Carvalho werd professioneel atleet in 2011. Hij was in 2008 al Europees kampioen veldlopen geworden bij de junioren. Dit deed hij in 2011 over bij de beloften (atleten U23). Carvalho werd in datzelfde jaar Europees kampioen bij de beloften op de 1500 m. Op de Europese baankampioenschappen van 2012 behaalde hij een zilveren medaille op de 1500 m na Henrik Ingebrigtsen. Op de Olympische Spelen van dat jaar werd hij uitgeschakeld in de halve finale.