Distributed Embedded System for Multiparametric Assessment of Infrastructure Durability Using Electrochemical Techniques

Abstract

[ES] Presentamos un sistema autónomo que monitoriza de forma remota el estado de las estructuras de hormigón armado. Este sistema realiza un seguimiento en tiempo real de la tasa de corrosión de las barras de refuerzo (iCORR), junto con otros parámetros relevantes como la temperatura, el potencial de corrosión (ECORR) y la resistencia eléctrica del hormigón (RE), en varios puntos de control de la estructura utilizando sensores incrustados. El valor de iCORR se obtiene aplicando una nueva técnica de polarización electroquímica de bajo estrés a los sensores de corrosión. El sistema electrónico personalizado gestiona la red de sensores, que consiste en una placa de medición por cada punto de control conectada a un ordenador de placa única central encargado de procesar los datos de medición y subir los resultados a un servidor mediante una conexión 4G. En este trabajo, reportamos los resultados obtenidos tras la implementación del sistema de sensores en un muro de hormigón armado, donde se monitorearon dos áreas representativas bien diferenciadas. Los parámetros de corrosión obtenidos mostraron valores consistentes. Se obtuvieron conclusiones similares con los valores de ECORR registrados en las barras de refuerzo. Con el seguimiento de iCORR, se construyó un diagrama de penetración del daño por corrosión. Este diagrama es particularmente útil para identificar eventos críticos durante el periodo de propagación de la corrosión y para estimar la vida útil de las estructuras. Por lo tanto, el sistema se presenta como una herramienta útil para el mantenimiento estructural y las predicciones de vida útil de nuevas estructuras.

[EN] We present an autonomous system that remotely monitors the state of reinforced concrete structures. This system performs real-time follow-up of the corrosion rate of rebars (iCORR), along with other relevant parameters such as temperature, corrosion potential (ECORR), and electrical resistance of concrete (RE), at many of a structure¿s control points by using embedded sensors. iCORR is obtained by applying a novel low-stress electrochemical polarization technique to corrosion sensors. The custom electronic system manages the sensor network, consisting of a measurement board per control point connected to a central single-board computer in charge of processing measurement data and uploading results to a server via 4G connection. In this work, we report the results obtained after implementing the sensor system into a reinforced concrete wall, where two well-differentiated representative areas were monitored. The obtained corrosion parameters showed consistent values. Similar conclusions are obtained with ECORR recorded in rebars. With the iCORR follow-up, the corrosion penetration damage diagram is built. This diagram is particularly useful for identifying critical events during the corrosion propagation period and to be able to estimate structures¿ service life. Hence, the system is presented as a useful tool for the structural maintenance and service life predictions of new structures.