Desenvolvimento de sistema para monitoramento de estruturas com utilização da plataforma arduino

• Autor(a) principal: Silva, João Batista Lamari Palma
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_CAMPINAS
• Texto Completo: http://repositorio.sis.puc-campinas.edu.br/xmlui/handle/123456789/15105
• topic: Sistema de Monitoramento; Integridade Estrutural; Arduino; System Monitoring; Structural Integrity

As estruturas de concreto armado, ainda que extremamente difundidas, requerem especial atenção desde sua concepção até sua utilização. Esta atenção pode ser usada para contribuir com o aumento de sua vida útil, já que as patologias podem ser das mais variadas naturezas e causas, o que em muitas vezes torna a análise das condições de integridade estrutural muito complexa. O Monitoramento da Integridade Estrutural (MIE) busca acompanhar o comportamento da estrutura, para avaliar suas condições, inclusive para verificar a ocorrência de danos e das eventuais necessidades de intervenções, visando a reabilitação estrutural. O MIE automatizado emprega aquisitores de dados que atuam como interface entre os sensores instalados nas estruturas e os sistemas computacionais, tornando sua utilização complexa e cara. Este trabalho teve por iniciativa empregar a plataforma Arduino, que é um sistema de prototipagem eletrônica, que utiliza um microcontrolador Atmel, de hardware e software livres, com entradas e saídas analógicas/digitais, de baixo custo e relativa facilidade de operação. Com isto, o objetivo da pesquisa foi o desenvolvimento de um sistema de monitoramento de estruturas, baseado em coleta de dados provenientes de sensores de deformação, deslocamento e força, em estruturas de concreto armado, para aquisição e transmissão remota de dados, para processamento e análise das informações. Foi construído um sistema de aquisição de dados, com a plataforma Arduino, sendo que este sistema emprega além da plataforma em questão, amplificadores de sinais e circuitos elétricos do tipo Ponte de Wheatstone. Desenvolveu-se um software do tipo aplicativo mobile, compatível com o sistema operacional Android, para que por meio de um smartphone ou tablet, fosse possível controlar o Arduino, mediante comunicação sem fio via Bluetooth. Este aplicativo envia e recebe dados, que são processados e analisados analítica e graficamente, decorrentes das informações dos sensores instalados nas estruturas, o qual possibilita a transmissão dos dados em tempo real via internet. O sistema foi testado em ensaios de flexão de lâminas metálicas e vigas de concreto armado, instrumentadas com extensômetros de resistência elétrica instalados na armadura e no concreto, como transdutores de deslocamento e células de carga. Além desta estrutura, o sistema também foi testado em um pilar de concreto armado de sustentação de uma ponte rolante, com a instalação de extensômetros na armadura. Nestes testes, a aquisição de dados foi feita por dois sistemas distintos, sendo o primeiro um aquisitor de dados comercial de referência e o segundo o sistema objeto desta pesquisa, para comparação dos dados das leituras obtidas entre ambos equipamentos e valores analíticos, tendo sido obtidos resultados satisfatórios.