VibSense- Sistema de monitorização de parâmetros críticos em estruturas com redes de sensores

Enquadramento: A tecnologia emergente das redes de sensores (WSN), não só abriu as portas a uma série de novas aplicações de monitorização, como também permitiu a introdução de melhorias significativas em aplicações já existentes, principalmente em termos de custos e facilidade de instalação. Uma destas aplicações, e talvez uma das mais conhecidas, é a monitorização de vibrações em estruturas.

Muitas construções actuais, principalmente no caso de estruturas mais sujeitas a deformações (e.g. pontes e alguns edifícios modernos) já possuem, de origem, uma infra-estrutura para efeitos de monitorização. No entanto, a esmagadora maioria das construções existentes não possuem tais sistemas. É neste tipo de estruturas que as redes de sensores podem vingar. Edifícios antigos, monumentos históricos, ou mesmo outras estruturas mais recentes, estão muitas vezes sujeitas a perturbações exteriores por vezes indetectáveis pelo Homem, mas que contribuem para a sua degradação a longo prazo. Uma monitorização constante destas estruturas pode ser utilizada como ferramenta para a preservação das mesmas. Por outro lado, estes sistemas podem também detectar perturbações extremas, como explosões ou abatimentos, que possam pôr em causa a integridade física do edifício e, consequentemente, a segurança das pessoas no seu interior ou nas suas imediações. Um bom exemplo de uma situação destas foi o abatimento da ponte Hintze Ribeiro, em Entre-os-Rios. Uma rede de sensores, previamente implantada, poderia, provavelmente, ter detectado a degradação estrutural da ponte, permitindo que fosse feita uma manutenção adequada da estrutura antes que ela falhasse catastroficamente, prevenindo a perda de dezenas de vidas humanas.

Objectivos: Estudar a viabilidade da instalação de uma WSN em diversos tipos de edifícios, analisando os requisitos deste tipo de aplicações. Desenvolver um algoritmo de processamento dos dados dentro da rede por forma a transferir apenas a informação essencial sobre a saúde da estrutura. Desenvolvimento de um protótipo de uma rede de sensores para monitorização de parâmetros críticos em vários tipos de estruturas em Engª Civil.

Descrição: Tendo alguns pontos em comum com o projecto Sensopolitan, previamente desenvolvido no GEMS, e beneficiando dos contactos previamente estabelecidos com o Laboratório de Estruturas e Resistência de Materiais do IST do Departamento de Engª Civil do IST, bem como do apoio da empresa MRA, pretende-se o desenvolvimento de uma solução para o problema da monitorização distribuída de estruturas. Este trabalho implicará:

• Pesquisa bibliográfica;
• Análise de requisitos;
• Análise de limitações de instalação/conectividade dos sensores;
• Análise de limitações dos acelerómetros (e outros tipos de sensores para e.g. medição de temperatura, humidade, etc.);
• Testes em ambientes simulados (ex: mesa sísmica);
• Desenvolvimento de solução (protótipo);

Orientação: Rui M. Rocha, Jorge Proença (DECivil), José Silva Dias (MRA)