Caracterización y actualización de modelos a partir de vibración ambiente

Título

Caracterización y actualización de modelos a partir de vibración ambiente

Colaborador

Bertero, Agustín

Editor

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería

Fecha

2024-02-20

Extensión

95 p.

Resumen

Este trabajo presenta una primera evaluación del nuevo sistema de monitoreo de vibraciones Wireless desarrollado en conjunto entre el Laboratorio de Dinámica de Estructuras y el Departamento de Electrónica de la Facultad en términos de su capacidad para ser utilizado en la actualización de modelos computacionales de puentes a partir de ensayos dinámicos. En primer lugar se discuten las técnicas de caracterización dinámica de estructuras a partir del análisis modal operacional en el dominio de la frecuencia. También se estudian algunas de las metodologías de actualización de modelos disponibles en la literatura, poniendo énfasis en aquellas empleadas en puentes. Luego, se lleva adelante la caracterización de los sensores que componen el nuevo sistema de monitoreo, comparando su desempeño contra el de acelerómetros comerciales comúnmente utilizados en el Laboratorio. Dado que las técnicas de caracterización dinámica más robustas exigen que las mediciones de los distintos puntos de la estructura estén perfectamente sincronizadas, se evalúa también la calidad de la sincronización que permite el sistema Wireless y su estabilidad en el tiempo. Las pruebas sugieren que el rango de frecuencias en el que mejor desempeño presenta este nuevo sistema es adecuado para llevar adelante la caracterización dinámica de estructuras civiles. Las técnicas de caracterización dinámica y las metodologías de actualización de modelos se implementan en dos etapas: en un modelo de pequeñas dimensiones en el marco controlado de un laboratorio y en un puente real. Ambas estructuras, pudieron ser caracterizadas experimentalmente a partir de ensayos dinámicos con el nuevo sistema Wireless; se obtuvieron las frecuencias y los modos de vibración naturales. Posteriormente, sus modelos computacionales son actualizados de forma automatizada variando ciertas características del modelo hasta lograr que los parámetros modales experimentales y analíticos coincidan. De esta forma se obtiene un modelo numérico actualizado que refleja de mejor manera el comportamiento real de la estructura. Se ha determinado que los nuevos sensores desarrollados son adecuados para la caracterización de estructuras con frecuencias naturales menores a los 20 Hz, lo cual es aceptable en estructuras civiles. También, se logró implementar la metodología de actualización de modelos en una estructura real y establecer recomendaciones para futuras aplicaciones.