Desarrollo de un prototipo de sistema de monitorización de vibraciones para la salud estructural de edificaciones ante sismos basado en el Internet de las Cosas

Abstract

En la presente tesis se desarrolla el diseño y arquitectura de un prototipo de sistema de monitorización de vibraciones para la salud estructural de edificaciones ante sismos basado en el Internet de las Cosas. El prototipo de sistema para el monitoreo de salud estructural (SHM, del inglés Structural Health Monitoring) se encuentra compuesto por 3 nodos sensores que cuentan con un acelerómetro triaxial MPU6050 con tecnología MEMS capacitiva, un microcontrolador NodeMCU v3 ESP8266 desarrollado con WiFi y un circuito de alimentación y recarga para una batería recargable 18650 de 6800mAh. El nodo sensor transmite los datos recopilados mediante protocolo MQTT. El prototipo se encuentra basado en el instrumento patrón NI9234 disponible en los laboratorios del departamento de Ciencias de la Tierra y Construcción de la Universidad de las Fuerzas Armadas – ESPE, del cual, mediante una serie de pruebas se llegó a la conclusión que se presenta un error estimado de 1.35062 [m/s2] para picos positivos y 2.43494 [m/s2] para picos negativos. Además, se identificó que existe una variación de 0.7 [Hz] en la frecuencia de oscilación entre el instrumento patrón y el prototipo. Se desarrolló un software para el monitoreo en tiempo real de la aceleración transmitida por el nodo sensor y el procesamiento de los datos recopilados mediante herramientas como: Corrección por Línea Base, Filtrado, Transformada de Fourier y Transformada Wavelet. El proyecto fue instalado en el edificio administrativo de la Universidad de las Fuerzas Armadas - ESPE, campus Sangolquí.