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Type: Dissertação
Title: Desenvolvimento de um sistema de aquisição de dados universal para monitoramento de barragens, com teste de equalização de piezômetros, utilizando internet das coisas
Authors: Wellerson da Silva Bastos
First Advisor: Adriano Borges da Cunha
Abstract: O presente estudo tem como objetivo principal a concepção e validação de um sistema de aquisição de dados universal para monitoramento de barragens, focado no desenvolvimento da "Placa Universal", Placa de Condicionamento de Sinais e módulo específico para a semi-automatização dos testes de equalização em piezômetros do tipo standpipe. A proposta visa oferecer uma alternativa de baixo custo e manutenção reduzida, adequada para aplicação em estruturas localizadas em regiões remotas e de difícil acesso. Para comprovar a eficácia da solução proposta foram realizadas simulações computacionais e rigorosos testes laboratoriais, que resultaram em êxito na maioria dos casos. A metodologia adotada neste estudo foi dividida em três etapas distintas. Na primeira fase foi realizada uma revisão bibliográfica abrangendo artigos científicos e patentes relacionadas ao monitoramento automatizado de barragens e aos testes de equalização em piezômetros. A segunda fase consistiu na especificação e teste dos componentes eletrônicos, incluindo o desenvolvimento do firmware e da lógica de leitura dos sensores. Por fim, na terceira fase foram conduzidos testes laboratoriais para validar os dispositivos desenvolvidos, abrangendo a leitura e armazenamento de diferentes sensores, bem como os testes de equalização em piezômetros. Os resultados obtidos evidenciaram a efetividade das soluções propostas, tanto nas simulações computacionais quanto nos testes laboratoriais. Nos testes comparativos entre o dispositivo criado ("Placa Universal" e Placa de Condicionamento de Sinais) e um dispositivo comercial, as diferenças nas leituras foram inferiores a 1% para a frequência de leitura de um sensor de corda vibrante, e aproximadamente 5% para a medição de temperatura. No caso dos testes comparativos do módulo de equalização em piezômetros standpipe, as diferenças entre os cálculos manuais e os realizados pelo módulo desenvolvido foram inferiores a 10%, o que é aceitável considerando a variabilidade dos cálculos de permeabilidade. Além disto, tais resultados destacam o bom desempenho e a completa usabilidade do módulo criado.
Abstract: The present study aims at the conception and validation of a universal data acquisition system for dam monitoring, focusing on the development of the Universal Board, Signal Conditioning Board, and a specific module for the semi-automation of standpipe piezometer equalization tests. The proposal seeks to offer a low-cost and low-maintenance alternative suitable for structures located in remote and inaccessible regions. To demonstrate the effectiveness of the proposed solution, computational simulations and rigorous laboratory tests were conducted, resulting in successful outcomes in the majority of cases. The methodology adopted in this study is divided into three distinct phases. In the first phase, a literature review encompassing scientific articles and patents related to automated dam monitoring and piezometer equalization tests was performed. The second phase consisted of the specification and testing of electronic components, including the development of firmware and sensor reading logic. Finally, in the third phase, laboratory tests were conducted to validate the developed devices, involving the reading and storage of different sensors, as well as standpipe piezometer equalization tests. The results obtained demonstrated the effectiveness of the proposed solutions, both in computational simulations and laboratory tests. In comparative tests between the developed devices (Universal Board and Signal Conditioning Board) and the commercial device, the differences in readings were less than 1% for the frequency measurement of a vibrating wire sensor and approximately 5% for temperature measurement. Regarding the comparative tests of the standpipe piezometer equalization module, the differences between manual calculations and those performed by the developed module were less than 10%, which is acceptable considering the variability of permeability calculations. Furthermore, these results highlight the good performance and full usability of the created module.
Subject: Inovação
Barragens
Monitoramento
Internet das Coisas
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Inovação Tecnológica e Propriedade Intelectual
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/68596
Issue Date: 7-Jul-2023
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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