This research focuses not only on the interaction between the floating platform for cage aquaculture and the waves but also on the incident wave¡¬s energy transformation. The floating platform was simulated with a 1:30 physical scale model in the hydrodynamic laboratory. A total four wave gages and one load cell were used in this study: two wave gages installed in the upstream of the platform, one gage in the net cage and one gage in the downstream side of the platform; while one load cell measuring the mooring line tension at the anchor. All of the measurements were recorded in the data acquisition system for further analyzing reflected waves, transmitted waves, the wave height in the net cage, and the correspondent mooring line tensions. Furthermore, the movement of the platform and volume deformation of the fish net are recorded by the video camera, and then analyzed by the image processing method. First, the true color images were transferred into grayscale images, and then passed through mean filter, noise filter and median filter step by step. Finally, a weighted-algorithm was used to calculate the coordinates of the desired point form the resulted image matrix. Thus, the motion of the floating platform and the volume deformation of the fish net can be obtained by analyzing the variation of these points captured through the image processing procedure. For the ability of resistance to wave attack for a floating platform, it often estimated by inspecting the reflection and transmission coefficients of the platform. Besides the function of wave resistance ability, the stability of the floating platform, maximum tension in the mooring lines and the net volume deformation coefficient are also important factors for optimum design of a cage platform. According to the results of this research, we conclude some important facts as below: (1) For short-period waves, the net mesh size and twine diameter have influenced the magnitude of reflected waves and the motion of platform; and it makes little difference in the transmission coefficients, wave height ratios inside of net cage, and the maximum tension force in the mooring cable. (2)With the respect of transmitted wave coefficients: the wave transmission phenomena are not obvious for short-period waves, but these phenomena will gradually increase when the incident wave periods are getting longer. (3)Under the pure wave test condition, the net volume deformation coefficients are about 1% only, which means that the deformation of the fish net does not change at all, and it may be due to the overweight of the bottom frame. (4) Tension-leg type mooring system seems able to provide better stability of the platform than catenary type mooring system.

Orientador: Raquel Gonçalves / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-25T02:37:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dijk_Robsonvan_M.pdf: 7950400 bytes, checksum: 6dcb18e8f6071b520004cc8d11eb4a05 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A madeira é alternativa real para construções sustentáveis, pois é material com baixa energia incorporada, capaz de armazenar carbono e renovável. Porém, como todo material, a madeira sofre degradação e perde capacidade resistente ao longo do tempo. Desta forma, inspeções periódicas são necessárias para acompanhar a integridade de estruturas de madeira em serviço. Os métodos não destrutivos (END) permitem inspecionar as estruturas sem a necessidade de retirada de amostras, sendo portanto mais recomendados do que os destrutivos, principalmente em estruturas históricas. Todos os métodos, destrutivos ou não destrutivos, apresentam limitações e, em geral, não são completos o suficiente para garantir, de forma isolada, resultados precisos de inspeção. Diferentes ensaios de END vêm sendo utilizados na prática, mas verifica-se que há poucos estudos que discutem tais técnicas utilizando fundamentos teóricos. O objetivo principal desta pesquisa foi avaliar a associação de duas técnicas não destrutivas: a propagação de ondas e a resistência à perfuração. No caso do ultrassom, comportamentos relacionados aos fundamentos teóricos, tais como diferentes formas de posicionamento dos transdutores (medições diretas, indiretas e semidiretas) e diferentes frequência foram analisados. A tomografia ultrassônica, elaborada à partir das medições diretas de ultrassom na direção perpendicular às fibras, foi a melhor ferramenta de inspeção. Neste tipo de medição a condição real da peça foi identificada de forma clara quando a mesma estava íntegra ou em estado avançado de deterioração, eliminando a necessidade do uso da resistência a perfuração. Nos casos de deteriorações moderadas as imagens tomográficas causaram dúvidas, tornando o uso da resistência a perfuração importante para confirmar a existência e a extensão das degradações. Medições indiretas de ultrassom exigem cuidado de interpretação, pois a velocidade foi dependente da distância entre os transdutores (conversão da onda), foi muito sensível à pequenos defeitos (relação comprimento de onda e dimensão do defeito) e o resultado refletiu somente o estado superficial da peça. Os valores da velocidade obtidos nas medições semidiretas tenderam para o valor obtido de forma direta, demonstrando viabilidade em inspeções nas quais não se tem acesso às extremidades da peça. Transdutores de maior frequência foram mais sensíveis para detectar as zonas deterioradas, mas apresentam maior dispersão do sinal. Espera-se que os resultados desta pesquisa sejam úteis para a elaboração de manuais ou normas de inspeção de estruturas de madeira utilizando-se ensaios não destrutivos / Abstract: Wood is a real alternative to sustainable buildings, as this material has low energy needs, is a CO2 storage and renewable. However, as all materials, wood degrade and lost its strength along years. Therefore, regular inspections are necessary to verify timber integrity. Nondestructive testing (NDT) allows timber inspections without removing samples and so are recommended specially for historical structures evaluation. All methods, destructive or nondestructive, are, in general, incomplete to guarantee its exact inspections results. Nowadays timber are inspected by different nondestructive tests, but there are few studies evaluating the fundamental aspects of the theory related to it. The objective of this research was to evaluate the association of two nondestructive testing ¿ ultrasound and drilling resistance. For the ultrasound test, the behavior associated to theoretical fundaments were also analyzed, such as different transducers positions (direct, indirect and semi direct measurements) and transducer frequency. Ultrasonic tomography, obtained by direct measurements perpendicular to the grain, was the better inspection technique. In this type of technique, the real condition of the wood was identified for clear pieces or pieces with strong degradation, eliminating the need of using the drilling test. For pieces with moderate degradation, the use of the drilling test was important to ratify and give the extension of the degradation zone. Indirect measurement needs careful interpretation, because the velocity is transducer distance dependent (wave conversion), it is very sensitive to small defects (relation between the length of the wave and dimension of the defect) and the result was very superficial. Velocity values obtained by semi direct measurements have tended to the values obtained by direct measurements, indicating the viability to apply it in inspections where the end of the piece is not available. High frequencies transducers have more sensibility to detect the deteriorations but have also high dispersion of the signal. We wait that our results can be useful to the elaboration of manuals or standards for timber inspections using nondestructive techniques / Mestrado / Construções Rurais e Ambiencia / Mestre em Engenharia Agrícola

Os ambientes costeiros podem ser caracterizados por sua grade dinâmica, onde existe o embate entre o continente e o mar. A dinâmica sedimentar da linha de costa constitui conhecimento básico em obras de engenharia e na compreensão do ambiente costeiro. Buscou-se compreender os mecanismos do funcionamento dinâmico da região em torno do Porto de Tubarão, Vitória-ES, através de análises de marés, de clima de ondas, agitação marítima, de correntes induzidas por ondas e transporte sedimentar. Os resultados permitiram algumas interpretações tanto de curtíssimo prazo como de longo prazo. As correntes de marés são particularmente importantes, sobretudo próximo as bocas dos canais de Vitória e da Passagem atingindo valores de até 0,.7m/s. As ondas atingem a área com alturas significativas variadas, dependendo do grau de exposição. Na praia de Camburi as ondas dificilmente ultrapassam 1 metro de altura significativa, enquanto na praia Mole ondas de 2.5m de altura significativa ocorrem com certa freqüência. A direção da corrente na praia Mole está diretamente relacionadas com as direções de incidência das ondas variando de NE até SW, enquanto sua intensidade está relacionada com as alturas e períodos, variando de 0 até 0.44 m/s. A praia de Camburi, por sua vez apresenta correntes rumo ENE independente da direção de propagação das ondas ao largo da Baia do Espírito Santo. As velocidades médias variam entre 0 e 0,3 m/s. O porto de tubarão serve de abrigo às ondas, influenciando na direção média do fluxo de energia nas praias adjacentes. A longo prazo a tendência da praia de Camburi é de sofrer uma rotação acentuando os processos erosivos na porção ocidental. / The coastal zones can be characterized by the huge dynamic battle, continent forces against the ocean forces. The sedimentary dynamic of the coast line is a basic knowledge necessary to carry out engineering features and to understand the natural coastal environment. This work tried to understand the mechanisms that control those dynamics in the region near to the Tubarão Harbour, Vitória- ES. The effects of the tides, wind generated wave clima, wave induced currents and sedimentary transport was analyzed in short and long terms. In short terms, tide currents are specially important near the estuaries mouth (Vitória and Passagem channels), with velocities reaching 0.7m/s. The waves reach the coast line with different significant wave heights, depending on the each site expositions to in coming waves. At Cambury beach the waves hardly gets significant wave height over 1meter, in other hand, at Mole beach, waves with 2,5m significant wave height are quite often. At Mole beach, wave induced currents directions are directly correlated with the wave direction in outside zones, oscillating between NE and SW directions. The current velocities, which depends on wave height and wave period, presents values between 0 and 0,44 m/s. At Cambury beach the currents always goes to ENE, independent of outside wave directions. The velocities varies between 0 and 0,3 m/s. The Tubarão harbour acts like a wall creating shadows for the incident waves in the beaches behind. In long terms, the Mole beach seems to be stable and Cambury Beach seems to rotate some degrees of it mean direction, with the intensifications of the erosional process in the oriental portion of the beach.

Os ambientes costeiros podem ser caracterizados por sua grade dinâmica, onde existe o embate entre o continente e o mar. A dinâmica sedimentar da linha de costa constitui conhecimento básico em obras de engenharia e na compreensão do ambiente costeiro. Buscou-se compreender os mecanismos do funcionamento dinâmico da região em torno do Porto de Tubarão, Vitória-ES, através de análises de marés, de clima de ondas, agitação marítima, de correntes induzidas por ondas e transporte sedimentar. Os resultados permitiram algumas interpretações tanto de curtíssimo prazo como de longo prazo. As correntes de marés são particularmente importantes, sobretudo próximo as bocas dos canais de Vitória e da Passagem atingindo valores de até 0,.7m/s. As ondas atingem a área com alturas significativas variadas, dependendo do grau de exposição. Na praia de Camburi as ondas dificilmente ultrapassam 1 metro de altura significativa, enquanto na praia Mole ondas de 2.5m de altura significativa ocorrem com certa freqüência. A direção da corrente na praia Mole está diretamente relacionadas com as direções de incidência das ondas variando de NE até SW, enquanto sua intensidade está relacionada com as alturas e períodos, variando de 0 até 0.44 m/s. A praia de Camburi, por sua vez apresenta correntes rumo ENE independente da direção de propagação das ondas ao largo da Baia do Espírito Santo. As velocidades médias variam entre 0 e 0,3 m/s. O porto de tubarão serve de abrigo às ondas, influenciando na direção média do fluxo de energia nas praias adjacentes. A longo prazo a tendência da praia de Camburi é de sofrer uma rotação acentuando os processos erosivos na porção ocidental. / The coastal zones can be characterized by the huge dynamic battle, continent forces against the ocean forces. The sedimentary dynamic of the coast line is a basic knowledge necessary to carry out engineering features and to understand the natural coastal environment. This work tried to understand the mechanisms that control those dynamics in the region near to the Tubarão Harbour, Vitória- ES. The effects of the tides, wind generated wave clima, wave induced currents and sedimentary transport was analyzed in short and long terms. In short terms, tide currents are specially important near the estuaries mouth (Vitória and Passagem channels), with velocities reaching 0.7m/s. The waves reach the coast line with different significant wave heights, depending on the each site expositions to in coming waves. At Cambury beach the waves hardly gets significant wave height over 1meter, in other hand, at Mole beach, waves with 2,5m significant wave height are quite often. At Mole beach, wave induced currents directions are directly correlated with the wave direction in outside zones, oscillating between NE and SW directions. The current velocities, which depends on wave height and wave period, presents values between 0 and 0,44 m/s. At Cambury beach the currents always goes to ENE, independent of outside wave directions. The velocities varies between 0 and 0,3 m/s. The Tubarão harbour acts like a wall creating shadows for the incident waves in the beaches behind. In long terms, the Mole beach seems to be stable and Cambury Beach seems to rotate some degrees of it mean direction, with the intensifications of the erosional process in the oriental portion of the beach.