Manutenção preditiva de estradas: monitoramento automatizado

Como um sistema de monitoramento mantém as estradas em boa saúde estrutural

Para tornar a manutenção das estradas previsível, medindo a capacidade de carga das vias e, assim, monitorando o comportamento do pavimento reforçado, uma estação de monitoramento automático foi instalada na rodovia A-62 em Valladolid, Espanha, pelo Centro de Estudos e Experimentação de Obras Públicas (CEDEX) . Esse sistema estrutural de monitoramento de integridade ajuda a estabelecer o modelo de manutenção preditiva e a resolver problemas específicos. O projeto principal foi o sistema de aquisição e análise de dados QuantumX da HBM e o software catman da HBM.

Pesquisa para o progresso

Em fevereiro de 2018, uma estação de monitoramento contínuo foi instalada em um trecho da rodovia A-62 na província espanhola de Valladolid. O objetivo declarado é evitar problemas de saúde estrutural causados por tráfego intenso de veículos, fadiga do material e influências climáticas.

O monitoramento ajuda a entender a característica dos materiais utilizados e não apenas facilita a resposta rápida a problemas como quebras e rachaduras, mas também ajuda a determinar as causas principais dos danos.

O sistema de monitoramento automatizado inclui uma combinação de diferentes sensores que medem variáveis dinâmicas e estáticas (ambientais), o sistema de aquisição e análise de dados HBM QuantumX com os módulos MX840B e CX22B-W e o software catman da HBM, atendendo aos requisitos de aquisição de dados mais precisos e facilmente configuráveis deste ambiente adverso. A seção de teste na estrada foi montada para monitorar os movimentos de três trincas transversais (F1, F2 e F3), separadas por 7 e 5,9 metros, respectivamente.

Problema

A saúde estrutural das estradas espanholas sofre devido ao tráfego intenso de veículos, fadiga do material e condições climáticas. Problemas como quebras e rachaduras precisam ser corrigidos regularmente.

Solução

Ao instalar uma estação automática de monitoramento de pavimentos, o comportamento do pavimento, a capacidade de carga e as influências climáticas podem ser medidos. Como parte do sistema estrutural de monitoramento de funcionamento, o sistema de aquisição e análise de dados HBM QuantumX combinado com o software catman da HBM permite operação precisa e flexível e configuração rápida.

Resultados

O sistema não apenas fornece uma solução de manutenção sustentável e previsível que agrupa variáveis em tempo real, mas também possibilita prevenir ou detectar danos no pavimento e reagir rapidamente quando necessário. Além disso, materiais aprimorados podem ser desenvolvidos observando e analisando os dados coletados.

Modelo de manutenção preditiva

O CEDEX tem como objetivo medir a capacidade de suporte das estradas e a reação dos materiais a vários impactos.

A solução instalada, que inclui sensores, um sistema de monitoramento e uma estação meteorológica, é a única estação dinâmica de medição e monitoramento do setor. Este sistema de monitoramento de integridade estrutural criado pelo CEDEX em colaboração com a HBM e a empresa de engenharia Eo6, ajuda a estabelecer modelos de manutenção preditiva e a resolver problemas específicos. Ao mesmo tempo, os dados obtidos fornecem subsídios para o desenvolvimento de novos materiais que servem como elementos de prevenção de trincas nas camadas de mistura betuminosa.

Nos seus 1,5 anos de operação, a estação de monitoramento recebeu cerca de 600.000 sinais e calculou os parâmetros correspondentes e os pontos singulares de cada um.

Contribuição da HBM: aquisição e análise de dados

Os Carambars pré-embalados são colocados em uma tremonha, que é usada como armazenamento em buffer. Eles são levados por um transportador de correia com grampos em um ângulo de 45 °, que os derrama em caixas de plástico. Uma vez cheios, os caixotes se movem ao longo de um sistema de transporte, antes de finalmente serem apanhados por um robô colaborador, que os coloca em um palete. “As especificações exigiam um conhecimento do peso global dos Carambars carregados em cada palete. Em vez de avaliar o palete, decidimos pesar cada caixa individualmente e calcular o peso geral das caixas carregadas no palete ”, explica Samuel Hacquin. “A célula de carga foi colocada sob a caixa, que havia sido preenchida pela correia transportadora de grampos. Obviamente, esse tipo de transportador não é adequado para a dosagem, pois os doces caem aleatoriamente às dúzias na caixa, de modo que não há controle preciso sobre sua liberação. Isso não importa, pois os caixotes não contêm um número específico de doces. O que realmente importa é que sabemos o peso exato de cada caixa. A célula de carga precisa ter um alto nível de precisão e boa repetibilidade - e, obviamente, deve ser resistente porque é muito usada. O processo de preenchimento de uma caixa leva alguns segundos e - durante esse período de tempo - a célula pesa a caixa vazia antes de ser preenchida. Ele realiza a pesagem dinâmica para decidir quando parar de encher e pesa a caixa quando estiver cheia.

Além dos vários sensores que também registram variáveis como temperatura e umidade, a estação opera com o sistema de aquisição e análise de dados QuantumX da HBM com os módulos MX840B e CX22B-W, além do software catman. Portanto, ao usar diferentes tecnologias, ele atende à precisão, flexibilidade e velocidade dos requisitos de configuração.

O sistema de aquisição e análise de dados QuantumX é capaz de adquirir qualquer informação de sinal e sensor. Seus módulos MX480B e CX22B-W universais e independentes são especialmente adequados para aplicações com dados de carga na estrada, pois funcionam com diferentes tipos de sensores e possuem alto poder de computação.

O software catman oferece mais do que apenas aquisição de dados. É perfeitamente adaptado às necessidades de teste móvel na estrada e facilita a aquisição, cálculo, automação, exibição e registro dos sinais medidos. Portanto, os produtos HBM atendem aos requisitos de fonte de alimentação independente, aquisição variável estática e dinâmica, acesso remoto e requisitos de capacidade de programação.

Anos de apreciação da qualidade da HBM

A HBM e o CEDEX colaboram há muito tempo. “Há muitos anos, incorporamos os equipamentos HBM em nossa pista de testes acelerados em pavimentos em El Goloso, perto de Madri, e desde então compramos apenas seus produtos, pois oferecem maior precisão e permitem que o trabalho seja realizado com mais de 240 canais sem interferência. , ”Declarou Javier Pérez Ayuso, especialista no Centro de Estudos de Transporte CEDEX.

A precisão das soluções HBM permite distinguir entre caminhões e outros veículos. Caminhões sobrecarregados podem ser detectados e, se necessário, as autoridades relevantes podem ser notificadas e, em seguida, proceder à sua identificação. As medições de temperatura e umidade na estação meteorológica também são muito importantes. Estes dados ambientais, por exemplo, são essenciais para manter as estradas limpas no inverno.

O CEDEX e a HBM estão agora trabalhando em um projeto de instalação de estações de monitoramento automáticas similares em um trecho da rodovia A-42 na província de Toledo.

Sobre o CEDEX

O Centro de Estudos e Experimentação de Obras Públicas, mais conhecido como CEDEX, é um órgão que aplica idéias e tecnologias de ponta à engenharia civil, construção e meio ambiente. Ele fornece suporte tecnológico de suas instalações e laboratórios através de acordos específicos.

O CEDEX, pertencente ao Ministério do Desenvolvimento, também tem a função de disseminar conhecimento e, nesse sentido, executa uma importante tarefa de transferência de tecnologia.

O Centro de Estudos de Transporte (CET), parte do CEDEX, com sede em El Goloso, Madri, é dedicado a tarefas especializadas de suporte técnico, pesquisa e desenvolvimento tecnológico e inovação na área de estradas e transportes em geral.

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