Sistema de medición de desplazamiento relativo de entrepiso en edificios de varios niveles con control mediante FPGAs

Abstract

El objetivo de este trabajo fue desarrollar un sistema electrónico capaz de obtener las medidas de desplazamiento relativo de los entrepisos de un edificio de varios niveles para la determinación de salud estructural. En una primera etapa, un grupo de sensores ultrasónicos recogen una medida que se utiliza como dato de entrada a un algoritmo que se encarga de obtener el desplazamiento relativo del entrepiso de cada nivel aplicando relaciones de semejanza del primer teorema de Thales, así mismo determina la mayor de las medidas de desplazamiento relativo. En una segunda etapa, un motor de inferencia realiza la evaluación de la medida obtenida en la primera fase con lo cual el sistema puede determinar los valores hacia los actuadores que permiten proporcionar el estado de salud estructural de la edificación, para lograrlo se implementa un algoritmo de un sistema basado en reglas que evalúa la variable desplazamiento relativo del entrepiso y determina las acciones esperadas de acuerdo con el diseño elaborado. Finalmente, se integran software y hardware, y el sistema se embebe en una FPGA. Para la implementación de las fases se utilizaron técnicas de descripción de hardware con Lógica programable mediante la Integración de entidades y Diseño jerárquico con programación VHDL. Se presentan los resultados consistentes en conjuntos de experimentos para las dos fases descritas utilizando el modelo de una estructura de seis niveles en los que se comprobó que el sistema era capaz de determinar la estabilidad de la estructura experimental a partir del parámetro de desplazamiento relativo del entrepiso.