Publicação
Desempenho de materiais piezoelétricos para aplicações rodoviárias
| Resumo: | Com o desenvolvimento da tecnologia assiste-se hoje em dia ao aparecimento de máquinas inteligentes nas mais diversas áreas sendo exemplo no ramo automóvel as viaturas com sensores de forma a facilitar a vida ao condutor e ao mesmo tempo proporcionar conforto, segurança e poupança de energia. Também os pavimentos rodoviários não são exceção e cada vez mais as novas estradas são equipadas com sensores que permitem a sua constante monitorização para fins de conservação e segurança, como por exemplo as balanças para pesagem dos veículos e sensores de nevoeiro que alertam os condutores para condições deficientes de visibilidade. Deste modo, o objetivo essencial deste trabalho consiste na validação e aplicação de sensores que possam ser incorporados num pavimento de modo a conseguir aproveitar energia resultante da oscilação do pavimento aquando da passagem dos veículos assim como monitorizar variáveis relacionadas com a passagem de veículos pelas estradas. Para o efeito pretendeu-se: (1) estudar as características do pavimento, a nível de composição, construção e comportamento mecânico para que desta forma se consiga desenvolver um sensor que reúna características compatíveis com as do pavimento; (2) validar o comportamento em laboratório num equipamento que simula o comportamento mecânico de um pavimento quando solicitado por uma carga sinusoidal correspondente à sucessiva passagem dos veículos; (3) aplicar os sensores num pavimento rodoviário de uma estrada nacional com a necessária instrumentação auxiliar de modo a monitorizar a resposta do sensor durante a passagem do tráfego em condições reais. Na campanha experimental usaram-se dois tipos de materiais piezoelétricos, nomeadamente materiais de origem cerâmica e materiais de origem polimérica. Verificou-se que os materiais de origem cerâmica apresentam resposta superior quando comparados cos sensores de origem polimérica. No entanto, ambos são sensíveis: (1) à variação de temperatura; (2) às deformações impostas nos ensaios laboratoriais; (3) às frequências impostas. Na aplicação dos materiais em condições reais de tráfego verificou-se que estes foram sensíveis à passagem dos veículos sobre o pavimento na zona de aplicação dos sensores. Para além disso verificou-se a sua sensibilidade ao tipo de eixo dos veículos. |
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| Autores principais: | Palha, Carlos Alberto Oliveira Fernandes |
| Ano: | 2012 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | Com o desenvolvimento da tecnologia assiste-se hoje em dia ao aparecimento de máquinas inteligentes nas mais diversas áreas sendo exemplo no ramo automóvel as viaturas com sensores de forma a facilitar a vida ao condutor e ao mesmo tempo proporcionar conforto, segurança e poupança de energia. Também os pavimentos rodoviários não são exceção e cada vez mais as novas estradas são equipadas com sensores que permitem a sua constante monitorização para fins de conservação e segurança, como por exemplo as balanças para pesagem dos veículos e sensores de nevoeiro que alertam os condutores para condições deficientes de visibilidade. Deste modo, o objetivo essencial deste trabalho consiste na validação e aplicação de sensores que possam ser incorporados num pavimento de modo a conseguir aproveitar energia resultante da oscilação do pavimento aquando da passagem dos veículos assim como monitorizar variáveis relacionadas com a passagem de veículos pelas estradas. Para o efeito pretendeu-se: (1) estudar as características do pavimento, a nível de composição, construção e comportamento mecânico para que desta forma se consiga desenvolver um sensor que reúna características compatíveis com as do pavimento; (2) validar o comportamento em laboratório num equipamento que simula o comportamento mecânico de um pavimento quando solicitado por uma carga sinusoidal correspondente à sucessiva passagem dos veículos; (3) aplicar os sensores num pavimento rodoviário de uma estrada nacional com a necessária instrumentação auxiliar de modo a monitorizar a resposta do sensor durante a passagem do tráfego em condições reais. Na campanha experimental usaram-se dois tipos de materiais piezoelétricos, nomeadamente materiais de origem cerâmica e materiais de origem polimérica. Verificou-se que os materiais de origem cerâmica apresentam resposta superior quando comparados cos sensores de origem polimérica. No entanto, ambos são sensíveis: (1) à variação de temperatura; (2) às deformações impostas nos ensaios laboratoriais; (3) às frequências impostas. Na aplicação dos materiais em condições reais de tráfego verificou-se que estes foram sensíveis à passagem dos veículos sobre o pavimento na zona de aplicação dos sensores. Para além disso verificou-se a sua sensibilidade ao tipo de eixo dos veículos. |
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