11Nov 20
Salvar vidas, manter o ambiente saudável e preservar um patrimônio essencial à sociedade. Podemos acrescentar ainda que além dos aspectos citados as estruturas tem um papel fundamental também na capacidade de defesa de um território. Estas são necessidades típicas que justificam a necessidade de monitorar uma estrutura e mantê-las em adequado estado de utilização.
Pontes, barragens, edifícios e outras obras civis representam uma das maiores parcelas de investimento de recursos em uma nação. A boa condução da economia e a preservação do meio ambiente são dependentes de projeto e de construção racionais, mas também da operação segura e eficiente.
Nas últimas décadas os significativos melhoramentos em conceitos de projeto estrutural e o aperfeiçoamento de modelos de cálculo também requerem informações mais realistas, experimentais, para aprimoramentos e verificação de da segurança estrutural. Tal necessidade é pertinente também às estruturas mais antigas, pois todas requerem avaliações sistemáticas para melhor juízo do seu desempenho.
Na obra A Investigação Experimental de Estruturas, Fusco observa que apesar de todos os cuidados tomados nas fases de projeto e construção, a complexidade de uma estrutura e as ações que ela sofrerá em sua existência acarretam considerações sobre uma possível insegurança relativa ao seu comportamento. Essa observação, tomada de uma obra elaborada na década de 1990 nos aponta a conduta a adotar para evitar os desastres ainda recentes de casos de colapsos ou falhas graves em vários tipos de estruturas, acarretando as temidas consequências destes eventos.
Estes temores se realizaram com maiores consequências em casos de barragens, demonstrando o potencial de dano associado, entretanto nos demais casos envolvendo outros tipos de estruturas os danos associados também poderiam ter sido catastróficos.
Vários atributos influenciam na qualidade de um sistema material como as estruturas civis. Existem variáveis de estado, que geralmente podem ser classificadas de internas e externas e que exercem influências sobre o sistema.
Em Fundamentos do projeto Estrutural, Fusco pontua que a qualidade de um sistema material, tal como uma estrutura civil, é definida por um conjunto de atributos, composto por variáveis de estado. Em geral estas variáveis de estado podem ser divididas em externas e internas. As externas são relativas às causas e as internas aos seus efeitos. Entre estas classes existem diversas formas de dependência funcional que retratam o comportamento do sistema estrutural.
Como exemplos de variáveis externas, causadoras de ações, temos o peso próprio, as variações de temperatura, os empuxos e os recalques de apoio. No conjunto das internas que correspondem à intensidade de efeitos de ações, podemos exemplificar com os deslocamentos, as deformações e o fissuramento.
As mensurações de deslocamentos contribuem para construir um conhecimento sobre o estado estrutural, gerar subsídios em benefício de melhoramentos nos futuros modelos, avaliar o desempenho de novos materiais e avaliar parâmetros de segurança. Nestas investigações cumpre realizar a monitoração ou monitoramento da estrutura, o ato ou efeito de monitorar, verificar, medir ou analisar, conforme define o Houaiss.
Mais do que fazer parte da manutenção de uma estrutura, a adequada monitoração deve ser condição integrante desde seu projeto. Passarelas de acesso para inspeção, referenciais geométricos, entre outros, devem ser considerados. Procedendo assim desde o projeto haverá maior contribuição com fases subsequentes de operação e manutenção, reduzindo custos. Portanto, é desejável que a monitoração estrutural deva estar prevista e facilitada tendo-a como uma das premissas de projeto e com ela se preocupando desde o princípio.
No âmbito da monitoração geodésicas estrutural, as mensurações sistematizadas e acuradas de um conjunto de variáveis nos conduzem a determinação de deslocamentos espaciais e a modelagem de elementos estruturais. Estas informações são importantes itens nos processos de experimentação e manutenção.
Neste contexto a Geodésia se torna um forte provedor de informações acuradas, proporcionadas de formas independentes e complementares a outros métodos. Os métodos geodésicos vêm sendo usados desde o século XIX para a detecção de deslocamentos em barragens. Em um período mais recente, metodologias geodésicas também foram desenvolvidas para tuneis, pontes, glaciares e placas tectônicas, para ficarmos em poucos exemplos. Nas últimas duas décadas aumentaram os trabalhos científicos nesta área, bem como se pode observar os reflexos de demanda no crescente investimento dos grandes fabricantes de equipamentos e sistemas geodésicos neste mercado.
A difusão de conceitos e o avanço tecnológico proporcionou maior capacidade de se realizar mensurações com alta acurácia a partir de uma perspectiva mais distante do objeto, com suficiente grau de redução de efeitos determinísticos causados por diversos fatores presentes nos ambientes. Estas observações nos permitem obter determinações suficientemente confiáveis dentro de uma tolerância pré-estabelecida a cada caso. Adicionalmente se desenvolveram sistemas de mensuração que podem realizar grande quantidade de registros por unidade de tempo, capacidade de automatizar etapas de processos e de transmitir dados à longa distância em tempo real. Tais dados podem ser ângulos, distâncias, imagens de alta resolução e respostas radiométricas de alvos irradiados por feixes de energia, por exemplo. Estes desenvolvimentos aumentaram a capacidade de combinações entre tecnologias.
A monitoração geodésica é resultado do trabalho conjunto do estruturista e do geodesista. Os especialistas em estruturas apontam as necessidades de monitoração e necessitam do retorno de informações acuradas dentro de parâmetros probabilísticos realistas, para utiliza-los em seus cálculos e conceber um julgamento do estado estrutural. Levar a bom termo esta atividade requer bem mais do que o simples uso de um instrumental.
As variáveis internas de estados, determinadas por processos geodésicos, podem então se integrar as demais e contribuir para as análises estruturais, na medida em que possibilitam expressar o efeito de ações realizadas sobre a estrutura ou em um de seus elementos.
Assim, pode-se melhor compreender as consequências da passagem de uma carga sobre uma ponte, provocando um deslocamento tridimensional num ponto específico ou derivar a sua frequência de oscilação neste. Avaliar a deformação de todo o paramento de uma barragem durante o enchimento do lago, realizando observações de referências pouco distantes, ou mesmo o deslocamento de uma parede diafragma submetida a empuxos, usando-se referências externas distantes à quilômetros deste objeto.
Todos os esforços dirigidos para se produzir conhecimento do estado estrutural, do qual a monitoração geodésica é parte, devem ser tomados como indutores de ações no sentido de efetivar a segurança e a adequada condição de operação.
