Análise de imagens em ensaios em modelo reduzido de estruturas de proteção costeira

Abstract

Os quebra-mares de talude são estruturas de proteção costeira que ao longo da sua vida útil, necessitam muitas vezes de manutenção e reparação. O dimensionamento hidráulico de um quebra-mar baseia-se habitualmente na utilização de fórmulas semi-empíricas, a partir das quais é obtido o peso dos blocos a utilizar. De forma a verificar a estabilidade da estrutura, é necessário construir um modelo à escala, no qual o manto resistente é composto por blocos com o peso obedecendo à semelhança de Froude e aos calculados pelos métodos semi-empíricos. Este modelo é testado face às condições físicas e de agitação marítima gerados de acordo com o local em estudo, e são analisados os movimentos e eventuais quedas dos blocos. Esta análise consiste usualmente na presença e observação atenta de um técnico experiente neste tipo de ensaios. Apesar de experiente, algumas quedas podem ser impercetíveis. Acresce que podem ser efetuados vários ensaios por dia, tornando este trabalho de difícil execução. O presente trabalho tem como objetivo automatizar a análise de queda e movimento de blocos após a atuação da agitação marítima, através do desenvolvimento de um algoritmo criado em Matlab®. Nesta dissertação foram realizados, para duas estruturas, vários ensaios. A partir dos ensaios foram obtidas um conjunto de imagens, as quais foram analisadas pelo algoritmo desenvolvido. O software permite a análise de uma, duas ou sucessivas imagens, a localização no tempo e no espaço de zonas com maior movimento e deteção de arestas de blocos particulares permitindo o cálculo de deslocamentos e rotações

A rubble mound breakwater is a coastal protection structure typically with side slopes and built mainly of quarried rock, armourstone or artificial concrete armour units which needs during lifetime regular upgrading and maintenance as part of the design parameters are covered. Semi-empirical formulas are commonly used the design of a breakwater to obtain block rock or armour units weight. Further a physical scaled model has to be built in order to check their effective interlocking and the structure stability. The model should comprise, all components of the breakwater in particular its armour layer composed by scaled blocks with the weight estimates by the referred semi-empirical formulas. The model should be tested against wave attack estimated by coastal area parameters, including different characteristics of irregular waves such as significant wave height and periods. Attention should be done in the visual analysis of any movement and falls of the blocks. Actually, this analysis is based upon the observation of an experienced technician in this type of works. Despite the technical experience some blocks could fall without being noticed, especially if there are several trials per day to analyse. The present work aims to automate blocks movement under wave attack analysis including its location and quantification, by developing an algorithm Matlab®. In this thesis several tests were performed for two different structures. The tests were filmed with a camera to give sets of images which were analysed by developing an algorithm. The final software allows the analysis of one, two or successive images, does the movement, detection and location in time and space and enables to select particular movement which by blocks edges detection allows the movement characterization such as the calculation of displacements and rotations.