Desenvolvimento de sistema inteligente para monitoramento de obras de arte

Abstract

The current study is dedicated to exploring the potential of Internet of Things (IoT) technology,

aiming to introduce a new application within the field of Civil Engineering. Specifically, the

research endeavors to showcase the development of a system designed for continuous and

real-time monitoring of essential structural parameters. Historically, the identification of

damages and structural failures relied on periodic visual inspections and manual analyses,

resulting in reactive responses and delayed diagnoses. Conversely, the proposed IoT-based

system offers the capability to collect real-time data, facilitating early anomaly detection,

prediction of potential failures, and informed decision-making concerning maintenance and

repairs. The paper elucidates the design and implementation of the system, emphasizing the

integration of sensors, wireless communication devices, and algorithms for data analysis and

processing. Additionally, it presents test results that demonstrate the system's effectiveness in

detecting subtle changes in critical structural parameters in a controlled environment. It is

noteworthy that, despite obtaining satisfactory results, it is essential to consider inherent

errors in the measurements, as evidenced in scale tests, with an 8.27% error in natural

frequency and a 2.6% error in deformation. Taking these considerations into account, the

results obtained indicate the feasibility of developing a low-cost continuous monitoring system

for structures based on IoT devices, enabling the visualization of health conditions, including

natural frequencies and deformations, in near real-time.

O presente trabalho se dedica a explorar o potencial da tecnologia da Internet das

Coisas (IoT), com o objetivo de promover uma nova aplicação no âmbito da

Engenharia Civil. Especificamente, o trabalho visa demonstrar o desenvolvimento de

um sistema que permite o monitoramento contínuo e em tempo real de parâmetros

estruturais essenciais. Tradicionalmente, a detecção de danos e falhas estruturais

depende de inspeções visuais periódicas e análises manuais, levando a respostas

reativas e diagnósticos atrasados. Por outro lado, o sistema baseado em IoT proposto

oferece a capacidade de coletar dados em tempo real, permitindo a detecção precoce

de anomalias, a previsão de possíveis falhas e a tomada de decisões informadas

sobre manutenção e reparos. O trabalho elucida o projeto e a implementação do

sistema, destacando a integração de sensores, dispositivos de comunicação sem fio

e algoritmos de análise e processamento de dados, além de apresentar resultados de

testes que demonstram a eficácia do sistema na detecção de alterações sutis em

parâmetros estruturais críticos em um ambiente controlado. Observa-se que, embora

tenham sido obtidos resultados satisfatórios, é importante considerar os erros

inerentes às medições realizadas, como pode-se observar nos testes em escala, com

erro de 8,27% em relação a frequência natural e de 2,6% em relação a deformação.

Levando essas considerações em conta, os resultados obtidos indicam que é viável

desenvolver um sistema de monitoramento contínuo de estruturas com baixo custo

com base em dispositivos IoT, permitindo a visualização das condições de saúde,

sendo frequências naturais e deformações, em tempo próximo ao real.