Desarrollo de una mesa sísmica portátil IoT de bajo costo para simulación y análisis en ingeniería civil

Resumen

El estudio del comportamiento estructural frente a eventos sísmicos es fundamental para la ingeniería civil y la gestión del riesgo. Sin embargo, el acceso a equipos de simulación sísmica es limitado en muchas instituciones debido a su alto costo, lo que impide el desarrollo de experimentos que complementen el desarrollo conceptual. Este trabajo presenta un avance en investigación sobre el desarrollo de una mesa sísmica portátil de bajo costo, diseñada para la simulación de movimientos telúricos y accesible para laboratorios de investigación y enseñanza. La plataforma está basada en un microcontrolador y un motor paso a paso, lo que permite una reproducción de señales sísmicas reales. Se emplea un sistema de control de movimiento optimizado mediante una función sinusoidal y para garantizar la precisión en la simulación, el sistema utiliza procesamiento digital de señales. La mesa sísmica cuenta con una biblioteca de sismos precargados, permitiendo reproducir registros históricos sin necesidad de conexión externa. Esto facilita su uso en entornos educativos y experimentales, ya que los usuarios pueden seleccionar y ejecutar diferentes escenarios sísmicos de manera inmediata. Además, el sistema incorpora Internet de las Cosas (IoT) al permitir conexión inalámbrica para la gestión remota de la mesa sísmica mediante el navegador web. Esto facilita el control de los experimentos sin necesidad de una conexión física, permitiendo a los usuarios modificar parámetros y ejecutar simulaciones de manera eficiente.

Actualmente, la mesa sísmica se encuentra en proceso de pruebas, donde se están validando la precisión del movimiento mediante sensores de aceleración y desplazamiento. Se comparan los datos obtenidos con registros sísmicos originales para asegurar la fidelidad en la simulación. Se espera que la mesa pueda reproducir frecuencias sísmicas desde 0.5 Hz hasta 10 Hz y amplitud máxima de 60 mm, abarcando un rango útil para la simulación de distintos tipos de sismos. El diseño se caracteriza por su portabilidad, gracias a su tamaño permite transportarla fácilmente. Es ideal para aplicaciones educativas y de investigación en entornos con recursos limitados. Su implementación en universidades permitirá a los estudiantes realizar pruebas experimentales que complementen sus estudios teóricos en dinámica estructural. Además, puede ser utilizada en el desarrollo de modelos de mitigación de riesgos sísmicos, contribuyendo al diseño de infraestructuras más resilientes. La mesa sísmica desarrollada representa un avance en la democratización de la investigación en ingeniería sísmica, ofreciendo una solución de bajo costo, conectividad digital, capacidad de reproducción de sismos precargados y portabilidad sin precedentes. Su diseño modular permite futuras mejoras e integraciones con otros sistemas de monitoreo estructural, haciendo de esta una herramienta versátil para la innovación en el campo de la ingeniería civil.