Monitoramento de integridade estrutural utilizando a técnica da Impedância Eletromecânica Aplicada em Estruturas de Concreto

• Autor(a) principal: Silva, Raquel Naiara Fernandes
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
• Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/20889; http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS; Monitoramento da Integridade Estrutural; Structural Health Monitoring; Impedância Eletromecânica; Electromechanical Impedance; Estruturas de Concreto; Concrete Structure; Estruturas Inteligentes; Smart Structures; Compensação da Temperatura; Temperature Compensation

O mau funcionamento de uma estrutura civil pode levar a uma considerável perda econômica, além de um grande transtorno na vida da população que a utiliza. Nesse sentido, estudos e experimentos devem ser conduzidos a fim de fornecer meios para uma avaliação confiável a respeito de seu estado, permitindo assim estabelecer critérios para garantir sua utilização dentro de padrões de segurança. Em vista disto, torna-se interessante e necessário realizar o monitoramento contínuo da saúde estrutural e, eventualmente, estudar como aumentar sua vida útil. Os métodos não destrutivos facilitam essas análises por não serem invasivos e, também, por não interferir no funcionamento das estruturas. Esta Tese de Doutorado pretende avaliar a aplicação do método de monitoramento de integridade estrutural baseado na impedância eletromecânica para a detecção de danos em estruturas de concreto, o que se caracteriza como uma metodologia que se enquadra na categoria apresentada anteriormente. Para isso, a técnica da impedância eletromecânica foi explorada e testada para esse tipo de composto (concreto) levando em consideração alguns parâmetros que podem influenciar no diagnóstico do dano, como por exemplo a temperatura e a umidade. Aplicações da técnica da impedância eletromecânica foram realizadas em diferentes elementos estruturais de concreto, tais como corpos de prova prismático e cilíndrico, além de uma laje, com o intuito de compreender adequadamente o processo de monitoramento, como também refinar a metodologia proposta. Essa técnica utiliza transdutores piezelétricos (inteligentes) que atuam simultaneamente como sensor e atuador acoplados à estrutura analisada, ou incorporados a ela. Como estes materiais inteligentes são frágeis, foi desenvolvida uma Cápsula Inteligente para incorporar o sensor à estrutura base. Esta cápsula consiste de um transdutor piezelétrico revestido com resina epóxi, visando a proteção e integridade do sensor/atuador durante o monitoramento. Implementou-se técnicas de compensação de temperatura a fim de evitar diagnósticos falsos, como também foi utilizado um modelo estatístico para estabelecer índices de threshold (limiar de dano) de acordo com um nível de confiança previamente definido. Ao analisar os resultados obtidos, constata- se que esta pesquisa permitiu verificar que a técnica da impedância eletromecânica na detecção de danos é plenamente satisfatória, dada sua eficiência e robustez. Finalmente, esta Tese de Doutorado oferece importantes contribuições com destaque no domínio e aprimoramento da metodologia proposta, tornando-a promissora na aplicação em estruturas civis de grande porte, conjuntamente com as técnicas de monitoramento e controle estrutural já consagradas.