Diseño e implementación de un sistema de monitoreo inalámbrico de parámetros de esctructuras civiles

摘要

Debido al constante crecimiento en la construcción de estructuras, los sistemas demonitoreo estructural han tomado bastante importancia. Estos sistemas permitenobtener información de parámetros varios que acompañada de su respectivo análisis,se puede determinar los daños en una estructura y aplicar las medidas que creanconvenientes.El presente trabajo de tesis se basa en el diseño e implementación de un sistema demonitoreo inalámbrico de parámetros de estructuras civiles, los cuales podrán servisualizados en una interfaz de usuario en tiempo real. Este sistema contará con tresmódulos de medición, un módulo coordinador y una computadora, con los que seprobará el principio de funcionamiento para la adquisición, procesamiento yvisualización de los parámetros de interés.Para el análisis de las estructuras, es necesario conocer tres parámetros importantes:la magnitud de las vibraciones a las que están sometidas y la humedad y latemperatura a las que se hacen estas mediciones. Para esto, se seleccionó unacelerómetro digital que estará presente en cada uno de los módulos de medición y unsensor ambiental digital que es necesario solo en uno de estos, ya que los parámetrosambientales no presentan grandes cambios en una misma estructura.Una vez realizado el montaje de los módulos de medición en distintos puntos de laestructura, estos inician la adquisición de los parámetros estructurales y los envíanhacia el módulo coordinador cada vez que este último hace la petición. Para este fin,se utiliza una red de sensores en configuración punto-multipunto conformada pormódulos Xbee. Luego, el módulo coordinador se comunica con la computadorautilizando una tarjeta para el acondicionamiento de nivel de voltaje mediante un puertoUSB de la misma. Toda la información recibida es procesada para asignar lasmediciones a los módulos de medición correspondiente y obtener las magnitudesreales. Los parámetros de interés podrán ser visualizados en tiempo real en la interfazimplementada, con la cual el usuario también podrá controlar el inicio y fin del procesode monitoreo.En el capítulo 1, se explican conceptos generales sobre el monitoreo estructural ycómo fue su evolución tecnológica; asimismo, se describen algunos equiposcomerciales. En el capítulo 2, se aborda el marco problemático y los objetivos delpresente trabajo de tesis. En el capítulo 3, se desarrolla el diseño e implementación delsistema de monitoreo estructural. Finalmente, en el capítulo 4, se describen losensayos realizados y se muestran los resultados del sistema implementado.