Orientador: Vicente Lopes Junior / Resumo: A ideia central deste trabalho é utilizar o método dos Elementos Espectrais (SEM, do inglês Spectral Element Method) para aplicações de controle ativo de vibrações e monitoramento da integridade estrutural (SHM, do inglês Structural Health Monitoring). Diversos trabalhos têm abordado estes tópicos de forma independente. No entanto, para aplicações reais de engenharia, utilizar os mesmos atuadores, sensores e sistemas de aquisição de dados para controle e monitoramento pode reduzir investimentos e simplificar processos. Por esta motivação, este trabalho apresenta um estudo de modelos espectrais para estruturas do tipo viga considerando aplicações de controle de vibrações e monitoramento da integridade estrutural. Na modelagem são considerados os modelos de vigas de Euler-Bernoulli e Timoshenko, além de transdutores piezelétricos acoplados. A técnica de controle clássico PID (Proporcional, Integral, Derivativo) é explorada e uma nova modelagem é proposta para se considerar técnicas modernas de controle por realimentação de estados na formulação espectral. Em particular, discute-se o controlador LQR (do inglês, Linear Quadratic Regulator), no entanto, a metodologia permite se considerar outras técnicas de controle por realimentação baseada na representação no espaço de estados. Também, especificamente para monitoramento estrutural, no presente trabalho de tese apresenta-se uma discussão sobre índices de detecção de danos. Índices de detecção calculados a partir de sinais experimen... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The main idea of this thesis is to use the Spectral Element Method (SEM), in applications of Active Vibration Control (AVC) and Structural Health Monitoring (SHM). These two topics have been approached in several works, but in an independent way. However, for real engineering applications, to use the same actuators, sensors and data acquisition systems to active control and structural monitoring can reduce the costs and simplify processes. For this reason, this thesis presents a study of spectral models for beam-like structures considering applications of vibration control and structural health monitoring. The Euler-Bernoulli and Timoshenko beam theories are used in the spectral modelling and the piezelectric transducers bonded in the structures are also considered. A classical control technique, PID (Proportional, Integral, Derivative) is explored and a new modelling approach to consider modern control methods of state feedback is proposed in spectral formulation. In particular, the Linear Quadratic Regulator (LQR) is discussed, however, this methodology allows for any other state feedback control techniques based in state space representation. Also, specifically for structural monitoring, is presented a discussion about damage detection indices. Detection indices computed from experimental data have been widely used in SHM studies. However, little has been clarified about their behaviours due to structural characteristics and damages. In this context, this work presents a d... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by SIDNEY BRUCE SHIKI null (sbshiki@gmail.com) on 2016-04-02T14:43:01Z No. of bitstreams: 1 Thesis_PhD_SBShiki.pdf: 10090180 bytes, checksum: c44d2ebecbed6d011cf61ceabdfd3494 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-04-05T14:42:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 shiki_sd_dr_ilha.pdf: 10090180 bytes, checksum: c44d2ebecbed6d011cf61ceabdfd3494 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-05T14:42:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 shiki_sd_dr_ilha.pdf: 10090180 bytes, checksum: c44d2ebecbed6d011cf61ceabdfd3494 (MD5) Previous issue date: 2016-03-04 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Estruturas com comportamento não-linear são frequentes em dinâmica estrutural, principalmente considerando componentes parafusados, com juntas, folgas ou estruturas flexíveis sujeitas à grandes deslocamentos. Desse modo, o monitoramento de estruturas com métodos lineares clássicos, como os baseados em parâmetros modais, podem falhar drasticamente em caracterizar efeitos não-lineares. Neste trabalho foi proposta a utilização de séries de Volterra para identificação de sistemas mecânicos não-lineares em aplicações de detecção de danos e quantificação de parâmetros. A propriedade deste modelo de representar separadamente os componentes de resposta linear e não-linear do sistema foi aplicada para se construir índices de dano que evidenciam a necessidade de modelagem não-linear. Além disso métricas de resíduo linear e não-linear dos termos do modelo de Volterra são empregadas para identificar modelos paramétricos da estrutura. As metodologias propostas são ilustradas em bancadas experimentais de modo a evidenciar a importância de fenômenos não-lineares para o monitoramento de estruturas. / Nonlinear structures are frequent in structural dynamics, specially considering screwed components, with joints, clearance or flexible components presenting large displacements. In this sense the monitoring of systems based on classical linear methods, as the ones based on modal parameters, can drastically fail to characterize nonlinear effects. This thesis proposed the use of Volterra series for nonlinear system identification aiming applications in damage detection and parameter quantification. The property of this model of representing the linear and nonlinear components of the response of a system was used to formulate damage features to make clear the need of nonlinear modeling. Also metrics based on the linear and nonlinear residues of the terms of the Volterra model were employed to identify parametric models of the structure. The proposed methodologies are illustrated in experimental setups to show the relevance of nonlinear phenomena in the structural health monitoring. / FAPESP: 2012/04757-6 / FAPESP: 2013/25148-0 / FAPESP: 2012/21195-1 / FAPESP: 2015/03560-2

Submitted by JULIANA PIERAMI DE FREITAS null (jupierami@hotmail.com) on 2016-04-28T23:49:36Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Juliana 2504.pdf: 1553097 bytes, checksum: 7fab2bad78418aed6d927c6d8c388edc (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-02T16:57:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 freitas_jp_me_bot.pdf: 1553097 bytes, checksum: 7fab2bad78418aed6d927c6d8c388edc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-02T16:57:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 freitas_jp_me_bot.pdf: 1553097 bytes, checksum: 7fab2bad78418aed6d927c6d8c388edc (MD5) Previous issue date: 2016-03-02 / Introdução: atualmente, embora se constate a redução dos índices de morbimortalidade infantil em todas as regiões do país, ainda há muito que se fazer para promover a saúde de crianças, especialmente daquelas mais vulneráveis. O presente estudo aborda o tema da vigilância à saúde de recém-nascidos de risco, com base em protocolo de organização de serviços. Considera-se que protocolo compõe-se de rotinas de cuidados e ações de gestão de um determinado serviço, equipe ou departamento, elaborado a partir da produção de conhecimentos e práticas dos profissionais envolvidos, com respaldo de evidências científicas. Objetivo: elaborar protocolo de organização de serviços para a redução de óbitos infantis na região de saúde do Vale do Jurumirim, São Paulo, com enfoque na vigilância à saúde de recém-nascidos de risco. Aspectos metodológicos: trata-se de uma pesquisa-intervenção, composta por uma etapa inicial, quando foi realizado estudo transversal e descritivo sobre o perfil epidemiológico regional de recém-nascidos vivos em 2013 e das crianças que foram a óbito nesse mesmo ano, durante o primeiro ano de vida, buscando a correspondência aos critérios de risco ao nascer indicados pelo Ministério da Saúde. Nesta primeira etapa, buscou-se também caracterizar a rede de atenção à saúde materno-infantil disponível na região em foco. Em uma etapa posterior, foi realizada intervenção participativa, que incluiu duas oficinas de oito horas para elaboração do protocolo pretendido, envolvendo 34 gestores e profissionais da atenção e vigilância à saúde materno-infantil da referida região. Os dados de cunho quantitativo foram colhidos de bancos públicos e documentos oficiais e descritos estatisticamente, enquanto que os de cunho qualitativo foram obtidos a partir do preenchimento do modelo proposto por Werneck, Faria e Campos, anotações em diário de campo e de roteiro com questões que nortearam as discussões durante as oficinas. Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Faculdade de Medicina de Botucatu da Universidade Estadual Paulista. Resultados: no ano de 2013, na região de saúde do Vale do Jurumirim foram contabilizados 3748 nascidos vivos, sendo que 9,8% desses apresentaram correspondência a pelo menos um dos critérios de risco ao nascer estudados. Neste mesmo ano, ocorreram 47 óbitos infantis, com 80,8% desses no componente neonatal, distribuídos em 12 municípios dos 17 municípios da região. Constatou-se que houve em todos os óbitos infantis correspondência a pelo menos um dos critérios de risco ao nascer estudados. Sobre vigilância e atenção à saúde materno-infantil, verificou-se que existiam fragilidades quanto ao trabalho em rede, bem como não se tinham estabelecidas estratégias para identificação e segmento de crianças expostas a riscos de adoecer e morrer. Com base nesses achados, coletivamente, foi possível estabelecer: os critérios de risco ao nascer para classificar os recém-nascidos vivos da região e a forma de considerá-los; o elenco de atividades a serem desenvolvidas, com seus respectivos responsáveis; os mecanismos de acompanhamento e avaliação; bem como o fluxograma de atividades para detecção e abordagem de recém-nascido de risco. Considerações finais: como produto desta pesquisa-intervenção foi elaborado o protocolo para a vigilância de recém-nascidos de risco na região de saúde do Vale do Jurumirim. Considera-se que o processo para tal produção foi cientificamente respaldado, contando com a participação ampla e ativa dos profissionais envolvidos com a vigilância e atenção à saúde materno-infantil dessa região. Sendo por definição um instrumento a ser revisto periodicamente, recomenda-se a avaliação do protocolo elaborado após um ano de sua implementação. / Introduction: Although it is currently noticed a decline in infant mortality rate in all the regions of the country there is still a lot to do to promote child health care, especially those children who are more vulnerable. The current study deals with the topic of health monitoring of newborn babies at risk based on service organizing protocol. It is considered that protocol consists of routine care and management procedure of a particular service, team or department, by putting together healthcare professionals’ knowledge and experience and supported by scientific evidences. Objective: Putting together service organizing protocol to decline infant mortality in the region of Vale do Jurumirim, São Paulo, focused on health care monitoring of newborn babies at risk. Methodological Aspects: It is about intervention survey consisted of an initial stage when it was done a transversal and descriptive study of the regional epidemic profile of newborn babies born in 2013 and one-year-old children or younger who died that year, aiming at the correspondence between risk criteria at birth according to the Department of Health. In this initial stage, attention to maternal-infant health care was given when it was available in that region. In a later stage, participative intervention was carried out, which included two eight-hour workshops to put together intended protocol, involving 34 managers and healthcare professionals and maternal-infant health care monitoring of that particular region. Information characterized by quantity was collected from public data and statistical official documents whereas information characterized by quality was collected from the filling out of model proposed by Werneck, Faria and Campos, notes in field log and itinerary containing questions asked during the workshop. This study was approved by Ethic Committee in Survey of the Medical University in Botucatu of the Paulista State University. Results: In 2013, 3,748 newborn babies were born in Vale do Jurumirim region, 9.8% showed at least one correspondence of the risk criteria studied. That year, 47 infants died, 80.8% during neonatal in 12 cities of that 17-city region. It was noticed that there was, at birth, at least one correspondence of the risk criteria studied in all the infant deaths. When it comes to maternalinfant health care monitoring, it was checked that there were flaws in networking and strategies to identify children exposed to risks of becoming sick and dying had not been established. Based on these findings, it has been possible to establish collectively: risk criteria at birth to classify newborn babies in the region and the way to consider them; activities to be developed with their respective responsible ones; the mechanics of accompanying and evaluating; as well as the flow chart of activities to detect and approach newborn babies at risk. Final Consideration: As a product of this intervention survey, a protocol to monitor newborn babies at risk in the region of Vale do Jurumirim was put together. It is considered that the procedure to produce such a protocol was scientifically supported, counting on the ample and active participation of healthcare professionals concerned with maternal-infant health care in that region. It is also, by definition, a tool to be revised periodically, evaluation of this protocol is recommended after one year of its implementation.

Dans ce travail, nous abordons la quantification de dommage de type délaminage dans des stratifiés en CFRP. Le problème de quantification est transformé en un problème de classification multiclasses au sens de l'apprentissage statistique. Chaque classe correspond à une certaine sévérité de dommage. Le modèle de machine à vecteurs de support (SVM) est utilisé pour effectuer la classification. Généralement, des descripteurs de dommage basés sur une utilisation directe des signaux mesurés (SBF) sont utilisés pour apprendre les modèles décisionnels. Dans ce travail, nous nous basons sur l'hypothèse qu'un dommage génère nécessairement une part de non linéarité dans la réponse dynamique de la structure et nous investiguons la pertinence de l'utilisation de descripteurs de dommage basés sur un modèle non linéaire (NMBF) pour améliorer les performances du modèle décisionnel. Les NMBF proposés sont calculés en se basant sur le modèle de Hammerstein en parallèle identifié avec un signal de type "sweep exponentiel". Une réduction de dimension du vecteur des caractéristiques en utilisant l'ACP est également conduite et son effet sur les performances du processus de quantification suggéré est étudié. L'approche de quantification proposée a été testée et validée en utilisant des résultats de simulation puis des résultats expérimentaux obtenus sur des plaques composites en CFRP équipées d'éléments piézoélectriques et contenant diverses sévérités de délaminage. Les dommages de type délaminage ont été générés au sein des échantillons de manière calibrée et réaliste à l'aide de la technique du choc LASER et plus particulièrement du choc LASER symétrique. Nous avons démontré expérimentalement que cette configuration de choc LASER est une alternative efficace aux méthodes classiques de génération de dommage telles que les impacts classiques et les patches de Téflon, permettant une meilleure calibration du dommage en type, profondeur et taille. / In this work, we approach delamination quantification in Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) laminates as a classification problem whereby each class corresponds to a certain damage extent. A Support Vector Machine (SVM) is used to perform multi-class classification task. Classically, Signal Based Features (SBF) are used to train SVMs when approaching SHM from a machine learning perspective. In this work, starting from the assumption that damage causes a structure to exhibit nonlinear response, we investigate whether the use of Nonlinear Model Based Features (NMBF) increases classification performance. NMBF are computed based on parallel Hammerstein models which are identified with an Exponential Sine Sweep (ESS) signal. Dimensionality reduction of features vector using Principal Component Analysis (PCA) is also conducted in order to find out if it allows robustifying the quantification process suggested in this work. The proposed quantification approach was first tested and validated using simulation results. Thereafter, experimental results on CFRP composite plates equipped with piezoelectric elements and containing various delamination severities are considered for demonstration. Delamination-type damage is introduced into samples in a calibrated and realistic way using LASER Shock Wave Technique (LSWT) and more particularly symmetrical LASER shock configuration. We have experimentally demonstrated that such a configuration of LASER shock is an effective alternative to conventional damage generation techniques such as conventional impacts and Teflon inserts since it allows for a better calibration of damage in type, depth and size.

Orientador: Vicente Lopes Junior / Resumo: Structural health monitoring (SHM) is an area that has been extensively studied for allowing the construction of systems that have the ability to identify damages at an early stage, thus being able to avoid serious future losses. Ideally, these systems have the minimum of human interference. Systems that address the concept of learning have the ability to be autonomous. It is believed that by having these properties, the machine learning algorithms are an excellent choice to perform the steps of identifying, locating and assessing damage with ability to obtain highly accurate results with minimum error rates. This work is mainly focused on using support vector machine algorithm for monitoring structural condition and, thus, get better accuracy in identifying the presence or absence of damage, reducing error rates through the approaches of machine learning. It allows an intelligent and efficient monitoring system. LIBSVM library was used for analysing and validation of the proposed approach. Thus, it was feasible to conduct training and classification of data promoting the identification of damages. It was also possible to locate the damages in the structure. The results of identification and location of the damage was quite satisfactory. / Mestre

Orientador: Samuel da Silva / Abstract: Nonlinear structures are frequent in structural dynamics, specially considering screwed components, with joints, clearance or flexible components presenting large displacements. In this sense the monitoring of systems based on classical linear methods, as the ones based on modal parameters, can drastically fail to characterize nonlinear effects. This thesis proposed the use of Volterra series for nonlinear system identification aiming applications in damage detection and parameter quantification. The property of this model of representing the linear and nonlinear components of the response of a system was used to formulate damage features to make clear the need of nonlinear modeling. Also metrics based on the linear and nonlinear residues of the terms of the Volterra model were employed to identify parametric models of the structure. The proposed methodologies are illustrated in experimental setups to show the relevance of nonlinear phenomena in the structural health monitoring. / Resumo: Estruturas com comportamento não-linear são frequentes em dinâmica estrutural, principalmente considerando componentes parafusados, com juntas, folgas ou estruturas flexíveis sujeitas à grandes deslocamentos. Desse modo, o monitoramento de estruturas com métodos lineares clássicos, como os baseados em parâmetros modais, podem falhar drasticamente em caracterizar efeitos não-lineares. Neste trabalho foi proposta a utilização de séries de Volterra para identificação de sistemas mecânicos não-lineares em aplicações de detecção de danos e quantificação de parâmetros. A propriedade deste modelo de representar separadamente os componentes de resposta linear e não-linear do sistema foi aplicada para se construir índices de dano que evidenciam a necessidade de modelagem não-linear. Além disso métricas de resíduo linear e não-linear dos termos do modelo de Volterra são empregadas para identificar modelos paramétricos da estrutura. As metodologias propostas são ilustradas em bancadas experimentais de modo a evidenciar a importância de fenômenos não-lineares para o monitoramento de estruturas. / Doutor

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-05-15T12:49:12Z No. of bitstreams: 1 LEONARDO MELO DE MEDEIROS - TESE (PPGCC) 2016.pdf: 2301452 bytes, checksum: e08b1ce490fde57cff30bef5cb8e5b0e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-15T12:49:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LEONARDO MELO DE MEDEIROS - TESE (PPGCC) 2016.pdf: 2301452 bytes, checksum: e08b1ce490fde57cff30bef5cb8e5b0e (MD5) Previous issue date: 2016-06-03 / Capes / Os Sistemas de Monitoramento da Saúde (SMS) possibilitam aos médicos obterem informações sobre o estado de saúde de seus pacientes. Além disso, as identificações dos sintomas das doenças podem auxiliar no diagnóstico precoce e prevenir a ocorrência de situações críticas. Para acompanhar e avaliar a saúde motora de um paciente, é necessário realizar uma avaliação motora por meio de movimentos específicos. Isto dificulta a concepção de um SMS de dados motores não-invasivo e engajados na rotina diária dos pacientes. A abordagem apresentada nesta tese, utiliza os jogos eletrônicos como fator motivacional para o fornecimento dos dados motores. Durante o jogo, o usuário é induzido a executar movimentos relevantes, de modo que um sensor de movimento possa adquiri-los e quantificá-los. Este ambiente lúdico, de jogo eletrônico, abstrai o usuário do contexto de tratamento da saúde e incentiva a execução dos movimentos de uma maneira mais natural do que a imposta por um exame clínico. Para avaliar esta abordagem, foi desenvolvido um jogo com a arquitetura proposta para identificar sintomas motores relacionadas com a Doença de Parkinson. Num estudo de caso controle, foram avaliados os movimentos angulares dos braços para quantificar as habilidades motoras desses grupos. Os dados coletados foram processados e aplicados a uma Máquina de Vetor de Suporte(SVM) para classificar a ocorrência do sintoma da bradicinesia do Parkinson. Obteve-se uma classificação com uma acurácia de 86,67% e falsos positivos de6,67%. Além disso, em um experimento para avaliação da aceitação dos usuários, 90% ficaram motivados com o jogo desenvolvido e afirmaram que integrariam o SMS em sua rotina diária. Estes resultados demonstram que a abordagem de monitoramento baseado em jogos, apresentada nesta tese, tem potencial para ser um SMS para monitoramentos dos sintomas motores. / Health Monitoring Systems (HMS) allow doctors to gain a better picture of their patient’s health status. An early identification of symptoms can support the disease’s diagnostic and prevent critical situations. In order to monitor a patient’s motor abilities, it is necessary to record and evaluate specific movements. This makes it difficult to design a HMS that non-obtrusively integrates into the patient’s daily routine. The approach presented in this thesis makes use of the motivational power of electronic games. While playing the game, the user is incited to make the relevant movements, so that an optical sensor can detect and measure them. The playful situation distracts the user from thinking about health issues and therefore encourages more natural movements with improved validity for a health examination. To evaluate this approach, a game has been developed and employed to detect Parkinson related motor symptoms. In a study with patients diagnosed as affected by the Parkinson Disease and a healthy control group, the angular movements of the arms were used to measure motor abilities. The data was then processed and applied to a Support Vector Machine (SVM) to predict, based on the detected movements, whether a subject shows Parkinson related symptoms or should be classified as healthy. The system classified the subjects with an accuracy of 86.67% and arate of 6.67% false positives. Furthermore, the use racceptance of the game-based approach was studied and showed that 90% of the users felt motivated to play the game as part of their daily routine. These results demonstrate that the game-based approach presented in this thesis has the potential to become a base for HMS that monitor motor symptoms.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-05-14T11:10:23Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - João Paulo Moreira Bento - 2018.pdf: 9014096 bytes, checksum: 4e6dccb0b510fd01eb01da085929864d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-05-14T11:10:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - João Paulo Moreira Bento - 2018.pdf: 9014096 bytes, checksum: 4e6dccb0b510fd01eb01da085929864d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-14T11:10:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - João Paulo Moreira Bento - 2018.pdf: 9014096 bytes, checksum: 4e6dccb0b510fd01eb01da085929864d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-05-02 / There are several problems that can occur in components exposed to constant use and subjected to wear among the different types of structural components. Thus, in the last years it has been developed techniques able to monitor the health of the structures. In the last decades many non-destructive techniques have started to be used, among them we can mention the method of electromechanical impedance. This work proposes to present in the bibliographic review some basic concepts related to the main topics related to SHM (Structural Health Monitoring), such as smart materials, the different techniques, damage metrics and impedance analyzers. It will also be approached some techniques of classic optimization (random search) and bioinspired (bee colony algorithm and ant colony algorithm) that can be used to perform electromechanical impedance signals between damaged and non-damaged structures. Finally, it is presented the subject of Markov chains, a stochastic process, which a future state depends only on the present state and not on the other past states. The dissertation proposal is a case study (LEGO System) that aims to apply the concepts of electromechanical impedance, optimization and Markov chains for the monitoring of structural health in a defined system, and with this result, be able to provide data for a possible failure prediction. Concluding, it can realize the potentiality of the Markov chains associated to the electromechanical impedance method for monitoring and predicting future states. / Existem inúmeros problemas que podem surgir em componentes que estejam em constante uso e sujeito a desgastes dentre os diversos tipos de componentes estruturais. Para isto, nos últimos anos tem-se desenvolvido técnicas capazes de monitorar a integridade estrutural. Nas últimas décadas inúmeras técnicas não destrutivas começaram a ser utilizadas, dentre elas pode-se citar o método de impedância eletromecânica. Este trabalho propõe apresentar na revisão bibliográfica alguns conceitos básicos relacionados aos principais tópicos ligados a SHM (Structural Health Monitoring - Monitoramento da Integridade Estrutural), como materiais inteligentes, as diversas técnicas, métricas de dano e analisadores de impedância. Será abordado também algumas técnicas de otimização clássica (busca randômica) e bioinspirada (algoritmo de colônia de abelhas e algoritmo de colônia de formigas) que podem ser utilizadas para realizar comparações dos sinais de impedância eletromecânica entre estruturas sem dano e com dano. Por fim, é discutido sobre o tema de cadeias de Markov que é um processo estocástico onde um estado futuro depende apenas do estado presente e não dos demais estados passados. A proposta da dissertação é um estudo de caso em um sistema LEGO que visa aplicar os conceitos de impedância eletromecânica, otimização e cadeias de Markov para o monitoramento da integridade estrutural em um sistema definido e com isto, fornecer dados para uma possível previsão de falhas. Como conclusão, pode-se perceber a potencialidade das cadeias de Markov associado ao método da impedância eletromecânica para monitoramento e previsão de estados futuros.

This work presents methodologies for the integration of field testing and Structural Health Monitoring SHM in the assessment of reinforced concrete bridges. The methodologies are demonstrated through the use of data collected during the testing of reinforced concrete railway bridges and long-term monitoring of a highway bridge. A probabilistic life-cycle prediction model based on sectional analysis is proposed for reinforced concrete structures. The updating of the model parameters is done using a Bayesian updating approach in which the problem is defined as a reliability one. An algorithm that uses subset simulation is used to sample points from the updated parameter distributions. Testing data from a reinforced concrete railway bridge is used to demonstrate the methodology and its results. The description of a SHM system that was installed in the Jaguari River Bridge is also presented. During the stages of preparation for the installation of this system the bridge was inspected, had NDT performed, and field testing was conducted using a test truck. The results of these tests are also presented. Analysis of the collected data from the live-load response of the Jaguari River Bridge is used to demonstrate methodologies for obtaining live-load response distributions from monitoring data. The use of this live-load response data is also used for the life-cycle analysis of one of the bridge\'s cross-sections. / Este trabalho apresenta metodologias de integração de ensaios estruturais e Structural Health Monitoring (SHM) para a avaliação de pontes de concreto armado. O SHM diz respeito a um conjunto de praticas com o objetivo de acompanhar o comportamento estrutural através de sensores com o objetivo de acompanhar o comportamento da estrutura e determinar ações de manutenção de maneira proativa. As metodologias são apresentadas através do uso de dados coletados durante ensaios de pontes ferroviárias em concreto armado e do monitoramento continuo de uma ponte rodoviária. Um modelo para o ciclo de vida de estruturas de concreto armado baseado no método das lamelas é proposto. Os parâmetros deste modelo, que são considerados de maneira probabilística, são atualizados através de um método Bayesiano. Dados de ensaios de uma ponte ferroviária são utilizados nesta analise. A descrição de um sistema de monitoramento contínuo instalado na Ponte do Rio Jaguari também é feita. Durante as etapas de desenvolvimento do sistema a ponte foi inspecionada, ensaios não destrutivos foram feitos e ensaios com um veículo teste foram conduzidos. Os resultados e analises destes também são apresentados. Os dados coletados por este sistema foram utilizados para demonstrar metodologias de caracterização dos modelos de resposta devido a cargas moveis. A utilização destes modelos na avaliação de confiabilidade ao longo do tempo de uma das seções da ponte também é apresentada.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de sistemas computacionais de apoio à aquisição, visualização e tratamento de dados provenientes de monitoração de estruturas de Engenharia Civil. Por meio dos sistemas construídos, torna-se possível adquirir, visualizar e filtrar informações com facilidade, ao mesmo tempo em que se permite avaliar a influência da temperatura, da retração e da fluência nos elementos estruturais monitorados. Buscando desenvolver as ferramentas computacionais em uma perspectiva alinhada com necessidades reais do setor, foram monitoradas duas pontes rodoviárias e uma estação metroviária, sendo utilizada instrumentação avançada baseada em sensores e equipamentos ópticos e elétricos, permitindo a medição de grandezas como deformação, temperatura, deslocamento e rotações. A experiência adquirida em campo encontra-se descrita, apresentando-se a estrutura e componentes dos modernos sistemas de monitoração e os principais resultados decorrentes da sua aplicação nas obras monitoradas. Nesse contexto, os sistemas computacionais construídos demonstraram ser úteis ferramentas, auxiliando nas diversas fases da monitoração estrutural, desde a aquisição até a interpretação dos resultados. / This work presents the development of computational systems to support acquisition, visualization, and treatment of data from health monitoring systems of civil structures. With these systems, it is possible to acquire, to visualize, and to filter monitored data. It is also possible to evaluate the influence of temperature, shrinkage and creep in structural elements. The goal is the development of tools to fulfill real needs. For that, two bridges and a subway station were monitored using advanced instrumentation based on optical and electrical sensors. The acquired experience in field is described, presenting the structure and the various components of modern structural health monitoring systems, as well as the main results of application in the monitored structures. In that context, the built computational systems demonstrated to be very useful, aiding in the several phases of the structural monitoring from the acquisition to the interpretation of the results.