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

Enquadramento: A tecnologia das redes de sensores (RS), 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, como é o caso de pontes e edifícios de construção moderna, já possuem uma infraestrutura de origem para efeitos de monitorização. No entanto, a esmagadora maioria das construções existentes não possuem tais sistemas e é neste tipo de estruturas que as redes de sensores podem vingar. Edifícios antigos, monumentos históricos, pontes e túneis de construção antiga estão, muitas vezes, sujeitas a perturbações exteriores, por vezes indetectáveis pelos seres humanos, mas que contribuem para a sua degradação a longo prazo. Cite-se o caso da ponte Hintze Ribeiro, em Entre-os-Rios, como um exemplo trágico das consequências nefastas deste tipo de degradação estrutural. Uma monitorização constante destas estruturas pode ser utilizada como ferramenta para a preservação das mesmas. Concretizar este objectivo de uma forma pouco intrusiva, económica e recorrendo ao mínimo de recursos possível (alimentação, comunicações, etc.) é um desafio aliciante.

Objectivos: Estudar a viabilidade da instalação de uma solução com RS em diversos tipos de estruturas, nomeadamente em pontes e túneis, tendo em conta as possibilidades de acoplamento, a conectividade intermitente dos nós da rede (incluindo soluções oportunísticas), e a escalabilidade do número de sensores / área monitorizada. Estudar ainda, a adaptabilidade de soluções de recuperação de energia, actualmente em desenvolvimento, para alimentação dos sensores inteligentes nestas aplicações, nomeadamente a recuperação de energia das próprias vibrações. Desenvolvimento de um protótipo de uma rede de sensores para monitorização de parâmetros críticos de estruturas em Engª Civil. A concretização prática será no SATU.

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 com o apoio da CMO, 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 e adaptação do sistema de alimentação por recuperação de energia de vibrações:
• Testes em ambientes simulados (ex: mesa sísmica);
• Desenvolvimento de solução (protótipo);
• Testes e demonstração em ambiente real.

Orientação: Rui M. Rocha, Jorge Proença (DECivil)