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Sistema de gestão da segurança contra incêndio e pânico nas edificações: fundamentação para uma regulamentação nacional

Palavras-chave: segurança contra incêndio,gestão pública,regulamentação,padronização,fire safety,public management,regulation,standardization

As leis e regulamentos de segurança contra incêndio e pânico (SCIP) foram construídos ao longo dos anos, incentivados, em sua maioria, por grandes incêndios, os quais mostraram que a evolução tecnológica e a verticalização das cidades aumentaram sobremaneira os riscos à vida dos usuários das edificações, exigindo do poder público e da sociedade técnica e científica o aprimoramento concomitante das medidas, sistemas construtivos e equipamentos que mitigassem tais riscos a níveis aceitáveis. Com o advento de mais uma tragédia recente, o incêndio na casa noturna (boate) Kiss em 2013, no Estado do Rio Grande do Sul, iniciaram-se novamente discussões a nível nacional sobre a necessidade de atualização das legislações estaduais, e principalmente sobre a relevância em estabelecer requisitos únicos que garantam a eficiência, eficácia e efetividade da segurança contra incêndios no Brasil. A presente pesquisa teve o objetivo de estudar a viabilidade de elaboração de uma regulamentação técnica nacional, transformando-se em um instrumento motivador através da fundamentação teórica acerca das responsabilidades da gestão pública em proporcionar a segurança contra incêndio aos cidadãos, bem como pela apresentação de uma visão sistêmica da SCIP, necessária para a sua evolução técnica e científica contínua. Também, foi realizado um estudo comparativo entre todas as regulamentações técnicas brasileiras, priorizando os requisitos de classificação das edificações, exigências das medidas de segurança contra incêndio e pânico e detalhamentos técnicos requeridos para os principais sistemas de proteção, conjuntamente com a verificação da percepção dos gestores técnicos da SCIP nas edificações do Brasil, por meio de entrevista aplicada, sobre a relevância e a viabilidade de implantação de uma regulamentação técnica nacional. Com base no estudo comparativo, concluiu-se que apesar das discrepâncias encontradas, os regulamentos possuem fundamentações semelhantes que possibilitam a elaboração de uma redação única no país, por meio de um trabalho conjunto e sistematizado, com todos os setores envolvidos e com os gestores da regulamentação, os quais expressaram representativamente a intenção de padronização nacional.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Resistência ao fogo de colunas de aço enformado a frio com secção em sigma

Palavras-chave: Resistência ao fogo,Colunas,Aço enformado a frio

Ao longo dos últimos anos, tem-se verificado um uso crescente de elementos em aço enformado a frio (AEF) na construção, crescimento esse que impulsionou a criação de normas de dimensionamento específicas para este tipo de elementos. No entanto, ainda não foram estabelecidas normas de dimensionamento ao fogo direcionadas para elementos de AEF, situação em que o aumento de temperatura se faz acompanhar de uma degradação das propriedades mecânicas do aço, comprometendo assim a sua resistência à encurvadura. Apesar disso, a norma EN 1993-1-2 (2005), relativa ao dimensionamento ao fogo de estruturas metálicas em aço laminado a quente, permite a sua aplicação a elementos com secção de Classe 4, na qual se inserem a vasta generalidade das secções enformadas a frio. No entanto, esta aplicação pode conduzir a resultados não conservadores. Neste contexto, foi levada a cabo uma análise experimental e numérica em colunas de AEF com secção em sigma (Σ) sujeitas a altas temperaturas, com restrição à dilatação térmica. Foi estudada a influência da secção transversal e condições de apoio das colunas no seu comportamento estrutural, avaliando ainda o efeito dos reforços presentes na alma dos perfis na sua resistência ao fogo. A análise numérica foi realizada através do software de elementos finitos Abaqus, com o intuito de desenvolver modelos capazes de reproduzir os resultados obtidos experimentalmente. Os resultados obtidos sugerem que o aumento da rigidez axial das colunas conduza a um colapso prematuro face ao desenvolvimento das forças de restrição, enquanto colunas com menor rigidez axial apresentem maior sensibilidade ao aumento de temperatura e respetiva degradação das propriedades mecânicas. Quando comparado a secções com menos dobras, as colunas em Σ apresentaram um pior comportamento ao fogo, atingindo o colapso para menores temperaturas. A maior suscetibilidade à degradação das propriedades mecânicas nas dobras levou a uma perda significativa da rigidez das colunas, contribuído assim para a antecipação do seu colapso. Relativamente à modelação numérica, a introdução de imperfeições geométricas, rotulas com rigidez rotacional e de pequenas excentricidades na aplicação do carregamento permitiu a calibração dos modelos, permitindo assim a realização futura de estudos paramétricos.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Dimensionamento de pórticos de pavilhões industriais recorrendo a métodos de cálculos avançados

Palavras-chave: Aço estrutural,Pórticos,Método dos elementos finitos

O aço é fabricado com uma grande variedade de formas e tipos. Existem mais de 3500 tipos de aço e cerca de 75% deles foram desenvolvidos nas últimas décadas. Na construção civil, mais concretamente na construção metálica, a maior procura recai sobre os chamados aços estruturais de média e alta resistência. Este material é conhecido pela sua elevada capacidade resistente para uma baixa quantidade de material. Além disso, opta-se por elementos estruturais em aço de secção variável, o que leva ainda a um maior aumento da eficiência estrutural e a um maior aproveitamento do material. Até à data, têm sido realizados vários estudos para se tentar desenvolver metodologias de cálcu-lo para complementar as lacunas presentes na norma NP EN 1993-1-1, relativamente à análise da estabilidade de elementos não uniformes. Nos últimos anos, o Departamento de Engenharia da Universidade de Coimbra a par com outras universidades, têm tentado desenvolver as meto-dologias referidas, tendo integrado um projeto de investigação nacional designado por TaperS-teel- Stability design of non-uniform steel members. Na presente dissertação desenvolve-se um modelo numérico em elementos finitos recorrendo a um software de cálculo avançado (ABAQUS) de um pórtico de um pavilhão industrial pré-selecionado. O pórtico selecionado é constituído por elementos de secção variável, sendo estes elementos obtidos por um processo de fabrico de soldadura, que permitirá avaliar as imperfeições geométricas. Adicionalmente, será realizado um estudo de otimização do pórtico pré-selecionado com o obje-tivo de alcançar uma solução mais próxima da realidade, mais económica e que cumpra os re-quisitos regulamentares de segurança e estabilidade presentes na norma NP EN 1993-1-1.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Organização e gestão da segurança em incêndios urbanos

Palavras-chave: Segurança contra incêndios,Risco de incêndio,Centros urbanos

A segurança ao incêndio nos edifícios passa (para além das medidas de natureza passiva e activa, a definir e implementar nas fases de concepção e construção) por uma correcta exploração e gestão das instalações. Muitas vezes, as preocupações terminam após a vistoria das entidades competentes e a atribuição da licença de utilização. Os equipamentos e sistemas de segurança contra incêndio acabam por ficar sem manutenção, ao abandono, deixando de funcionar. Por outro lado, os utentes, sem formação adequada, não sabem como actuar em caso de necessidade. Apesar de existir legislação sobre esta matéria para alguns tipos de edifícios (administrativos, escolares e hospitalares) e do novo Regulamento Geral de Segurança Contra Incêndio também a contemplar, verifica-se que uma grande parte não possui uma adequada exploração que garanta, por um lado, a manutenção dos equipamentos; por outro, uma correcta formação e treino dos utentes que permita, em caso de incêndio, a sua utilização atempada de forma correcta e eficaz. Assim, urge implementar nos edifícios e organizações uma cultura de segurança, que passa pela organização e por métodos de gestão. A este tema propõe-se que seja chamado de Organização e Gestão da Segurança (OGS). Sem ambicionar esgotar neste trabalho tudo o que se refere à OGS, pretende-se a sensibilização de responsáveis, técnicos, investigadores e comunidade académica, para a necessidade de pensar e melhorar a segurança contra o risco de incêndio, em edifícios urbanos, na sua fase de exploração. Esta dissertação começa por introduzir o conceito de Organização e Gestão da Segurança (OGS), justificando a premência do tema, recorrendo-se das consequências dos incêndios em exemplos recentes. Seguidamente faz uma síntese da legislação existente sobre a OGS em Portugal e noutros países; apresenta alguns casos de estudo em Portugal, e termina com algumas propostas para melhorar a OGS em Portugal.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Arejamento e elevação em sistemas de saneamento por injecção de ar comprimido

Palavras-chave: Escoamento bifásico,Sifão,Bombagem

A aplicação da técnica de bombagem Air-lift nas mais diversas áreas suscitou o interesse da sua aplicação a sifões invertidos já que, não só pela substituição de mecanismos elevatórios convencionais, permite um arejamento da massa líquida solucionando assim alguns das condicionantes do escoamento de águas residuais em sifões invertidos. No seguimento de trabalhos anteriores, particularmente Diogo e Oliveira (2008), Oliveira (2009) e Diogo e Gomes (2011) e em desenvolvimento Diogo and Oliveira, e com base no princípio que define a técnica de elevação por injecção de ar, esta tese centra-se no estudo do escoamento bifásico água-ar, pretendendo-se quantificar experimentalmente as principais vantagens em termos de carga hidráulica que a técnica poderá apresentar quando aplicada a sifões. O trabalho experimental decorreu na instalação construída no LHRHA do DEC-UC e consiste num sifão com dois ramos em paralelo, de diâmetros 35 e 110 mm, com funcionamento alternado nos quais se processa um escoamento bifásico no ramo ascendente. O desempenho da bombagem por injecção de ar foi estudado para diferentes velocidades de escoamento.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Dimensionamento e localização de ecopontos para a baixa de Coimbra com metodologia multicritério e tecnologia SIG

Palavras-chave: Ecopontos,Sistemas de informação geográfica,Localização de equipamentos

Os sistemas eficientes de recolha selectiva de resíduos estão na base da qualidade e protecção do ambiente a  atingir por qualquer moderno Sistema de Gestão de Resíduos Sólidos Urbanos. O objectivo deste trabalho foi a  aplicação do conceito subjacente aos Sistemas de Apoio à Decisão com forte componente espacial a um  caso de  estudo no domínio da gestão de resíduos sólidos urbanos: a localização de ecopontos na Baixa de Coimbra (um  ecoponto consiste num grupo de contentores, localizados num local público, para recolha selectiva de resí duos:  papel, vidro, plástico e resíduos orgânicos). O estudo inclui um levantamento dos tipos de e quipamentos  existentes no mercado mais adequados à instalação na particular área da cidade em estudo (centro hi stórico),  onde muitas das ruas e outros espaços públicos apresentam dimensões exíguas ou mesmo insufic ientes para a  circulação e operação de muitos dos modernos veículos de recolha de resíduos sólidos urbanos. É seguida uma  abordagem multicritério, onde foram considerados quatro critérios (ou objectivos): minimização do número de  produtores de resíduos (residentes, serviços/comércio) que se situam até 10 metros de qualquer ecop onto;  minimização do número de fracções que se situam a mais de 100 metros do respectivo ecoponto; mini mização da  média das distâncias a serem percorridas pelos utilizadores até aos ecopontos; minimização do custo do sist ema.  As soluções para o modelo usado foram geradas com um servidor de algoritmos já existente, usando técnicas de optimização convencionais e produzindo como dados de saída: a capacidade e o local de instalação de cada  ecoponto, a afectação dos produtores de resíduos, o custo, o número de produtores de resíduos para o s  respectivos intervalos ([0-10m]; ]10 m, 100 m]; > 100m) e os comprimentos dos percursos dos ut entes. Foram  geradas várias soluções, representadas por mapas com a afectação dos edifícios aos respectivos ecopontos  através de códigos de cor, recorrendo a tecnologia SIG. Estas foram comparadas através da análise dos  compromissos entre os objectivos, recorrendo a técnicas de comparação apropriadas (designadamente no espaço  dos objectivos). Isto permitiu retirar conclusões relativamente ao caso em estudo e às técnicas  de análise e apoio à decisão adoptadas.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Métodos de dimensionamento de reforço e estabilização de taludes com microestacas

Palavras-chave: Estabilização de taludes,Micro-estacas

É com bastante frequência que os solos não exibem as características mecânicas desejáveis para suportarem as construções que neles se pretendem implantar ou para se auto-suportarem, como é o caso dos taludes e encostas. Por este motivo, a necessidade de estabilização de taludes surge com elevada frequência, com um carácter de extrema importância devido aos elevados riscos inerentes ao seu escorregamento. Existem várias soluções de estabilização e reforço de taludes, entre as quais se pode referir a utilização de microestacas. Embora menos utilizadas que soluções como as ancoragens, pregagens, e betão projetado, as microestacas podem revelar-se uma solução interessante, em particular em zonas de difícil acesso. No entanto, tal como outras soluções, as microestacas apresentam características favoráveis e desfavoráveis. Os objetivos da presente dissertação são a apresentação da técnica de estabilização de taludes com microestacas bem como o estudo dos métodos de dimensionamento deste tipo de solução. Pretende-se contribuir para a compreensão dos aspetos relevantes e permitir a avaliação da adequabilidade desta técnica em casos reais. Para tal foi feita a aplicação a um caso de estudo. A presente dissertação irá, também, conduzir um estudo para perceber o quanto as características desfavoráveis da solução condicionam a sua utilização, de modo a avaliar o campo de aplicação, através da realização de análises paramétricas. Ao fazer-se a aplicação ao caso em estudo, concluiu-se que a resistência ao corte não drenada condiciona grandemente o espaçamento longitudinal entre microestacas, espaçamento esse que pode não permitir a exequibilidade da solução. Para realizar a aplicação ao caso em estudo usaram-se softwares de elementos finitos, nomeadamente o Phase 2 e o FB Multi-Pier que proporcionaram resultados muito diferenciados, sendo os do Phase 2 mais realistas na modelação das forças instabilizadoras e os do FB Multi-Pier mais realistas na modelação das microestacas. As análises paramétricas reforçaram a ideia de que a resistência ao corte não drenada pode condicionar a resistência ao corte das microestacas, conforme o valor dessa resistência e da secção transversal da própria microestaca.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Avaliação da sustentabilidade de edifícios metálicos com base em Macro-componentes

Palavras-chave: Edifício -- ciclo de vida,Construção sustentável

Hoje em dia, tendo em consideração factores tais como: a sobreexploração de recursos naturais, os impactes ambientais consequentes de um crescimento exponencial da indústria ou a criação de resíduos a um ritmo superior ao qual se consegue efectuar uma correcta expropriação ou reciclagem, o conceito de sustentabilidade tem constituído uma preocupação crescente. Como tal, é necessária a criação de medidas que respeitem conceito de sustentabilidade em toda a sua dimensão. A indústria da construção é uma das grandes responsáveis pelo consumo de recursos naturais e energéticos. Como resposta, têm surgido nos últimos anos uma variedade de metodologias que se propõem avaliar o ciclo de vida de um edifício na sua fase de projecto, considerando as três dimensões principais que compõem o conceito de sustentabilidade: ambiental, económica e sociocultural. Nesse sentido, e no seguimento do desenvolvimento de uma nova metodologia que pretende avaliar os impactes, ao longo do ciclo de vida de edifícios na sua fase de projecto, foi efectuado um estudo para um conjunto de sistemas de macro-componentes que integram lajes de pavimentos de edifícios metálicos. Este foi levado a cabo com objectivo de constituir uma base de dados relativa à estrutura de um edifício, permitindo efectuar uma avaliação por m² de macro-componente, do desempenho ambiental e económico do seu ciclo de vida.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Reposição de equilíbrio financeiro de empreitadas - Análise de casos de estudo

Palavras-chave: reposição do equilíbrio finaneiro,CCP,reclamação,restore financial balance,public contracts code,complaint

O Código dos Contratos Públicos (CCP) regulamenta a possibilidade de se proceder à reposição do equilíbrio financeiro em empreitadas de obras públicas, de modo a que a entidade que executa a obra disponha de uma ferramenta legal para salvaguarda dos seus direitos e garantias, por forma a que possa ser ressarcida dos prejuízos decorrentes de fatores não previstos até à execução da mesma. O Dono da Obra terá de compensar os sobrecustos a que o Empreiteiro esteve sujeito desde que estes ocorram de circunstâncias e/ou fatos estranhos ao Empreiteiro, e introduzam perturbações e/ou dificuldades de execução que alterem os pressupostos contratuais, tais como o preço ou o prazo de execução. Para o desenvolvimento deste trabalho será analisada a legislação em vigor e a investigação existente nesta área. Posteriormente serão estudados casos concretos de litígios entre Donos das Obras e Empreiteiros, por forma a tipificar os condicionalismos mais recorrentes nas empreitadas de obras públicas, tentando ainda estabelecer uma relação entre um determinado tipo de obra e os condicionalismos que lhe estão associados. Com base nesse estudo serão explicitados os condicionalismos mais relevantes e serão identificadas as justificações técnicas e legais que servirão de fundamento ao respetivo pedido de reequilíbrio financeiro. Por fim será exposto um método para a determinação dos sobrecustos, seguido da sugestão de elaboração e organização de um pedido de reequilíbrio financeiro. Com a elaboração deste trabalho pretende-se detetar debilidades e pontos fortes em todos os procedimentos, quer por parte do Dono da Obra, quer por parte do Empreiteiro. No primeiro caso pretender-se-á minimizar os litígios e os seus custos, e no segundo concluir sobre quais as formas mais eficazes de maximizar proventos.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Camadas estruturais de pavimentos rodoviários tratadas com cimento

Palavras-chave: Pavimento rodoviário

A irregular consideração em projecto da solução de camadas estruturais tratadas com cimento não tem produzido a discussão do tema e o aprofundamento da aplicação desta solução como pratica corrente. A presente tese tem como objetivo a abordagem a uma técnica construtiva pouco utilizada em Portugal, principalmente em obras rodoviárias de grande dimensão como autoestradas e itinerários principais. O documento pretende abordar o conceito desde o estudo da sua aplicabilidade, passando pelas metodologias de fabrico, execução em obra, controlo de qualidade e análise global da solução. A simples discussão do tema, a análise das suas especificidades e a sua pratica permitirão no futuro um melhor domínio deste técnica e possivelmente a compilação da experiencia de todas as entidades envolvidas nesta solução, podendo transformar o conhecimento aprofundado do tema numa técnica corrente no setor rodoviário e ferroviário em Portugal.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Modelos decisionais para a gestão de sistemas aquíferos

Palavras-chave: Programação Não Linear Inteira Mista,Planeamento e Gestão de Sistemas Aquíferos,Mixed Integer Non-Linear Programming,Planning and Management of Aquifer Systems

É de conhecimento geral que o consumo de água no mundo tem vindo a aumentar significativamente nos últimos anos. Este aumento deve-se quer a razões que se prendem com o crescimento populacional, industrial ou agrícola ou simplesmente pela mudança dos hábitos da população. Independentemente do motivo, esses aumentos obrigam a que se mobilizem todos os recursos potencialmente disponíveis. Neste contexto é importantíssimo o complemento das águas subterrâneas às superficiais. No entanto o uso dos recursos subterrâneos exigem, na sua maioria, investimentos avultados, pelo que o seu planeamento se torna cada vez mais necessário. Para esta dissertação, sabendo de antemão que 99% do abastecimento de água no concelho de Palmela se deve à exploração de águas subterrâneas, propôs-se como objetivo principal apresentar uma proposta de localização de captações para extração de águas subterrâneas juntamente com uma estimativa dos custos para efeitos de planeamento de infraestruturas e sua exploração ao longo de 20 anos. Para isso foi criado um modelo decisional, de programação não linear inteira mista, que foi resolvido através do solver DICOPT, presente no software comercial GAMS. Este solver, apesar de ter apresentado valores coerentes para tempos de simulação curtos, apenas o fez para starting points próximos da solução que viria a ser designada por solução final.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Avaliação experimental do comportamento dinâmico e acústico de pavimentos mistos madeira-betão

Palavras-chave: Pavimento de edifícios,Isolamento sonoro

Os pavimentos mistos madeira-betão são uma das soluções crescentemente empregues como solução de reabilitação, de pavimentos de madeira. Esta solução tem vantagens importantes quer em termos de utilização, quer em termos de segurança aos estados limites últimos. De entre as vantagens de comportamento em situação de utilização destacam-se a menor ocorrência de vibrações ou o maior isolamento acústico aos sons aéreos. Relativamente a questões de segurança destacam-se a maior capacidade de carga que estas soluções apresentam relativamente aos pavimentos de madeira simples. Este trabalho tem como objectivo a avaliação dos ganhos que podem ser esperados com este tipo de solução, em termos dos aspectos relacionados com a utilização, nomeadamente rigidez dinâmica e isolamento sonoro. Tal será conseguido através da realização de ensaios experimentais dinâmicos e sonoros. Estes serão realizados inicialmente em configurações com uso de madeira isolada e posteriormente em configurações mistas madeira-betão obtidas usando os elementos de madeira anteriormente testados. Os resultados obtidos são sempre que possível comparados com outras soluções de referência, bem como, com resultados obtidos através de modelos disponíveis, nomeadamente os modelos regulamentares.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias