Engenheiros chineses utilizam Raspberry Pi para monitorar vazios em túneis ferroviários

Esses vazios, causados por falhas de construção ou mudanças geológicas, podem comprometer a integridade estrutural do túnel, levando a danos significativos e até colapsos. A equipe destaca limitações nos métodos convencionais de inspeção, como o uso de golpes na parede para detectar alterações sonoras, que é subjetivo e pouco confiável, e o radar de penetração no solo, que, apesar de preciso, é caro e inadequado para monitoramento contínuo.

O sistema proposto utiliza a placa Raspberry Pi, que aproveita os 40 pinos de Entrada/Saída de Propósito Geral (GPIO, na sigla em inglês) para medir a condutividade do concreto, um indicador confiável da presença de vazios. No experimento, os pesquisadores conectaram fios ao revestimento secundário de um túnel ferroviário de 600 metros, com o Pino 2 fornecendo corrente e o Pino 34 aterrando o circuito. Dessa forma, a interrupção da corrente indica a presença de um vazio, enquanto o fluxo contínuo de corrente sugere ausência de vazios. O sistema também inclui um transdutor de pressão e sensores de temperatura e umidade para complementar o monitoramento.

Para suportar condições adversas, o Raspberry Pi foi protegido em caixas à prova d'água. Os dados dos sensores são transmitidos via 5G para a nuvem, onde são armazenados em um banco de dados MySQL, permitindo que os engenheiros acessem as informações remotamente, sem a necessidade de entrar no túnel. A equipe sugere que esses dados podem, no futuro, alimentar algoritmos de aprendizado de máquina, permitindo a criação de gêmeos digitais dos túneis que prevejam problemas estruturais e suportem decisões de manutenção em tempo real.

Os resultados do sistema com Raspberry Pi foram comparados ao radar de penetração no solo e mostraram boa precisão, embora o sistema apresente limitações para detectar vazios muito pequenos ou de formatos irregulares. Mesmo com essas restrições, a solução demonstrou ser eficaz, oferecendo uma alternativa de monitoramento confiável e de baixo custo.