O simples fato de dirigir na estrada dá a você uma noção do estado atual de nossa infraestrutura:em ruínas e precisando de reparos. Além de readaptar ou substituir a infraestrutura atual por novas construções e materiais, novas tecnologias, como sensores, oferecem aos inspetores uma maneira de examinar o interior dos sistemas quase continuamente.

Mas apenas colocar um sensor na lateral de uma ponte não leva automaticamente à economia de custos e a uma ponte mais segura. Em vez disso, implantar esses sensores é caro e depende de como uma variedade de fatores trabalham juntos para ser benéfico.

Pesquisadores do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental (CEE) da Carnegie Mellon University estão estudando o impacto da informação na tomada de decisão para sistemas de infraestrutura, alavancando o trabalho anterior com o ex-aluno do CEE Milad Memarzadeh. Em um artigo publicado recentemente em Monitoramento da integridade do controle estrutural , CEE Professor Matteo Pozzi e Ph.D. o aluno Shuo Li propôs uma estrutura geral que avalia o benefício da aplicação de sistemas de detecção e monitoramento à infraestrutura com base nas informações que cercam o componente da infraestrutura.

Imagine que você é um inspetor de ponte e deseja saber o que está acontecendo dentro da estrutura. Os diferentes componentes da ponte mudam de estado devido ao envelhecimento e degradação, portanto, há incerteza sobre a condição atual de um componente e como ele se degradará com o tempo. Um sensor ou sistema de monitoramento forneceria um fluxo de informações que forneceria essas informações, e você pode verificar periodicamente o estado do componente com algum nível de precisão. Se usado corretamente, o sistema pode evitar o colapso de uma ponte. Ao mesmo tempo, também pode evitar reparos desnecessários quando a ponte não precisar.

"Não é tão óbvio quanto de um investimento deve ser direcionado para sensores, e quanto deve ser direcionado para adaptação e substituição, "disse Pozzi." Ainda está em andamento, avaliar quais estruturas devem ser monitoradas e quanto investir em cada uma delas. "

Em um mundo perfeito, aplicaríamos sensores a todos os sistemas de infraestrutura. Mas porque os recursos de financiamento são limitados e os sistemas de detecção podem ser caros para implementar e manter, equipar cada ponte com um sistema de detecção não é a resposta. Portanto, é importante avaliar o valor real das informações que os sensores fornecem.

A estrutura proposta por Pozzi e Li descobriu que existem vários fatores-chave que determinam o valor da detecção:a rapidez com que o componente se degrada, quais ações você pode tomar para lidar com a degradação, os custos econômicos relacionados à manutenção, o custo dos reparos, os custos relacionados à falha ou mau funcionamento do próprio sensor, quão preciso é o sensor, com que frequência os sensores dão uma resposta, e com que rapidez você pode reagir às informações do sensor. Por exemplo, se um sistema de detecção fornece informações precisas, mas o gerente não pode reagir rapidamente às informações para mitigar o problema a tempo, pode não valer a pena o custo de ter sensores. Quando os recursos são limitados e é complicado alocar fundos em sistemas complexos de infraestrutura, a estrutura visa fornecer orientação quantitativa.

"Os investimentos em infraestrutura podem ter uma recompensa significativa por meio da segurança incremental e da redução de congestionamentos e problemas devido à rede de transporte, por exemplo, "disse Pozzi." Entre esses investimentos, alguns podem ser alocados para reforma ou substituição de componentes de infraestrutura, e alguns também podem ser atribuídos a sensores. Nossa estrutura é voltada para entidades que têm que controlar e garantir a segurança de um ambiente construído, para ajudá-los a tomar decisões importantes em relação aos nossos sistemas de infraestrutura. "