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Integraci贸n de sistemas de instrumentaci贸n electr贸nica, adquisici贸n de datos y desarrollo de aplicaciones de software para la monitorizaci贸n remota de patolog铆as estructurales
El paso inexorable del tiempo y los condicionantes ambientales contribuyen al constante deterioro de los edificios. Si se trata de patrimonio cultural, su conservaci贸n y mantenimiento adquieren un cariz m谩s relevante si cabe. En aquellos edificios en los que no se ha realizado conservaci贸n o 茅sta ha sido deficiente, el deterioro de la construcci贸n obliga a una costosa rehabilitaci贸n, con una fase previa asociada al estudio de los procesos patol贸gicos estructurales desarrollados.
Se presenta una visi贸n pr谩ctica sobre la integraci贸n de sistemas de instrumentaci贸n electr贸nica, adquisici贸n de datos y desarrollo de software aplicados, de manera novedosa, al an谩lisis de procesos patol贸gicos estructurales, que permitan al investigador, entre otros:
-monitorizar de manera remota, sin necesidad de desplazarse a la localizaci贸n, la evoluci贸n en tiempo real de los datos recogidos por los sensores instalados,
-realizar un hist贸rico de los datos tomados, accesible tanto en forma de gr谩ficas de evoluci贸n entre diferentes per铆odos de tiempo, como de fichero para su postprocesado,
-establecer protocolos de actuaci贸n que eval煤en sistem谩ticamente y de forma computerizada los factores que producen el deterioro en las edificaciones, definiendo alarmas autom谩ticas en caso de que las magnitudes controladas excedan valores l铆mites prefijados.
Dicha integraci贸n se basa en la implantaci贸n de una arquitectura RTU sobre PC Industrial, junto a las
tarjetas de adquisici贸n de datos adecuadas al tipo de sensores dispuestos, que realiza ininterrumpidamente la recogida de los datos tomados, junto con la instalaci贸n de un servidor de aplicaciones, que peri贸dicamente 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 aplicaci贸n desarrollada en JavaFX que constituye una novedosa plataforma para el desarrollo de aplicaciones enriquecidas de Internet
Caracterizaci贸n f铆sica y mec谩nica de los morteros de cal utilizados en la rehabilitaci贸n de edificios hist贸ricos por medio de ensayos no destructivos
El conocimiento de las propiedades mec谩nicas y la resistencia de las estructuras de f谩brica son esenciales en muchas de las intervenciones en edificios hist贸ricos. 脡stas pueden ser evaluadas de diferentes maneras, una de ellas, mediante el uso de f贸rmulas emp铆ricas o fenomenol贸gicas en donde es necesario conocer ciertas propiedades mec谩nicas de los componentes de la f谩brica. En el caso del mortero, debido al peque帽o espesor que presentan, es muy complejo obtener muestras representativas, siendo complicado, por ausencia de informaci贸n, obtener una caracterizaci贸n mec谩nica del mismo y, por ende, dichas caracter铆sticas suelen suponerse con las incertidumbres que ello conlleva.
El objetivo del presente estudio es contribuir a la caracterizaci贸n mec谩nica de los morteros de cal de edificios hist贸ricos mediante el empleo de correlaciones con par谩metros obtenidos de ensayos no destructivos. Para ello, fueron confeccionados 8 tipos de morteros utilizando una tipolog铆a de cal (CL90S) y diferentes proporciones de conglomerante:谩rido (1:1, 1:2, 1:3 y 1:5). Adem谩s, se emplearon dos tipos de 谩ridos, piedra caliza y sil铆cea. Se realizaron m谩s de 200 probetas prism谩ticas de 40x40x160mm. Las muestras se ensayaron de forma destructiva (flexi贸n y compresi贸n) a 28, 91 y 180 d铆as de curado y de una manera no destructiva (ultrasonido y penetrometr铆a). Adicionalmente, se analiz贸 la influencia del progreso de carbonataci贸n en estos morteros
Monitorizaci贸n remota de construcciones hist贸ricas: metodolog铆a empleada y puesta en marcha en la Iglesia del Seminario Mayor de Comillas
El art铆culo tiene como objetivo presentar la metodolog铆a seguida para la puesta en marcha de la monitorizaci贸n remota de la Iglesia del Seminario Mayor de Comillas.
En primer lugar, se exponen los trabajos desarrollados referentes al registro de los da帽os 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 茅stas con las 谩reas en las que los da帽os eran mayores. As铆, 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 da帽os registrados en arcos, contrafuertes, b贸vedas, muros interiores y muros de fachada. En la toma de datos llevada a cabo, adem谩s de registrar el trazado de las distintas grietas se realiz贸 una evaluaci贸n cualitativa de las mismas, clasificando 茅stas visualmente de forma aproximada por su espesor. Adem谩s, se realiz贸 un reportaje fotogr谩fico detallado con el fin de complementar la informaci贸n recogida en los planos.
Una vez localizadas las zonas de mayor concentraci贸n de da帽o, 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 inclinom茅tricas 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 fisur贸metros, 4 servoinclin贸metros, 3 cintas de convergencia, 2 termohigr贸metros, 1 veleta y 1 anem贸metro.
Dichos sensores se agruparon en tres estaciones de adquisici贸n de datos que, a su vez, se encuentran conectadas a un PC Industrial en el que se almacenan las mediciones, equipado con dos bater铆as que garantizan el funcionamiento ininterrumpido del sistema durante aproximadamente una semana en caso de cese de la corriente el茅ctrica. Fue desarrollada una aplicaci贸n basada en JavaFX que, adem谩s de permitir la gesti贸n remota de los datos almacenados en el servidor, posibilita la definici贸n de alarmas y otra serie de funcionalidades interesantes, todo ello en un entorno gr谩fico muy intuitivo.
El sistema remoto de monitorizaci贸n instalado ha posibilitado disponer de un control centralizado de los par谩metros 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 hist贸rico representa una expresi贸n de nuestra cultura, y su preservaci贸n se ha convertido en una l铆nea de trabajo fundamental. De ah铆 que los investigadores centren su esfuerzo en estudiar su protecci贸n y seguridad frente a los desaf铆os que plantean estas complejas estructuras.
Siendo una herramienta no destructiva, los sistemas de monitorizaci贸n estructural permiten controlar la estructura en tiempo real y a largo plazo, sirviendo de gu铆a en la toma de decisiones sobre su seguridad y favoreciendo la adopci贸n de las estrategias de intervenci贸n/mantenimiento m谩s razonables desde un punto de vista t茅cnico-econ贸mico. A su vez, los m茅todos de evaluaci贸n no destructivos o ligeramente destructivos proporcionan informaci贸n valiosa sobre las propiedades mec谩nicas y el comportamiento de estructuras de f谩bricas sin o con un m铆nimo da帽o. Sin embargo, un ensayo de este tipo solo proporciona un valor asociado a un determinado instante de tiempo, ech谩ndose en falta el control en continuo del estado tensional.
En consecuencia, y tras una revisi贸n inicial del estado del arte de los sistemas de monitorizaci贸n y las t茅cnicas/herramientas para la determinaci贸n del nivel tensional, la presente Tesis Doctoral tiene entre sus objetivos plantear un dispositivo aplicado a la monitorizaci贸n en continuo de tensiones en estructuras de f谩brica existentes en el tiempo. Este, basado en la t茅cnica de gato plano simple, permite la determinaci贸n de la tensi贸n existente en el elemento estructural y su posterior monitorizaci贸n 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