Sensores electrónicos aplicados a la Ingeniería Civil.

Abstract

Dentro del proyecto se trabajaron tres proyectos separados, dentro de los cuales se utilizó un sensor para medir las variables requeridas en los proyectos de medición del nivel de ríos, temperatura del concreto y deformación en losas de pavimentación, estas señales medidas son capturadas, almacenadas, procesadas y enviadas mediante un módulo de comunicación. El primer proyecto consistió en el mejoramiento del sistema de monitoreo del nivel de los ríos que utiliza actualmente la Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres (CONRED), el cual únicamente cuenta con un sistema que aprovecha la propiedad de conductividad que tiene el agua para cerrar diferentes circuitos conforme sube el nivel del agua del río y así encender una fila de luces LED que marcan el nivel al que se encuentra el río. El problema de este sistema reside en la necesidad de tener a una persona encargada en el lugar observando las luces LED. El mejoramiento consistió en diseñar y desarrollar un sistema electrónico encargado de llevar un historial del cambio de nivel del río y enviar de forma automática un mensaje de texto preventivo, mediante un módulo GSM, al momento que el río llegue a un nivel de peligro, para así alertar a la persona encargada y poder prevenir daños río abajo. Con esta información se puede proceder a la evacuación de las comunidades si es necesario para así evitar pérdidas humanas. El segundo proyecto consistió en medir el desarrollo de la temperatura del concreto para implementar el método de madurez, para el cual se utilizó un equipo registrador de temperatura (Data Logger). Dicho equipo utiliza termocuplas tipo K, que fueron introducidas dentro de las dos mezclas de concreto a analizar. Se llevó un registro histórico del cambio de temperatura a través del tiempo y de la resistencia que tiene el concreto a 1, 3, 7, 14 y 28 días. Se utilizó un sensor de temperatura DS18B20 y un ordenador de placa, Raspberry Pi, para comparar resultados. Dentro del Raspberry se almacenan los datos del cambio de temperatura, para luego enviar un informe diario con estos datos al correo electrónico del usuario. Con estos datos se determinó el índice de madurez que tiene el concreto analizado y luego se construyó una gráfica de temperatura versus resistencia utilizando la metodología descrita en la especificación ASTM C 1074 para implementar el método de madurez. El tercer proyecto consistió en el diseño preliminar y la construcción de losas de pavimento a partir de las metodologías de diseño AASHTO 1993 y AASHTO 2002. Los pavimentos fueron evaluados dentro de la planta de Cementos Progreso S.A y los resultados obtenidos utilizando galgas extensiométricas tipo PML-60-2LT y un reloj comparador. Dispositivos a través de los cuales se diseñó y construyó un sistema para medir la deformación en losas de pavimentación, guardar y enviar los datos mediante correo electrónico y el uso de un Raspeberry Pi. De manera paralela se realizaron simulaciones computacionales del comportamiento de las losas dimensionadas en el software de diseño SAFE Post Tensioning Versión 12.3.1 y se evaluó su comportamiento teórico basados en la teoría de elementos finitos, como en la metodología de cálculo de Resistencia de Materiales y la teoría de Westergaard. Para los proyectos de medición de temperatura del concreto y deformación de losas de pavimentación se contó con el apoyo de la empresa Cementos Progreso quienes brindaron información acerca del concreto y las normas utilizadas, así también permitieron el ingreso a sus instalaciones y laboratorios para realizar pruebas experimentales. Cementos Progreso colaboró con algunos de los materiales y equipo que se necesitó para dichas pruebas. Finalmente, para el proyecto de medición del nivel de ríos, la Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres (CONRED) facilitó la información del sensor de nivel para ríos que utilizan actualmente.