Integración de sistemas de instrumentación electrónica, adquisición de datos y desarrollo de aplicaciones de software para la monitorización remota de patologías estructurales

El paso inexorable del tiempo y los condicionantes ambientales contribuyen al constante deterioro de los edificios. Si se trata de patrimonio cultural, su conservación y mantenimiento adquieren un cariz más relevante si cabe. En aquellos edificios en los que no se ha realizado conservación o ésta ha sido deficiente, el deterioro de la construcción obliga a una costosa rehabilitación, con una fase previa asociada al estudio de los procesos patológicos estructurales desarrollados. Se presenta una visión práctica sobre la integración de sistemas de instrumentación electrónica, adquisición de datos y desarrollo de software aplicados, de manera novedosa, al análisis de procesos patológicos estructurales, que permitan al investigador, entre otros: -monitorizar de manera remota, sin necesidad de desplazarse a la localización, la evolución en tiempo real de los datos recogidos por los sensores instalados, -realizar un histórico de los datos tomados, accesible tanto en forma de gráficas de evolución entre diferentes períodos de tiempo, como de fichero para su postprocesado, -establecer protocolos de actuación que evalúen sistemáticamente y de forma computerizada los factores que producen el deterioro en las edificaciones, definiendo alarmas automáticas en caso de que las magnitudes controladas excedan valores límites prefijados. Dicha integración se basa en la implantación de una arquitectura RTU sobre PC Industrial, junto a las tarjetas de adquisición de datos adecuadas al tipo de sensores dispuestos, que realiza ininterrumpidamente la recogida de los datos tomados, junto con la instalación de un servidor de aplicaciones, que periódicamente se comunica con el sistema, extrae los datos y les da persistencia en una base de datos, y finalmente un servidor web, que permite el acceso remoto a estos datos mediante una aplicación desarrollada en JavaFX que constituye una novedosa plataforma para el desarrollo de aplicaciones enriquecidas de Internet

Caracterización física y mecánica de los morteros de cal utilizados en la rehabilitación de edificios históricos por medio de ensayos no destructivos

El conocimiento de las propiedades mecánicas y la resistencia de las estructuras de fábrica son esenciales en muchas de las intervenciones en edificios históricos. Éstas pueden ser evaluadas de diferentes maneras, una de ellas, mediante el uso de fórmulas empíricas o fenomenológicas en donde es necesario conocer ciertas propiedades mecánicas de los componentes de la fábrica. En el caso del mortero, debido al pequeño espesor que presentan, es muy complejo obtener muestras representativas, siendo complicado, por ausencia de información, obtener una caracterización mecánica del mismo y, por ende, dichas características suelen suponerse con las incertidumbres que ello conlleva. El objetivo del presente estudio es contribuir a la caracterización mecánica de los morteros de cal de edificios históricos mediante el empleo de correlaciones con parámetros obtenidos de ensayos no destructivos. Para ello, fueron confeccionados 8 tipos de morteros utilizando una tipología de cal (CL90S) y diferentes proporciones de conglomerante:árido (1:1, 1:2, 1:3 y 1:5). Además, se emplearon dos tipos de áridos, piedra caliza y silícea. Se realizaron más de 200 probetas prismáticas de 40x40x160mm. Las muestras se ensayaron de forma destructiva (flexión y compresión) a 28, 91 y 180 días de curado y de una manera no destructiva (ultrasonido y penetrometría). Adicionalmente, se analizó la influencia del progreso de carbonatación en estos morteros

Monitorización remota de construcciones históricas: metodología empleada y puesta en marcha en la Iglesia del Seminario Mayor de Comillas

El artículo tiene como objetivo presentar la metodología seguida para la puesta en marcha de la monitorización remota de la Iglesia del Seminario Mayor de Comillas. En primer lugar, se exponen los trabajos desarrollados referentes al registro de los daños existentes en la Iglesia. La finalidad fue la de disponer de datos de entrada para elegir las zonas en las que instalar los dispositivos de seguimiento, haciendo coincidir éstas con las áreas en las que los daños eran mayores. Así, el levantamiento de grietas fue elaborado a partir de la toma de datos realizada in situ, procediendo en gabinete a confeccionar planos en los que se representaron los daños registrados en arcos, contrafuertes, bóvedas, muros interiores y muros de fachada. En la toma de datos llevada a cabo, además de registrar el trazado de las distintas grietas se realizó una evaluación cualitativa de las mismas, clasificando éstas visualmente de forma aproximada por su espesor. Además, se realizó un reportaje fotográfico detallado con el fin de complementar la información recogida en los planos. Una vez localizadas las zonas de mayor concentración de daño, se dispusieron en las mismas una serie de puntos de control manual y sensores en continuo. De forma discreta se controlaron un total de 22 variables: 16 puntos de control para evaluar la apertura/cierre de grietas y 6 placas inclinométricas para detectar posibles desplomes de los muros. Por su parte, para poder realizar el control de forma continua se tiene planificado instalar en el edificio un total de 18 sensores: 7 LVDTs a modo de fisurómetros, 4 servoinclinómetros, 3 cintas de convergencia, 2 termohigrómetros, 1 veleta y 1 anemómetro. Dichos sensores se agruparon en tres estaciones de adquisición de datos que, a su vez, se encuentran conectadas a un PC Industrial en el que se almacenan las mediciones, equipado con dos baterías que garantizan el funcionamiento ininterrumpido del sistema durante aproximadamente una semana en caso de cese de la corriente eléctrica. Fue desarrollada una aplicación basada en JavaFX que, además de permitir la gestión remota de los datos almacenados en el servidor, posibilita la definición de alarmas y otra serie de funcionalidades interesantes, todo ello en un entorno gráfico muy intuitivo. El sistema remoto de monitorización instalado ha posibilitado disponer de un control centralizado de los parámetros objeto de seguimiento. A modo de ejemplo, se presentan alguna de las mediciones registradas hasta la fecha

Integration of non-minor destructive techniques and structural health monitoring systems for the assessment of ancient structures

RESUMEN: El patrimonio histórico representa una expresión de nuestra cultura, y su preservación se ha convertido en una línea de trabajo fundamental. De ahí que los investigadores centren su esfuerzo en estudiar su protección y seguridad frente a los desafíos que plantean estas complejas estructuras. Siendo una herramienta no destructiva, los sistemas de monitorización estructural permiten controlar la estructura en tiempo real y a largo plazo, sirviendo de guía en la toma de decisiones sobre su seguridad y favoreciendo la adopción de las estrategias de intervención/mantenimiento más razonables desde un punto de vista técnico-económico. A su vez, los métodos de evaluación no destructivos o ligeramente destructivos proporcionan información valiosa sobre las propiedades mecánicas y el comportamiento de estructuras de fábricas sin o con un mínimo daño. Sin embargo, un ensayo de este tipo solo proporciona un valor asociado a un determinado instante de tiempo, echándose en falta el control en continuo del estado tensional. En consecuencia, y tras una revisión inicial del estado del arte de los sistemas de monitorización y las técnicas/herramientas para la determinación del nivel tensional, la presente Tesis Doctoral tiene entre sus objetivos plantear un dispositivo aplicado a la monitorización en continuo de tensiones en estructuras de fábrica existentes en el tiempo. Este, basado en la técnica de gato plano simple, permite la determinación de la tensión existente en el elemento estructural y su posterior monitorización en continuo.ABSTRACT: Our historic heritage provides a representation of our culture and its preservation has become a fundamental working area. For this reason, researchers are focussing their effort in studying how to guarantee the protection and safety of these complex structures. Being a non-destructive technique, Structural Health Monitoring enables to check of structures in real time over long periods, providing guidance for taking decisions about safety and enabling the adoption of the most reasonable strategies for intervention/maintenance from the technical-economical viewpoint. Moreover, non-minor destructive assessment methods provide valuable information about the mechanical properties and the behaviour of masonry structures with minimal damage. However, these tests of these types only provide results associated with a specific time instant, but not continuous monitoring of the stress state. As a consequence, after an initial review of the state-of-the-art of monitoring systems and techniques/tools used for determining the stress state, this PhD Thesis has the aim of proposing a new device focuses on the continuous monitoring of stresses in existing masonry structures over time. This device, based on the simple flat-jack technique, enables the determination of the stress existing in a structural element and its later continuous monitoring