Obras Marítimas

Código:

M.EC019

Sigla:

OM

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Hidráulica

Ocorrência: 2024/2025 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Civil e Georrecursos
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Engenharia Civil

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M.EC	20	Plano de estudos oficial	2	-	6	45,5	162

Língua de trabalho

Inglês

Objetivos

A Engenharia Costeira e Portuária tem uma importância estratégica para Portugal, que tem uma zona costeira com mais de 1800 km de extensão exposta ao Oceano Atlântico e, portanto, a ações importantes do ambiente marítimo (ondas, vento, marés e correntes), que se espera venham a aumentar no futuro devido aos efeitos das alterações climáticas. Consequentemente, os riscos costeiros tenderão a aumentar, situação que é especialmente importante tendo em conta que 75% da população vive no litoral. Por outro lado, os portos marítimos são fundamentais para o transporte de mercadorias e importantes impulsionadores do crescimento económico, sendo que aproximadamente 75% do comércio externo da União Europeia passa por estas infraestruturas, que são constantemente confrontadas com novos desafios, designadamente com a necessidade de se modernizarem e de ajustarem os seus serviços ao mercado.

Neste enquadramento, a UC de Obras Marítimas visa:

• Entender as especificidades do planeamento de instalações portuárias e de sistemas de defesa costeira e os seus impactes ambientais;
• Conceber e dimensionar estruturas costeiras e portuárias com base no conhecimento dos fenómenos de interação entre a agitação marítima e as fronteiras sólidas.

Resultados de aprendizagem e competências

• Compreender as condicionantes e especificidades associadas ao planeamento das instalações portuárias e dos sistemas de defesa costeira.


• Saber dimensionar estruturas de acostagem e amarração, quebramares verticais e de taludes, de acordo com as principais normas e recomendações nacionais e internacionais, com destaque para o funcionamento hidráulico-estrutural, aspetos construtivos e manutenção ao longo da sua vida útil.


• Conhecer as dinâmicas e especificidades do ambiente marítimo-portuário, da hidrodinâmica marítima e da hidromorfologia costeira e a sua influência na conceção e dimensionamento das intervenções e estruturas costeiras e portuárias, considerando também o contexto de adaptação aos efeitos das alterações climáticas.


• Conhecer e saber caracterizar o impacto da variabilidade climática e alterações climáticas nas zonas costeiras.


• Compreender a importância de uma avaliação integrada dos impactos ambientais associados aos projetos de Engenharia Costeira.


• Compreender a importância da modelação física e numérica para a simulação dos principais processos marítimos e costeiros. Aplicação dessas ferramentas a casos concretos.


• Estar familiarizado com a conceção, projeto, execução, monitorização e manutenção de diversos tipos de estruturas portuárias e costeiras, tendo por base conhecimentos de hidrodinâmica marítima e de hidromorfologia costeira.


• Desenvolver sentido crítico, autonomia de ação e capacidade de diálogo com outras especialidades, identificar boas e más práticas, relacionar aspetos de projeto com a construção e a manutenção, projetar e calcular reconhecendo as potencialidades e as limitações das ferramentas disponíveis.


• Conhecer e saber aplicar as principais recomendações e normas internacionais para o dimensionamento de estruturas costeiras e portuárias.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Será desejável que os estudantes tenham obtido aprovação nas Unidades Curriculares da Área Científica de Hidráulica, nas Unidades Curriculares da área da Matemática e Física e nas Unidades Curriculares de Estruturas e Geotecnia. É necessária a frequência da Unidade Curricular Hidráulica Marítima e Costeira.

Programa

1. Infraestruturas portuárias. Configuração geral de um porto. Sistemas intermodais. Acessibilidades. Tipologias de navios. Planeamento portuário. Equipamentos portuários. Terminais especializados e operações portuárias.


2. Ressonância portuária. Seichas. Definição da configuração em planta da bacia portuária. Condicionantes. Dragagens. Segurança.


3. Manuais e normas para o pré-dimensionamento de intervenções costeiras e portuárias (e.g., exemplo, SPM, CEM, Rock Manual, ROM, British Standards, Japanese Standards)


4. Estruturas Portuárias de Acostagem e Amarração. Aspetos gerais de conceção e pré-dimensionamento. Funcionamento hidráulico e estrutural. Dispositivos de acostagem e amarração. Layouts de amarração. Ações de base para o dimensionamento. Combinação de ações. Verificações de segurança. Dimensionamento de defensas portuárias. Dinâmica de navios amarrados e relação com eficiência e a segurança das operações no cais. Limites admissíveis para os movimentos. Aspetos construtivos.


5. Quebramares de taludes: desempenho hidráulico e estrutural, dimensionamento e aspetos construtivos. Pré-dimensionamento hidráulico-estrutural. Códigos e orientações para o dimensionamento. Cabeça e perfil transversal da secção corrente. Determinação do peso dos blocos do manto resistente. Definição e cálculo de elementos-tipo de um perfil um perfil transversal: risberma e superestrutura. Fases de construção e equipamentos. Análise de estudos de caso.


6. Quebramares verticais: desempenho hidráulico e estrutural, projeto, aspetos construtivos. Caixotões. Seção transversal tipo. Proteção contra infraescavações. Controle de reflexão. Fases de construção. Análise de estudos de caso.


7. Transporte sedimentar e balanços de massa. Erosões e assoreamentos. Erosão Costeira. Causas e medidas de mitigação. Dinâmica de perfis transversais de praia.


8. Conceção e dimensionamento de intervenções de defesa costeira. Vantagens e desvantagens. Estruturas destacadas. Revestimentos. Esporões. Estruturas de coroamento a cota baixa. Operações de alimentação artificial com areia. Soluções baseadas na natureza. Fases de construção. Análise de casos de estudo.


9. Redução de riscos das frentes costeiras (e.g., inundações e galgamentos). Soluções de mitigação. Avaliação de galgamentos. Aplicação da ferramenta neuronal NN-Overtopping2.


10. Processo de concurso de projeto. Avaliação de impactes ambientais de obras portuárias e de defesa costeira. Análise de casos de estudo.


11. Modelação física e numérica aplicada a problemas de proteção costeira. Leis de semelhança. Efeitos de escala e de laboratório. Testes experimentais. Tipos de modelos numéricos. Vantagens e limitações.

Bibliografia Obrigatória

; Bibliografia fornecida aos estudantes em suporte digital (página da Unidade Curricular no SIFEUP) ou em papel
Army Corps of Engineers United States of America; Coastal engineering manual. ISBN: 978-1-60119-026-0
CIRIA, CUR, CETMEF; The Rock Manual. The use of rock in hydraulic engineering (2nd edition), CIRIA, 2007. ISBN: 978-0-86017-683-1
Van der Meer, J.W., Allsop, N.W.H., Bruce, T., De Rouck, J., Kortenhaus, A., Pullen, T., Schüttrumpf, H., Troch, P. and Zanuttigh, B.; Manual on wave overtopping of sea defences and related structures. An overtopping manual largely based on European research, but for worldwide application, 2018
Goda, Y.; Random Seas and Design of Maritime Structures. Advanced Series on Ocean Engineering, World Scientific, Singapore, 2000. ISBN: 981-02-3256-X

Bibliografia Complementar

EAU; Recommendations of the Committee for Waterfront Structures: Harbours and Waterways, 1996
Kamphuis, J. W.; Introduction to Coastal Engineering and Management. Advanced Series on Ocean Engineering, World Scientific, 2020. ISBN: 978-981-12-0799-0

Observações Bibliográficas

A bibliografia é apresentada para cada temática lecionada.

Bibliografia fornecida aos estudantes em suporte digital (página da Unidade Curricular no SIFEUP).

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

As matérias serão expostas nas aulas Teóricas (T) usando recursos multimédia e o quadro, recorrendo a exercícios-tipo, exemplos práticos e também resultados de investigação. Posteriormente, nas aulas Teórico-Práticas, será feita a análise e a resolução de exercícios selecionados e a aplicação das metodologias de cálculo a casos de estudo reais. De referir, ainda, a consulta de elementos de apoio de estudos e projetos de engenharia costeira. Todas as aulas têm controlo de assiduidade.

As visitas de estudo a intervenções em execução ou já concretizadas complementam a aprendizagem em sala de aula. A aula laboratorial visa consolidar as matérias já apreendidas, através da realização de experiências e onde se inclui a geração, registo e análise de dados de ondas regulares e irregulares bem como a avaliação da reflexão.

Nota: a realização de visitas de estudo e de aulas laboratoriais está dependente das condições e restrições existentes em cada ano letivo.

Software

NN-Overtopping2

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia marítima > Estruturas costeiras
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia marítima
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia civil > Engenharia hidraúlica
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia civil > Engenharia de infra-estruturas

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	75,00
Trabalho prático ou de projeto	25,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	98,00
Frequência das aulas	45,50
Trabalho escrito	24,50
Total:	168,00

Obtenção de frequência

A obtenção de classificação final exige o cumprimento de assiduidade à unidade curricular. Considera‐se que um estudante cumpre a assiduidade a uma unidade curricular se, tendo estado regularmente inscrito, não exceder o número limite de faltas correspondente a 25% das aulas previstas.

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final é definida com base num trabalho prático (TP) e numa prova de avaliação (PA), que têm carácter obrigatório. Estas componentes têm um peso de 25% e 75%, respetivamente.

A prova de avaliação, a realizar sem consulta, inclui uma parte teórica e uma parte prática (com formulário), e terá uma duração total máxima de 180 minutos (classificação de 0 a 20 valores, arredondada às décimas: teórica – 50%; prática – 50%).

Os assuntos a incluir na prova de avaliação serão definidos em cada ano e comunicados atempadamente aos estudantes.

A classificação final, CF, resulta da seguinte fórmula de cálculo:

CF = TPx25% + PAx75%, escala 0 a 20 valores, arredondada à unidade.

Onde,

TP – Classificação do trabalho prático,

PA – Classificação da prova de avaliação a realizar no dia do exame da época normal.

 

NOTA 1: TODOS os estudantes inscritos na unidade curricular são classificados de acordo com este método.

NOTA 2: A Época de Recurso (ER) é constituída pela prova de avaliação (PA), a realizar durante a época de exames, em dia a definir.

NOTA 3: Os exames especiais comportam a TOTALIDADE da matéria.

NOTA 4: As condições de realização das provas de avaliação poderão ser ajustadas no futuro em função das restrições que possam surgir, por exemplo relacionadas com a pandemia COVID-19.

Provas e trabalhos especiais

Trabalhos experimentais a realizar numa aula laboratorial de demonstração, conforme descrito nos “Métodos de Ensino” (A definir em cada ano em função dos trabalhos em curso e das condições existentes e eventuais restrições).

Trabalho de estágio/projeto

Não aplicável.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os Estudantes com Estatutos Especiais são classificados de acordo com o método estabelecido em “Cálculo da Classificação Final”, EXCEPTO quando se submetem a exame em Época Especial. Neste caso, os Estudantes são avaliados em momento único, o qual consistirá de um exame classificado de 0 a 20 valores englobando a TOTALIDADE da matéria (cotações: Teórica – 10 valores; Prática – 10 valores).

Melhoria de classificação

Os Estudantes que já tenham obtido aprovação podem efetuar MELHORIA DE CLASSIFICAÇÃO, uma única vez, nas seguintes condições:

(i)  realizando a prova de avaliação (PA) da Época de Recurso (ER) do ano em que obtiveram aprovação à UC;

(ii) realizando uma prova de avaliação após a ER do ano letivo em que obtiveram aprovação à UC.

A Classificação Final na Unidade Curricular é a mais elevada, entre aquela que havia sido obtida inicialmente e a que resultar da melhoria de classificação efetuada.

Observações

REGRAS ESPECIAIS PARA ESTUDANTES EM MOBILIDADE:
Frequência de disciplinas de graduação introdutórias às temáticas versadas na presente unidade curricular.

 

TEMPO DE TRABALHO ESTIMADO FORA DAS AULAS:
4 horas/semana.