Termografia infravermelha para avaliação de danos em obras de arte especiais de concreto armado

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Pozzer, Sandra
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade de Passo Fundo
Brasil
UPF
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental
Instituto de Tecnologia
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.upf.br/handle/123456789/9636
Resumo: Structural management is one of the continuous engineering challenges, where in addition to the project and construction there is a constant concern to ensure reliability in the performance of the structures. The inspections have been an important activity in the structure management, which allows diagnoses and prognoses based on the structural, functional and durability conservation state of the elements. In this context, is increasing the use of non-destructive testing to minimize the inspection damages and to optimize the inspection procedure. This study approached a qualitative and quantitative performance analysis of passive infrared thermography as a non-destructive test for inspections of concrete structures. Three samples of bridge slabs and one sample of bridge column were fabricated, which included the simulation of different subsurface damage configurations, and tested using passive infrared thermography at different times of day and year. A statistical approach was developed, where a multivariate regression analysis was used to explain and predict the thermal behavior of the inspected areas. Within the study horizon, periods between 12:00 noon and 4:00 in the afternoon, with temperatures between 27.5°C and 37.9°C, a large amount of direct solar radiation and low atmospheric pressure set the ideal scenario for thermographic inspections in reinforced concrete bridge under passive heating. In addition, months with hotter weather (November and February) allowed detecting a greater amount of robust thermal contrasts than months of colder weather (March, April, June, and July). A numerical simulation using finite element model was performed to test the use of the computational tool in the field of passive infrared thermography and has successfully replicated the thermographic inspections using solar radiation, with convergent observed and simulated results of both thermograms and contrast values, and an average difference of just 0.2°C. In general, the passive infrared thermography technique was capable of detect delaminations in inspection of reinforced concrete bridge slabs and columns samples, being especially sensitive to the environmental conditions.
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Three samples of bridge slabs and one sample of bridge column were fabricated, which included the simulation of different subsurface damage configurations, and tested using passive infrared thermography at different times of day and year. A statistical approach was developed, where a multivariate regression analysis was used to explain and predict the thermal behavior of the inspected areas. Within the study horizon, periods between 12:00 noon and 4:00 in the afternoon, with temperatures between 27.5°C and 37.9°C, a large amount of direct solar radiation and low atmospheric pressure set the ideal scenario for thermographic inspections in reinforced concrete bridge under passive heating. In addition, months with hotter weather (November and February) allowed detecting a greater amount of robust thermal contrasts than months of colder weather (March, April, June, and July). A numerical simulation using finite element model was performed to test the use of the computational tool in the field of passive infrared thermography and has successfully replicated the thermographic inspections using solar radiation, with convergent observed and simulated results of both thermograms and contrast values, and an average difference of just 0.2°C. In general, the passive infrared thermography technique was capable of detect delaminations in inspection of reinforced concrete bridge slabs and columns samples, being especially sensitive to the environmental conditions.O gerenciamento de estruturas de concreto armado constitui um dos desafios contínuos da engenharia, onde além de projetar e construir, há uma preocupação constante em assegurar o desempenho das obras. Uma importante parcela da gestão das estruturas ocorre através das inspeções, que permitem a formulação de diagnósticos e prognósticos a respeito de seu comportamento estrutural, funcional e da durabilidade ao longo do tempo. Esta pesquisa faz uma análise qualitativa e quantitativa do desempenho da termografia infravermelha passiva, um ensaio não destrutivo, para inspeções de estruturas de concreto armado em obras de arte especiais. Três amostras de laje e uma amostra de pilares foram construídas com a simulação de diferentes configurações de danos subsuperficiais e ensaiadas por meio de termografia infravermelha passiva em diferentes períodos do dia e do ano. Além da análise qualitativa e quantitativa, foi realizada abordagem estatística e modelagem numérica. Uma análise de regressão multivariada foi utilizada para explicar e prever o comportamento térmico das áreas inspecionadas. Dentro do horizonte deste estudo, períodos de tempo entre às 12:00 e as 16:00 horas, com temperaturas entre 27.5°C e 37.9°C, grande quantidade de radiação solar direta e baixos valores de pressão atmosférica configuram o cenário ideal para inspeções termográficas em obras de arte de concreto armado sob aquecimento passivo. Além disso, meses com clima mais quente (novembro e fevereiro) permitiram detectar uma quantidade maior de contrastes térmicos robustos do que meses de clima mais frio (março, abril, junho e julho). A análise numérica por elementos finitos obteve sucesso em reproduzir inspeções termográficas com uso de aquecimento passivo, via radiação solar, com resultados de termogramas e valores de contraste convergentes com o programa experimental, apresentando uma média de diferença de 0,2°C entre contrastes observados e simulados. Os resultados mostram que a termografia infravermelha é efetiva na detecção de danos subsuperficiais em lajes de pontes de concreto armado, porém é sensível especialmente às condições ambientais e ao horário em que a inspeção é conduzida.Universidade de Passo FundoBrasilUPFPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil e AmbientalInstituto de TecnologiaDalla Rosa, FranciscoChamberlain Pravia, Zacarias M.Pozzer, Sandra2025-11-28T13:08:13Z20252020-03-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfPOZZER, Sandra. Termografia infravermelha para avaliação de danos em obras de arte especiais de concreto armado. 2020. 160 f. 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