Avaliação de sensores sem fio de baixo custo para aplicações de monitoramento dinâmico estrutural

Resumo

Os programas de Monitoramento Dinâmico Estrutural (SHM, em inglês) desempenham uma tarefa essencial na área da engenharia civil, especialmente para avaliar as condições de segurança que envolvem grandes estruturas, como viadutos, pontes, estádios e edifícios altos. De fato, algumas dessas estruturas são monitoradas 24 horas por dia, 7 dias por semana, com o objetivo de prover medições dinâmicas que possam ser usadas para a identificação de problemas estruturais como, por exemplo, presença de fissuras, vibração excessiva, danos, entre outros. Os programas de SHM podem fornecer uma avaliação automatizada da integridade estrutural, processando dados de vibração obtidos de sensores conectados à estrutura. Frequentemente, o SHM usa sistemas com fio que geralmente são caros devido à necessidade de manutenção contínua e nem sempre são adequados para utilização em estruturas de acesso dificil. Por outro lado, os sistemas sem fio comerciais geralmente exigem altos custos de implementação. Portanto, este artigo propõe o uso de um sistema de monitoramento sem fio de baixo custo baseado no computador de placa única Raspberry Pi que reduz significativamente as despesas de implementação, mantendo a integridade dos dados. A comunicação sem fio é realizada em tempo real através de uma rede local sem fio, responsável pelo envio e recebimento de dados de vibração. O sistema proposto é validado comparando seus resultados aos de um sistema comercial com fio a partir de uma série de aplicações experimentais controladas. Os resultados sugerem que o sistema proposto é adequado para aplicações de SHM em estruturas de engenharia civil.

Palavras-chave:
monitoramento dinâmico estrutural; sensores em fio; acelerômetros de baixo custo