Diseño de una estación remota para el alojamiento adecuado, adquisición y transmisión a distancia de datos de un acelerómetro sísmico

Abstract

En los albores de la humanidad, los movimientos telúricos tuvieron especial atención al ser incomprendidos e, incluso, interpretados como castigo divino. Con el paso del tiempo, científicos se han dedicado a la detección y ubicación de los sismos. Eventualmente, las causas de los mismos pasaron a ser de mayor interés, debido a que, al entender las causas, comportamientos y su relación con otros fenómenos de los sismos, se espera definir métodos de predecirlos eventualmente. Los precursores son fenómenos de naturaleza electromagnética, que ocurren antes de los sismos debido a la presión ejercida por las placas terrestres entre sí. Estos han llegado a ser importantes objetos de estudio en la investigación de métodos para la predicción de sismos como lo es en el caso del Instituto de Radioastronomía de la Pontificia Universidad Católica del Perú (INRAS-PUCP) que actualmente se encuentra investigando la Física de la generación de señales electromagnéticas en la litósfera y desarrollando un sistema de predicción basado en ciertos tipos de precursores electromagnéticos. La razón de ser de la presente tesis surgió a la necesidad del INRAS de instalar un medidor de desplazamiento, caso diferente a los magnetómetros normalmente usados, para investigar y confirmar si alguna relación existe entre desplazamientos de muy baja frecuencia y la aparición de pulsos electromagnéticos precursores de sismos. El desarrollar esta estación remota es una oportunidad para poner en práctica el control de sistemas remotos, diseño de sistemas reguladores de temperatura y manejo energético. Por otro lado, al acomodarse de manera adecuada en los proyectos del INRAS, se hace un aporte en un proyecto mucho mayor el cual pretende, como objetivo final, salvar vidas y minimizar desastres tan impredecibles como lo son los sismos. La presente tesis tiene por objetivo el diseño de una estación remota para el alojamiento y adquisición de datos de un medidor de desplazamiento sísmico, además la transmisión de dichos datos a distancia. Para ello el presente documento se organiza en cuatro capítulos. En el primer capítulo se presenta la problemática donde se menciona la razón de ser del proyecto, los objetivos principales, específicos y el estado de arte actual, además de una breve introducción teórica a la sismología. El segundo capítulo trata acerca del entorno en el cual se desplegará el proyecto, las propuestas de solución inicialmente concebidas y los requerimientos del sistema. El tercer capítulo se presentan las propuestas iniciales que se diseñaron y luego el diseño definitivo en el cual se habrá de basar la estación, así como una comparación cualitativa y cuantitativa con, las antes mencionadas, propuestas iniciales. En el cuarto capítulo se desarrolla de diseño del sistema mecatrónico en sí, en el que se incluyen los subsistemas que componen el proyecto, los componentes electrónicos y mecánicos, los diversos cálculos requeridos para el dimensionamiento de los componentes internos, la programación requerida para los algoritmos de control y los diversos costos del proyecto. Finalmente, se presentan las diversas conclusiones a las que se llegó durante el desarrollo del proyecto.