BR102019004450A2

BR102019004450A2 - Sistema e equipamento para detecção de esforços em estruturas

Info

Publication number: BR102019004450A2
Application number: BR102019004450-0A
Authority: BR
Inventors: Luciano Jorge De Andrade Junior
Original assignee: Luciano Jorge De Andrade Junior
Priority date: 2019-03-07
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2020-10-06

Abstract

"sistema e equipamento para detecção de esforços em estruturas", refere-se o presente invento ao campo técnico medidores de esforços físicos estruturais, mais especificamente a um sistema e equipamento para detecção de esforços em estruturas. o invento apresenta como novidade um sistema de medição (1), que utiliza um equipamento de detecção, formado por um sensor de carga a flexão ou compressão (2); um tensor principal (3), um suporte de contato (4) e uma central eletrônica de processamento (6), aplicados como subestrutura anexa, para medições de esforços (forças) em estruturas principais, (ex. silos metálicos cilíndricos com produtos granulares; base de torres; pontes rodoviárias; torres de processo industrial; armazém graneleiros; entre outras estruturas metálicas, de concreto ou plásticos de engenharia), que objetiva a identificação de não conformidades e a geração de alertas sonoros e/ou visuais da deformação gradativa da estrutura.

Description

SISTEMA E EQUIPAMENTO PARA DETECÇÃO DE ESFORÇOS EM ESTRUTURAS

Apresentação

[0001] Refere-se o presente invento ao campo técnico medidores de esforços físicos estruturais, mais especificamente a um sistema e equipamento para detecção de esforços em estruturas. O invento apresenta como novidade um sistema, que utiliza um equipamento de detecção, aplicado como subestrutura anexa, para medições de esforços (forças) em estruturas principais, (ex. silos metálicos cilíndricos com produtos granulares; base de torres; pontes rodoviárias; torres de processo industrial; armazém graneleiros; entre outras estruturas metálicas, de concreto ou plásticos de engenharia), com o objetivo de identificação das não conformidades e a geração de alertas sonoros ou visuais da deformação gradativa da estrutura.

Estado da técnica

[0002] Como é do conhecimento dos técnicos no assunto, no mercado atual existe uma grande variedade de sistemas e métodos para a medição de esforços físicos em estruturas (metálicas, concreto, plástico de engenharia, entre outros). Um dos métodos mais utilizados é a inspeção visual de falhas aparentes nas superfícies externas das estruturas, as quais necessitam de uma vigilância constante e atenciosa em toda a estrutura, que deverá ser realizada por técnicos especializados. Sendo esse método eficiente apenas para a detecção de deformações acentuadas. Outros sistemas de detecção podem ser encontrados na: WO2012/136259; PI0302623-0; e a PI0993105.

[0003] A WO2012/136259 descreve um método de detecção de deformação permanente de uma estrutura, que utiliza sensores aliados a fibras óticas configurados de tal forma que realizam leituras quando a estrutura se deforma permanentemente. Pela leitura realizada por fibra ótica não se consegue medir gradualmente a deformação de uma estrutura e, por este motivo, a emissão dos sinais de alertas são emitidos somente quando a estrutura já está totalmente comprometida; sendo este invento completamente diferenciado do modelo proposto.

[0004] A PI0302623-0 descreve e reivindica um sistema de monitoramento contínuo para detecção de deformações em estruturas metálicas e/ou de concreto, caracterizado por utilizar um conjunto de anteparos formados por chapas com furos que permitem a passagem de feixes luminosos e um conjunto emissor-receptor de sinais luminosos (laser), distribuídos e alinhados entre si ao longo da estrutura. Neste invento, qualquer deformação da estrutura promove a descentralização dos feixes e a emissão de um sinal de alerta da irregularidade. O problema apresentado se encontra na dificuldade de instalação e calibragem do sistema.

[0005] A PI0993105 descreve um método e um dispositivo para análise de deformações dinâmicas em estruturas, caracterizado por utilizar uma fonte laser, um divisor de feixes, e ao menos uma fibra ótica adaptada de forma solidária ao componente da estrutura a ser testada. Onde ao menor sinal de deformação da estrutura, causa desvios no feixe, que é captado e conduzido a uma unidade eletrônica de demodulação de sinal. Este invento aparenta ser eficiente quando disposto sobre uma superfície, porém se disposto na parte lateral ou inferior de uma estrutura, o cabo de fibra ótica poderá abaular e resultar em uma medição falsa. Melhorias apresentadas sobre o atual estado da técnica

[0006] O invento proposto foi desenvolvido para se diferenciar dos demais sistemas e métodos para medição de esforços físicos em estruturas metálicas, concreto, plástico de engenharia, entre outras. Sendo as principais diferenças ou melhorias:

- um sistema de medição, que promove leituras de forças e alarmes precisos da gradação de uma deformação estrutural, no ponto onde o equipamento é instalado, o que facilita a análise dos técnicos, antes de um possível rompimento; já os demais inventos, alertam apenas que existe uma não conformidade estrutural; e
- um equipamento de detecção que utiliza célula de carga com extensômetro, aliada a um tensor de apoio e um suporte de contato, para instalação nos pontos mais críticos das estruturas, o qual oferece mais confiabilidade e precisão nas análises de medições e nos alertas dos casos de deformações estruturais; e
- a instalação e calibração é extremamente simples, se comparada aos demais inventos, bastando apenas fixar as partes do equipamento nos pontos considerados críticos da estrutura, conectá-los com o sensor e programar o posicionamento inicial, onde a partir deste ponto, qualquer alteração na estrutura é automaticamente registrada pelo sistema.

Revelação do invento

[0007] O presente invento trata-se de um sistema de medição de não conformidades estruturais, preferencialmente aplicado às estruturas de silos metálicos cilíndricos; bases de torres; pontes rodoviárias; torres de processo industrial; armazém graneleiros, entre outros, sendo compreendido por um sistema de medição que utiliza um sensor de carga com extensômetro, acoplado a um tensor principal e a um suporte de contato, presos diretamente nos pontos mais críticos da estrutura, e o sensor se conecta por cabos ou por outro meio de comunicação, com uma central de processamento local, que analisa, registra em memória própria e emite um sinal sonoro e/ou visual por meio de Leds, do avanço gradual das deformações na estrutura.

[0008] De acordo com o invento trata-se de um equipamento para medição de esforços físicos estruturais, compreendido por uma subestrutura metálica, composta por um tensor principal; um suporte de contado de formato reto ou em “L” e um sensor de carga a flexão ou tração/ compressão, fixado por parafusos reguladores, entre o tensor principal e o suporte de contato, que conta com memória e central de processamento local de onde, normalmente, há o processamento e se lançam os sinais sonoros ou visuais correspondentes aos esforços da deformação gradual da estrutura.

Instalação e funcionamento

[0009] A instalação e regulagem é simples e prática, bastando apenas fixar por parafusos ou rebites as bases do tensor principal (próximo ao ponto de medição) e do suporte de contato (no ponto considerado mais crítico a ser analisado); instalar o sensor de carga (flexão ou tração/ compressão) entre o tensor e o suporte; conectá-lo à central eletrônica de processamento, fazer a calibragem do posicionamento inicial do sensor (peso padrão) e do estado da estrutura; e conectar os alarmes sonoros e visuais.

[0010] Após a fase de instalação e regulagem, qualquer deformação na estrutura transmite-se fisicamente ao suporte de contato e ao sensor de carga, que transfere as informações à memória interna que, por um software, lê e analisa as indicações de forças e as associa ao estado de tensões configurado internamente e, por conseguinte, da condição de segurança da estrutura, pela correlação entre o resultado da célula de carga e o estado de tensões da estrutura principal, que se obtém por elementos finitos e se aplica à programação do software. Após o processamento das informações emitem-se os alarmes sonoros e visuais, de acordo com a situação.

Breve descrição das figuras

[0011] Os objetivos, vantagens e demais características importantes da invenção em apreço poderão ser mais facilmente compreendidas quando lidas em conjunto com os desenhos em anexos, nos quais:

[0012] A figura 01 representa uma vista de um diagrama em blocos do sistema e equipamento para detecção de esforços em estruturas.

[0013] A figura 02 representa uma vista em perspectiva do equipamento para detecção de esforços em estruturas, montado na estrutura de um silo cilíndrico.

[0014] A figura 03 representa uma vista explodida dos equipamentos de medição do sistema e equipamento para detecção de esforços em estruturas.

[0015] A figura 04 representa uma vista lateral esquemática do equipamento instalado em uma parede curva de um silo, evidenciando uma situação normal da estrutura.

[0016] A figura 05 representa uma vista lateral esquemática do equipamento instalado em uma parede curva de um silo, evidenciando uma situação de leitura do esforço na estrutura, captada pelo sensor de carga por meio do suporte de contato, em que o valor da força (kgf) se mostra na Quadro de Comando e a sinalização, em caso de não-conformidade, é por meio de luz de Led e sirene.

Descrição detalhada das figuras

[0017] Como se infere nas figuras em anexo que ilustram e integram o presente relatório descritivo do modelo em apreço de "Sistema e Equipamento para Detecção de Esforços em Estruturas", trata-se de um sistema de medição de não conformidades estruturais, preferencialmente aplicado nas estruturas (A) de silos metálicos cilíndricos; bases de torres; pontes rodoviárias; torres de processo industrial; armazém graneleiros, entre outros, sendo compreendido por um sistema de medição (1) que utiliza um sensor de carga com extensômetro (2), acoplado a um tensor principal (3) e a um suporte de contato (4), presos diretamente nos pontos mais críticos da estrutura, os quais são conectados por cabos ou por outro meio de comunicação, com uma central eletrônica de processamento (6), disposta no interior do quadro de comandos (B), que analisa e emite um sinal sonoro por sirene ou autofalante (C) e/ou visual por meio de Leds (D) de luz verde, normal; amarelo, atenção; e vermelho, alerta de parada, representando o avanço gradual das deformações na estrutura.

[0018] De acordo com o invento, trata-se de um equipamento para medição de esforços físicos estruturais, compreendido por uma subestrutura metálica para medições de esforços nas estruturas, composta por: um tensor principal (3), formado por uma barra reta ou curvilínea (3A) de tamanhos variáveis, com furos centrais (3B) para os parafusos (5) de fixação superior do sensor (2), dobras perpendiculares na extremidades (3C), formando braços de apoio (3D), com bases retangulares (3E), dotadas de furos (3F) para fixação por parafusos ou rebites (E), sobre a estrutura (A) ao redor do ponto mais crítico a ser medido; um suporte de contato (4) de formato reto ou em “L”, com base retangular (4A) dotada de furos (4B) para fixação por parafusos ou rebites (E) diretamente no ponto considerado mais crítico a ser medido, uma base frontal retangular (4C), com furos (4D), para os parafusos (5A) de fixação inferior do sensor (2); um sensor de carga a flexão ou tração/ compressão (2), fixado por parafusos reguladores (5) e (5A), entre o tensor principal (3) e o suporte de contato (4), conectado a uma central eletrônica de processamento (6), disposta no interior do quadro de comandos (B) que fará a leitura e o processamento das informações para a geração de sinais sonoros através de uma sirene ou autofalante (C) ou visuais por luzes de Leds (D) da deformação gradual da estrutura (A).

[0019] Na figura 01 é demonstrado o diagrama em blocos do sistema de medição (1), aplicado em uma estrutura (A) de um silo cilíndrico, onde são evidenciados o sensor de carga com extensômetro (2); o tensor principal (3); o suporte de contato (4); os parafusos reguladores (5) e (5A); o quadro de comandos (B) com a central eletrônica de processamento (6); a sirene ou autofalante de alarme sonoro (C); o alarme visual através de Leds (D); e o cabo de energia (F).

[0020] Nas figuras 02, 03, 04 e 05 são demonstrados os equipamentos de medição de estruturas (A), onde são evidenciados; o sensor de carga a flexão ou tração/ compressão (2); com os parafusos de fixação e regulagem (5) e (5A); o tensor principal (3), formado pela barra reta ou curvilínea (3A), com os furos centrais (3B) para os parafusos (5), as dobras perpendiculares na extremidades (3C), os braços de apoio (3D), e as bases retangulares (3E) com os furos (3F); e o suporte de contato (4) de formato reto ou em “L”, com a base retangular (4A) os furos (4B) para passagem e fixação dos parafusos ou rebites (E) sobre a estrutura (A); a base frontal retangular (4C), com os furos centrais (4D), para os parafusos (5A) de fixação inferior do sensor; o cabo de energia (F) e o quadro de comandos (B) com a central eletrônica de processamento (6).

[0021] Os equipamentos para medição de esforços físicos estruturais aqui descritos não se limitam a estas disposições, configurações e medidas, desde que se mantenham as mesmas características preponderantes.

Claims

"SISTEMA E EQUIPAMENTO PARA DETECÇÃO DE ESFORÇOS EM ESTRUTURAS", trata-se de um sistema de medição de não conformidades estruturais, preferencialmente aplicado nas estruturas (A) de silos metálicos cilíndricos; bases de torres; pontes rodoviárias; torres de processo industrial; armazém graneleiros, entre outros, caracterizado por compreender um sistema de medição (1) de não conformidades estruturais, que utiliza um sensor de carga com extensômetro (2), acoplado a um tensor principal (3) e a um suporte de contato (4), presos diretamente nos pontos mais críticos da estrutura, os quais são conectados por cabos ou por outro meio de comunicação, a uma central eletrônica de processamento (6), disposta no interior do quadro de comandos (B), que analisa e emite um sinal sonoro por sirene ou autofalante (C) e/ou visual por meio de Leds (D) de luz verde, normal; amarelo, atenção; e vermelho, alerta de parada, representando o avanço gradual das deformações na estrutura.
" EQUIPAMENTO PARA DETECÇÃO DE ESFORÇOS EM ESTRUTURAS", de acordo com a reivindicação 1 é caracterizado por compreender uma subestrutura metálica para medições de estruturas, composta por: um tensor principal (3), formado por uma barra reta ou curvilínea (3A) de tamanhos variáveis, com furos centrais (3B) para os parafusos (5) de fixação superior do sensor (2), dobras perpendiculares na extremidades (3C), formando braços de apoio (3D), com bases retangulares (3E), dotadas de furos (3F) para fixação por parafusos ou rebites (E) , sobre a estrutura (A) ao redor do ponto mais crítico a ser medido; um suporte de contato (4) de formato reto ou em “L”, com base retangular (4A) dotada de furos (4B) para fixação por parafusos ou rebites (E) diretamente no ponto considerado mais crítico a ser medido, uma base frontal retangular (4C), com furos (4D), para os parafusos (5A) de fixação inferior do sensor (2); um sensor de carga a flexão ou compressão (2), fixado por parafusos reguladores (5) e (5A), entre o tensor principal (3) e o suporte de contato (4), conectado a uma central eletrônica de processamento (6), disposta no interior do quadro de comandos (B) que fará a leitura e o processamento das informações para a geração de sinais sonoros através de uma sirene ou autofalante (C) ou visuais por luzes de Led's (D) da deformação gradual da estrutura (A).