Desenvolvimento de um dispositivo para monitoramento dinâmico de estruturas

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Borges, José Lucas Silva
• Orientador(a): Rocha, Marcelo Maia
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Análise estrutural; Dinâmica de estruturas; Instrumentação
• Palavras-chave em Inglês: Structural integrity; Vibration; Instrumentation; Low cost
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/241982

No âmbito das construções civis, a diminuição da capacidade portante juntamente com incertezas relacionadas ao estado de integridade pode ocasionar, em casos extremos, a inviabilidade da utilização das mesmas ou até mesmo o colapso. Consequentemente, evidenciase a possibilidade de danos à manutenção da vida, perdas financeiras, econômicas, ambientais ou uma combinação entre todos. Como forma de combater tais empecilhos, o Monitoramento da Integridade Estrutural (MIE) emerge como uma prática de grande relevância. O monitoramento de uma estrutura possibilita estabelecer políticas mais eficientes de atuação tanto em âmbito emergencial quanto de manutenção preventiva, reduzindo, assim, custos e tempo de reparo. Em contrapartida, a implantação do MIE encontra alguns desafios na sua difusão. Dentre eles, destacam-se os altos custos relacionados a implantação e manutenção do sistema. Com o intuito de tornar a utilização do MIE mais atrativa, necessita-se desenvolver dispositivos que empreguem tecnologias atuais, compactas, de baixo custo e fácil instalação. Tomando como enfoque a detecção de danos baseada em vibração, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver, programar e implementar um dispositivo de baixo custo baseado em acelerômetro MEMS a ser aplicado como ferramenta no monitoramento de integridade estrutural. A instrumentação sugerida caracterizou-se por ser um sistema de aquisição de dados composto por três unidades de medição simultânea. Cada uma delas possuía um sensor MPU 6500 gerenciado por um microprocessador ESP 32. A aquisição e interpretação dos dados oriundos de cada uma dessa unidades ficou a cargo de um Raspberry Pi 3. Como forma de avaliar o comportamento do sistema, o mesmo submeteu-se a ensaios de performance de ruído, throughput de rede, perdas no envio de dados e validação de leitura. Além disso, utilizou-se o dispositivo proposto para extrair as frequências naturais de um modelo de dimensões reduzidas. Por fim, avaliou-se o total gasto para construção do dispositivo proposto. Conclui-se por meio dos resultados que foi possível desenvolver um sistema de aquisição de dados confiável para emprego no monitoramento de integridade estrutural, utilizando equipamentos de baixo custo e grande disponibilidade no mercado.