Apresentação LACTEC
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Apresentação LACTEC


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porque a instrumentação não tem sensibilidade suficiente ou não
foi instalada no lugar adequado;
\u2022 Muitos relatos de acidente afirmam que o problema não foi
detectado pela instrumentação e que o \u201calarme\u201d foi dado pela
observação visual;
\u2022 Dificilmente a instrumentação detecta fenômenos inesperados não
previstos na fase de projeto.
Instrumentação
Slide 18Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
Quantidade (Dunnicliff, 1988):
\u2022 A quantidade de instrumentos a ser instalado em uma
barragem está condicionada principalmente aos seguintes
aspectos básicos: comprimento da barragem, altura máxima,
características geológicas da fundação, características dos
materiais utilizados no corpo da barragem e etapas
construtivas.
\u2022 É inviável o estabelecimento de regras pré-determinadas
definindo a quantidade de instrumentos a serem instalados
em uma barragem (atender à estes vários condicionantes
locais).
Instrumentação
Slide 19Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
Quantidade (Dunnicliff, 1988):
\u2022 Para barragens pequenas e com nível de risco baixo a
instrumentação estritamente necessária ou
indispensável se resume normalmente a:
Alguns piezômetros;
Marcos topográficos de referência de nível;
Medidores de vazão.
\u2022 Com esta instrumentação, instalada em pontos
estratégicos (peculiares de cada barragem) entende-se
que é possível verificar a ocorrência de anomalias.
Instrumentação
Slide 20Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
RECALQUES
\uf0fcPINOS DE RELALQUES
\uf0fcMARCOS SUPERFICIAIS
DESLOCAMENTOS HORIZONTAIS
\uf0fcESTAÇÃO TOTAL
ROTAÇÃO NAS DIREÇÕES TRANSVERSAL E LONGITUDINAL
\uf0fcELETRONÍVEL
VIBRAÇÕES
\uf0fcSISMÓGRAFO
DEFORMAÇÕES SUBSUPERFICIAIS
\uf0fcINCLINÔMETROS
NÍVEL D\u2019ÁGUA
\uf0fcMNA
PORO PRESSÃO
\uf0fcPIEZÔMETROS
Monitoramento
Slide 21Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
Histórico da instrumentação
O primeiro inclinômetro \u2013 Leonardo Da Vinci em 1480
\u2022 O primeiro inclinômetro \u2013 controlar a posição das
maquinas voadoras no ar
O primeiro piezômetro \u2013 Stephen Hales em 1733
\u2022 O primeiro piezômetro \u2013 Hales
mediu pressão sanguínea de um
cavalo.
Inclinômetro convencional - Slope Indicator
Piezômetro elétrico convencional Tritech
Slide 22Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
Eletroníveis
Medidores de 
deslocamento 
superficial
Marcos topográficos
Inclinômetro
Fita de cisalhamento
Instrumentos convencionais
Slide 23Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
Tecnologia de fibra óptica
O QUE É A FIBRA ÓPTICA?
\u2022 É um meio através do qual a luz pode ser transmitida,
transportando informações, seguindo trajetos retilíneos ou
curvos;
\u2022 Núcleo: tem a função de transmitir o sinal de luz;
\u2022 Cladding (casca): tem a função de manter o sinal viajando
no interior do núcleo por reflexão total;
\u2022 Revestimento: a primeira camada não óptica, tem objetivo
principal de proteção mecânica e reforço da fibra;
\u2022 Camada protetora: Fornece resistência à abrasão.
CABO DE FO
Slide 24Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
PORQUÊ UTILIZAR FIBRAS ÓPTICAS?
\u2022 Imunidade eletromagnética;
\u2022 Elevada abrangência espacial \u2013 até ~30km de
monitoramento por cabo óptico;
\u2022 Baixo custo dos sensores (mas a unidade leitora é
\u201ccara\u201d!);
\u2022 Facilidade de aquisição de dados durante as piores
(e mais importantes) condições climáticas \u2013
possibilidade de processamento e análise em
tempo real.
Tecnologia de fibra óptica
Slide 25Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
Fibras Ópticas como Sensores
Características e Vantagens:
\u2022 Duráveis;
\u2022 Estáveis;
\u2022 Insensíveis a perturbações externas \u2013 Imunidade
Eletromagnética e Radio Frequência;
\u2022 Multiplexação;
\u2022 Multifuncionalidade;
\u2022 Isolamento elétrico;
\u2022 Tamanho e peso reduzidos.
Tecnologia de fibra óptica
Slide 26Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
Tecnologia de fibra óptica
Slide 27Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
(adaptado de Smolen e Spek, 2003)
Tecnologia de fibra óptica
Slide 28Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
Tecnologia de fibra óptica
Slide 29Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
APLICAÇÕES NA ENGENHARIA DE BARRAGENS
\u2022 Monitoramento de Barragens
Temperatura em maciços de concreto (CCR);
Erosão em núcleos de argila;
Fluxos em material drenante;
\u2022 Infiltração em juntas;
\u2022 Detecção de vazamentos;
\u2022 Instabilidade de Taludes.
Tecnologia de fibra óptica
Slide 30Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
Tecnologia de fibra óptica
FIBRA MONOMODO (DTSS)
A luz viaja por um caminho único
(de um único modo).
FIBRA MULTIMODO (DTS)
A luz viaja por vários caminhos
(ou de modos diferentes).
d \u2248 4µm a 10µm
d \u2248 25µm a 150µm
Raman
Brillouin
Rayleigh
Brillouin
Raman
Stokes Anti-Stokes
Fibra óptica ou fibra ótica?
\u3bb0 Comprimento de onda
Slide 31Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
DTS \u2013 Distribuited Temperature Sensing
\u2022 Registro de dados de temperatura a cada 1 m;
\u2022 Alcance de até 6 km \u2192 30 km;
\u2022 Resolução 0,05 °C \u2192 0,01 °C;
\u2022 Taxa de aquisição mínima = 10\u201d.
Slide 32Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
Cabo de fibra óptica DTS
\u2022 Diâmetro externo = 5,6 mm;
\u2022 Proteção externa PEAD = 1 mm;
\u2022 Tubo perdido (loose tube buffer).
Slide 33Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
DTSS - Distribuited Temperature Sensing and Strain
\u2022 Registro de dados de temperatura e 
deformação a cada 1 m;
\u2022 Alcance de até 24 km;
\u2022 Resolução 1°C / 20 µ\u3b5;
\u2022 Taxa de aquisição mínima = 2\u2019 (estático);
\u2022 Taxa de aquisição mínima = 10 Hz.
Slide 34Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
Cabo de fibra óptica DTSS
\u2022 O cabo de FO é o sensor;
\u2022 Possuí diâmetro de 5 mm;
\u2022 Composto por 4 FO (tight buffer);
\u2022 2 Multimodo (DTS);
\u2022 2 Monomodo (DTSS);
\u2022 Possuí elementos de reforço a tração (kevlar);
\u2022 Envolto por uma proteção externa;
\u2022 Resistência máxima a tração informada pelo
fabricante é de 3 kN.
Slide 35Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
Custos (vantagens e desvantagens)
MÉTODO CONVENCIONAL REDES DE BRAGG DTSS
Sensor Corda vibrante Fibra de redes de Bragg Fibra óptica
Medição Pontual Pontual Distribuída
Resolução da deformação 0,5 \u2013 1 µ\u3b5 0,1 \u2013 10 µ\u3b5 2 \u2013 30 µ\u3b5
Resolução espacial 50 \u2013 250 mm ~ 2 \u2013 40 mm ~ 1 m
N° de sensores por cabo 1 por cabo 40 sensores 20.000 \u2013 100.000 sensores
Tempo de aquisição Ciclos de 600 Hz \u2013 3 kHz Acima de 5 MHz 4 \u2013 25 minutos
Deformação máxima 3.000 µ\u3b5 ~ 10.000 µ\u3b5 ~ 10.000 µ\u3b5
Custo do equipamento de 
leitura
$2.000 \u2013 $20.000 $20.000 \u2013 $100.000 $100.000 - $200.000
Custo do sensor $150 - $500 $50 - $500 $0,20 - $20 por metro
Característica Técnica convencional Deformação com alta precisão Medidas distribuídas
Fonte: Bennett, 2008
Slide 36Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
Demonstração dos Métodos Distribuídos:
https://www.youtube.com/watch?v=dG7whvEunu0
Slide 37Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens
Protótipo: Medidor do grau de saturação do solo
\u2022 Protótipo desenvolvido em gesso especial;
\u2022 Fibra óptica DTS disposta de forma
helicoidal;
\u2022 Grau de saturação medido após equilíbrio
do teor de umidade do meio com o
protótipo;
\u2022 Depósito de patente em andamento.
Instrumentos ópticos
Slide 38Instrumentação e procedimentos visando a segurança de barragens