EuroWire March 2020

Artículo técnico

Como se ha dicho antes, este proyecto se puede usar para mantener la seguridad pública y prevenir las muertes y lesiones de personas causadas por el derrumbamiento de edificios o puentes. Este sistema se puede implementar en cualquier lugar del mundo y es la razón por la cual este proyecto tiene un impacto a nivel global. Los puentes y los edificios de China pueden ser monitorizados en los Estados Unidos. No hay límites de cómo se puede implementar esta galga extensiométrica óptica en todo el mundo. El impacto que nuestro proyecto puede tener en la mentalidad del público en general es casi inexistente. Dado que las galgas extensiométricas ya existen y están puestas en estructuras para nuestra seguridad, la gente está acostumbrada y no se lo piensa dos veces para atravesar un puente en coche o vivir en un piso en un edificio muy alto. La mentalidad que tenemos hoy en los Estados Unidos ya se ha adaptado a un estilo de vida donde la ingeniería es considerada fiable. Las galgas extensiométricas óptica se podrían implementar en partes del mundo menos desarrolladas. Esto podría modificar la mentalidad de los habitantes de esos lugares, quienes confiarían en el trabajo realizado por los ingenieros, puesto que con la instalación de determinados sistemas se podría prever cualquier posible fallo, reduciendo así la posibilidad de lesiones. Las repercusiones sociales son más fuertes en países subdesarrollados, como se ha dicho antes, y por las mismas razones. Por lo que nos compete, creemos que nuestro proyecto no tendrá un impacto ambiental significativo. Las galga extensiométrica de alambre convencionales y las galga exten- siométrica óptica son ambas realizados con materiales que se pueden reciclar. También se utilizan objetos que se puede usar una sola vez y no se pueden volver a usar. No es claro cuál es material a producir más respetuoso con el medio ambiente: metal o vidrio. Por consiguiente, creemos que nuestro proyecto no tendrá un impacto ambiental significativo. El impacto económico de nuestro proyecto tiene un gran potencial. Si se usa adecuadamente, nuestra galga extensiométrica óptica puede mejorar la integridad estructural medi- ante monitorización y mantenimiento periódico. Esto significa que si la estructura es destruida o cambiada o simplemente

PS2: LabVIEW recogerá los datos a 10Hz y mostrará los resultados en tiempo real durante el funcionamiento PS3: El coste del material deberá ser inferior a $1.000 PS4: La longitud del cable de fibra óptica usado durante la prueba deberá ser inferior a un metro Se usarán galgas extensiométrica s de alambre precalibradas para medir inicialmente los resultados a verificar Para cumplir con lo previsto en el PS2 se aplicará la deformación y se relajará de manera continua y en rápida sucesión Se seleccionarán piezas rentables para mantener el coste del producto final inferior a $1.000 para cumplir PS3 El cable de fibra óptica usado durante la prueba será medido para asegurar que su longitud sea inferior a un metro para cumplir PS4 2.3 Historia del proyecto Al inicio no estaba claro si este proyecto terminaría siendo un proyecto de laboratorio para la universidad. Por lo tanto, el primer propósito del proyecto era demostrar que la galga extensiométrica óptica funcionaba correctamente y que se podían presentar los resultados. Se inició diseñando un aparato que se podía poner en una cámara ambiental que a su vez se podía dilatar y contraer según los cambios de temperatura. Esto significaba que era importante que todos los componentes funcionaran en una amplia gama de temperaturas. Mostrar la deformación en tiempo real era una de las cuestiones del proyecto, pero no el objetivo principal. Después de unas semanas trabajando en el proyecto, cuando se aclaró con los colaboradores de la facultad que este proyecto tenía como objetivo implantar un laboratorio para uso futuro de los estudiantes, el objetivo del proyecto cambió. El objetivo principal seguía siendo la galga extensiométrica óptica, pero ahora cambiaba mucho la manera en que sería utilizada. Se debía encontrar una solución que los estudiantes pudieran usar reiteradamente con facilidad. Se decidió que trabajando en un aula, un recipiente de presión era la manera mejor de demostrar la deformación. Se utilizaría un tubo cilíndrico presurizado con una bomba de bicicleta y la fibra enrollada alrededor del centro del tubo determinaría la deformación a cada psi. V2: V3: V4: 2.2.2 Verificación de las prestaciones V1:

▲ ▲ Figura 1 : Modelo de aparato de ensayo para galgas extensiométricas con recipiente a presión y convertidor de datos con módulo SFP+

Mostrar la deformación en tiempo real era muy importante para que lo pudieran ver los estudiantes y también para que ellos registraran los datos y se los llevaran a casa para intentar interpretarlos. Entonces, las especificaciones del proyecto cambiaron de probar la deformación durante la compresión y la tensión a probar solo la tensión, y a mostrar la deformación en tiempo real en cambio de ver su comportamiento en una amplia gama de temperaturas. También cambió el modo de comunicarse de la galga con el ordenador, porque luego había que trabajar en el laboratorio de instrumentos, donde se podían usar tarjetas NI. Se planeó probar ambas conexiones a través de tarjetas NI y puerto Ethernet para ver qué opción era mejor para la con LabVIEW. Se iba a utilizar siempre LabVIEW, porque era fácil de usar y nuestro colaborador de la facultad Franklin Green conocía muy bien este programa, de manera que, en caso de problemas, hubiera podido ayudarnos a buscar la solución correcta. 2.4 Impacto del proyecto Nuestro proyecto tiene un impacto directo en el bienestar público en un contexto industrial. Una galga extensiométrica óptica que usa un código pseudoaleatorio, cuando se aplica en la industria, proporciona una solución fiable y rentable para monitorizar la seguridad de estructuras que cargan peso. Las galgas extensiométricas ópticas pueden determinar cuándo una estructura ya no es más segura y necesita ser demolida o reforzada. Esta tecnología es útil para el público y puede ayudar a reducir las muertes y lesiones que se podrían producir en caso de derrumbamiento de edificios o puentes debido a niveles elevados o cíclicos de esfuerzo y deformación. Con esta tecnología se pueden monitorizar esfuerzo y deformación y se pueden prevenir derrumbamientos de antemano.

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Marzo de 2020