Análise fotogramétrica de movimentos em modelos reduzidos de quebra-mares de taludes

Abstract

Durante a vida útil de uma estrutura de proteção costeira, nomeadamente de um quebra-mar de taludes, pressupõe-se a realização de obras de manutenção ou reparação sendo recomendável um acompanhamento eficaz, baseado em planos de observação sistemática. O pré-dimensionamento destas estruturas pode ser confirmado recorrendo à modelação física, mediante a verificação da estabilidade da obra sob ação de diferentes condições de agitação (altura de onda significativa, período de pico do espectro de agitação e direção de agitação). Atualmente, esta análise baseia-se apenas na observação visual das quedas e movimentos que ocorrem ao longo dos ensaios, o que implica a presença e atenção continuada de um técnico experiente neste tipo de ensaios. Essa observação nem sempre é fácil, e especialmente no caso da deteção de movimentos, torna-se ainda mais difícil dado que exige: a) uma atenção permanente do técnico ao longo de todo o ensaio os quais podem ser de longa duração; b) a observação cuidada em zonas do manto difíceis de visualização, tais como aquelas onde existe uma grande mistura do ar e da água (rebentação, por exemplo), ou quando os elementos constituintes são muito parecidos em forma, cor e dimensão como é o caso dos enrocamentos; c) a observação das várias zonas do quebra-mar simultaneamente, que no caso dos ensaios 3D, pode ser uma grande área. Além disso, não é possível determinar as áreas erodidas e acrescidas, fato particularmente importante no caso de quebra-mares de taludes de enrocamento. O objetivo desta tese é a análise dos movimentos e quedas dos blocos constituintes do manto resistente de um quebra-mar de taludes após a atuação das condições de agitação incidente, considerando métodos baseados em imagens e programas desenvolvidos em Matlab®. O presente trabalho consistiu no desenvolvimento de um software que permite a análise sucessiva de imagens, quantificando os sucessivos movimentos que ocorrem ao longo do tempo. Analisaram-se três ensaios onde ocorreram movimentos de blocos, tendo os movimentos sido localizados no espaço e no tempo e quantificada a dinâmica dos blocos nos sucessivos intervalos de tempo.

During the lifetime of a coastal protection structure, including a breakwater slope, is assumed the realization of works of maintenance or repair, being recommended effective monitoring plans based on systematic observation. The preliminary design of these structures can be confirmed using the physical modelling, by checking the stability of the structure under the action of different stirring conditions (significant wave height, peak period of agitation spectrum and direction of shaking). Currently, this analysis is based only on visual observation of the falls and movements that occur throughout the trials, which implies the presence and continuous attention of an experienced in this type of testing. This observation is not always easy, especially in the case of motion detection becomes more difficult as it requires: a) a permanent technical attention over the entire test which can be long term; b) careful observation difficult in areas of the mantle display, such as those where there is a mixture of air and water (surf, for example) or when the elements are very similar in shape, colour and size as the case of riprap; c) observation of the various areas of the breakwater while in the case of 3D tests, can be a large area. Moreover, it is not possible to determine the eroded areas and increased, a fact particularly important in the case of breakwaters rock fill embankments. The objective of this thesis is the analysis of the movements of the constituent blocks and falls resistant mantle of a breakwater slope after the actuation of the conditions of incident stirring, considering image-based programs and methods developed in Matlab ®. The present work consisted in developing a software that allows successive image analysis, quantifying the successive movements that occur over time. Three tests of the blocks where motions happened were analysed, with the movements being located in space and time and quantified the blocks dynamic in successive time intervals.