Compounds in protein

3.3.1.

Dimensão dos modelos ensaiados

Neste trabalho, em face da impossibilidade de utilizar modelação física com uma centrifugadora foram realizados ensaios a uma escala reduzida (1 g) de soluções para os muros das marinhas da Ria de Aveiro. Dado que os modelos foram construídos no canal hidráulico, existiu uma limitação quanto a geometria que pôde ser adotada.

construir modelos o maior possível, tendo em conta as limitações existentes, e manter relações aceitáveis entre as várias dimensões.

Tabela 7. Dimensões dos modelos usados nos vários tipos de ensaios realizados.

Ensaio Largura do modelo (m) Altura do modelo (m) Desenvolvimento do modelo (m) Permeabilidade 1,00 0,42 0,40 Galgamento 1,00 0,35 0,40 Erosão lateral e frontal 1,00 0,36 0,20

O canal possui um comprimento útil de 10 m, com secção transversal de 40x50 cm2. Para que a largura do canal (40 cm) não condicionasse o ensaio fizeram-se alguns ajustes. Assim, foram introduzidas camadas de silicone nas paredes laterais e no fundo do canal, para que houvesse alguma rugosidade na fronteira solo/vidro e houvesse alguma resistência a passagem da água nessas superfícies. A Figura 9 ilustra as camadas de silicone aplicadas.

a) b)

Figura 9. Disposição das camadas de silicone aplicadas no canal: a) Paredes laterais; b) Paredes laterais e fundo do canal.

A nomenclatura incluída na Tabela 7 é a usada nas estruturas reais. Assim, a largura do modelo corresponde à largura do protótipo, isto é, à distância na horizontal entre as faces reforçadas do muro. O comprimento dos protótipos coincide com o comprimento do canal adjacente ao mesmo, na fronteira da marinha de sal.

Para os modelos optou-se por manter a escala vertical das camadas reforçadas. Assim, a limitação da altura do canal apenas permitiu a construção de uma camada por cada ensaio.

A largura dos modelos considerada foi de 1,0 m. O comprimento dos modelos está ao longo da largura do canal hidráulico, onde os mesmos foram construídos, ou seja, possui o valor máximo de 40 cm.

Em protótipo, os muros chegam a medir 3,5 m de largura na base e 2,5 m no topo, como foi possível observar na Figura 1.

3.3.2.

Relações de escala

Os muros existentes nas marinhas de Aveiro podem conter diferentes comprimentos, sendo impossível quantificar um valor exato para o fator de escala associado a esta grandeza. A título de exemplo, refere-se um protótipo de muro com comprimento igual a 10 m (L10). Em modelo, o comprimento disponível no canal hidráulico (largura do canal hidráulico) é igual a 40 cm para os ensaios de galgamento e permeabilidade e 20 cm para os ensaios de erosão lateral e frontal.

Relativamente ao comprimento do muro é ainda apresentado um outro exemplo em que é satisfeita a condição: “Utilizar o mesmo fator de escala obtido para a largura do muro”, (Lesc). Assim, foi calculado o comprimento que o protótipo deveria ter para que essa condição fosse satisfeita, tanto para os ensaios de permeabilidade e galgamento como para os ensaios de erosão.

Nos ensaios de permeabilidade foi aplicada uma carga estática constante sobre o modelo com objetivo de simular o peso das camadas que se encontram sobrepostas à camada do muro estudada. A quantificação desta carga na estrutura real depende diretamente da altura do muro que se considerar, de acordo o modelo estrutural definido na seção 4.3.3 a tensão aproximada existente sobre a camada de fundo na estrutura real é igual a 51,2 kN/m2, considerando para o solo um peso volúmico de 16 kN/m3. Em laboratório foram utilizados dois sacos de cimento pensando 35 kg cada um, juntamente com 8 blocos normalizados de betão com o peso de 8 kg cada, totalizando uma sobrecarga igual a 134 kg, correspondentes a uma tensão aplicada aos modelos igual a 3,29 kN/m2. Assim, para protótipos com altura de 3,50 m, a sobrecarga aplicada no modelo corresponde a ensaiar uma camada de solo reforçado a 0,20 m a partir do topo do mesmo em protótipo.

Para os ensaios de galgamento foi simulado o estudo de camadas localizadas no topo da estrutura, portanto não existe sobrecarga associada.

uma diferença entre as suas densidades, que é importante referenciar e que foi quantificada. Como se pode verificar na Tabela 8 essa diferença é relativamente pequena.

O solo e o reforço (em termos de propriedades físicas e mecânicas) estão à escala 1:1. Na Tabela 8 incluem-se os valores de fatores de escala associados aos modelos construídos de acordo com a Equação 3.1.

Tabela 8. Fatores de escala associados aos modelos construídos para os diferentes ensaios.

Fatores de escala Tipo de ensaio

Permeabilidade Galgamento Erosão lateral e frontal

emodelo (m) 0,30 0,25 0,30 eprotótipo (m) 0,30 0,30 0,30 e 1,00 0,83 1,00 bmodelo (m) 1,00 1,00 1,00 bprotótipo (m) 3,50 2,50 2,50 b 0,29 0,40 0,40 Lmodelo (m) 0,40 0,40 0,20

Lprotótipo (m) Variável Variável Variável

L - - - L10modelo (m) 0,40 0,40 0,20 L10protótipo (m) 10 10 10 L10 0,04 0,04 0,02 Lescmodelo (m) 0,40 0,40 0,20 Lescprotótipo (m) 1,4 1,0 0,5 Lesc 0,29 0,4 0,4 modelo (g/ml) 1,00 1,00 1,00 protótipo (g/ml) 1,025 1,025 1,025  0,98 0,98 0,98 Umodelo (m/s) - 0,33 0,75 Uprotótipo (m/s) - 1,00 1,00 U - 0,33 0,75 Pmodelo (kN/m2) 3,29 - - Pprotótipo (kN/m2) 51,2 - - P 0,064 - -

As propriedades apresentadas na Tabela 8 são: e, altura/espessura da camada reforçada; b, largura do muro; L, comprimento do muro; L10, exemplo de um muro com 10 m de comprimento; Lesc, exemplo de um muro em que é imposta a condição de que seja mantido o mesmo fator de escala obtido para a largura do muro; , densidade da água; U, velocidade do escoamento e P, sobrecarga aplicada. As diversas propriedades são subdivididas pelo seu valor em modelo ou no protótipo,  refere-se ao fator de escala para cada uma das grandezas.

Todos os fatores referidos, dentre outros, refletem a dificuldade de encontrar com exatidão uma solução que seja a pequena escala, idêntica a situação existente em escala real. Contudo, com as considerações que foram feitas e os cuidados tomados, é esperado que o comportamento obtido seja representativo e que possam ser tiradas algumas conclusões quanto ao funcionamento das soluções propostas.