Tesis y Trabajos de Investigación PUCP

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    Sistema electrónico de medición de vibraciones para un módulo mecánico de transmisibilidad en la cimentación de máquinas. Módulo de fuerza
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-11-09) Paz Soldán Rivas, Rodrigo Fernando; Carrera Soria, Willy Eduardo
    Debido al constante crecimiento industrial, el campo de las maquinarias comprende equipos cada vez más potentes y robustos. A pesar de esta notable mejora, se suele dejar de lado el estado de los mecanismos de seguridad de estas máquinas como lo es su cimentación, que puede ir deteriorándose producto de las vibraciones que se presentan. Sin previo aviso, el motor industrial podría entrar en el fenómeno de resonancia en el cual las vibraciones son muy elevadas y las fuerzas que producen son suficientemente poderosas para colapsar la cimentación y poner en riesgo la vida de ingenieros, operarios o cualquier persona en la zona de operación. El presente trabajo de tesis se basa en el diseño e implementación de un sistema electrónico de medición de las vibraciones mecánicas producidas por la resonancia. Para ello, se cuenta con un módulo mecánico de transmisibilidad que simula el comportamiento de un sistema en resonancia. El módulo cuenta con un motor eléctrico controlado manualmente por un variador de velocidad, un juego de engranajes con masas desbalanceadas y resortes que permiten apreciar las vibraciones producidas con mayor claridad. Para el análisis de la transmisibilidad del sistema y el efecto de la resonancia en la cimentación, es necesario conocer tres magnitudes importantes: la fuerza transmitida a los soportes del módulo, la aceleración que éste experimenta y la velocidad de giro que posee el motor en ese momento. Por lo tanto, se emplearon sensores que nos permitieran determinar estas variables; entre ellos tenemos celdas de carga (sensores de fuerza), un acelerómetro digital (sensor de aceleración) y un sensor óptico (sensor de detección de flancos). Una vez realizado su montaje, se obtuvieron una cantidad considerable de muestras que eran enviadas a una etapa de control, manejada por un ATmega8L, para ser posteriormente enviadas a una PC. Sin embargo, cada magnitud sensada requirió de un acondicionamiento antes de ser llevadas a la etapa de control. La señal de fuerza presentaba mucha distorsión debido al ruido producido por el motor del módulo principalmente, por lo que fue necesario filtrarla de estas impurezas. La señal de aceleración poseía un nivel de voltaje menor al ATmega8L, por lo tanto necesitaba una adaptación de niveles de voltaje para que no sufriera daños. Cuando se reciben todas las muestras, se procesa la información mediante una interfaz gráfica, desarrollada en MATLAB. Con este equipo, se podrá analizar al detalle las vibraciones presentes en el módulo didáctico y tal vez, llevarlo más adelante al campo industrial.
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    Mediciones de vibración ambiental para la caracterización de efecto de sitio - Aplicación Campus PUCP
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-11-16) Ríos León, Julio Rolando; Cruz Hidalgo, Sandra Santa
    Los efectos de sitio pueden aumentar los efectos dañinos producidos por los sismos, tal como se ha mostrado en eventos pasados. Para estudiar este efecto, se vienen utilizado técnicas para la medición y análisis de registros de vibración ambiental que se han difundido ampliamente debido a su eficiencia y bajo costo. Este trabajo presenta dos métodos de vibración ambiental utilizados en la caracterización de efectos de sitio: el método de Autocorrelación Espacial (SPAC) y el Cociente Espectral Empírico o H/V. En primer lugar, se describen el marco teórico, la formulación, las herramientas y el procedimiento de ambos métodos. Luego se realizan mediciones de vibraciones ambientales en cuatro puntos del campus de la PUCP con instrumentos portátiles (sismómetros). Estas señales son procesadas con el método de H/V para obtener la función de transferencia del sitio y estimar el periodo predominante del suelo. Uno de los puntos de registro se ubicó en la estación sísmica PUCP “Hipólito Unanue”. Los resultados empíricos obtenidos mediante el análisis de registros de vibración ambiental en esta estación fueron corroborados con resultados teóricos y empíricos a partir del procesamiento de registros sísmicos. La función de transferencia teórica se obtuvo con el método de Haskell-Thompson a partir de un modelo lineal del perfil del suelo proveniente de estudios previos. Se utilizaron los métodos de Razón Espectral Estándar (SSR), Cociente espectral H/V para estimar funciones de transferencia empíricas a partir del análisis de registros de movimientos sísmicos. Las funciones de transferencia obtenidas tanto con registros de vibración ambiental y con registros sísmicos coincidieron que el suelo amplifica las ondas sísmicas provenientes del basamento para los periodos ubicados en el rango entre 0.5 y 1 segundos. Se concluye que no existe un efecto de sitio importante, pues en este rango de periodos las seudoaceleraciones sísmicas provenientes del basamento son muy bajas con respecto a las seudoaceleraciones de periodos menores que 0.5 segundos.