PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃO
Abstract
Precise humidity control is crucial in the construction industry to ensure the durability of
materials and prevent potential structural problems. The realization of the intrinsic limitations
of conventional approaches to moisture analysis in materials used in construction instigates the
search for more effective and accurate solutions. In this study, the analysis and development of
planar structures is carried out using the defect ground structure (DGS) technique and two-port
resonator, for sensing applications. The proposed sensors are based on a modified
Complementary Split Ring Resonator (CSRR) structure. The operating principle consists of
varying the resonance frequencies of the studied elements when the relative permittivity of the
material under test (MUT) is changed. The effectiveness of the sensors is proven through the
analysis of materials with previously known dielectric constants, validating their applicability.
The main focus of this project is determining the moisture content in four different types of
aggregates, in addition to monitoring water loss in six test specimens made of mortar with
different traits. Calibration curves were proposed for each designed DGS sensor, validating its
effectiveness with an average error of just 2.08%. The prototypes were manufactured and the
measurement results were compared with previous studies, ensuring the reliability and
efficiency of the presented sensor. This work contributes significantly to the advancement of
moisture monitoring in construction materials, providing a reliable tool for the industry.O controle preciso da umidade é crucial na indústria da construção civil para assegurar a
durabilidade dos materiais e prevenir potenciais problemas estruturais. A constatação das
limitações intrínsecas das abordagens convencionais para análise de umidade em materiais
utilizados na construção civil instiga a busca por soluções mais eficazes e precisas. Neste
estudo, é feita a análise e o desenvolvimento de estruturas planares utilizando a técnica defect
ground structure (DGS) e ressoador de duas portas, para aplicações de sensoriamento. Os
sensores propostos baseiam-se em uma estrutura modificada de Ressonador de Anel Dividido
Complementar (CSRR). O princípio de funcionamento consiste na variação das frequências de
ressonância dos elementos estudados quando a permissividade relativa do material em teste
(MUT) é alterada. A eficácia dos sensores é comprovada por meio da análise de materiais com
constantes dielétricas previamente conhecidas, validando sua aplicabilidade. O foco principal
deste projeto é a determinação do teor de umidade em quatro diferentes tipos de agregados,
além do monitoramento da perda de água em seis corpos de prova feitos de argamassa com
traços distintos. Foram propostas curvas de calibração para cada sensor DGS projetado,
validando sua eficácia com um erro médio de apenas 2,08%. Os protótipos foram fabricados e
os resultados das medições foram comparados com estudos anteriores, garantindo a
confiabilidade e eficiência do sensor apresentado. Este trabalho contribui significativamente
para o avanço na monitorização da umidade em materiais de construção, proporcionando uma
ferramenta confiável para a indústria
