Monitoramento da Deflexão de Pontes com o Vibrometro Laser Doppler Série Q da Ommatidia

Rumo à medição remota e sem contato da dinâmica estrutural e SHM em escala

O monitoramento preciso da deflexão e vibração de pontes é essencial para compreender o desempenho estrutural, o comportamento de fadiga e a segurança a longo prazo. Métodos tradicionais — como medidores de tensão, acelerômetros e transdutores de deslocamento — fornecem informações locais, mas exigem instalação por contato, preparação da superfície e frequentemente interrompem o tráfego.

Na Ommatidia LiDAR, estamos avançando no monitoramento de pontes sem contato através do nosso Vibrômetro Laser Doppler Série Q. Este sistema combina sensoriamento coerente multicanal e integração fotônica avançada, permitindo a medição simultânea em 3D de vibração e deslocamento em toda a extensão de pontes — a partir de uma localização remota e segura.

Ao monitorar a deflexão de pontes com o Vibrômetro Laser Doppler Série Q da Ommatidia, os engenheiros podem agora realizar medições interferométricas de precisão em escala de campo sem interromper as operações.

Insights técnicos: da coerência óptica à dinâmica estrutural

No centro do sistema está a interferometria de onda contínua modulada em frequência (FMCW), uma técnica baseada em laser que mede distância absoluta e velocidade Doppler através de fontes de frequência modulada.
Usando circuitos fotônicos integrados (PICs) massivamente paralelos, o sensor Série Q analisa 128 canais ópticos em tempo real. Cada canal realiza telemetria interferométrica e vibrometria simultaneamente.

Esta arquitetura permite que o sistema ofereça:

• Resolução de deslocamento submilimétrica em alcances superiores a 50 metros

• Medição simultânea de centenas de pontos com estabilidade de fase coerente

• Taxas de amostragem de multi-quilohertz adequadas para análise de resposta modal e transitória

Esses recursos tornam o Vibrometro Laser Doppler Série Q ideal para monitoramento contínuo ou de teste de carga da deflexão de pontes.

Saiba mais sobre o radar laser Q2 →

Teste de campo: medição da deflexão em uma ponte rodoviária de múltiplos vãos

Em um teste de campo recente, implantamos um Vibrômetro Laser Doppler FMCW Q1s sob uma ponte rodoviária de múltiplos vãos na Calle de la Hierbabuena, Tres Cantos, Espanha (Figura 1).
A instalação foi concluída em minutos usando apenas um cabeçote sensor montado em tripé, computador e baterias. Os 128 canais laser foram alinhados ao longo do eixo do tabuleiro da ponte para registrar o perfil de deflexão durante o tráfego em tempo real.

Vista do Google Maps (esquerda) e imagem da ponte (direita). Configuração de monitoramento da deflexão da ponte usando o Vibrometro Laser Doppler Série Q da Ommatidia.

Configuração das medições. A linha verde pontilhada é um guia visual. Configuração de monitoramento da deflexão da ponte usando o Vibrometro Laser Doppler Série Q da Ommatidia.

Resultados: Dados de deflexão e vibração de pontes em tempo real

Durante o teste com tráfego em tempo real, o Deflection Guard™ capturou o perfil de deflexão da ponte enquanto um caminhão passava por cima.
A deflexão vertical máxima registrada foi de aproximadamente 0,3 mm.
Os dados dinâmicos, adquiridos a 40 kHz, também permitem análise detalhada de vibração modal e transiente.

Interface do Deflection Guard™ mostrando os estados da ponte carregada e descarregada.
Interface do software exibindo a deflexão da ponte antes e depois da passagem do caminhão.

Do teste de carga ao desenvolvimento de gêmeos digitais

Os conjuntos de dados coletados formam a base de um gêmeo digital para a ponte.
Ao processar esses dados, os engenheiros podem extrair parâmetros modais, funções de resposta em frequência e indicadores de amortecimento ou rigidez. Ao longo do tempo, essas informações permitem a visualização de mudanças estruturais e a detecção precoce de degradação muito antes que ocorram danos visíveis.

Desenvolvimentos recentes incluem:

• Sincronização multiunidade para pontes grandes ou de múltiplos vãos

• Monitoramento contínuo sem supervisão para SHM de longo prazo

• Fusão de dados automatizada e integração de painel para insights em tempo real

Rumo ao monitoramento escalável da saúde estrutural

Este estudo demonstra como a vibrometria óptica sem contato pode complementar ou substituir a instrumentação tradicional de pontes.
Ao eliminar a necessidade de instalação de sensores, o Vibrômetro Laser Doppler Série Q permite implantação rápida, manutenção mínima e cobertura contínua — ideal para o gerenciamento moderno de infraestrutura.

Para pesquisadores de dinâmica estrutural, fornece um novo método para validar modelos e analisar interações modais.
Para engenheiros civis e de pontes, oferece uma ferramenta eficiente e pronta para campo para planejamento de manutenção, análise de extensão de vida útil e avaliação pós-evento.

À medida que a Ommatidia LiDAR se expande para o monitoramento ferroviário e rodoviário, a Série Q continua redefinindo o Monitoramento da Saúde Estrutural (SHM) óptico com detecção precoce de anomalias, inspeções mais seguras e gestão de ativos mais inteligente.

Sobre a Ommatidia LiDAR

A Ommatidia LiDAR S.L. projeta e fabrica sistemas LiDAR FMCW avançados alimentados por circuitos fotônicos integrados.
Sua plataforma de RADAR Laser Série Q oferece metrologia de alta precisão e arquitetura escalável para inspeção industrial, instrumentação aeroespacial e monitoramento de infraestrutura civil.