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Seminário MIKE da DHI 2016– LNEC, 14 de Março de 2016
Apoio ao Projecto de Obras Marítimas com o software MIKE 21 1
APOIO AO PROJECTO DE OBRAS MARÍTIMAS COM O SOFTWARE
MIKE21
Ana Catarina Zózimo e Inês Pipa, WW - Consultores de Hidráulica e Obras Marítimas, S.A.
Seminário MIKE da DHI 2016– LNEC, 14 de Março de 2016
Seminário MIKE da DHI 2016– LNEC, 14 de Março de 2016
Apoio ao Projecto de Obras Marítimas com o software MIKE 21 2
IntroduçãoEstudo de agitação numa zona portuária
Estudo de ressonância
Definição da onda de projecto
O projecto de obras marítimas envolve a consideração dediversos factores, dos quais se podem destacar:
1. Configuração da obra e comparação de alternativas
2. Capacidade da obra para cumprir a sua função
3. O dimensionamento das estruturas constituintes da obra
4. A influência da obra na sua envolvente
5. Análise Técnico-financeira
Seminário MIKE da DHI 2016– LNEC, 14 de Março de 2016
Apoio ao Projecto de Obras Marítimas com o software MIKE 21 3
1. Configuração da obra e comparação de alternativas
Comparação entre configurações alternativas de portos,comprimento e espaçamento de esporões, características
reflectoras das estruturas
MIKE21 SW, LITPACK, MIKE21 BW, MIKE21 ST, MIKE21 HD, …
2. Capacidade da obra para cumprir a sua função
Análise se, por exemplo, uma determinada configuração deuma zona portuária proporciona o abrigo pretendido
MIKE21 SW, MIKE21 BW
3. O dimensionamento das estruturas da obra
Definição da onda de projecto
MIKE21 SW, EVA
IntroduçãoEstudo de agitação numa zona portuária
Estudo de ressonância
Definição da onda de projecto
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4. A influência da obra na sua envolvente
Análise do impacte da obra na zona costeira, em termos deerosão/acreção, …
MIKE 21 ST, MIKE 21 HD, Litpack, …
5. Apoio na análise técnico-financeira
Afinação da configuração das obras, de forma a que as
mesmas cumpram a função para a qual foram projectadas,com o menor custo
MIKE21 SW, MIKE21 BW, MIKE21 ST, MIKE21 HD, …
IntroduçãoEstudo de agitação numa zona portuária
Estudo de ressonância
Definição da onda de projecto
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Recolha, análise e tratamento de dados ao largo
Regime de agitação ao largo
Condiçõesrepresentativas do
regime ao largo
Regime de agitação na zona costeira próxima do
local
Modelo Regional
M21 SW
Onda de projecto
Modelo local
Estudos de ressonância
Estudo de configurações alternativas
M21 BW
IntroduçãoEstudo de agitação numa zona portuária
Estudo de ressonância
Definição da onda de projecto
Estudos de agitação e de operacionalidade
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Regime de agitação ao largo
Introdução
Estudo de agitação numa zona portuáriaEstudo de ressonância
Definição da onda de projecto
Modelo Regional M21 SW
Regime de agitação na zona costeira próxima do
local
Regime de agitaçãojunto à costa
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Introdução
Estudo de agitação numa zona portuáriaEstudo de ressonância
Definição da onda de projecto
Condiçõesrepresentativas do
regime ao largo
Elevado número de simulações Matriz de transferência Regime junto à costa
Modelo Regional M21 SW
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Regime de agitação na zona costeira próxima do
local
Introdução
Estudo de agitação numa zona portuáriaEstudo de ressonância
Definição da onda de projecto
PL P1
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M21 BW
Modelo local
Selecção da configuração que proporciona o maior abrigo da agitação exterior ao porto
Definição das características reflectoras das estruturas
Introdução
Estudo de agitação numa zona portuáriaEstudo de ressonância
Definição da onda de projecto
Desenvolvimento do estudo de agitação para a configuração seleccionada
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Localização do futuro estaleiro naval do Porto
de Casablanca
Situação de referência
Extensão do molhe principal pelo alteamento da parte
submersa (150 m)Extensão do molhe
transversal em 150 m
Alteração da configuraçãodo molhe transversal
Introdução
Estudo de agitação numa zona portuáriaEstudo de ressonância
Definição da onda de projecto
SRS1
S2 S3
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Extensão do molhetransversal em 150 m
Cais Oeste com paredevertical
Cais Oeste com estruturaem enrocamento
Introdução
Estudo de agitação numa zona portuáriaEstudo de ressonância
Definição da onda de projecto
S2
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Apoio ao Projecto de Obras Marítimas com o software MIKE 21
Extensão do molhe secundárioem 150 m
12
Situação de referência Alteração da configuraçãodo molhe secundário
Extensão do molhe principal pelo alteamento da parte
submersa em 150 m
SR
Introdução
Estudo de agitação numa zona portuáriaEstudo de ressonância
Definição da onda de projecto
S1
S2
S3
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Extensão do molhesecundário em 150 m. Cais
Oeste com estrutura emenrocamento
Extensão do molhe secundário em150 m. Cais Oeste com parede
vertical
Introdução
Estudo de agitação numa zona portuáriaEstudo de ressonância
Definição da onda de projecto
S2 S2A
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Modelo local
Identificação e determinação das frequências susceptíveis de
provocar ressonância na bacia de abrigo
Taxas de agitação em locais pretendidos, determinação do
número de dias de indisponibilidade tendo em conta as exigências de cada
tipo de navio
M21 BW
Simulação das condições de agitação no interior do porto para as ondas incidentes irregulares e direccionais, incluindo os efeitos de empolamento, e a refracção da onda pelo fundo, a perda de energia por rebentação e por atrito de fundo, a difracção por obstáculos, a reflexão parcial e a transmissão, tendo
em conta a interacção não-linear entre as componentes do espectro.
Impossibilidade de efectuar todas as simulações
Análise da altura de onda incidente nos índices de agitação
Definição de grelha de ondasrepresentativas do regime no exterior
do porto
Estabelecimento de umamatriz de transferência do
regime do exterior do porto para os diversos cais
Introdução
Estudo de agitação numa zona portuáriaEstudo de ressonância
Definição da onda de projecto
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Elevação da Superfície Livre Altura significativa da onda
Introdução
Estudo de agitação numa zona portuáriaEstudo de ressonância
Definição da onda de projecto
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Apoio ao Projecto de Obras Marítimas com o software MIKE 21 16
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
23
24
22
21
20
Taxas de agitação em locais pretendidos, determinação do
número de dias de indisponibilidade tendo em conta as exigências de cada
tipo de navio
Hs (m)
Critério 1: Navios ≤ 40 m Critério 2: Navios > 40 m
Sentido longitudinal do cais 0,4 1,0
Sentido transversal do cais 0,4 0,7
Número de dias de inoperacionalidade dos cais para
cada critério
Tempo (%/ano) em que a alturasignificativa da onda está acima de
um determinado valor
Definição do tipo de navio que deverá acostar em cada cais
Introdução
Estudo de agitação numa zona portuáriaEstudo de ressonância
Definição da onda de projecto
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Introdução
Estudo de agitação numa zona portuária
Estudo de ressonânciaDefinição da onda de projecto
Modelo local
Identificação e determinação das frequências susceptíveis de
provocar ressonância na bacia de abrigo
M21 BW
Simulação das condições de agitação no interior do porto para as ondas incidentes irregulares e direccionais, incluindo os efeitos de empolamento, e a refracção da onda pelo fundo, a perda de energia por rebentação e por atrito de fundo, a difracção por obstáculos, a reflexão parcial e a transmissão, tendo
em conta a interacção não-linear entre as componentes do espectro. Determinação das frequências naturais de oscilação da bacia portuária e
geração de ondas estacionárias por ressonância
Taxas de agitação em locais pretendidos, determinação do
número de dias de indisponibilidade tendo em conta as exigências de cada
tipo de navio
Simulação de um espectro de « ruídobranco »
Todas as frequências do espectro têm a mesma energia
Verificar em que frequências é que se observam aumentos de energia (WS
WAT)
Analisar os resultados em pontosdistribuídos pela zona de interesse
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Introdução
Estudo de agitação numa zona portuária
Estudo de ressonânciaDefinição da onda de projecto
Simulações para as frequências susceptíveis de provocar
ressonância na bacia de abrigo
Análise dos modos de oscilação da bacia
Análise da elevação da superfície livre em alinhamentos no interior
da bacia
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Apoio ao Projecto de Obras Marítimas com o software MIKE 21 19
Introdução
Estudo de agitação numa zona portuária
Estudo de ressonância
Definição da onda de projecto
Regime de agitação empontos definidos
Modelo Regional M21 SW
Onda de projecto
Ajustamento de diversas distribuições estatísticas a uma população de extremos
Determinação das características (altura, período e direcção) das ondas para diversos
períodos de retorno
Definição das ondas de projecto
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Introdução
Estudo de agitação numa zona portuária
Estudo de ressonância
Definição da onda de projecto
Onda de projectoDeterminação da população de
extremos
EVA
Ajustamento de diversas distribuições estatísticas
EVA
Determinação das características (altura, período e direcção) das ondas
para diversos períodos de retorno
Seminário MIKE da DHI 2016– LNEC, 14 de Março de 2016
Apoio ao Projecto de Obras Marítimas com o software MIKE 21 21
Introdução
Estudo de agitação numa zona portuáriaEstudo de ressonância
Definição da onda de projecto
Aspectos Técnico-Financeiros Alteração da configuração seleccionada
Extensão do molhetransversal em 150 m
S1S2Alteração da configuração
do molhe secundário
Estudo de agitação e de ressonância
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Notas Finais
A apresentação focou-se essencialmente na definição daconfiguração em planta de uma infraestrutura portuária e no seu
dimensionamento
Após a selecção da configuração, haverá lugar, caso se justifique,a um estudo mais ou menos aprofundado dos seus impactes nomeio natural envolvente
Tanto da estrutura na sua forma final, como das diversas
fases da sua construção
Exemplo: influência no transporte longilitoral, potenciaisalterações na qualidade da água, faseamento do processoconstrutivo, …