Mediciones y análisis de vibraciones en puentes mediante dispositivo electrónico nano arduino - Zúñiga Quijano, Brayan Alberto, (Universidad Tecnológica de Panamá, 2017)
En esta investigación se muestra el desarrollo y mejoramiento de dos metodologías con gran potencial usadas en el estudio de salud estructural de puentes vehiculares en servicio. La primera metodología desarrollada se basa en el estudio de las aceleraciones de los puentes, esto se hizo por medio de un sistema de medición de aceleraciones de alta precisión, los datos captados se procesaron en Matlab con la transformada rápida de Fourier y se obtuvieron las frecuencias de vibración de los puentes. La otra metodología desarrollada se basa en el estudio de los desplazamientos verticales de los puentes, mediante la grabación de videos y el uso de técnicas de fotogrametría (método fotogramétrico), los videos que contienen información del desplazamiento que se procesaron por medio del programa Tracker. Se realizaron mediciones y pruebas, donde se demuestra que, a partir de los desplazamientos verticales dinámicos obtenidos, también se pueden determinar las frecuencias de vibración de los puentes. El sistema de medición de aceleraciones se desarrolló en Arduino, su principal componente es un sensor acelerómetro digital de alta sensibilidad y de gran precisión. Se muestra el desarrollo paso a paso del sistema de medición de aceleraciones y se explica la programación y función de cada uno de los componentes, así como las pruebas realizadas. Las frecuencias obtenidas con este método se usaron para calcular el periodo de vibración de los puentes y luego se compararon los periodos con una ecuación desarrollada por Rodríguez, Gallardo y Araúz (2017), que estima los periodos de vibración de los puentes de concreto. además, se calculó la tendencia y límite superior de los periodos obtenidos. Se desarrollaron experimentalmente dos métodos fotogramétricos para medir desplazamiento (láser+cámara y punto+cámara). Y se seleccionó el método de punto+cámara por ser más preciso en pruebas de laboratorio este método utiliza una cámara digital, un punto en una pantalla de referencia y un software para el análisis de los videos. Este método permite registrar en video el desplazamiento vertical de los puentes, el cual es el parámetro más relevante para estimar la capacidad de los puentes, tanto en pruebas de carga estáticas como durante el trafico vehicular. El método propuesto es económico y sencillo, permite alta frecuencia de lectura (60 Hz), y ofrece medidas confiables, con errores de medición en el orden 0.1 mm al medir desplazamientos y 0.01 Hz al estimar frecuencias de vibración. Este método es atractivo al compararlo con alternativas mayormente utilizadas actualmente, como los deformímetros de alta precisión, que requieren apoyarse en estructuras temporales costosas, o como los equipos de medición topográfica que cuentan con precisiones en el orden 1 mm. El método fue validado mediante experimentación en especímenes de madera. Se demostró su uso práctico al implementarlo en el monitoreo de desplazamientos verticales y frecuencia de vibración principal de puentes bajo la acción del tráfico regular. El desarrollado de esta investigación tiene como finalidad brindar los métodos y herramientas básicas que faciliten el estudio de la salud estructural en puentes y así promover el desarrollo de futuras investigaciones en esta línea.