Diseño e implementación de una red de sensores inalámbricos para el monitoreo del estado estructural de un puente
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Date
2020-10-15
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Volume Title
Publisher
Universidad de Cuenca
Abstract
One of the axes of development of a country is its road infrastructure; and within this, bridges
represent an important component. The latter are susceptible to damage caused by vehicles,
environmental impacts and the aging process; therefore, we must think of a cheap and efficient
methodology to identify their status. This project proposes the use of Structural Health Monitoring
(SHM) for bridges, this system consists of the implementation of a strategy to identify damage to
civil engineering infrastructure through the integration of systems: sensors, data acquisition, data
processing and archiving, communication, damage detection and modeling. Therefore it is possible
to acquire knowledge about the integrity and load capacity of service structures temporarily or
continuously.
Following this purpose, the use of microelectromechanical sensors used in Microelectromecha-
nical Systems (MEMS) are proposed to deploy micro seismicity monitoring systems; which in
practical terms have the same components as SHM system, as well as the use of a Wireless Sensor
Networks (WSN) topology in mesh with a central point of acquisition of signals. This is in terms
of instrumentation, electronics and communications, with basic treatment, oriented to baseline co-
rrections, filtering and calculation of Fast Fourier Transform (FFT). The proposed system consists
of a base station that will be responsible for radio frequency communication and synchronization
based on a Real Time Clock (RTC), and 10 seismic monitoring nodes based on accelerometers;
each with a radio frequency link and a RTC.
Resumen
Uno de los ejes de desarrollo de un país es su infraestructura vial; y dentro de esta, los puentes
representan un importante componente. Estos últimos son susceptibles a daños; por lo tanto, hay
que pensar en una metodología barata y eficiente para identificar su estado. Este proyecto pro-
pone el uso de un sistema de monitorización de salud estructural (Structural Health Monitoring
(SHM)) para puentes. Dicho sistema consiste en la implementación de una estrategia de iden-
tificación de daños en la infraestructura de ingeniería civil mediante la integración de sistemas
de: sensores, adquisición de datos, procesamiento y archivo de datos, comunicación, detección de
daños y modelado.
Siguiendo este propósito se plantea el uso de sensores de sistemas micro-electromecánicos (Mi-
croelectromechanical Systems (MEMS)) para desplegar sistemas de monitorización de micro sis-
micidad; que en términos prácticos poseen los mismos componentes que un sistema SHM, co-
mo también el uso de una topología de red de sensores inalámbricos (Wireless Sensor Networks
(WSN)) en malla con un punto central de adquisición de las señales. Esto en lo que compete a
instrumentación, electrónica y comunicaciones, con tratamiento básico, orientado a correcciones
de línea de base, filtrado y cálculo de la transformada rápida de fourier (Fast Fourier Transform
(FFT)). El sistema planteado consta de una estación base que se encarga de la comunicación de
radio frecuencia y sincronización en base a un reloj a tiempo real (Real Time Clock (RTC)), y 10
nodos de monitoreo sísmico basados en acelerómetros; cada uno con enlace de radio frecuencia y
un RTC.
Keywords
Electrónica, Sensores microelectromagneticos, Puentes
Citation
Código de tesis
Código de tesis
TET;95