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Do ponto de vista tecnológico, as vias de alta velocidade são sistemas muito complexos, abrangendo diferentes valências quer tecnológicas quer sociais. O desenvolvimento de redes de alta velocidade na Europa e Ásia tem sido acompanhado por projectos de investigação com o intuito de avaliar, em particular, os potenciais impactos do ruído e vibrações associados a estes sistemas de transporte. Problemas como vibrações do próprio comboio, vibrações do terreno, e efeitos dinâmicos sobre as estruturas situadas perto da via são muito mais importante no caso do tráfego a alta velocidade do que em situações convencionais. Neste momento urge o desenvolvimento de metodologias de análise global destes efeitos a fim de garantir a segurança e conforto dos passageiros e evitar eventuais problemas em construções próximas que possam ser afectadas por ruído e vibrações induzidas geradas pelo tráfego. O principal objectivo do projecto proposto é criar valor acrescentado através da previsão precisa das vibrações e ruído gerados pelo tráfego de comboios de alta velocidade. Este projecto abrange o melhoramento e desenvolvimento do modelos semi-analíticos e numéricos, com carácter tridimensional, para a simulação da propagação de ondas em meios sólidos estratificados ou fluidos, geradas pela circulação de comboios de alta velocidade. A propagação das ondas 3D será simulada recorrendo a técnicas no domínio da frequência/número de onda em que a tridimensionalidade do problema é descrita através da resolução de diversos problemas bidimensionais para diferentes números de onda. A utilização desta técnica é justificada pelo facto da tridimensionalidade do problema exigir recursos computacionais muito elevados, sendo este problema minimizado através da resolução de vários problemas bidimensionais, estando no entanto garantida a tridimensionalidade do problema. Esta abordagem é frequentemente designada por 2.5D. Os modelos existentes à data no seio da equipa, baseados nos métodos dos element  |
Summary
Do ponto de vista tecnológico, as vias de alta velocidade são sistemas muito complexos, abrangendo diferentes valências quer tecnológicas quer sociais. O desenvolvimento de redes de alta velocidade na Europa e Ásia tem sido acompanhado por projectos de investigação com o intuito de avaliar, em particular, os potenciais impactos do ruído e vibrações associados a estes sistemas de transporte. Problemas como vibrações do próprio comboio, vibrações do terreno, e efeitos dinâmicos sobre as estruturas situadas perto da via são muito mais importante no caso do tráfego a alta velocidade do que em situações convencionais. Neste momento urge o desenvolvimento de metodologias de análise global destes efeitos a fim de garantir a segurança e conforto dos passageiros e evitar eventuais problemas em construções próximas que possam ser afectadas por ruído e vibrações induzidas geradas pelo tráfego. O principal objectivo do projecto proposto é criar valor acrescentado através da previsão precisa das vibrações e ruído gerados pelo tráfego de comboios de alta velocidade. Este projecto abrange o melhoramento e desenvolvimento do modelos semi-analíticos e numéricos, com carácter tridimensional, para a simulação da propagação de ondas em meios sólidos estratificados ou fluidos, geradas pela circulação de comboios de alta velocidade. A propagação das ondas 3D será simulada recorrendo a técnicas no domínio da frequência/número de onda em que a tridimensionalidade do problema é descrita através da resolução de diversos problemas bidimensionais para diferentes números de onda. A utilização desta técnica é justificada pelo facto da tridimensionalidade do problema exigir recursos computacionais muito elevados, sendo este problema minimizado através da resolução de vários problemas bidimensionais, estando no entanto garantida a tridimensionalidade do problema. Esta abordagem é frequentemente designada por 2.5D. Os modelos existentes à data no seio da equipa, baseados nos métodos dos elementos finitos (FEM) e elementos de fronteira (BEM) formulados em 2.5D, (têm em conta os mecanismos de interacção comboio-via-maciço) serão melhorados a fim de se tornarem mais abrangentes e precisos.
Especial ênfase será dedicada ao desenvolvimento e implementação de uma formulação BEM com capacidade de simular eficientemente geometrias irregulares contendo descontinuidades, estruturas enterradas e barreiras acústicas. A propagação do som será simulada tendo em consideração a interacção fluido-sólido, o que constitui um complemento ao trabalho anteriormente realizado. Além disso, para reduzir os tempos de cálculo, propõe-se o recurso ao Método das Soluções Fundamentais (MFS) que deverá ser conjugado/acoplado à formulação do BEM. Atendendo à complexidade dos problemas envolvidos na presente proposta de investigação, a validação experimental dos modelos desenvolvidos é um factor preponderante na avaliação do sucesso das metodologias propostas. Para cobrir esse aspecto está contemplado no presente projecto o desenvolvimento e a implementação de um campo experimental na linha férrea nacional. Nesse campo experimental serão aplicadas diversas técnicas inovadoras no sentido de obter uma caracterização geotécnica rigorosa. Para além disso, o sistema comboio-via-maciço-ar será monitorizado durante a passagem de diferentes tipos de comboio, utilizando técnicas de elevada precisão (lasers, câmaras de filmar de alta resolução, etc.).
A visão global do presente projecto permite concluir que abrange os três principais factores do triângulo de desenvolvimento de novos modelos: i) formulação teórica, ii) caracterização dos elementos envolvidos, iii) validação experimental. Com esta abordagem, espera-se que os resultados da investigação proposta contribuam para a definição e caracterização de opções técnicas para a previsão e mitigação de vibrações e ruído induzidos pelo tráfego de comboios de alta velocidade. |