Mestrado Integrado em Engenharia Civil Temas para Dissertação 2012/2013

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1 Mestrado Integrado em Engenharia Civil Temas para Dissertação 2012/2013 Orientador: António Armando Lima Sampaio Duarte Tema: Aplicação de nanomateriais na oxidação avançada de poluentes orgânicos Avaliação da eficiência de processos de oxidação avançada na remoção de poluentes orgânicos emergentes e modelação das respetivas cinéticas. O projecto terá os seguintes objectivos específicos: Identificação de poluentes orgânicos emergentes numa origem de água. Caracterização e avaliação de técnicas de oxidação avançada com nanomaterias. Modelação das cinéticas de remoção e de formação de subprodutos. Modelo de simulação das cinéticas de remoção de poluentes orgânicos emergentes; Validação da eficiência dos POA com nanomaterias num sistema à escala real; Equipamento laboratorial para medição de parâmetros de qualidade da água. Bibliografia especializada ( Orientador: António Armando Lima Sampaio Duarte Tema: Caracterização de descargas poluentes na Ribeira de Couros e avaliação da carência de oxigénio nos sedimentos. Construção de uma base de dados relativa à caracterização das principais fontes poluidoras da Ribeira de Couros, incluindo os sedimentos. O projecto terá os seguintes objectivos específicos: Planificação e execução dum programa de monitorização das principais cargas poluentes na Ribeira de Couros. Avaliação da carência de oxigénio nos sedimentos em trechos críticos da ribeira. Avaliação dos impactos dessas descargas no estado de oxigenação da ribeira. Base de dados com a caracterização das principais fontes poluidoras, incluindo sedimentos. Modelação do balanço de OD em trechos críticos da ribeira de Couros. Software de modelação. Bibliografia especializada (

2 Orientador: António Armando Lima Sampaio Duarte Tema: Aplicação de modelação matemática na análise da vulnerabilidade de sistemas de abastecimento de água. Aplicação a um caso de estudo. Validação do modelo de aplicação da Teoria da Vulnerabilidade (TV) a redes reais de abastecimento de água com contribuições para o seu desenvolvimento. O projecto terá os seguintes objectivos específicos: Desenvolvimento da aplicação da TV a rede de abastecimento de água, em termos de avaliação de desempenho hidráulico e da incorporação da componente qualidade da água. Validação do modelo matemático existente através da avaliação da vulnerabilidade de redes reais em diferentes cenários de exploração. Aplicação a um caso de estudo. Identificação das zonas mais vulneráveis de sistemas de abastecimento de água e mapeamento do risco para a priorização de intervenções. Software de modelação. Bibliografia especializada. ( Orientador: António Armando Lima Sampaio Duarte Tema: Modelação matemática do impacto de descargas em sistemas estuarinos. Avaliação do impacto de descargas de ETAR na qualidade da água no estuário de rio Mondego em diferentes cenários hidrodinâmicos e dos respetivos tempos de residência. O projeto terá os seguintes objectivos específicos: Desenvolvimento, actualização e recalibração do modelo MONDEST. Caracterização e avaliação dos impactos das descargas de efluentes das ETAR. Determinação de tempos de residência de poluentes. Modelo de simulação para avaliação de impacto das descargas de ETAR no estuário do rio Mondego. Software de modelação Bibliografia especializada (

3 Orientador: António Armando Lima Sampaio Duarte Tema: Avaliação do risco ecológico da descarga de efluentes hospitalares. Desenvolver uma metodologia de avaliação e controlo do risco ecotoxicológico de águas residuais hospitalares. O projecto terá os seguintes objectivos específicos: Caracterização dos riscos efluentes hospitalares. Selecção e aplicação de métodos de avaliação e controlo do risco decorrente descarga de efluentes hospitalares. Aplicação a um caso de estudo. Proposta de requisitos e recomendações para a descarga de efluentes hospitalares nas redes públicas de drenagem de águas residuais. Bibliografia especializada. ( Orientador: Júlio F. Ferreira da Silva Dissertação tipo Projeto de Investigação Projeto de Investigação: Estratégico do C-TAC Tema: Sistema de captação /filtração para situações de emergência Objetivos: Desenvolvimento em laboratório de tecnologia para construção de sistema de captação / filtração que possa ser usado em situações de emergência Construção de protótipo(s) - Equipa de investigação com trabalho em curso Artigos; Teses; Orientador: Júlio F. Ferreira da Silva Dissertação tipo Projeto de Investigação Projeto de Investigação: Estratégico do C-TAC Tema: Sistema de filtração lenta (biofiltração)

4 Objetivos: Desenvolvimento em laboratório de tecnologia para construção de sistema de filtração lenta (biofiltração) Construção de protótipo(s) - Equipa de investigação com trabalho em curso Artigos; Teses; Orientador: Júlio F. Ferreira da Silva Dissertação tipo Projeto de Investigação Projeto de Investigação: Estratégico do C-TAC Tema: Modelação e gestão de sistemas de captação em sub-leito ou na margem de rio N.B. O tema poderá ser ajustado em função do eventual interessado Objetivos: Caracterização e desenvolvimento de modelos de simulação e de gestão do escoamento e transporte de poluentes / contaminantes em sistemas de captação em sub-leito ou na margem de rio. Quantificação do desempenho do meio subterrâneo na retenção de poluentes / contaminantes. Desenvolvimento de modelo de gestão Artigos; Teses; Orientador: Júlio F. Ferreira da Silva Tema: Modelos estatísticos para a caracterização e previsão de parâmetros indicadores da qualidade da água. Aplicação ao rio Ave N.B. O tema poderá ser ajustado em função do eventual interessado Aplicação de ferramentas estatísticas (por ex: com software SPSS) para o estudo das sucessões cronológicas de parâmetros indicadores da qualidade da água. Modelos para previsão de indicadores da qualidade da água do rio Ave

5 SPSS. Artigos; Teses; Orientador: Júlio F. Ferreira da Silva Tema: Modelos estatísticos para a caracterização e previsão de variáveis hidrológicas. Aplicação à bacia hidrográfica do rio Ave N.B. O tema poderá ser ajustado em função do eventual interessado Aplicação de ferramentas estatísticas (por ex: com software SPSS) para o estudo das sucessões cronológicas de variáveis hidrológicas Modelos para previsão de variáveis hidrológicas na bacia do Ave SPSS. Artigos; Teses; Orientador: José Manuel Pereira Vieira Tema: Avaliação e gestão de riscos em mananciais de sistemas de abastecimento de água Construção de uma base de dados com perigos e medidas de controlo em origens de água para consumo humano. O projecto terá os seguintes objectivos específicos: Inventariação de riscos e medidas de controlo num conjunto de sistemas de abastecimento de água da Região Norte. Estabelecimento de riscos prioritários e políticas de mitigação e minimização. Extensão da metodologia criada a outros sistemas nacionais. Base de dados com perigos e medidas de controlo em origens de água de água para consumo humano. Bibliografia especializada.

6 Orientador: José Manuel Pereira Vieira Tema: Estabelecimento de descargas máximas diárias de poluentes numa bacia hidrográfica Construção de um sistema de permissão de descargas máximas diárias de poluentes numa bacia hidrográfica da Região Norte de Portugal. O projecto terá os seguintes objectivos específicos: Inventariação de um conjunto seleccionado de fontes poluidoras numa bacia hidrográfica da Região Norte de Portugal. Estabelecimento de uma política de permissão de descargas poluentes, com recurso a modelação matemática de qualidade da água superficial. Apresentação de um caso de estudo. Protótipo de um modelo integrado de descargas máximas diárias de poluentes numa bacia hidrográfica. Software de modelação. Bibliografia especializada

7 Orientador: José Manuel Pereira Vieira Tema: Sistema de indicadores de vulnerabilidade de origens de água para abastecimento Construção de um sistema de indicadores para estabelecer condições de vulnerabilidade de origens de água para consumo humano. O projecto terá os seguintes objectivos específicos: Inventariação de origens de água para consumo humano à escala regional (Região Norte). Estabelecimento de um sistema de indicadores de vulnerabilidade à contaminação, com recurso a análise multi-critério e a SIG. Apresentação de um caso de estudo. Protótipo de um sistema de indicadores de vulnerabilidade à contaminação aplicado a origens de água para abastecimento público. Bibliografia especializada. Orientador: José Manuel Pereira Vieira Tema: Influência das variáveis meteorológicas nos consumos de água Relacionar a variação do consumo de água em várias cidades com as respectivas características meteorológicas (últimos 10 anos). O projecto terá os seguintes objectivos específicos: Base de dados sobre aspectos meteorológicos (temperatura, humidade, precipitação). Base de dados sobre consumos. Modelo de simulação para o consumo de água em diferentes condições meteorológicas. Bibliografia especializada

8 ; Construções Orientador: José Manuel Pereira Vieira Tema: Custos de infra-estruturas de abastecimento de água Construção de uma base de dados de custos de investimento e de operação de um sistema de abastecimento de água. O projecto terá os seguintes objectivos específicos: Inventariação de custos de investimento de infra-estruturas de sistemas de abastecimento de água; construção de uma estrutura de custos unitários. Inventariação de custos de operação de infra-estruturas de sistemas de abastecimento de água; construção de uma estrutura de custos unitários. Criação de uma ferramenta informática para cálculo de custos unitários de infra-estruturas de abastecimento de água. Bibliografia especializada. ; Construções Orientador: José Manuel Pereira Vieira Tema: Custos de infra-estruturas de águas residuais Construção de uma base de dados de custos de investimento e de operação de um sistema de drenagem e tratamento de águas residuais. O projecto terá os seguintes objectivos específicos: Inventariação de custos de investimento de infra-estruturas de sistemas de drenagem e tratamento de águas residuais; construção de uma estrutura de custos unitários. Inventariação de custos de operação de infra-estruturas de sistemas de drenagem e tratamento de águas residuais; construção de uma estrutura de custos unitários. Criação de uma ferramenta informática para cálculo de custos unitários de infra-estruturas de drenagem e tratamento de águas residuais. Bibliografia especializada. Orientador: Maria Manuela Carvalho de Lemos Lima

9 Hidráulica Fluvial Projeto de Investigação: Erosões localizadas na proximidade de estruturas hidráulicas Tema: Estudo Experimental da Erosão Localizada na Vizinhança de Pilares de Pontes Objectivos e/ou Questões de Investigação: Estudo experimental dos fenómenos da erosão localizada em escoamentos com superfície livre na proximidade de pilares de pontes. O estudo será realizado em canal hidráulico, recorrendo a um modelo do pilar de uma ponte. A dissertação terá os seguintes objetivos específicos: 1. Seleção dos parâmetros experimentais para a realização dos ensaios; 2. Visualização de escoamentos com material sólido em suspensão, em torno de pilares de pontes; 3. Caracterização da erosão localizada na proximidade de pilares de pontes através da recolha de moldes das cavidades de erosão localizada e da sua análise; 4. Análise dos resultados experimentais. Prevê-se com o desenvolvimento desta dissertação: 1. complementar estudos anteriores de forma a verificar a existência de tendências nos resultados experimentais; 2. desenvolver um método experimental adequado para a visualização das estruturas turbulentas do escoamento, que possibilite estabelecer relações com as características das cavidades de erosão localizada; 3. divulgar os resultados obtidos através da submissão de um artigo em revista internacional do ISI. instalação experimental; apoio técnico laboratorial; bibliografia selecionada. Link para paper/dissertação no tema proposto: Orientador: Maria Manuela Carvalho de Lemos Lima Hidráulica Fluvial Projeto de Investigação: Erosões localizadas na proximidade de estruturas hidráulicas Tema: Visualização de Cavidades de Erosão em Escoamentos com Superfície Livre sobre Leitos Móveis Objectivos e/ou Questões de Investigação: Estudo experimental do escoamento em torno de obstáculos na vizinhança de fundos móveis, com os seguintes objetivos específicos: 1. Visualizar o escoamento através de registo em vídeo e processamento de imagem; 2. Desenvolvimento de método experimental que permita a rápida caracterização das cavidades de erosão; 2. Caracterização bi-dimensional da cavidade de erosão. Prevê-se com o desenvolvimento desta dissertação: 1. complementar estudos anteriores de forma a desenvolver metodologias de visualização de escoamentos e transporte de sedimentos na vizinhança de fundos móveis; 2. divulgar os resultados obtidos através da submissão de um artigo em revista internacional do ISI. instalação experimental; apoio técnico laboratorial; bibliografia selecionada. Link para paper/dissertação no tema proposto:

10 Orientador: Maria Manuela Carvalho de Lemos Lima Linha de Investigação: Engenharia de Saúde Pública Projeto de Investigação: Tratamento de águas residuais Tema: Estudo experimental da sedimentação de águas residuais Objectivos e/ou Questões de Investigação: Estudo experimental do fenómeno da sedimentação função dos diversos parâmetros que influenciam a sedimentação da matéria em suspensão em águas residuais. A dissertação terá os seguintes objetivos específicos: 1. Pesquisa bibliográfica relativa ao funcionamento de sedimentadores primários e secundários em ETAR; 2. Recolha de informação relativa ao desempenho real de sedimentadores em ETAR. Estudo de casos; 3. Construção de modelo laboratorial para visualização da trajetória do efluente no interior de sedimentadores; 4. Otimização do desempenho do modelo laboratorial: estudo de soluções alternativas conducentes a um melhor desempenho; definição de regras de operação. Prevê-se com o desenvolvimento desta dissertação: 1. construção de instalação experimental para o estudo da sedimentação; 2. otimizar o desempenho de sedimentadores de águas residuais; 3. divulgar os resultados obtidos através da submissão de um artigo em revista internacional do ISI. apoio técnico laboratorial; bibliografia selecionada. Link para paper/dissertação no tema proposto:, Construções Orientador: Maria Manuela Carvalho de Lemos Lima Linha de Investigação: Engenharia de Saúde Pública Projeto de Investigação: Aproveitamento de águas pluviais Tema: Viabilidade do Aproveitamento de Águas Pluviais em Habitações Unifamiliares Objectivos e/ou Questões de Investigação: Pretende-se que o aluno desenvolva uma metodologia de dimensionamento de um sistema de aproveitamento de águas pluviais em habitações unifamiliares, e estude a sua viabilidade técnico-económica. A dissertação terá os seguintes objetivos específicos: 1. Pesquisa bibliográfica que permita identificar sistemas de aproveitamento de águas pluviais; 2. Estabelecimento de uma metodologia de dimensionamento de sistemas de aproveitamento de águas pluviais; 3. Conceção de uma solução técnica alternativa. Definição de novas regras construtivas; 4. Análise da sua viabilidade técnico-económica. Prevê-se com o desenvolvimento desta dissertação: 1. desenvolver uma metodologia de dimensionamento de sistemas de aproveitamento de águas pluviais; 2. desenvolver uma ferramenta de análise da viabilidade técnico-económica destes sistemas; 3. divulgar os resultados obtidos através da submissão de um artigo em revista internacional do ISI.

11 bibliografia selecionada. Link para paper/dissertação no tema proposto: Orientador: Paulo J. Ramísio Linha de Investigação: Projecto de Investigação: Tema: Avaliação da eficiência de órgãos especiais no desempenho dos sistemas de drenagem. Objectivos e/ou Questões de Investigação: Analisar os efeitos da integração de diferentes órgãos hidráulicos nos sistemas de drenagem, avaliando as vantagens inerentes e a viabilidade de incluir estes órgãos na reabilitação de sistemas de drenagem existentes. Elaboração de propostas para o aumento da eficiência das redes de drenagem em ambiente urbano. Link para paper/dissertação no tema proposto: Orientador: José Luís da Silva Pinho Projecto de Investigação: Hidroinformática: sistemas de suporte à decisão Tema: Sistemas de previsão e alerta de cheias e inundações Objectivos e/ou Questões de Investigação: Desenvolvimento de um modelo hidrodinâmico existente da rede fluvial de uma bacia hidrográfica do norte de Portugal para realização de previsões de cheias e inundações. Sistema de previsão e alerta para uma bacia hidrográfica do norte de Portugal Modelo hidrodinâmico da rede fluvial. Software de implementação de sistemas de previsão e alerta. Software de modelação. Bases de dados. Nro de alunos: 1 a 2

12 (PHA) Orientador: Naim Haie Linha de Investigação: Gestão de recursos hídricos Tema: Uso eficiente da água Objectivos e/ou Questões de Investigação: Fazer uma análise de uso eficiente da água em bacias hidrográficas de Portugal ou de outro país, pois eficiência é uma das medidas mais importantes relacionado com alterações climáticas, crise económica e aumento da população. Analisar o uso da água, incluindo os seus atributos como benefício e qualidade, e calcular a sua eficiência na perspetiva de sustentabilidade. Bibliográfia, software, caso de estudo (PHA) Orientador: Naim Haie Linha de Investigação: Gestão de recursos hídricos Tema: Água-Alimento Nexo no Contexto das incertezas Objectivos e/ou Questões de Investigação: Qual é o relacionamento do triângulo água-alimentos-alterações climáticas? Quais são as medidas sustentáveis para segurança alimentar face a escassez da água, sabendo que segurança alimentar é a prioridade do governo português e da União Europeia? Melhor compreensão de relacionamentos dos recursos hídricos, e produção / consumo de alimentos no contexto das tendências aceleradas como alterações climáticas, mudanças populacionais, tecnologia, e crise económica. Bibliográfia e software

13 (PHA) Orientador: Naim Haie Linha de Investigação: Tema: Uso da energia nas atividades humanas Objectivos e/ou Questões de Investigação: Quais são os impactos das actividades humanas na energia e no ambiente? Qual é a eficiência e a produtividade da energia usada? Energia é usada em todas as actividades humanas, i.e., em todas as obras feitas para o desenvolvimento humano: casas, fabricas, barragens, tratamento da água, etc. Mas o uso de energia tem grande impacto na clima, um dos problemas do mundo atual. Assim com este trabalho, aponta-se para desenvolver uma melhor compreensão de uso da energia, e quantificar a eficiência e produtividade do seu uso. (o setor e o domínio deste trabalho depende dos interesses do aluno) Bibliográfia (PHA) Orientador: Naim Haie Linha de Investigação: Gestão de recursos hídricos Tema: Sustentabilidade do uso da água nas zonas urbanas Objectivos e/ou Questões de Investigação: Quais são os macro-processos internos relacionados com a água das zonas urbanas? Qual é o valor de água nas zonas urbanas? Especificar, pelo menos teoricamente, os processos internos da água numa zona urbana. Bibliográfia