Universidade Federal Juíz de Fora (BRASIL)

Monitoramento dinâmico estrutural baseado em análise estatística e em mineração de dados

Resumo: A detecção de danos em estruturas é um tema de pesquisa que tem despertado significativa atenção ao longo das últimas décadas. Uma das razões para o incremento de popularidade reside no fato de lidarmos com uma infraestrutura rodoviária e ferroviária cada dia mais envelhecidas, sujeitas a condições de tráfego que superam, em muito, os critérios originais de projeto. Estes fatores combinados aceleram a fadiga estrutural que, por sua vez, reduz a vida útil das estruturas. Assim, pesquisadores de diversos países vêm se debruçando sobre o estudo de técnicas e metodologias aplicadas ao monitoramento dinâmico de estruturas visando, principalmente, avaliar suas condições de operação e de integridade física. O monitoramento de saúde estrutural, ou Structural Health Monitoring (SHM) possui, como premissa, o desenvolvimento de indicadores confiáveis e robustos capazes de detectar, localizar e quantificar danos estruturais. Inicialmente, esses indicadores foram construídos a partir da evolução dos parâmetros modais, a saber: frequências naturais, taxas de amortecimento e modos de vibração. Ato contínuo, indicadores ditos “evoluídos”, obtidos a partir dos parâmetros modais, foram definidos e validados em variados estudos presentes na literatura. No entanto, poucas pesquisas investiram – e ainda investem – na análise dos sinais brutos, isto é, acelerações, deslocamentos, deformações, etc. medidos in situ. Decerto, isto decorre da dificuldade de se manipular tais dados adequadamente, levando-se em consideração não apenas a sua extensão, como também as suas propriedades intrínsecas. Neste sentido, o presente trabalho se propõe a apresentar um conjunto de técnicas baseadas em análises estatísticas e em mineração de dados aplicadas às medições dinâmicas brutas, i.e., acelerações. A abordagem proposta permite, de um lado, classificar comportamentos estruturais dinâmicos distintos de forma não-supervisionada e, por outro lado, vislumbrar um monitoramento dinâmico estrutural em tempo real. Os resultados obtidos até o momento indicam que tal metodologia possui potencial para ser aplicada em estruturas reais.

CONSTRUCT, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Avaliação e monitorização do comportamento dinâmico da infraestrutura ferroviária

Resumo: Esta palestra fornece uma visão geral acerca dos aspetos mais relevantes relacionados com a monitorização do comportamento dinâmico da infraestrutura ferroviária, procurando realçar o seu potencial para a avaliação da condição estrutural ao longo do seu ciclo de vida. Começam por ser apresentados diversos modelos desenvolvidos pelo CSF – Centro de Saber da Ferrovia – da FEUP para a análise da interação dinâmica comboio-infraestrutura, fundamentais para a compreensão dos fenómenos envolvidos na referida interação, para o estabelecimento de programas adequados de monitorização e para a avaliação da condição da infraestrutura ferroviária. Seguidamente são apresentados diversos casos de estudo, que ilustram a eficiência e a utilidade das metodologias desenvolvidas, e que permitiram atingir objetivos relacionados com: a validação experimental de modelos dinâmicos do sistema comboio-infraestrutura; a avaliação da segurança de circulação de comboios em pontes submetidas a sismos ou ventos extremos; a avaliação do dano por fadiga em pontes ferroviárias; a avaliação da estabilidade estrutural da via de barra longa soldada; a avaliação da segurança de circulação de comboios em zonas de transição, e a avaliação do ruído e vibrações na envolvente de vias ferroviárias.