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Un acelerómetro es el sensor usado para medir la aceleración de un cuerpo, estructura o suelo. Son sensores inerciales, miden la fuerza de inercia generada cuando una masa es afectada por un cambio de velocidad.
Un acelerómetro es un sensor que mide la frecuencia y
magnitud generada por el suelo durante el sismo.
La sismología utiliza este tipo de instrumento para detectar y registrar el efecto de las ondas sísmicas de terremotos intensos. Ellos poseen alta frecuencia y gran magnitud, generando registros de movimiento del suelo que van desde 0,001 hasta 2g y frecuencias de 0 a 100 Hz.
Tipos de acelerómetros
Photo by Robin Glauser on Unsplash. Licencia CCO. Aunque la utilidad de un acelerómetro siempre será la misma, se dividen en varios tipos de tecnologías y diseños. Las diferencias entre unos y otros se basan en el uso para el cual van a ser destinados y las condiciones de trabajo.
Un acelerómetro puede ser: mecánico, piezométrico,
piezoresistivo, capacitivo o termico.
1. Acelerómetro mecánico Se compone de una masa inerte y resortes elásticos. Se mide con galgas extensiométricos que cuentan con un sistema de amortiguación que evita su propia oscilación. Las galgas extensiométricas son dispositivos electrónicos que aprovechan el efecto piezométrico para registrar asociaciones. Al
ocurrir una variación en la estructura del material de la galga se produce una variación en su resistencia eléctrica. En este tipo de acelerómetro, las galgas, hacen puente entre el instrumento y la masa inercial. La aceleración produce una deformación de la galga que será directamente proporcional a la aceleración aplicada al acelerómetro.
2. Acelerometro piezométrico Su funcionamiento se basa en las propiedades de los cristales piezo- eléctricos. Cuando los cristales se someten a una fuerza, producen una corriente eléctrica como consecuencia de una variación en su estructura cristalina. De esta manera colocando un objeto entre la cáscara del instrumento y una masa inercial, al ocurrir una aceleración, se producirá una corriente. Entonces, la aceleración se obtiene midiendo la corriente. Posiblemente de este tipo de acelerómetro te ofrecerán diferentes variedades. Pero seguramente se tratara de diferencias en los valores de sensibilidad, alcance de la medida, banda de frecuencia de uso, etc. Lo realmente correcto es que existen solo dos tipos los acelerómetros piezométricos. Divididos entre los sensores piezométricos normales y otro grupo cuya única diferencia es que incorporan un amplificador. 3. Acelerometro piezoresistivo La diferencia con los piezométricos es que, los piezoresistivos, utilizan un sustrato en vez de un cristal. Las fuerzas que ejerce la masa sobre el sustrato hacen variar su resistencia que forma parte de un circuito. Mediante un puente de whetstone se mide la intensidad de la corriente. Lo positivo de este tipo de sistema es que permite medir aceleraciones de cero Hz de frecuencia. 4. Acelerómetros capacitivos Funcionan modificando la posición relativa de las placas de un microprocesador cuando se somete a aceleración. **Basan su funcionamiento en la variación de la capacidad de los conductores.
- Acelerometro termico** Este dispositivo se basa en la conversión termal. Funciona utilizando un sustrato de silicio al que se le hace un orificio y se introduce una resistencia que hará de calentador con dos termopares en los extremos.
SensorGo y el uso del sensor acelerómetro para el
alertamiento temprano ante sismos
A diferencia de otros fenómenos naturales, los sismos, no se pueden predecir con grandes márgenes de tiempo. Llegan sin aviso. Haciendo que la mejor estrategia para enfrentarlos sea la preparación previa, lo que incluye, un sistema de alertamiento temprano. En SensorGo te ofrecemos el sistema de alerta temprana SeismicAlert. Esta tecnología incorpora un acelerómetro capaz de detectar las ondas primarias (P). El sensor también calcula la intensidad máxima y actual del sismo en escala MMI para el sitio. Este sistema también puede conectarse a altavoces que activan la sirena de alarma. De igual manera, enviar señales directamente a dispositivos electrónicos conectados a la red.
Conclusión
Para la respuesta temprana a los sismos lo mejor es instalar sensores que cuenten con un acelerómetro. Estos dispositivos te permiten activar oportunamente tu plan de respuesta de emergencia ante sismos, disminuyendo la probabilidad de daños fatales durante el evento. Los sistemas SeismicAlert serán tu mejor opción en esta tarea. Contáctanos para conocer más sobre ellos. Sismómetros y Sismógrafos Se denominan sismómetros a los instrumentos diseñados para medir el movimiento de la Tierra en una dirección dada. Dependiendo del tipo de sismómetro estos podrán responder al movimiento vertical u horizontal de la perturbación. Por su parte los sismógrafos son equipos conformados por un instrumento que detecta el movimiento del terreno debido a un sismo (sismómetro), y por un sistema que realiza el registro del mismo en función continua del tiempo. Esta invención se da recién a fines del siglo XIX. Sismógrafo Mecánico Un esquema simplificado de un sismógrafo mecánico está ilustrado en la Figura 3. Una base anclada al suelo, una pesa sujeta a un resorte, y un sistema de registro conformado por una banda de papel arrollado a un tambor solidario a la base, que gira a velocidad constante, y un marcador sujeto a la pesa.
Un movimiento del terreno hacia arriba generará el desplazamiento de la base junto con el tambor en la misma dirección; por el principio de inercia la pesa permanecerá en su posición original y registrará el movimiento sobre la banda de papel hacia abajo. En este caso, el movimiento relativo entre la masa (pesa) y la base se ve registrado en la traza obtenida sobre el tambor, proporcionando una medida del movimiento vertical de la tierra. El movimiento vertical del suelo, detectado durante el paso de una onda sísmica, es transmitido directamente a la carcasa, pero no así a la masa ni a la pluma debido al principio de inercia, esto hace que se mantengan estacionarios ante el movimiento de la carcasa. Posteriormente cuando la masa salga del reposo, tenderá a oscilar. Esta posterior oscilación del péndulo no refleja el verdadero movimiento del terreno, por lo que resulta necesario amortiguarla. Figura 3: Esquema simplificado de un sismógrafo mecánico El instrumento hasta aquí descrito mide la componente vertical del movimiento del suelo y se conoce como sismógrafo de la componente vertical, y el papel donde se imprime la traza del movimiento se conoce como sismograma.
Ventajas del SPT[editar]
Una ventaja adicional es que al ser la cuchara SPT un tomamuestras, permite visualizar el terreno donde se ha realizado la prueba y realizar ensayos de identificación, y en el caso de terreno arcilloso, de obtención de la humedad natural.
Aplicaciones y correlaciones[editar]
resumen de los parámetros geomecánicos obtenidos a partir de estos ensayos aplicado a suelos mixtos cohesivos-granulares puede verse en Parra y Ramos (2006). Todo ello nos lleva a la siguiente conclusión: no es muy fiable establecer correlaciones entre los distintos ensayos de penetración dinámica, especialmente cuando el suelo empieza a ser cohesivo. El tema se complica mucho más cuando el terreno no es natural, sino que se trata de un relleno antrópico heterogéneo. Ello obliga a realizar un estudio en profundidad para establecer dichas correlaciones, siendo aconsejable efectuar un penetrómetro de contraste al lado de un sondeo con SPT. Os dejo a continuación varios vídeos al respecto de estos ensayos. La prueba de penetración dinámica superpesada o DPSH (del inglés dynamic probing super heavy ), es un tipo de prueba de penetración dinámica con registro continuo, que se emplea en la caracterización de un terreno, dentro de un reconocimiento geotécnico. Es un penetrómetro dinámico normalizado en España, con las siguientes características: Se mide el golpeo necesario para profundizar 20 centímetros ->. Rechazo (R) cuando > 100. Peso de la maza = 63'5 kilopondios (622.72 N). Altura de caída = 75 centímetros. Sección de la punta cónica perpendicular al eje de penetración = 20 centímetros cuadrados (diámetro = 50'5 milímetros) ¿Qué es el Ensayo de Penetración de Cono (CPT)?
Es una herramienta fundamental, muy útil para la caracterización de
suelos relativamente blandos o sueltos y relaves. La Ingeniería
Geotécnica moderna la usa desde hace 50 años y nuestros
ingenieros son expertos en la interpretación de los datos que
proporciona este ensayo así como del uso de ellos en la solución de
problemas de ingeniería geotécnica.
El Ensayo de Penetración de Cono, conocido como CPT, es un
método versátil, rápido y preciso, empleado para la determinación
de las propiedades del suelo, pero que mediante añadidos es capaz
de medir la presión del agua subterránea, así como otros parámetros
de interés en el área de la Geotecnia. Es también conocido como
ensayo de piezocono, CPTU, SCPT o SCPTU, dependiendo de si
puede medir las presiones de poros o si incluye un módulo sísmico.
A diferencia del conocido y generalizado ensayo SPT, que suele dar
información mas bien discreta y a intervalos muy espaciados, el CPT
es capaz de rendir información más confiable y a intervalos tan
pequeños como de 20mm, lo que permite establecer perfiles
precisos y evidenciar cambios pequeños que puedan ocurrir entre
los estratos de suelos.
ENSAYO DE PENETRACIÓN DINÁMICA LIGERA (DPL) – NORMA DIN4094 y NTP 339.159:2001 O Dynamic Probing Light, se encuentra normalizado en el Reglamento Nacional de Edificaciones (2006), en el capítulo de E-050 de Suelos y Cimentaciones. El ensayo DPL es un método de prospección indirecta (auscultación) para análisis geotécnico de suelos que permite estimar la resistencia de los suelos a través del número de golpes. Es un cono de metal con un diámetro de 35.7 mm y 1.00 m de largo. La punta de este cono tiene un ángulo de 60°. Este cono se introduce al suelo a través de una energía de un martillo de acero con un peso de 10 kg. Este martillo se deja caer por gravedad desde una altura de 0.50 m., medido desde la parte superior del tambor de acero, para profundizar tramos cada 10 cm., contabilizando el número de golpes (Ndpl), Figura 02, tabla 01. La auscultación se detendrá cuando en número de golpes “Ndpl” sea mayor a 50 en 10 cm. La ventaja de este instrumento es que es un equipo muy práctico y se puede transportar fácilmente. Cabe destacar que, los ensayos DPL requieren investigaciones adicionales de suelos para su interpretación (prospecciones directas como calicatas o perforaciones) y no sustituyen al ensayo de penetración estándar, tampoco se recomienda realizar ensayos DPL dentro de las calicatas debido a la perdida de confinamiento de los suelos. En el distrito de Catacaos se han ejecutado 14 ensayos de DPL de los cuales, todos tienen profundidad mayor a un metro, 6 se han realizado junto a una calicata, 2 se encuentran cercana (< 5 m.) a una calicata y 6 no se tiene mayor información, tal como: densidad húmeda y seca, ángulo de fricción interna, cohesión y capacidad de carga última y admisible. Dato que servirán para hacer el análisis comparativo de los parámetros del DPL correlacionado con el SPT. Desarrollo e implementación de una veleta de corte a alta revolución para sondajes El ensayo de veleta de corte es un método de prospección in situ clásico. Desde su origen, la metodología estandarizada de este ensayo se ha orientado a determinar la resistencia al corte no drenada Su, de suelos finos de baja permeabilidad. Considerando la necesidad de la Ingeniería Geotécnica por caracterizar suelos arenosos finos y/o suelos finos de mayor permeabilidad, en este trabajo se presenta el desarrollo e implementación de la veleta de corte adaptada para alcanzar velocidades de giro en torno a las 100 rpm. Dicha velocidad de rotación permite asegurar una respuesta no drenada en materiales del tipo arenas finas limosas. Asimismo, este
Las pruebas de carga más usuales y tradicionales son las estáticas, con un gato apicando fuerza en la cabeza del pilote. Hoy en día se utilizan también otros métodos más rápidos, como los dinámicos con martillo o maza de hinca, y los simidinámicos como los Statnamic.
