Redes Inalámbricas de Sensores para Monitorizar la Salud de las Estructuras de Ingeniería Civil
Este trabajo presenta el desarrollo integral de un sistema inalámbrico de monitorización estructural SHM (Structural Health Monitoring) basado en tecnologías IoT (Internet of things), concebido para la adquisición, transmisión y análisis de la respuesta dinámica de estructuras civiles. El sistema pr...
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión enviada para evaluación y publicación |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Sevilla (US) |
| Repositorio: | idUS. Depósito de Investigación de la Universidad de Sevilla |
| OAI Identifier: | oai:idus.us.es:11441/182174 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/11441/182174 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Sensores Redes inalámbricas Salud Ingeniería civil |
| Sumario: | Este trabajo presenta el desarrollo integral de un sistema inalámbrico de monitorización estructural SHM (Structural Health Monitoring) basado en tecnologías IoT (Internet of things), concebido para la adquisición, transmisión y análisis de la respuesta dinámica de estructuras civiles. El sistema propuesto, denominado SmartStruct System, integra dos dispositivos DataLogger desarrollados con sensores MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems), microcontroladores ESP32 y una aplicación de escritorio llamada SmartStruct Server que actúa como receptor, visualizador y procesador de la información enviada por dichos dispositivos. Además, despliega un servidor de comunicaciones MQTT (Message Queuing Telemetry Transport), configurando una arquitectura distribuida y de bajo coste orientada a la identificación estructural en tiempo real. Los dispositivos de medición diseñados permiten registrar la respuesta estructural transmitiendo los datos de forma inalámbrica hacia la aplicación SmartStruct Server, desarrollada en C#, que se encarga de la adquisición, almacenamiento y posterior procesamiento de la información. Para la identificación modal se emplea el método de análisis modal operacional AFDD (Automated Frequency Domain Decomposition), derivado del FDD (Frequency Domain Decomposition), capaz de estimar de forma automatizada las frecuencias naturales y modos de vibración de la estructura a partir de registros de ruido ambiental. El sistema ha sido validado experimentalmente mediante su aplicación sobre una viga metálica empotrada de propiedades conocidas, comparando los resultados obtenidos con los valores analíticos derivados de un modelo numérico desarrollado en el software MIDAS Civil. Los resultados evidencian la capacidad del sistema para detectar con precisión las frecuencias naturales y su variación con parámetros ambientales como la temperatura y la humedad. El trabajo demuestra la viabilidad técnica y económica de implementar sistemas SHM basados en IoT para aplicaciones de ingeniería civil, ofreciendo una herramienta modular y escalable para el mantenimiento predictivo y la evaluación estructural en entornos reales. |
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