Desenvolvimento de sistema sensorial ótico para o monitoramento contínuo da integridade de estruturas
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) |
Texto Completo: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/59535 |
Resumo: | In recent years, there has been a strong trend towards the use of optical sensors based on Bragg g ratings to monitor various parameters, thanks to the advantages over other sensors. Among these advantages, there is an increase in the signal to noise ratio, speed and efficiency in data collection, possibility of use in aggressive environments, immunity to electromagnetic interference, electrical insulation, reduced weight and size, longer useful life, among others. Monitoring methods for parameters such as t emperature, deformation, stress, refractive index, acceleration and relative humidity are already widespread in the technique and literature. Given this, the current scenario of applications of these sensors in Brazil stands out, where there are works aime d at monitoring engineering works of art (such as bridges and viaducts) and similar structures, however, the application is still scarce in sectors of the infrastructure, such as port stations and flammable transport pipelines. Therefore, through this work , it is proposed to develop an optical sensory system based on Bragg gratings to monitor the thickness loss of a 1020 carbon steel metal plate subjected to controlled corrosion, by collecting frequency variation data of the plate as a function of time. To validate the results obtained experimentally, electrochemical tests were also performed under similar conditions, as well as a numerical model representative of the situation observed experimentally was adjusted. Through the tests carried out, it was possi ble to observe that the results found experimentally presented an adequate reliability, indicating the adequate functionality of the sensors for monitoring the loss of thickness caused by corrosion in metallic structures. |
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Desenvolvimento de sistema sensorial ótico para o monitoramento contínuo da integridade de estruturasSensores óticos com base em redes de BraggMonitoramentoCorrosãoIn recent years, there has been a strong trend towards the use of optical sensors based on Bragg g ratings to monitor various parameters, thanks to the advantages over other sensors. Among these advantages, there is an increase in the signal to noise ratio, speed and efficiency in data collection, possibility of use in aggressive environments, immunity to electromagnetic interference, electrical insulation, reduced weight and size, longer useful life, among others. Monitoring methods for parameters such as t emperature, deformation, stress, refractive index, acceleration and relative humidity are already widespread in the technique and literature. Given this, the current scenario of applications of these sensors in Brazil stands out, where there are works aime d at monitoring engineering works of art (such as bridges and viaducts) and similar structures, however, the application is still scarce in sectors of the infrastructure, such as port stations and flammable transport pipelines. Therefore, through this work , it is proposed to develop an optical sensory system based on Bragg gratings to monitor the thickness loss of a 1020 carbon steel metal plate subjected to controlled corrosion, by collecting frequency variation data of the plate as a function of time. To validate the results obtained experimentally, electrochemical tests were also performed under similar conditions, as well as a numerical model representative of the situation observed experimentally was adjusted. Through the tests carried out, it was possi ble to observe that the results found experimentally presented an adequate reliability, indicating the adequate functionality of the sensors for monitoring the loss of thickness caused by corrosion in metallic structures.Nos últimos anos, têm-se desenvolvido uma forte tendência à utilização de sensores óticos com base em redes de Bragg para o monitoramento de diversos parâmetros, graças às vantagens em relação aos demais sensores. Dentre essas vantagens, destacam-se o aumento da relação sinal-ruído, rapidez e eficiência na coleta de dados, possibilidade de utilização em ambientes agressivos, imunidade à interferência eletromagnética, isolamento elétrico, peso e tamanho reduzidos, maior vida útil, entre outros. Já é bem difundido na técnica e na literatura, métodos de monitoramento para parâmetros como temperatura, deformação, tensão, índice de refração, aceleração e umidade relativa. Diante disso, destaca-se o atual cenário de aplicações desses sensores no Brasil, onde há trabalhos voltados para o monitoramento de obras de arte de engenharia (como pontes e viadutos) e estruturas similares, no entanto, a aplicação ainda é escassa em setores da infraestrutura, como estações portuárias e dutos de transporte de inflamáveis. Portanto, através deste trabalho, é proposto o desenvolvimento de um sistema sensorial ótico com base em redes de Bragg para realizar o monitoramento da perda de espessura de uma placa metálica de aço carbono 1020 submetida à corrosão controlada, mediante coleta de dados da variação da frequência natural da placa em função do tempo. Para validar os resultados obtidos experimentalmente, foram realizados também ensaios eletroquímicos submetida a condições semelhantes, assim como foi ajustado um modelo numérico representativo da situação observada experimentalmente. Através dos testes realizados, foi possível observar que os resultados encontrados experimentalmente apresentavam uma adequada fiabilidade, indicando a adequada funcionalidade dos sensores para o monitoramento da perda de espessura ocasionadas por meio de corrosão em estruturas metálicas.Mesquita, Esequiel Fernandes TeixeiraSousa, Israel Nilton Lopes2021-07-13T18:37:14Z2021-07-13T18:37:14Z2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfhttp://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/59535porreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-07-13T18:37:14Zoai:repositorio.ufc.br:riufc/59535Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-09-11T18:56:00.539364Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false |
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