Home page
 
Post research opportunities
Find the ideal candidate
List of registered organisations
   
 
Post your CV
Find research opportunities
Practical information
Foreign Researchers Guide
Useful links
 
List and locate Portuguese Mobility Centres .
 
Portuguese research landscape
Find out how research is organised in Portugal.
Portuguese research policy
Find out about research policy in Portugal.
Women in science
Find out about the situation of women scientists.
 
Unique identifier: d98a992d-50a2-4fb5-b52b-33dd3592a35c

1. Descrição do cargo/posição/bolsa
1. Job description

Cargo/posição/bolsa:
Bolsa de Investigação para Doutoramento

Referência: ISISE_Unidade (4029)_BI_1.20

Área científica genérica: Engineering

Área científica específica: Civil engineering

Resumo do anúncio:

A Universidade do Minho (UMinho) abre concurso para atribuição de 01 (uma) bolsa de investigação, adiante designada por Bolsa de Investigação para Doutoramento, na área de Engenharia Civil, ao abrigo do Regulamento de Bolsas de Investigação da FCT (RBI) e do Estatuto do Bolseiro de Investigação (EBI).


As bolsas serão financiadas pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), através de fundos nacionais com proveniência no Orçamento de Estado e com apoio do Fundo Social Europeu através dos Programas Regionais aplicáveis do Portugal 2020, ao abrigo do Protocolo de Colaboração para Financiamento do Plano Plurianual de Bolsas de Investigação para Estudantes de Doutoramento, celebrado entre a FCT e a Unidade de I&D Instituto para a Sustentabilidade e Inovação em Estruturas de Engenharia (ISISE) (4029).




Texto do anúncio

A Universidade do Minho (UMinho) abre concurso para atribuição de 01 (uma) bolsa de investigação, adiante designada por Bolsa de Investigação para Doutoramento, na área de Engenharia Civil, ao abrigo do Regulamento de Bolsas de Investigação da FCT (RBI) e do Estatuto do Bolseiro de Investigação (EBI).


As bolsas serão financiadas pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), através de fundos nacionais com proveniência no Orçamento de Estado e com apoio do Fundo Social Europeu através dos Programas Regionais aplicáveis do Portugal 2020, ao abrigo do Protocolo de Colaboração para Financiamento do Plano Plurianual de Bolsas de Investigação para Estudantes de Doutoramento, celebrado entre a FCT e a Unidade de I&D Instituto para a Sustentabilidade e Inovação em Estruturas de Engenharia (ISISE) (4029).



1. APRESENTAÇÃO DE CANDIDATURA

O concurso está aberto entre 08 de junho de 2020 e as 23 h 59 (hora de Lisboa) de 15 de agosto de 2020.

As candidaturas e os documentos de suporte à candidatura previstos no presente Aviso de Abertura de Concurso devem ser submetidos, obrigatoriamente, por correio eletrónico enviado para gestao.isise@civil.uminho.pt.  

Cada candidato poderá submeter apenas uma candidatura, sob pena de cancelamento de todas as candidaturas submetidas.

A prestação de falsas declarações ou a realização de atos de plágio por parte dos candidatos é motivo para cancelamento da candidatura sem prejuízo da adoção de outras medidas de natureza sancionatória.

2. TIPO E DURAÇÃO DAS BOLSAS

As atividades de investigação conducentes à obtenção do grau académico de doutor decorrerão no Instituto para a Sustentabilidade e Inovação em Estruturas de Engenharia (ISISE), a qual será a instituição de acolhimento dos bolseiros, sem prejuízo dos trabalhos poderem ser realizados em colaboração entre mais do que uma instituição.

As atividades de investigação conducentes à obtenção do grau académico de doutor dos bolseiros selecionados devem estar enquadradas no plano de atividades e estratégia do Instituto para a Sustentabilidade e Inovação em Estruturas de Engenharia (ISISE), e devem ser desenvolvidas no âmbito do Programa Doutoral em Engenharia Civil, da Escola de Engenharia da Universidade do Minho.

O plano de trabalhos poderá decorrer integralmente ou de forma parcial numa instituição nacional (bolsa no país ou bolsa mista, respetivamente).

A duração das bolsas é, em regra, anual, renovável até ao máximo de quatro anos (48 meses), não podendo ser concedida bolsa por um período inferior a 3 meses consecutivos.

No caso de bolsa mista, o período do plano de trabalhos que decorra numa instituição estrangeira não pode ser superior a 24 meses.

3. DESTINATÁRIOS DAS BOLSAS

As Bolsas de Investigação para Doutoramento destinam-se a candidatos inscritos ou a candidatos que satisfaçam as condições necessárias para se inscreverem no Programa Doutoral constante no ponto 2 do presente Aviso e que pretendam desenvolver atividades de investigação conducentes à obtenção do grau académico de doutor na Instituto para a Sustentabilidade e Inovação em Estruturas de Engenharia (ISISE), ou em instituições de acolhimento a ela associadas.

4. ADMISSIBILIDADE

4.1 Requisitos de Admissibilidade do Candidato

Podem candidatar-se ao presente concurso:

  • Cidadãos nacionais ou cidadãos de outros Estados membros da União Europeia;
  • Cidadãos de Estados terceiros;
  • Apátridas;
  • Cidadãos beneficiários do estatuto de refugiado político.

Para concorrer a Bolsa de Investigação para Doutoramento é necessário:

  • Ser mestre na área de Engenharia Civil ou em áreas consideradas afins, com uma classificação final igual ou superior a 14 valores;
  • Residir em Portugal de forma permanente e habitual, caso o plano de trabalhos associado à bolsa decorra, parcialmente, em instituições estrangeiras (bolsas mistas), requisito aplicável tanto a cidadãos nacionais como a cidadãos estrangeiros.
  • Não ter beneficiado de uma bolsa de doutoramento ou de doutoramento em empresas diretamente financiada pela FCT, independentemente da sua duração.

4.2 Requisitos de Admissibilidade da Candidatura

É indispensável, sob pena de não admissão ao Concurso, anexar à candidatura os seguintes documentos:

  • Elementos do bilhete de identidade/cartão de cidadão/passaporte;
  • Curriculum vitae do candidato, em língua portuguesa ou em língua inglesa;
  • Certificados de habilitação dos graus académicos detidos, especificando obrigatoriamente a classificação final e, se possível, as classificações obtidas em todas as disciplinas realizadas, ou, em alternativa, declaração de honra do candidato em como concluiu o grau de mestre até ao final do prazo de candidatura;
  • Registo de reconhecimento do grau académico de mestre atribuído por instituições de ensino superior estrangeiras e registo da conversão da respetiva classificação final para a escala de classificação portuguesa, ou, em alternativa, declaração de honra do candidato em como obteve o reconhecimento do grau estrangeiro equivalente ao de mestre até ao final do prazo de candidatura;
  • Carta de motivação, em língua portuguesa ou em língua inglesa, com seleção pelo candidato de um plano de trabalhos, de acordo com o indicado no ponto 5 do presente aviso.

Relativamente aos requisitos de admissibilidade acima mencionados faz-se notar o seguinte:

  • No caso de grau de mestre atribuído por instituição de ensino superior estrangeira, e por forma a garantir a aplicação do princípio da igualdade de tratamento a candidatos que detêm graus académicos estrangeiros e nacionais, é obrigatório o reconhecimento desse grau e a conversão da respetiva classificação final para a escala de classificação portuguesa.

O reconhecimento de graus académicos e diplomas estrangeiros bem como a conversão da classificação final para a escala de classificação portuguesa pode ser requerido em qualquer instituição de ensino superior pública, ou na Direção-Geral do Ensino Superior (DGES, apenas para o caso do reconhecimento automático). Relativamente a esta matéria, sugere-se a consulta do portal da DGES através do seguinte endereço: http://www.dges.gov.pt.

  •  Só serão admitidos candidatos que tenham concluído o ciclo de estudos conducente ao grau de mestre até ao final do prazo de candidatura. Caso ainda não disponham da certidão de conclusão de curso, será aceite declaração de honra dos candidatos em como concluíram as habilitações necessárias para efeitos do concurso até ao final do prazo de candidatura.  A concessão da bolsa está sempre dependente da apresentação dos comprovativos da titularidade das habilitações académicas necessárias à concessão da bolsa.

5. PLANOS DE TRABALHO E ORIENTAÇÃO CIENTÍFICA DAS BOLSAS

Os planos de trabalhos propostos neste aviso, bem como a orientação científica das bolsas está indicada em Anexo. O candidato deverá indicar a sua preferência na carta de motivação, indicando o plano a que se candidata (de 1 a 4).

6. CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO

A avaliação tem em conta a classificação obtida no diploma de grau de mestre [Critério A], a experiência profissional, nomeadamente experiência profissional relevante e publicações [Critério B] e entrevista profissional de seleção realizada em língua inglesa, incluindo nomeadamente a capacidade de expressão e sentido crítico, a motivação e sentido de responsabilidade e o domínio da língua inglesa [Critério C].  

As candidaturas consideradas admissíveis serão pontuadas numa escala de 1 (um) a 3 (três) em cada um dos seguintes critérios de avaliação:

  •  Critério A, com o peso de 40%;
  • Critério B, com o peso de 30%;
  •  Critério C, com o peso de 30%.

Para efeitos da decisão sobre a concessão de bolsas, os candidatos serão ordenados de acordo com a média ponderada da classificação obtida em cada um dos dois critérios, traduzida pela seguinte fórmula, arredondada às décimas:

Para efeitos de desempate, a ordenação dos candidatos será efetuada com base nas classificações atribuídas a cada um dos critérios de avaliação pela seguinte ordem de precedência: critério C e critério B.

Caso o concurso tenha mais de 10 (dez) candidatos admitidos, apenas serão considerados para a entrevista, os dez primeiros candidatos classificados com base nos critérios A e B e os respetivos pesos. Aos restantes candidatos será atribuída a classificação mínima (1 ponto) ao critério C.

Aviso importante para candidatos com diplomas emitidos por instituições de ensino superior estrangeiras:

  • Os candidatos com diplomas emitidos por instituições de ensino superior estrangeiras podem candidatar-se e serão avaliados com os mesmos critérios que os candidatos com diplomas emitidos por instituições portuguesas, desde que apresentem, em candidatura, prova do reconhecimento dos graus académicos e da conversão da classificação final para a escala de classificação portuguesa nos termos da legislação aplicável.
  • Os candidatos com diplomas estrangeiros que não apresentem prova da conversão da classificação final para a escala de classificação portuguesa serão avaliados com a classificação mínima (1 ponto) no critério A.
  • Em qualquer caso, os contratos de bolsa com candidatos com diplomas emitidos por instituições estrangeiras só serão celebrados mediante a apresentação da prova de reconhecimento dos graus académicos e conversão da classificação final, conforme acima indicado.

Não são elegíveis para concessão de bolsa os candidatos cuja candidatura seja avaliada com uma classificação final inferior a 1.5 pontos.

7. AVALIAÇÃO

O painel de avaliação dos candidatos é constituído pelos seguintes elementos, podendo reunir com um mínimo de três elementos:

  • Paulo José Brandão Barbosa Lourenço, ISISE, Universidade do Minho (coordenador do painel)
  • Daniel Vitorino de Castro Oliveira, ISISE, Universidade do Minho
  • Joaquim António Oliveira de Barros, ISISE, Universidade do Minho
  • José Manuel de Sena Cruz, ISISE, Universidade do Minho

O painel de avaliação apreciará as candidaturas de acordo com os critérios de avaliação constantes do presente Aviso de Abertura de Concurso, ponderando os elementos de apreciação.

Todos os membros de painel, incluindo o coordenador, estabelecem o compromisso de respeitar um conjunto de responsabilidades essenciais ao processo de avaliação, tais como os deveres da imparcialidade, da declaração de quaisquer potenciais situações de conflito de interesses e da confidencialidade. Em todos os momentos do processo de avaliação, a confidencialidade é totalmente protegida e assegurada de modo a garantir a independência de todos os pareceres produzidos.

Os membros de painel, incluindo o coordenador, não podem ser orientadores ou coorientadores de candidatos com candidaturas submetidas ao concurso.

Para cada candidatura será produzida, pelo painel, uma ficha de avaliação final onde de forma clara, coerente e consistente sejam apresentados os argumentos que conduziram às classificações atribuídas a cada um dos critérios de avaliação.

Das reuniões do painel de avaliação será produzida ata da responsabilidade de todos os seus membros.

A ata e os seus anexos devem incluir, obrigatoriamente, a seguinte informação:

  • Nome e afiliação de todos os membros do painel de avaliação;
  • Identificação de todas as candidaturas excluídas e respetiva fundamentação;
  • Fichas de Avaliação Final de cada candidato;
  • Lista provisória de classificação e seriação dos candidatos, por ordem decrescente da classificação final, de todas as candidaturas avaliadas pelo painel;
  • Declarações de CDI de todos os membros do painel;
  •  Eventual justificação de ausência.

8. DIVULGAÇÃO DE RESULTADOS

Os resultados da avaliação são comunicados via e-mail para o endereço de correio eletrónico utilizado pelo candidato para remessa da candidatura.

9. PRAZOS E PROCEDIMENTOS DE AUDIÊNCIA PRÉVIA, RECLAMAÇÃO E RECURSO

Após comunicação da lista provisória dos resultados da avaliação, os candidatos dispõem de um período de 10 dias úteis para, querendo, se pronunciarem em sede de audiência prévia de interessados, nos termos dos artigos 121º e seguintes do Código do Procedimento Administrativo.

A decisão final será proferida após a análise das pronúncias apresentadas em sede de audiência prévia de interessados. Da decisão final pode ser interposta reclamação no prazo de 15 dias úteis, ou, em alternativa, interposto recurso no prazo de 30 dias úteis, ambos contados a partir da respetiva notificação. Os candidatos que optarem por submeter reclamação devem dirigir a sua pronúncia ao membro do Conselho Diretivo da FCT com competência delegada. Os candidatos que optarem por apresentar recurso devem dirigir o mesmo ao Conselho Diretivo da FCT.

10. REQUISITOS DE CONCESSÃO DE BOLSA

Os contratos de bolsa de investigação são celebrados diretamente com a FCT.

Os seguintes documentos terão de ser obrigatoriamente remetidos, aquando da eventual concessão da bolsa, para efeitos da sua contratualização:

a) Cópia do(s) documento(s) de identificação civil, fiscal e, quando aplicável, de segurança social[1];

b) Cópia dos certificados de habilitações dos graus académicos detidos;

c)   Apresentação do registo de reconhecimento dos graus académicos estrangeiros e conversão das respetivas classificações finais para a escala de classificação portuguesa, caso aplicável;

d)  Documento comprovativo de matrícula e inscrição no Programa de Doutoramento identificado no presente Aviso;

e)   Declaração do(s) orientador(es) assumindo a responsabilidade pela supervisão do plano de trabalhos, nos termos do artigo 5.º-A do Estatuto do Bolseiro de Investigação (minuta da declaração a disponibilizar pela FCT);

f)   Documento comprovativo de aceitação do candidato por parte da instituição onde decorrerão as atividades de investigação, garantindo as condições necessárias ao seu bom desenvolvimento, bem como o cumprimento dos deveres previstos no artigo 13.º do Estatuto do Bolseiro de Investigação (minuta da declaração a disponibilizar pela FCT);

g)     Documento atualizado comprovativo do cumprimento do regime de dedicação exclusiva (minuta da declaração a disponibilizar pela FCT).



[1] A disponibilização destes documentos pode ser substituída, por opção do candidato, pela apresentação presencial na entidade financiadora, a qual guardará os elementos constantes dos mesmos que sejam pertinentes para a validade e execução do contrato, incluindo os números de identificação civil, fiscal e de segurança social, bem como a validade dos respetivos documentos.


A concessão da bolsa encontra-se ainda dependente:

  • do cumprimento dos requisitos previstos no presente Aviso de Abertura;

  • do resultado da avaliação científica;

  • da inexistência de incumprimento injustificado dos deveres do bolseiro no âmbito de anterior contrato de bolsa financiada, direta ou indiretamente, pela FCT;

  • da disponibilidade orçamental da FCT.

A falta de entrega de algum dos documentos necessários para completar o processo de contratualização da bolsa, no prazo de 6 meses a partir da data de comunicação da decisão de concessão condicional da bolsa, implica a caducidade da referida concessão e o encerramento do processo. 

11. FINANCIAMENTO

O pagamento das bolsas terá início após a devolução, pelos candidatos, do contrato de bolsa devidamente assinado, o que deverá ocorrer no prazo máximo de 15 dias úteis contados a partir da data do seu recebimento.

As bolsas atribuídas no âmbito do presente concurso serão financiadas pela FCT com verbas do Orçamento de Estado e, quando elegíveis, com verbas do Fundo Social Europeu, a disponibilizar ao abrigo do PORTUGAL2020, através, nomeadamente, do Programa Operacional Regional do Norte (NORTE 2020), Programa Operacional Regional do Centro (Centro 2020) e do Programa Operacional Regional do Alentejo (Alentejo 2020), de acordo com as disposições regulamentares fixadas para o efeito.

12. COMPONENTES DA BOLSA

Aos bolseiros é atribuído um subsídio mensal de manutenção nos termos da tabela constante do Anexo I do RBI.

A bolsa pode ainda incluir outras componentes, nos termos que constam do artigo 18º do RBI e pelos valores previstos no seu Anexo II.

Todos os bolseiros beneficiam de um seguro de acidentes pessoais relativamente às atividades de investigação, suportado pela FCT.

Todos os bolseiros que não se encontrem abrangidos por qualquer regime de proteção social podem assegurar o exercício do direito à segurança social mediante adesão ao regime do seguro social voluntário, nos termos do Código dos Regimes Contributivos do Sistema Previdencial de Segurança Social, assegurando a FCT os encargos resultantes das contribuições nos termos e com os limites previstos no artigo 10º do EBI.

13. PAGAMENTOS DAS COMPONENTES DA BOLSA

Os pagamentos devidos ao bolseiro são efetuados através de transferência bancária para a conta por este identificada. O pagamento do subsídio mensal de manutenção é efetuado no primeiro dia útil de cada mês.

Os pagamentos das componentes de inscrições, matrículas ou propinas são efetuados pela FCT diretamente à instituição nacional onde o bolseiro esteja inscrito ou matriculado no doutoramento.

14. TERMOS E CONDIÇÕES DE RENOVAÇÃO DA BOLSA

A renovação da bolsa depende sempre de pedido apresentado pelo bolseiro, nos 60 dias úteis anteriores à data de início da renovação, acompanhado dos seguintes documentos:

a) pareceres emitidos pelo/s orientador/es e pela/s entidade/s de acolhimento sobre o acompanhamento dos trabalhos do bolseiro e a avaliação das suas atividades;

b)  documento atualizado comprovativo do cumprimento do regime de dedicação exclusiva;

c)  documento comprovativo de renovação da inscrição no ciclo de estudos conducente ao grau de doutor.

15. INFORMAÇÃO E PUBLICIDADE DO FINANCIAMENTO CONCEDIDO

Em todas as atividades de I&D direta ou indiretamente financiadas pela bolsa, nomeadamente, em todas as comunicações, publicações e criações científicas, bem como teses, realizadas com os apoios previstos na bolsa, deve ser expressa a menção de apoio financeiro da FCT e do Fundo Social Europeu, através, nomeadamente, do Programa Operacional Regional do Norte (NORTE 2020), Programa Operacional Regional do Centro (Centro 2020) e do Programa Operacional Regional do Alentejo (Alentejo 2020). Para este efeito devem ser inscritos nos documentos referentes a estas ações as insígnias da FCT, do MCTES, do FSE e da UE, conforme as normas gráficas de cada programa operacional.

A divulgação de resultados da investigação financiada ao abrigo do RBI deve obedecer às normas de acesso aberto de dados, publicações e outros resultados da investigação em vigor na FCT.

Em todas as bolsas, e em particular no caso de ações apoiadas por financiamento comunitário, designadamente do FSE, poderão ser realizadas ações de acompanhamento e controlo por parte de organismos nacionais e comunitários conforme legislação aplicável nesta matéria, existindo por parte dos bolseiros apoiados a obrigatoriedade de colaboração e de prestação da informação solicitada, a qual abrange a realização de inquéritos e estudos de avaliação nesta área, ainda que a bolsa já tenha cessado.

16. POLÍTICA DE NÃO DISCRIMINAÇÃO E DE IGUALDADE DE ACESSO

A FCT promove uma política de não discriminação e de igualdade de acesso, pelo que nenhum candidato pode ser privilegiado, beneficiado, prejudicado ou privado de qualquer direito ou isento de qualquer dever em razão, nomeadamente, de ascendência, idade, sexo, orientação sexual, estado civil, situação familiar, situação económica, instrução, origem ou condição social, património genético, capacidade de trabalho reduzida, deficiência, doença crónica, nacionalidade, origem étnica ou raça, território de origem, língua, religião, convicções políticas ou ideológicas e filiação sindical.

17. LEGISLAÇÃO E REGULAMENTAÇÃO APLICÁVEL

O Concurso rege-se pelo presente Aviso de Abertura, pelo Regulamento de Bolsas de Investigação da FCT, aprovado pelo Regulamento nº 950/2019, publicado na II Série do DR de 16 de dezembro de 2019, pelo Estatuto do Bolseiro de Investigação aprovado pela Lei n.º 40/2004, de 18 de agosto, na redação em vigor, e pela demais legislação nacional e comunitária aplicável.

ANEXO

PLANO 1: Combination of drones and fibres for the development of an advanced integrated approach for observation and rehabilitation of road pavements.

Supervisors: Jorge Pais, jpais@civil.uminho.pt; Fâbio Figueiredo, f.figueiredo@civil.uminho.pt

Brief Summary: The present proposal intends to act on the rehabilitation of road pavements through the design of an advanced pavement observation system and the design of materials with high performance. For the observation of pavements, the objective is to contribute to a better inspection in an urban environment using drones and subsequent image treatment for cracking identification. For the design of better paving materials, this project intends to develop high-performance asphalt concrete reinforced with fibres that allow extending the pavement life compared to traditional solutions. These procedures will contribute to the conception of an integrated approach for observation and rehabilitation of road pavements, with low costs maintenance.

Objectives: The quality of road pavements is ensured by: i) a system for assessing their quality that, for roads of lesser importance, is based only on the observation of the surface condition; ii) a system for managing the quality of pavements; iii) a suitable design method of pavement rehabilitation. These three stages of pavement rehabilitation are costly for the municipalities and road administration due to the extensive national and municipal road network, therefore is being essential to have advanced techniques for the construction and maintenance of pavements that increase their life. The present proposal intends to act on stages one and three of the pavement rehabilitation through the design of an advanced pavement observation system using drones and the design of materials with high performance using fibres.

For the development of this thesis, a methodology will be carried out based on the following steps: i) Development of a procedure for using drones to capture images of the pavement surface condition; ii) Analysis of static photos to identify pavement cracking; iii) Determination of the types and contents of fibres that provide the adequate post-cracking tensile capacity to the Fibre Reinforced Asphalt Concrete for the identified damage levels; iv) In situ verification of the performance of the solution developed in the laboratory; v) Establishment of an integrated procedure for observation and rehabilitation of road pavements.

Detailed description: The development of this proposal is based on the following six tasks: 1. Setting up a drone for image capture of road pavement surface; 2. Image processing and image capture configuration for crack identification; 3. Development of a Fibre Reinforced Asphalt Concrete; 4. Application of the Fibre Reinforced Asphalt Concrete in trial sections; 5. Monitoring on the trial sections; 6. Establishment of an integrated procedure for observation and rehabilitation of road pavements.

The first task of this proposal is related to the setting up a drone for image capture of road pavement surface and intends to configure a drone to capture images from the road surface to identify pavement cracking. In addition, this task aims at configuring the drone to capture images of the pavement in any situation of incidence of sunlight for which a procedure will be developed. Thus, this task comprises two activities, namely: 1.1. Selection of a drone with high capacity for photography suitable to identify pavement cracking; 1.2. Test and configuration of the drone for capturing images of the road pavements.

The second task of this proposal is related to the image processing and image capture configuration for crack identification and aims at identify cracks in the pavement from images taken with drones. This task will work in conjunction with task 1 to allow the configuration of the drone, by providing the settings for image capture to ensure that the images have the appropriate quality to be treated analysed. Thus, this task is composed of three activities, namely: 2.1. Selection of a software for identification of cracks; 2.2. Software testing for images taken with the drone; 2.3. Definition of the settings for image capture.

The third task of this proposal is related to the development of a Fibre Reinforced Asphalt Concrete and aims at developing a Fibre Reinforced Asphalt Concrete (FRAC) to be used in the rehabilitation of road pavements. This FRAC will be the basis for the next tasks of the project because it allows the design of the trial section and will contribute for the development of the integrated procedure for observation and rehabilitation of road pavements. Thus, this task is composed of three activities, namely: 3.1. Selection of fibres to be used in the FRAC; 3.2. Mechanical properties of the FRAC; 3.3. Development of a cracking damage model for the FRAC.

The fourth task of this proposal is related to the application of the Fibre Reinforced Asphalt Concrete in trial sections and will construct the trial sections for the application of the FRAC developed and tested in the laboratory in the task 3. The task will be carried out with the support of the municipality of Braga for the provision of roads for the trial sections, as well as in the construction of the test sections which requires the production of the FRAC and its application. Thus, this task will have the following two activities: 4.1. Design of the trial sections; 4.2. Construction of the trial sections

The fifth task of this proposal is related to the monitoring on the trial sections and is dedicated to the monitoring of the performance of FRAC in the trial sections and comprises the following activities: 5.1. Traffic and weather data collection; 5.2. Periodic evaluation of the trial sections; 5.3. Analysis of images by the software developed in task 2

The sixth task of this proposal is related to the establishment of an integrated procedure for observation and rehabilitation of road pavements and its objective is the combination of all information of the laboratory characterization of the FRAC carried out in task 3, the information of the quality control of the trial sections obtained in task 4 and the information of the performance of the trial section obtained in task 5, for the development of a model that will express the performance of road pavements with FRAC. Thus, this task is composed by three activities, namely:  6.1. Application of ANN for the performance of the pavements; 6.2. Verification of the model for the available data; 6.3. Development of an integrated procedure for observation and rehabilitation of road pavements; The development of this proposal will occur during 3 years as defined the following timeline chart.

 

PLANO 2: Development of semi-flexible heavy-duty pavements: towards enhanced performance and sustainability.

Supervisors: Joel Oliveira, joliveira@civil.uminho.pt; Vitor Cunha, vcunha@civil.uminho.pt

Brief Summary: As a reflection of the importance that sustainability and the circular economy have in the European development strategy, the European Union recently identified “Climate action, environment, resource efficiency and raw materials” as one of the seven societal challenges to face in the near future. Taking that into account, the present work aims at developing paving materials for heavy-duty applications that incorporate a high percentage of recycled materials and industrial sub-products in their composition. The type of material to be developed in this work provides significant advantages in comparison to both concrete and conventional asphalt, having both rut resistance and a degree of flexibility. This hybrid mixture provides good rut resistance and a surface highly resistant to fuel and oil spillage. Such properties allow it to be used in industrial areas, airports and harbours, where those situations are frequently associated with heavy and slow traffic.

Objectives: The main aim of this research is to develop innovative paving materials for heavy-duty applications with high mechanical and durability performance, as well a strong sustainable character. The specific research objectives of this investigation can be identified as follows: Study different compositions of the asphalt mixture used as the recipient of the cementitious grout that fills its voids, in order to optimise the mix design in terms of recycling rate and porosity; Check whether recycled fibres can be included in the mixture to improve the post-cracking performance of the material under thermally or traffic-induced stresses; Develop a grout with adequate flowability to fill the voids of the asphalt skeleton of the mixture, if possible, incorporating industrial by-products or wastes to partially substitute cement; Carry out performance related tests to assess the durability of the material and its resistance to fatigue, under repeated loading conditions; Perform a Life Cycle Assessment of the developed material, in comparison to equivalent flexible or rigid pavement solutions;

Detailed description: Semi-flexible paving materials usually known as “grouted macadams” have been used in certain specialist pavements, where high bearing capacity and rut (permanent deformation) resistance are key characteristics. Rigid pavements are traditionally selected for this type of applications due to their excellent properties under permanent loads. However, cementitious materials tend to develop thermally induced cracking due to shrinkage/expansion under temperature variations (joints are normally created in the pavement to control the number and position of the cracks). Asphalt materials show a better performance in this type of situation, but are less resistant to permanent deformation under static (or slow moving) loads, due to their viscoelastic nature. Thus, this semi-flexible material has the potential to combine some of the best qualities of flexible and rigid pavements, namely absence of joints, long life and high bearing capacity. It also provides good protection against water ingress to the foundation since it has an impermeable surface.

This work intends to use alternative materials, maximizing the incorporation of recycled materials or industrial by-products in the manufacture of semi-flexible composite materials for pavement applications, in order to promote circular economy principles. Additionally, discrete recycled fibres will be used to improve the performance of this type of paving solution. Industrial fibres have been used for a long time in rigid industrial pavements to enhance the post-cracking behaviour and/or mitigate cracking due to shrinkage. On the other hand, its application in semi-flexible pavements is still reduced, as well as the application of recycled fibres is still rather novel when compared to the industrial ones. Thus application of recycled fibres in this type of pavement poses more demanding challenges regarding the composition’s rheological behaviour, since fibre’s geometric variability needs to be carefully assessed and investigated to assure that the porosity and consequent flowability of the asphalt skeleton of the mixture is not compromised. The latter is of paramount importance in order to obtain a homogeneous and long-lasting material (with full penetration of the cementitious grout). The composition of the grout will also be studied to assess the possibility of partially substituting cement by wastes or industrial by-products with pozzolanic properties pursuing a material with a strong sustainable character. A Life Cycle Assessment (LCA) of the solutions under study must also be carried out to fully understand the advantages of this type of solution when compared to traditional flexible (asphaltic) or rigid (cementitious) pavements.

To better understand the work that is going to be carried out, a series of tasks is presented: Task 1 – Literature Review; Task 2 – Selection of alternative materials with high potential to be incorporated in grouted macadams; Task 3 – Study of the optimal composition of the asphalt mixture that will be used as the skeleton for the semi-flexible material; Task 4 – Investigation of the type (size and shape) of recycled fibres to be used in the reinforcement of the material strength to improve its performance; Task 5 – Development of an alternative grout incorporating wastes or industrial by-products as cement partial substitutes; Task 6 – Life-cycle assessment of solutions with equivalent life expectancy produced with flexible, semi-flexible and rigid paving materials; Task 7 – Thesis writing up


PLANO 3: Strengthening of asphalt and cementitious concrete with bio-based materials.

Supervisors: Hugo Ribeiro Dias da Silva, hugo@civil.uminho.pt; Luís Luciano Gouveia Correia, lcorreia@civil.uminho.pt

Brief Summary: During the last decades, asphalt and concrete structures went through many extreme mechanical and environmental conditions, and many are needing repairing or rehabilitation actions. Fibers, polymers, and their composites solutions, are frequently used materials for both asphalt and concrete structural strengthening since they increase strength and flexibility. Nevertheless, fibers and polymers are not biodegradable, can lead to health damages, and are obtained from nonrenewable fossil resources. The matrix of asphalt mixtures – bitumen – and fiber reinforced polymers (FRPs) – e.g. epoxy, vinylester, or polyester – have a similar problem. European directives enforce the decrease of wastes and pollutants produced from nonrenewable resources. Therefore, this work mainly aims at using bio-based materials to strengthen asphalt and cementitious concrete, using new solutions obtained from renewable sources. The possibilities include bio-oil from fast pyrolysis of natural wastes, as bitumen substitute, biopolymers developed from that bio-oil, biochar as cement admixture, natural fibers, and bio resourced composites.

Objectives: The primary objective of this work is the development of new polymer-modified (PMB) asphalt mixtures and composite FRP solutions for concrete incorporating bio-based materials as a sustainable alternative to the nonrenewable fossil resources typically used for asphalt and concrete strengthening. This thesis aims to research not only the efficiency of using several bio-based materials for asphalt and concrete strengthening but also for repairing or healing mechanically damaged mixtures (evaluation of bio-regeneration potential).

These new solutions should increase the durability of asphalt and concrete structures by improving their strength and flexibility. Still, some processes of self or induced healing of cracking damage will also be analyzed (e.g., using bio-regenerator oils in asphalt mixtures and analyzing the carbonation potential of bio-chars when applied in cementitious concrete). The performance will be compared to that of i) conventional asphalt and concrete mixtures; ii) polymer-modified asphalt mixtures with commercial PMBs; iii) commercial FRPs concrete solutions. The final result should be economically, technically, and environmentally viable.

Some partial objectives are consequently envisaged: i) selection of bio-based material to be used in the study; ii) evaluation of the pyrolysis process, including the feeding waste and the resulting bio-oil and bio-char; iii) survey of bio-polymer production and use in PMBs; iv) evaluation of natural fibers and bio resourced composites for FRPs; v) design of new solutions for strengthened asphalt and concrete mixtures; vi) outline of test protocols to evaluate the durability; vii) definition of methods for repairing or healing and corresponding evaluation.

Detailed description:

The use of nonrenewable fossil resources or derived materials will be increasingly controlled in EU, thus becoming evident the need to research new solutions to substitute those materials in civil engineering works. Taking into account that the strengthening of asphalt and concrete mixtures is usually carried out using fossil fuel derived products (e.g., polymers, fibers, resins, among other), the objective of this work is to use bio-based and renewable materials to develop PMB asphalt and FRP concrete mixtures.

Bio-based materials are an excellent alternative to solve the fossil fuel depletion and can be selected among commercial options or custom made using a pyrolysis reactor and a convenient forestry or waste feeding source. Additionally, these technologies stand as potential viable solutions to improve the durability and sustainability of the strengthened concretes.

This project has several challenges because many bio-based materials are less resistant or are incompatible with the other components of asphalt or concrete mixtures. Thus, the first step of this work is very dependent on a comprehensive literature review to select the most adequate bio-based materials to be used in this study. Some of those materials can be commercially available (e.g., natural fibers), but other must be custom made using a pyrolysis reactor and processes of polymerization. The previous work and the good relations with Iowa State University, US, with the Polymer Engineering Department of UMinho and with CVR (Center for Waste Valorization) will help to find the most suitable solutions for these processes. Nevertheless, the careful study of the bio-oils, bio-chars and biopolymers obtained in this phase are essential for the success of these new products. These materials will later be used in the production of polymer-modified binders (PMB) that will be characterized rheologically in comparison with other commercial PMBs. Ductility, creep recovery and stiffness tests will be used to understand the performance of these new solutions. DSC, TGA and FTIR tests will also be used to evaluate other physical-chemical properties of these materials. Bio-oil can also be used as regenerator, and its healing or repair potential will be evaluated.

Simultaneously, the study of bio-based FRP solutions will also be challenging and will include the selections and characterization of the natural fibers and bio-resourced composites for substitution of epoxy resins. The use of biopolymers is also possible. Laboratory tests will be used to access the tensile properties of the FRP solutions and evaluate the bonding efficiency between the FRP and the concrete. It is also possible to use biochar or other solutions with bacteria to repair or healing cracked concrete (carbonation process). Biomaterials can also be used to produce an adhesive for bonding FRP and concrete composites, in addition to the development of a new FRP or new concrete mixes (with fibers or self-healing properties).

After selecting and characterizing the bio-based materials, the optimum solutions for the new PMBs and FRPs will be designed for ultimate applications in the mixtures. Again, rheology tests may be used for evaluation of the mechanical performance of the binders previously defined. Then, asphalt mixtures will be produced with the developed PMB, and concrete mixtures with the new FRP. Those materials will the carefully tested to understand their durability and resistance in comparison with conventional concrete without any strengthening element and commercially available FRP solutions. Finally, the success of the new bio-base solutions to repair or healing technologies developed in this work will be evaluated by measuring the increased fatigue cracking resistance of the new asphalt materials with bio-oil (as asphalt regenerator) or with biochar (as cement admixture to improve the carbonation method) in comparison with a traditional mixture used in paving operations. Besides, all other performance-related properties of this innovative mixture should be assured to demonstrate the potential of this sustainable material to be used shortly in our roads. During all phases of the work, the student must carry out the analysis and discussion of results, and include the comments of the supervisors to achieve adequate solutions. The final task will be the writing of the PhD theses, to summarize all finding of this work, and some papers during the development.

Main tasks of the project: Task 1: Literature review on the topic presented; Task 2: Selection or definition of bio-based materials to be studied; Task 3: Characterization of bio-based materials, including the fast pyrolysis process and the study of the polymerization process to obtain the new bio-polymers; Task 4: Characterization of the natural fibers and bio resourced composites for FRPs; Task 5: Design of PMBs and FRPs with the bio-based materials to be used in the mixtures; Task 6: Production of asphalt and concrete mixtures and evaluation of their durability; Task 7: Study of repairing or healing potential of the new solutions; Task 8: Analysis and discussion of results; Task 9: Writing of the thesis and other dissemination results;

 

PLANO 4: Development of Optimised Earthen Building Elements

Supervisors: Ricardo Mateus, ricardomateus@civil.uminho.pt; Elisabete Teixeira, elisabeterodriguest@gmail.com

Brief Summary: Currently, with the growing concern in adopting more sustainable technical solutions, the interest in earth as a building material has been renewed. The present proposal has as main objective the development of constructive earthen building solutions capable of meeting the requirements of safety, durability, comfort and hygiene proportional to the expectations of the modern world. Thus, it is expected to optimise the thermal behaviour of earthen products from the incorporation of low-cost materials with a lower carbon footprint and incorporated energy, without neglecting the optimisation of its mechanical and structural performance. The desired products will represent more economical solutions, with reduced environmental impact, in a perspective of contribution to sustainable development. The results of the study will assist professionals who intervene in rehabilitation and conception of new buildings using earthen construction.

Objectives: The main objective of this PhD proposal is to improve the thermal performance of earthen building materials without impairing their mechanical behaviour. To achieve this objective, this research will develop solutions that incorporate low-cost materials into the earth mixtures, with a lower carbon footprint and embodied energy, including natural materials and industrial by-products. Sustainable materials that demonstrate its thermal insulation potential and its feasibility of application during the literature review will be analysed. As a result, it is expected to improve the functional performance of earthen building elements that meet the current thermal and mechanical requirements and have reduced environmental impact and high economic life cycle performance.

To achieve these goals, a set of specific objectives are defined: i) to assess the state of the art of earthen construction; ii) to identify in the literature the materials with the highest potential to improve the thermal insulation of earthen products, without worsening the mechanical and structural properties; iii) to characterise thermophysical properties of earthen building elements currently available; iv) to develop new earth mixtures by the incorporation of the previously selected materials, to optimise their thermal, mechanical and environmental life cycle properties; and finally, v) to analyse the contribution of the earth solutions in reducing the environmental impact and improving the sustainability of the construction sector, based on the life cycle assessment of the products developed, comparing them to the current solution available in the market.

Detailed description: This proposal was established by the need for building materials and elements that present, simultaneously, reduced environmental impact and adequate thermal behaviour. Earthen constructions fit into this scenario, mainly because they have low materials processing, consume lower energy, and the earth is a local material that can be 100% recyclable or reused. The abundance and ease of access to raw materials can also contribute to decreasing the capital cost of constructions, compared to the ones that use traditional techniques. However, previous studies show that it is essential to develop solutions to improve the thermal insulation of earthen elements used in the building envelope, without compromising their mechanical behaviour. Within the scope of the reVer+ project, the possibility of developing a new product with high market potential was identified, based on the incorporation of materials with less thermal conductivity in earth mixtures.

In this context, the present study aims at developing optimised earthen building elements, through the development of optimised earthen mixtures, that can be applied both in new buildings and in the sustainable renovation of existing ones. This will allow for a more resistant, durable, economic and, above all, sustainable construction. To carry out this study, the research methodology embraces a comprehensive strategy, which will be based on a literature review involving different researches with similar objectives to the one to be developed. Considering the analysis of current scientific and technological developments, it will be possible to adopt an investigation method that will allow achieving the proposed objectives. With this established method, a Research and Development cycle will be implemented, qualified through: Quantitative and qualitative analysis; Laboratory validation; and Development of durable and sustainable solutions in traditional and vernacular construction.

The work will start in Task 1 “Survey of state of the art”, which aims to understand the best and most recent solutions at national and international level for optimising the properties of earthen building elements. In this scenario, it is essential to identify sustainable materials that added to earth mixtures have the potential to improve thermal properties, without jeopardising the remaining physical properties of the final product. This task will be subdivided into: i) the analysis of normative framework, based on the breakdown of articles and international standards, to identify the most appropriate methods to achieve the research objectives; and ii) the identification of materials (natural and industrial by-products) to be used in the optimisation of the thermal behaviour of earthen products, without affecting their mechanical and structural performances. With expected duration of 9 months, this task establishes the bases for the development of subsequent tasks, gathering the necessary information to support the guidelines adopted in the study.

The first task interacts directly with Task 2, “Characterisation of the earthen products already available in the market”, where the characterisation of the earth that composes the earth-based products currently commercialised (Subtask 2.1) will be carried out, as well as the characterisation of its thermal, mechanical and structural properties (Subtask 2.2). The results obtained here will be used as a reference in the development of new solutions that meet the thermal and mechanical regulations of Portuguese and international standards. The first quarter of this task will be developed in parallel with the last quarter of Task 1, lasting for the following semester.

Task 3, “Optimising the thermal properties of earthen building elements”, involves the development of new earth mixtures to produce earthen building materials that are thermally optimised by the incorporation of sustainable materials with reduced thermal conductivity. These building elements will be developed to fit the functional requirements of a wall to be used between the indoor and outdoor environments or between a heated and a non-heated area. All products developed will be subjected to the same experimental analysis used for the reference samples (Task 2). This task will last for 18 months.

Next, in Task 4, “Life Cycle Assessment of the developed earthen building elements”, the environmental and economic life cycle performance of the new earthen solutions will be analysed, considering the current sustainability needs. This task is directly related to the previous ones, establishing a comparative analysis between the optimised solutions developed and those currently available on the market. The assessment of economic performance (Subtask 4.1) should be based on the standard EN 15643-4:2012 and will include capital and maintenance costs; the evaluation of environmental performance (Subtask 4.2) should be carried out following standard EN 15804:2012. The deadline for the execution of this task is nine months.

Task 5, “Thesis writing”, corresponds to the compilation of the results obtained throughout the PhD to serve as a future reference for research studies in this area and to allow the practical application of the knowledge developed in the construction sector. Finally, Task 6, “Dissemination of results”, is fundamental to the success and implementation of the results of this study. In this task, the main results obtained will be published in national and international conference proceedings and indexed international journals (at least 4 papers, 1 per year). All tasks are in line with the objectives proposed in this study and were structured following the same logical sequence, to guarantee the sustainability and economic potential of the developed earthen building solutions. Tasks 5 and 6 will start at the end of Task 1 and will last until the end of the study.

To mitigate the risks associated with unforeseen circumstances during the execution of the research, its planning was carried out with margins for final adjustments to the physical schedule. The main challenge involves possible difficulties in optimising the earth mixture used in the earthen building elements, due to the lack of adherence of the sustainable material or the reduction of the mechanical capacity of the earthen building materials to values below the normative limits. Precisely for this reason, different types of materials to be used in the earth mix will be studied, in addition to adjustments in the composition and dimensions of the earthen building elements to be proposed.




Número de vagas: 1

Tipo de contrato: Outro

País: Portugal

Localidade: Guimarães

Instituição de acolhimento: Universidade do Minho


Data limite de candidatura: 15 August 2020
(A data limite de candidatura deve ser confirmada no texto do anúncio)

2. Dados de contactos da organização
2. Organization contact data

Instituição de contacto: ISISE - Institute for Sustainability and Innovation in Structural Engineering

Endereço:
Universidade do Minho - Dep. de Engenharia Civil - Campus de Azurém
Guimarães - 4800-058
Portugal

Email: isise@civil.uminho.pt

Website: http://www.isise.net

3. Habilitações académicas
3. Required education Level


Vazio
4. Línguas exigidas
4. Required languages


Vazio
5. Experiência exigida em investigação
5. Required research experience


Vazio