Como utilizar RSSF's em instrumentação

Instrumentação com Redes de Sensores Sem Fio para Monitoramento de Estruturas Geotécnicas

A segurança e o desempenho de grandes estruturas geotécnicas como barragens, túneis, taludes e fundações exigem sistemas de monitoramento confiáveis, contínuos e de fácil acesso. Uma alternativa tecnológica promissora é o uso de redes de sensores inteligentes sem fio (WSSNs – Wireless Smart Sensor Networks), que oferecem eficiência, adaptabilidade e menor custo de instalação.

Na RCE Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação Tecnológica Ltda, aplicamos esse conceito de forma inovadora, usando sensores customizados, sistemas escaláveis e tecnologia de baixo consumo para ampliar a instrumentação convencional com recursos modernos da Internet das Coisas (IoT).

O que são redes de sensores sem fio?

As redes de sensores inteligentes sem fio são formadas por diversos nós sensores distribuídos espacialmente em uma área de interesse. Cada nó é composto por:

• Sensor físico (ex: poro pressão ou umidade do solo, deslocamento, temperatura, vibração e etc)

• Unidade de aquisição (geralmente um microcontrolador com conversor AD)

• Módulo de comunicação (LoRa, ZigBee, Wi-Fi ou BLE)

• Fonte de energia (bateria, energia solar ou híbrida)

Esses nós comunicam-se entre si e com uma estação central (gateway), que coleta e transmite os dados para análise em tempo real ou armazenamento remoto em nuvem.

Vantagens das WSSNs em geotecnia

• Redução de cabos: menor impacto na instalação, ideal para áreas sensíveis

• Flexibilidade de layout: nós podem ser realocados conforme a evolução da obra

• Monitoramento remoto e contínuo: ideal para locais de difícil acesso

• Baixo custo de manutenção: menos infraestrutura, menos desgaste físico

• Acesso via celular ou computador: visualização gráfica de dados em tempo real
  
  

Aplicações práticas

🔹 Barragens

• Monitoramento de pressão intersticial

• Detecção de infiltrações ou recalques

• Controle de deslocamentos ao longo do tempo
  
  

🔹 Túneis

• Verificação de convergência (deformações laterais)

• Detecção precoce de recalques no solo adjacente

• Análise de umidade e temperatura interna
  
  

🔹 Taludes

• Detecção de movimentos lentos e perigosos

• Monitoramento de inclinação e deformações

• Sinais de instabilidade antes do deslizamento
  
  

🔹 Fundações

• Medição de carregamentos reais aplicados

• Acompanhamento de recalques e vibrações

• Controle de alívio de tensões ao longo do tempo
  
  

Casos com sensores personalizados e sistemas híbridos

A RCE desenvolve sistemas com sensores integrados de forma modular. Usamos microcontroladores como ESP32, STM32, ou Arduino Pro, aliados a protocolos robustos como LoRaWAN ou ZigBee, que permitem comunicação de longo alcance com baixo consumo.

Em projetos especiais, combinamos sensores de:

• Pressão (piezoelétricos e piezoresistivos)

• Deslocamento (LVDTs, sensores magnéticos e clip-gages)

• Umidade e temperatura do solo

• Inclinação (MEMS de 3 eixos)

• Vibração (acelerômetros MEMS)
  
  

Tudo integrado em sistemas tolerantes a falhas, com armazenamento local e sincronização remota sob demanda.

Consultoria técnica e desenvolvimento sob demanda

A RCE Pesquisa e Desenvolvimento oferece:

• Projeto e fabricação de nós sensores sob medida

• Planejamento de topologia de rede adequada à estrutura

• Integração com sistemas existentes de aquisição de dados

• Desenvolvimento de dashboards para visualização e alerta

• Instalação e treinamento técnico de equipes locais
  
  

Potencial de parcerias e aplicações em pesquisa

Além das aplicações comerciais, oferecemos parcerias com instituições de pesquisa, universidades, agências de fomento e concessionárias de infraestrutura. A integração de sensores personalizados em estruturas geotécnicas é uma rica oportunidade para:

• Projetos de inovação tecnológica

• Desenvolvimento de protótipos científicos

• Geração de dados confiáveis para validação de modelos numéricos

• Instrumentação de campo em campanhas experimentais