ISEP - DM – Engenharia Geotécnica e Geoambiente
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Recent Submissions
- A aplicação do jet grouting horizontal no suporte de frentes de escavação subterrânea: um caso de estudoPublication . Bezerra, Sebastião Casal Ribeiro da Silva; Fernandes, José Augusto de Abreu PeixotoO presente trabalho tem como objetivo a análise e avaliação da aplicação da técnica de Jet Grouting horizontal no suporte de frentes de escavação subterrânea, com base num caso de estudo da obra da Linha Rosa do Metro do Porto, mais precisamente do troço Hospital Sto. António - Liberdade. A dissertação apresenta uma abordagem prática, fundamentada na experiência profissional adquirida durante a execução da obra, que inclui a descrição detalhada das etapas de execução, como perfuração, injeção, e análise e controlo dos parâmetros operacionais, através do sistema Jean Lutz. O estudo compara os dados recolhidos, incluindo tempos de perfuração e injeção, consumo de cimento, pressão de injeção, e densidade do refluxo, analisando a correlação entre estes parâmetros ao longo do processo. Adicionalmente, é realizada uma análise de produtividade, onde são avaliados a quantidade de metros perfurados, o número de turnos necessários para cada tratamento, o tempo total de paragens, e a velocidade de avanço média. A dissertação conclui com propostas de melhoria para a execução futura da técnica, destacando a importância de um controlo de qualidade contínuo e da otimização dos parâmetros operacionais, visando o aumento da eficiência, a segurança das operações e a redução dos custos envolvidos.
- Implementação de equipamentos de controlo de desvios de perfuraçãoPublication . Meireles, Manuel João Pinto; Fernandes, José Augusto de Abreu PeixotoEsta dissertação analisa o controlo de desvios em furos de produção através de um desviómetro, um equipamento da O-Pitblast S.A., que mede a inclinação, azimute e profundidade dos furos de perfuração em minas, não metálicas, e pedreiras a céu aberto. A trajetória dos furos de perfuração é essencial nas áreas de Engenharia de Minas, Geologia Mineira, Geotecnia e Engenharia Civil, sendo fundamental para a qualidade do desmonte. O estudo foca-se na importância de um planeamento adequado, os parâmetros dos furos e a geometria do plano de fogo, e no impacto da precisão da perfuração na eficiência do desmonte e nas operações subsequentes. A otimização do desmonte depende da compreensão da compartimentação do maciço rochoso e da aplicação de explosivos de forma adequada. Embora a redução dos desvios na perfuração seja importante, este estudo mostra que isso, por si só, não garante uma fragmentação eficiente. Ao longo de quatro desmontes realizados entre junho e agosto de 2024, foram identificadas lacunas e sugeridas correções no planeamento, destacando a necessidade de controle rigoroso dos desvios para uma melhor distribuição de explosivos e resultados mais eficientes. Assim sendo, ficou provado que através do acompanhamento e análise dos resultados dos desmontes PF30, PF33, PF34 foi possível um melhor planeamento para o PF35. A medição dos desvios de perfuração tornou-se o fator chave para o conhecimento da qualidade de perfuração e consequente minimização dos seus efeitos negativos.
- Otimização da granulometria do desmonte de maciços rochosos: cartografia de zonamento geotécnico vs. Índice de dispersão volumétricaPublication . Guedes, Inês Resende; Ramos, Luís Carlos Correia; Chaminé, Helder Gil Iglésias de OliveiraA qualidade de um desmonte de rocha com recurso a explosivos é geralmente influenciada pelo desempenho nas várias operações a executar, entre as quais, a etapa da perfuração. Deste modo, a presente dissertação apresenta como principal objetivo o desenvolvimento de correlações entre os desvios de perfuração e a granulometria resultante de um desmonte, aplicando, para esse efeito, o Índice de Dispersão Volumétrica (IDV) numa cartografia de zonamento geotécnico. O IDV, ainda em progresso, poderá desempenhar a função de indicador e quantificar, previamente, a qualidade de um desmonte. Com o seu desenvolvimento, será possível contribuir para a mitigação de desvios de perfuração indesejados antes do carregamento da pega, com vista à otimização da granulometria resultante, aproximando-a da pretendida, implicando custos reduzidos na operação de perfuração. Para o presente estudo foi selecionada a área da Pedreira do Facho, situada na Freguesia de Marecos, Penafiel, e pertencente à empresa REstradas Lda. Nesta, foi possível proceder, inicialmente, à caracterização geotécnica e geomecânica do maciço rochoso, definido pelas bancadas de desmontes precedentes, com recurso à técnica de amostragem linear e obtenção posterior de uma cartografia de zonamento geotécnico do georrecurso. De seguida, foi realizado também um levantamento relativo à malha de perfuração implementada e uma recolha de dados referente aos desvios de perfuração em profundidade, com recurso ao sistema Boretrak, possibilitando a análise da geometria tridimensional das pegas analisadas, bem como a variação da distribuição do explosivo no maciço rochoso, fator fundamental para o presente estudo. A perfuração desempenha, portanto, um papel fulcral no sucesso de um desmonte, interferindo os seus desvios, numa heterogénea dispersão do explosivo na massa rochosa. Deste resulta uma maior fraturação nas zonas onde existe sobre-influência do explosivo, e este se concentra, e uma fraturação mais pobre nas zonas de sub-influência, onde este se dispersa.
- Inteligência operacional na gestão de operações mineirasPublication . Cruz, Eduardo Oliveira; Fernandes, José Augusto de Abreu PeixotoEsta dissertação analisa o impacto da digitalização nas operações mineiras, com foco na mina de Moatize, em Moçambique. Face à crescente pressão para aumentar a produtividade e assegurar uma produção sustentável, torna-se vital otimizar a gestão das operações mineiras. O estudo sublinha a importância da recolha e análise de dados como base fundamental para alcançar uma gestão operacional eficiente e informada. A implementação de ferramentas digitais, como as plataformas de Dispatch, permite monitorizar e analisar em tempo real as operações mineiras, respondendo assim às exigências necessárias para uma tomada de decisão informada. A dissertação aborda detalhadamente o processo de recolha de dados, desde a integração de sensores até à utilização de técnicas avançadas de Business Intelligence (BI) para a análise de grandes volumes de informação. Adicionalmente, propõe-se uma adaptação ao modelo de classificação temporal GMG, alinhando-o às necessidades específicas da mina de Moatize, de forma a representar de forma mais precisa a realidade operacional. Este estudo demonstra como uma recolha e análise eficiente de dados pode transformar a gestão das operações mineiras, assegurando maior produtividade, segurança e sustentabilidade, ao mesmo tempo que enfatiza a necessidade de uma infraestrutura tecnológica robusta para suportar avanços futuros.
- 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.
- Reutilização de misturas betuminosas recuperadas em camadas de desgaste de autoestradasPublication . Vieira, Carina Inês Moreira; Carvalho, Maria Manuela Martins deA Brisa encetou vários projetos sob o tema pavimentos sustentáveis, no qual se enquadra o presente trabalho, e que se inserem no âmbito da estratégia de sustentabilidade e implementação do conceito de economia circular no seu setor da pavimentação. Na Brisa, a reutilização de misturas betuminosas recuperadas (RA) de pavimentos demolidos tem sido realizada, principalmente, através da substituição do material granular aplicado em camadas não ligadas dos pavimentos ou, em camadas betuminosas de base e ligação (até 15 %). Contudo, os trabalhos de manutenção dos pavimentos da rede Brisa ocorrem essencialmente na camada de desgaste (95 % da área intervencionada em 2023) o que limita a potencial utilização das misturas betuminosas recuperadas. Dentro deste contexto o presente estudo tem como objetivo principal avaliar a viabilidade e a influência da reutilização de 20 % de RA, proveniente de uma camada de desgaste em betão betuminoso drenante em fim de vida útil, numa nova camada de desgaste em betão betuminoso rugoso. Para se concretizar o objetivo definido foram estudadas onze misturas betuminosas do tipo AC 14 Surf (BBr), que na sua constituição utilizaram, duas RA de proveniência distinta (fração 8/16 mm), dois betumes modificados com polímeros (PMB) e dois aditivos rejuvenescedores distintos: (i) aditivo sólido com rejuvenescedor adicionado por via seca à mistura betuminosa e (ii) um aditivo rejuvenescedor incorporado no betume pelo respetivo fornecedor. O estudo considerou a avaliação do comportamento mecânico e funcional das misturas betuminosas, fabricadas em laboratório, aplicadas em trechos experimentais e em trechos piloto em autoestrada. Foi ainda efetuada a avaliação da influência dos aditivos no comportamento do betume extraído das misturas betuminosas. O estudo permitiu concluir que a reutilização de 20 % de RA numa mistura betuminosa com caraterísticas de desgaste para autoestrada é exequível face à tecnologia de produção de misturas betuminosas disponível em Portugal, com comportamento mecânico e funcional equivalente a uma mistura betuminosa rugosa produzida apenas com materiais virgens.
- 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.
- Digitalização em geotecnia: da execução em campo à infraestrutura digital de dados (AGS + SIG)Publication . Pinho, Nicole Pereira de; Chaminé, Helder Gil Iglésias de OliveiraO presente estudo, baseado num estágio curricular académico, envolve uma campanha de prospeção geotécnica de uma obra em Aveiro. Explora ainda a digitalização dos dados geotécnicos, desde a execução em campo até à integração nas infraestruturas digitais (AGS e SIG). Aborda o processo completo de recolha e tratamento de dados através de poços, sondagens mecânicas e ensaios in situ, incluindo os ensaios de penetração (SPT) e a instalação de piezómetros, seguido da análise das amostras recolhidas em laboratório. Além disso, centra-se na transferência de dados geotécnicos, com recurso a diversas ferramentas, entre elas o ‘ME-AGS GENERATOR’ desenvolvida para a uniformização e simplificação de dados geotécnicos. O aplicativo informático referido foi utilizado para converter dados em formato “.xls” para o formato “.ags”, uma conversão essencial para a validação do formato AGS, garantindo a conformidade e integridade dos dados. Com a sua validação, os dados podem ser utilizados de forma eficaz em programas de georreferenciação como QGIS para criar modelos digitais detalhados, integrando informações geotécnicas e cartográficas. No que diz respeito ao caso de estudo, o objetivo será corroborar a funcionalidade das diversas ferramentas digitais na prática geotécnica, de modo a obter informação digitalizada, permitindo assim a partilha uniformizada dos dados geotécnicos.
- Uso de Tecnosolos como medida corretiva do solo em zonas queimadas ? estudo de casoPublication . Moraes, Hanna Catarina Barbosa de; Carvalho, Maria Manuela Martins deÁreas florestais por todo o mundo são atingidas pela frequente ocorrência de incêndios, que sucedem de forma anual. Portugal não é exceção, sendo esta uma problemática grave e preocupante que, entre outros, tem como consequência desregulamentação dos processos biogeoquímicos presentes nos solos, visto que, ocorre alteração das suas características físico-químicas e biológicas. Na generalidade dos casos, não há aplicação de medidas preventivas ou de recuperação, sendo demorado o processo natural de restabelecimento das funções ambientais, ecológicas e produtivas das áreas afetadas pelo fogo. Tendo em conta a situação apresentada, é importante desenvolver investigação que permita avaliar o impacto do fogo nos solos e a aplicação de medidas de correção e mitigação; no presente trabalho recorreu-se à aplicação de um Tecnossolo como medida inovadora, com características corretivas que permitem aperfeiçoar e agilizar o restabelecimento das funções do solo. A presente investigação, tem como principal foco avaliar o impacto da sua utilização, quando aplicado em um solo previamente sujeito a um fogo prescrito, através da monitorização temporal das características físicas e químicas dos solos. O Tecnossolo foi então aplicado três meses depois do fogo prescrito tendo como objetivos principais favorecer o aumento de água útil e do carbono recalcitrante no solo e, ainda, melhorar a fertilidade e a resistência à erosão. O estudo incidiu numa área piloto localizada no Parque Natural de Montesinho, no distrito de Bragança, onde foram recolhidas amostras de solo previamente e após o fogo prescrito, para posterior caracterização laboratorial. As amostras foram recolhidas na zona tratada com Tecnossolo e, para controlo, fora desta, em diferentes parcelas, profundidades e datas. Foram analisadas em laboratório as seguintes propriedades: concentração dos elementos constituintes, textura, pH em H2O e em KCl, condutividade elétrica, teor em matéria orgânica, teor em azoto, teor em água e teor de carbono orgânico total. Os ensaios realizados permitiram concluir que a textura é a propriedade menos afetada, tanto pelo fogo controlado aplicado quanto pela utilização do Tecnossolo, enquanto a condutividade elétrica apresenta a maior variação.
- Proposta exploratória para o reforço dos solos de vias Moçambicanas com fibras de cocoPublication . Jasse, Pita Naissone Pita; Mendonça, António Agostinho MartinsEste trabalho visa avaliar as potencialidades das fibras de coco no melhoramento e estabilização de solos problemáticos, de modo a garantir a sua aplicação nas camadas de bases e aterros em obras rodoviárias em Moçambique. Para a análise, recorreu-se a modelação utilizando o software RS2 da RocScience concebido para simulação de diferentes cenários que podem ocorrer na realidade em obras de geoengenharias, sobretudo da engenharia geotécnica. Neste sentido, foi simulado o comportamento de solo argiloso e arenoso. Em ambos os tipos de solos, foi simulado comportamento do solo natural numa profundidade de 1.5 metros, com a camada superficial de 0.30 m melhorada com fibras de coco, e um aterro de 3 m com inclinações de taludes variáveis. No caso do solo argiloso, a análise foi feita sob duas condições distintas, ou seja, em estado saturado e não saturado. Em ambas condições do solo argiloso, foram utilizadas as proporções de 0.5%, 1% , 1.5% e 2% de resíduos de fibras de coco com comprimentos variáveis, correspondentes ao peso do solo natural. No caso do solo arenoso, foi utilizada uma mesma percentagem de 0.5% de fibras de coco com 25 mm e 50 mm, tendo sido produzidos modelos do comportamento do solo arenoso com 0.5% de fibras e 25 mm de comprimento e, 0.5% de fibras e 50 mm de comprimento. Da análise feita, constatou-se que, os teores de 0.5% e 1% de fibras são os que apresentaram resultados satisfatórios. Tendo por base esses efeitos propõe-se o reforço das obras de terra rodoviárias Moçambicanas por meio da reutilização de fibras de coco produzidas pela agroindústria local. Tal solução, além dos benefícios técnicos associados, irá incentivar a incorporação de um atual resíduo no ciclo produtivo construindo assim para a dinamização da economia circular do país.