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Aproveitamentos Hidráulicos

Código: M.EC016     Sigla: AH

Áreas Científicas
Classificação Área Científica
OFICIAL Hidráulica

Ocorrência: 2024/2025 - 1S Ícone do Moodle

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 18 Plano de estudos oficial 2 - 6 45,5 162

Docência - Responsabilidades

Docente Responsabilidade
Paulo Jorge Rosa Santos Regente
Elsa Maria da Silva Carvalho Regente

Docência - Horas

Teóricas: 2,00
Teórico-Práticas: 1,35
Práticas Laboratoriais: 0,15
Tipo Docente Turmas Horas
Teóricas Totais 1 2,00
Paulo Jorge Rosa Santos 0,50
Elsa Maria da Silva Carvalho 1,50
Teórico-Práticas Totais 1 1,35
Paulo Jorge Rosa Santos 0,50
Elsa Maria da Silva Carvalho 0,85
Práticas Laboratoriais Totais 1 0,15
Elsa Maria da Silva Carvalho 0,15

Língua de trabalho

Inglês

Objetivos

OBJETIVOS:
Transmitir os conceitos e conhecimentos fundamentais relativos aos vários componentes dos aproveitamentos hidráulicos. Apresentar e caracterizar os principais elementos constituintes, realçando as principais questões hidráulicas do seu dimensionamento.

 

JUSTIFICAÇÃO:

As matérias lecionadas na unidade curricular de Aproveitamentos Hidráulicos têm uma importância significativa para a Engenharia Civil e são fundamentais na preparação dos futuros Mestres. Dotar de conhecimentos detalhados sobre as técnicas e metodologias que envolvem a construção, o projeto e o dimensionamento dos seus componentes, é essencial para profissionais da área dos aproveitamentos hidráulicos. Esses assuntos correspondem no geral, com as devidas extensões, a aplicações de matérias lecionadas em unidades curriculares anteriores do tronco comum da L.EC, designadamente Hidráulica 1 e 2 e Hidrologia e Hidráulica Urbana.

Resultados de aprendizagem e competências

Conhecer e aplicar os regulamentos; Dimensionar, interpretar e verificar o funcionamento hidráulico de obras de desvio provisório do rio; Verificar a segurança de um aproveitamento hidráulico assente sobre leitos móveis em relação aos fenómenos associados à percolação sob a sua fundação; Dimensionar e verificar o correto funcionamento hidráulico dos diferentes órgãos dos aproveitamentos hidráulicos (descarregadores de cheias, descargas auxiliares e de fundo, bacias de dissipação de energia, circuito hidráulico, etc); Conhecer e pré-selecionar o equipamento hidromecânico para um aproveitamento hidráulico; Conhecer o Plano de Observação de Barragens; Analisar a estabilidade de açudes e pilares.

Modo de trabalho

Presencial

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

A não frequência e/ou aprovação nas unidades curriculares de Hidráulica 1, Hidráulica 2 e Hidrologia e Hidráulica Urbana pode conduzir a dificuldades acrescidas.

Programa

Capítulo 1 – Classificação e tipologia dos aproveitamentos hidroelétricos. Tipos de Barragens. Regulamento de segurança de Barragens, Normas de projeto de barragens, Normas de construção de barragens e Normas de observação e inspeção de barragens.


Capítulo 2 – Desvio provisório de um rio. Condicionalismos de Projeto. Ensecadeiras. Desvio do Caudal por contração lateral e por galeria. Métodos construtivos (Paredes Moldadas). Software HEC-RAS.


Capítulo 3 – Análise da percolação sob barragens em leitos móveis. Métodos de Blight e de Lane. Método dos coeficientes de resistência. Software SEEP/W.


Capítulo 4 – Órgãos de Descarga. Descarregadores de cheias: Funções, tipos e classificação; Soleiras descarregadoras. Classificação; Amortecimento de cheia no caso de existência de albufeira. Descargas Auxiliares e de Fundo. Equipamentos hidromecânicos.


Capítulo 5 – Dissipação de energia.  Bacias de dissipação por ressalto hidráulico e por trampolim submerso. Dissipação por jatos. Dissipação por macrorugosidades e por impacto. Descarregadores em degraus.


Capítulo 6 – Circuito hidráulico: tomadas de água; conduta forçada (questões hidráulicas e dimensionamento económico); Chaminés de Equilíbrio. Reforço de potência.


Capítulo 7 – Plano de observação de barragens. Rotura de Barragens.


Capítulo 8 – Análise da estabilidade de elementos estruturais (açudes e pilares).

 

DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DOS CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS COM OS OBJETIVOS DA UNIDADE CURRICULAR:


Os conteúdos programáticos incidem sobre um conjunto de temas que visam transmitir as competências necessárias à conceção, ao projeto e à construção dos Aproveitamentos Hidráulicos, tendo por base as temáticas que foram apresentadas nas unidades curriculares anteriores de Hidráulica, Recursos Hídricos e Ambiente. Os conhecimentos fundamentais relativos aos vários componentes dos aproveitamentos hidráulicos serão apresentados numa perspetiva prática, abrangendo aspetos específicos deste tipo de obras.

Bibliografia Obrigatória

D. L. Vischer, W. H. Hager; Dam hydraulics. ISBN: 0-471-97289-4
por J. Novais-Barbosa; Mecânica dos fluídos e hidráulica geral
P. Novak... [et al.]; Hydraulic structures. ISBN: 0-419-20070-3
Armando Lencastre; Hidráulica de Estruturas, LNEC
Instituto da Água; Curso de Exploração e Segurança de Barragens , 2001
Helena Ramos; Guidelines for design of small hydropower plants

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas Teóricas: Exposição da matéria com utilização de recursos multimédia e do quadro, quando necessário; formulação e resolução de problemas-tipo no final de cada assunto. Consulta de fichas de apoio disponíveis nos conteúdos da página do SIGARRA.


Aulas Teórico Práticas: Distribuição de fichas de exercícios com problemas propostos para resolução, capítulo a capítulo. Estas aulas incluem, ainda, a demonstração e aplicação de software, SEEP/W e HEC/RAS.


Aulas Laboratoriais: A unidade curricular inclui uma aula laboratorial sobre dissipação de energia por jatos, a realizar na instalação experimental existente no Laboratório de Hidráulica da FEUP.


DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DAS METODOLOGIAS DE ENSINO COM OS OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM DA UNIDADE CURRICULAR:

A apresentação de conceitos, princípios e métodos fundamentais associados aos regulamentos, à derivação provisória, ao estudo da percolação, ao dimensionamento dos órgãos de segurança, de dissipação de energia e circuito hidráulico e à estabilidade de barragens e pilares recorre à interpretação de exemplos reais elucidativos. Visa desenvolver o raciocínio técnico e crítico associado aos temas abordados e demonstrar a interligação entre os diferentes componentes de um aproveitamento e as diferentes fases da sua construção.


Desta forma pretende-se estimular no estudante uma atitude e pensamento adequados ao estudo global de um aproveitamento e desenvolver uma base sólida de formação, que permita uma formulação rigorosa dos problemas e uma correta utilização das técnicas aprendidas.

Software

SEEP/W
HEC-RAS

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação Peso (%)
Teste 80,00
Trabalho escrito 20,00
Total: 100,00

Componentes de Ocupação

Designação Tempo (Horas)
Estudo autónomo 100,50
Frequência das aulas 45,50
Trabalho escrito 16,00
Total: 162,00

Obtenção de frequência

A obtenção de classificação final exige o cumprimento de assiduidade à unidade curricular, conforme estabelecido nas regras de avaliação do M.EC. 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% de cada um dos tipos de aulas previstos.

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação final é realizada com base em duas provas escritas de “Avaliação Distribuída” (MT1 e MT2) e dois trabalhos práticos, referentes ao trabalho laboratorial (EP1) e à aplicação de um sofware (HEC-RAS ou SEEP/W) a um caso prático (EP2).


A CLASSIFICAÇÃO FINAL (CF) é obtida pela seguinte expressão:

CF = 0.40 MT1 + 0.40 MT2 + 0.10 EP1 + 0.10 EP2


MT1 e MT2: provas escritas, sem consulta, com parte teórica e parte prática, com a duração total máxima de 3.0 h (classificação de 0 a 20 valores, arredondada às décimas). Cotações: Teórica – 10 valores; Prática – 10 valores.


EP1 e EP2: trabalhos práticos, correspondentes ao trabalho laboratorial e à aplicação de um software (HEC-RAS ou SEEP/W) a um caso prático, com data de entrega a combinar em cada ano (classificação de 0 a 20 valores, arredondada às décimas).

 

 

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, ao abrigo das NGA, os Estudantes são avaliados em momento único, o qual consistirá de uma prova com as características do Exame Final (EF). A classificação do Exame Especial será na base 0-20 valores, arredondada à unidade (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, exclusivamente por Exame Final (EF) a realizar nas duas Épocas (Normal ou de Recurso) imediatamente subsequentes àquela em que obtiveram aprovação.

Sendo a melhoria de classificação realizada exclusivamente por Exame Final (EF) (classificação de 0 a 20 valores, arredondada à unidade) não há lugar a melhoria de classificação das provas de Avaliação Distribuída.

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.

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