Monitoramento da integridade estrutural de uma ponte estaiada

O Desafio

O monitoramento estrutural sem fio de pontes estaiadas exige sistemas de sensores sofisticados e confiáveis. Esses dispositivos detectam danos estruturais e avaliam o desempenho da estrutura. Os dados de monitoramento podem então ser usados ​​para modificar um modelo de elementos finitos de forças internas. Para monitorar a integridade estrutural de uma ponte, são necessários muitos sensores de diversos tipos, sendo fundamental sincronizá-los em rede. As redes cabeadas, tradicionalmente utilizadas, são muito caras para instalar e manter, além de demandarem muito tempo para serem implementadas.

Ao falar sobre os requisitos para SHM (Monitoramento da Saúde Estrutural), o primeiro ponto a ser mencionado é um sistema de sensores com ampla faixa de frequência. Ele deve ser capaz de medir a tensão dos cabos, bem como monitorar pilares, cabos e o tabuleiro da ponte. Além disso, o sistema deve ser capaz de reconhecer alterações nesses parâmetros que possam afetar a integridade estrutural da ponte.

Com base nisso, o principal desafio era substituir a rede de sensores com fio para monitoramento estrutural de pontes por uma rede de sensores sem fio robusta e menos dispendiosa, com capacidades correspondentes.

A Solução

Para enfrentar este desafio, Dongil Engineering Consultants Co. Desenvolvemos um nó sensor inteligente capaz de coletar e processar sinais de diversos sensores e transmitir os resultados utilizando comunicação LoRa. O sistema foi projetado para monitoramento de longo prazo de pontes estaiadas. É fácil de implantar e permite o gerenciamento eficiente de dados. As funções principais do sistema são a identificação de danos e a avaliação do estado da estrutura. O sistema de monitoramento determina a localização, o grau e a taxa de danos e avalia de forma abrangente os efeitos de cada dano na estrutura.

A criação de uma solução tão eficaz tornou-se possível graças à implementação de Gateway macro IoT TEKTELIC KONA Com os nós de sensores inteligentes, o KONA Macro IoT Gateway se mostrou a solução ideal para os requisitos mencionados, sendo um gateway robusto e de alto desempenho para uso externo, com gabinete reforçado de nível de operadora e opções de implantação versáteis.

Para organizar o monitoramento estrutural (SHM) de cabos soltos em uma ponte, gateways IoT KONA Macro foram instalados diretamente nos cabos e paredes da ponte. Trata-se de um gateway LoRaWAN compacto e econômico, que representa uma solução para um desafio de longa data na área da engenharia civil. Dongil Engineering Consultants Co. em parceria com a TEXTICO Conseguimos construir com sucesso uma Rede de Sensores Sem Fio LoRa para o Bridge SHM, que apresenta baixos custos operacionais e é ainda melhor do que as suas contrapartes com fio.

Conclusão

O monitoramento sem fio da integridade estrutural de uma ponte estaiada requer o uso de módulos de sensores para monitorar o estado da ponte. Esses dispositivos registram as condições atuais da ponte, incluindo seu ambiente de trabalho e os diferentes fatores que afetam sua segurança. Os dados de monitoramento podem então ser usados ​​para embasar decisões de manutenção e prever problemas.

A maior conquista desta parceria é a significativa redução de custos ao utilizar uma solução sem fio. Isso ocorre através da substituição da rede de sensores com fio existente por um nó de sensor inteligente e totalmente sem fio. Gateway macro IoT TEKTELIC KONAA Dongil Engineering Consultants Co. economizou mais de 50% dos custos em comparação com os gastos anteriores com soluções cabeadas. Essa solução inteligente contribuiu significativamente para o aumento da eficiência do processo de monitoramento.

O sistema atual é composto por nós sensores inteligentes sem fio que detectam vibrações na ponte causadas por fatores ambientais e cargas de tráfego. Os dados são coletados e analisados ​​em tempo real, permitindo determinar a funcionalidade de uma ponte de grande vão. Essa solução constitui um exemplo notável de uma nova tecnologia para monitoramento estrutural de cabos.