scanning, while also highlighting the limitations of each method. Deep learning achieved promising results (mAP50 = 61%), not yet sufficient for full automation but very useful for semi-automated workflows that save time while retaining human oversight. The ray-casting projection proved particularly effective, ensuring consistent and reliable 3D mapping of the damage instances. Together, these results show that combining data acquisition, 3D reconstruction, AI-driven detection, and projection-based mapping can deliver a unique pipeline from raw data to actionable insights. In the context of rising demands for resilient infrastructure, this work offers a step toward safer, more efficient and intelligent bridge inspections.
- Digitalização e Modelação de Infraestruturas Ferroviárias para Implementação de Digital TwinPublication . ANDRADE, FRANCISCO SOARES; Ribeiro, Diogo Rodrigo Ferreira; Oliveira, Maria do Rosário Santos; Gavina , Rui Pedro Rodrigues PinheiroA presente dissertação centra-se no desenvolvimento e aplicação de uma estratégia integrada de digitalização e modelação de infraestruturas ferroviárias, orientada para a criação de digital twins. A abordagem proposta envolve dois eixos principais: i) a integração normalizada de resultados laboratoriais em modelos digitais e ii) o desenvolvimento semiautomático de modelos ferroviários paramétricos para suporte à gestão. Pretende-se estabelecer um pipeline replicável que una captura e organização de dados, interoperabilidade e visualização, preparando a ligação futura a dados operacionais em tempo real. A metodologia proposta combina aquisição e preparação de dados geoespaciais (QGIS com OpenStreetMap e Modelos digitais do terreno), verificação altimétrica, simplificação e segmentação do traçado, modelação paramétrica no Autodesk Civil 3D e enriquecimento semântico, culminando na integração em plataformas GIS. Na aplicação associada ao projeto BIM4LAB, os ensaios de materiais são estruturados, normalizados e ligados a elementos do modelo através de identificadores consistentes, permitindo dashboards 3D e navegação técnica em Power BI. Na aplicação associada ao projeto NRPCES, o troço estudado da Linha de Leixões demonstra o desenvolvimento célere de um modelo coerente, com associação de atributos técnicos e enquadramento territorial. Os casos de estudo evidenciam ganhos em acessibilidade, rastreabilidade e eficiência, bem como a maturação das bases necessária para futuros digital twins. Ficam fora do âmbito desta dissertação a visualização analítica dedicada ao DT e a ligação a dados operacionais.
- Estruturas Flexíveis de Suporte de Terras: A influência do elemento de suporte no comportamento da cortina. Estudo ParamétricoPublication . RIBEIRO, CRISTIANO MANUEL SANTOS; Trigo, José Filinto CastroA presente dissertação aborda o tema das estruturas flexíveis de suporte de terras e explora, em particular, a utilização de um programa de cálculo automático, com formulação por elementos finitos, como ferramenta de apoio à escolha da solução de contenção mais eficaz. Esta tipologia de estruturas de suporte de terras assume um relevo singular em contexto urbano, onde a elevada densidade de construções orienta a ocupação de espaços subterrâneos e a consequente realização de escavações profundas. Procede-se a uma revisão das diferentes tipologias de estruturas flexíveis de suporte de terras, das principais técnicas construtivas e dos elementos de suporte utilizados. São abordados os aspetos de dimensionamento, introduzindo-se as correspondentes normas europeias, associadas ao projeto e à execução. Descreve-se o programa de cálculo automático RS2, da empresa Rocscience Inc., adotado no estudo paramétrico que se promoveu. Este estudo teve por base o caso de um edifício com vários pisos enterrados, a executar num maciço constituído, essencialmente, por areias eólicas, siltitos e grés avermelhado, onde foi realizada uma prospeção geológico-geotécnica que forneceu um conjunto de resultados que permitiram caracterizar, de forma pormenorizada, as diferentes unidades geotécnicas interessadas. Analisaram-se diferentes cenários para a cortina e para os elementos de suporte, tendo sido ensaiados, com essa função, escoras, ancoragens e lâminas de betão armado. A análise dos resultados incidiu sobre os deslocamentos da cortina e do terreno, sobre os esforços mobilizados na cortina e sobre as pressões de terras instaladas em ambas as faces da cortina, permitindo comparar o desempenho das diferentes soluções.