Instrumentação e Observação de Obras

Código:

MESTEC22

Sigla:

IOO

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Construção Civil e Engenharia Civil

Ocorrência: 2023/2024 - 1S

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

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MESTEC	2	Plano Oficial	2	-	6	49	162

Língua de trabalho

Português e inglês

Objetivos

JUSTIFICAÇÃO:
A Observação de Obras é um meio cada vez mais reconhecido como essencial para a avaliação do seu comportamento e da sua segurança estrutural. A consciencialização dos efeitos económicos e sociais determinados pelo envelhecimento das estruturas, deterioração e avarias, associada aos recentes desenvolvimentos tecnológicos na área da instrumentação leva a um crescente desenvolvimento e aplicação de sistemas de observação frequente ou contínua para o aumento da vida útil ou definição de estratégias de reparação.

OBJECTIVOS:
- Transmitir conhecimentos básicos relacionados com a utilização de equipamentos de ensaio para observação do comportamento de novos materiais e estruturas em diversas fases da construção.
- Apresentar as técnicas não destrutivas utilizadas no diagnóstico e na avaliação da segurança estrutural.
- Realçar a importância da Observação mediante a apresentação de diversos “case studies”.

Resultados de aprendizagem e competências

Conhecimento: Conhecer os principais sistemas de medição e equipamentos automáticos de aquisição de sinal. Definir as suas especificações os seus campos de aplicação em obra. Identificar e relacionar os diferentes ensaios e técnicas não destrutivas para caracterização de novos materiais e para diagnóstico de avarias estruturais.

Compreensão: Interpretar e avaliar os elementos que fazem parte de projetos de monitorização estrutural. Selecionar os instrumentos associados, identificando o seu desempenho em termos de funcionalidade, eficácia e economia.

Aplicação: Aplicação de diferentes sistemas e instrumentação de ensaio na caracterização de novos materiais e na observação da integridade estrutural, identificando e comparando a sua adequação em relação aos objetivos pretendidos.

Análise: Analisar e criticar projetos de inspeção. Relacionar os resultados obtidos por diferentes metodologias de avaliação.

Avaliação: Criticar as metodologias utilizadas e antever estratégias de avaliação e diagnóstico.

Projeto em Engenharia: Lidar com situações reais de monitorização e avaliar de forma crítica a informação associada.

Investigação em Engenharia: Contactar com a aplicação das técnicas de observação do comportamento estrutural a trabalhos de investigação no domínio da Engenharia Civil.

Prática em Engenharia: Contactar e participar em casos reais de observação/diagnóstico.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

1. Introdução
Apresentação da disciplina e seu modo de funcionamento.
Técnicas e métodos utilizados na análise experimental e a sua aplicação à observação de obras de engenharia civil.
Importância da observação de obras nas diferentes fases da sua vida (projeto, construção, serviço, reparação e reforço).

2. Metrologia dimensional
Instrumentação de medição: cadeia de medição; transdutores e sensores.
Qualidade da medição: incerteza e erro; erros aleatórios e erros sistemáticos; correção da medida.
Características gerais de transdutores.
Calibração de transdutores

3. Medição de deslocamentos, extensões, forças e temperaturas
Tipos de transdutores de deslocamento. Princípios de funcionamento. Propriedades e especificações.
Tipos de extensómetros. Princípios de funcionamento. Propriedades e especificações.
Tipos de transdutores de força. Princípios de funcionamento. Propriedades e especificações.
Tipos de transdutores de temperatura. Princípios de funcionamento. Propriedades e especificações.

4. Técnicas não destrutivas de inspeção e diagnóstico de estruturas de betão
Mecanismos de degradação as estruturas de betão armado.
Técnicas não destrutivas de ensaio para avaliação do estado de conservação de estruturas de betão armado.

5. Observação do comportamento a longo prazo de estruturas
Sistemas de monitorização para avaliação do comportamento durante a construção e em fase de serviço.
Ensaios de carga em obras de arte e edifícios.
Monitorização da durabilidade das estruturas de betão armado.

6. Técnicas de observação dinâmica de estruturas.
Caracterização de um sistema de excitação e medição de vibrações em estruturas. Aplicações mais comuns do ponto de vista de caracterização de ambientes vibratórios, do ponto de vista da integridade estrutural ou do conforto humano.
Conceitos básicos de Análise e Processamento de Sinal. Erros de "leakage" e de "aliasing". Obtenção de estimativas espectrais simples e médias. Estimativa de funções de transferência.
Introdução à Identificação Modal Input-Output. Realização de Ensaios de Vibração Ambiental. Apresentação de exemplos de aplicação, tendo em vista a calibração e validação experimental de modelos numéricos.

7. Instrumentação e observação de obras geotécnicas. 
Particularidades da instrumentação e observação de obras geotécnicas. Instrumentação geotécnica. Determinação in situ das propriedades dos solos e rochas. Equipamentos e métodos de medição. Observação em obra. Casos práticos.


Conteúdo científico – 40%
Conteúdo tecnológico – 60%.

DEMONSTRAÇÃO DA COERÊNCIA DOS CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS COM OS OBJETIVOS DA UNIDADE CURRICULAR:
A Observação de Obras é um meio cada vez mais reconhecido como essencial para a avaliação do seu comportamento e da sua segurança estrutural. A consciencialização dos efeitos económicos e sociais determinados pelo envelhecimento das estruturas, deterioração e avarias, associada aos recentes desenvolvimentos tecnológicos na área da instrumentação leva a um crescente desenvolvimento e aplicação de sistemas de observação frequente ou contínua para o aumento da vida útil ou definição de estratégias de reparação. O programa visa também a familiarização com algumas técnicas de instrumentação e monitorização geotécnica.

Bibliografia Obrigatória

James W. Dally, William F. Riley, Kenneth G. McConnell; Instrumentation for engineering measurements. ISBN: 0-471-55192-9
Luca Bertolini... [et al.]; Corrosion of steel in concrete. ISBN: 3-527-30800-8

Observações Bibliográficas

Complementarmente aos livros indicados como "Bibliografia Obrigatória", serão disponibilizados aos estudantes elementos de apoio em suporte digital, na página Moodle da UC.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas de exposição e discussão sobre as matérias apresentadas e afins, com projeção de slides disponibilizados na página da UC e esclarecimento de questões levantadas pelos estudantes. Aulas teórico-práticas com realização de trabalhos práticos, individuais ou de grupo. Resolução de fichas de exercícios para aplicação dos conhecimentos adequiridos. Aulas de demonstração laboratorial, para exemplificação de técnicas e procedimentos de medição. Discussão e interpretação crítica dos resultados.

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

Aplicação dos diferentes sistemas e instrumentação de ensaio na caracterização de novos materiais e na observação da integridade estrutural, identificando e comparando a sua adequação em relação aos objetivos pretendidos. Analisar e criticar projetos de inspeção. Relacionar os resultados obtidos por diferentes metodologias de avaliação. Propor novas abordagens para avaliação da integridade estrutural e aumento da vida útil. Criticar as metodologias utilizadas e antever estratégias de avaliação e diagnóstico. Lidar com situações reais de monitorização e avaliar de forma crítica a informação associada. Explorar novos instrumentos de avaliação estrutural.

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia civil > Engenharia estrutural
Ciências Tecnológicas > Tecnologia > Tecnologia da instrumentação

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	75,00
Teste	25,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	60,00
Frequência das aulas	42,00
Total:	102,00

Obtenção de frequência

A obtenção de classificação final exige o cumprimento de assiduidade à unidade curricular, conforme estabelecido nas regras de avaliação do curso. 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 classificação final é definida com base numa avaliação distribuída, que consiste em dois testes a realizar durante o período de aulas, e num exame final. O primeiro teste de avaliação distribuída incide sobre o conteúdo dos capítulos 2 a 5 do programa. O segundo teste incide sobre os conteúdos do capítulo 6. A avaliação distribuída tem carácter opcional. Todas as componentes de avaliação são expressas na escala de 0 a 20 valores.

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

CF = max {CT ; EF}

onde,

CT = 25% x ( CAD1 + CAD2) / 2 + 75% x EF

CAD1 – classificação do teste 1 de avaliação distribuida, a realizar durante uma aula previamente agendada;
CAD2 – classificação do teste 2 de avaliação distribuida, a realizar durante uma aula previamente agendada;
EF – classificação do exame final a realizar nas Épocas Normal e/ou de Recurso.


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

NOTA 2: Os estudantes que frequentaram a unidade curricular no ano letivo anterior não poderão manter a classificação da componente distribuída de avaliação.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

A avaliação de conhecimentos para os Estudantes que requerem Exames Especiais, ao abrigo das Regras de Avaliação da FEUP, será efetuada exclusivamente num momento único por realização de um exame escrito e sem consulta.

Melhoria de classificação

Só têm acesso à melhoria de Classificação Final os estudantes que já tenham aprovação à UC e estejam devidamente inscritos para o efeito na Secretaria Geral de Graduação da FEUP. A melhoria de Classificação será efetuada exclusivamente num momento único por realização de um exame escrito e sem consulta. A “Classificação Final” será o maior valor entre a classificação obtida na aprovação anterior à UC e a classificação obtida no presente Exame de Melhoria.