Instrumentación y análisis sísmico experimental de la Torre Peñuelas

Abstract

A 98 km de Santiago, en una colaboración entre el MINVU y el Centro de Innovación en Madera UC se edificó el proyecto de la Torre Peñuelas, uno de los edificios más altos de madera en Chile y Latinoamérica, que si bien tiene un carácter experimental, busca validar la viabilidad de la construcción y correcto desempeño de estructuras de mediana altura son constituidas de este material en el país. El objetivo principal de este trabajo consistirá en continuar con esta investigación, realizando y colaborando en la instrumentación sísmica de la torre que es llevada en modo conjunto entre RENADIC (Red de Cobertura Nacional de Acelerógrafos) y el centro de innovación de la madera, midiendo su comportamiento de manera experimental y procesando datos ante microvibraciones, lo que permitirá encontrar, a través de distintos métodos computacionales, las propiedades dinámicas de la torre y analizar su comportamiento sísmico. Es de mencionar que se decidió utilizar equipos de bajo costo tipo MEMS (sistema microelectromecánico) referidos a equipos Raspberry Shake R4SD, siendo está instrumentación pionera en Chile en el uso de este tipo de sensores para el monitoreo de estructuras, por lo cual se debe implementar un sistema para sincronizar, procesar y extraer datos de forma remota, entre otras cosas. Esta investigación será realizada en 3 etapas. En primer lugar, se realizará una investigación bibliográfica con el fin de estudiar y comprender los instrumentos que se utilizarán y las técnicas de identificación de propiedades dinámicas y de post-procesamiento a emplear. Como segunda etapa, se realizará la instrumentación de la torre a través de equipos Raspberry Shake R4SD que serán instalados de forma estratégica en 2 pisos de la torre y en un pozo en la base, para medir los movimientos en las 3 direcciones principales de la estructura, lo que servirá para monitorear su comportamiento estructural ante distintas excitaciones sísmicas. Esto requiere que los instrumentos Raspberry trabajen en forma adecuada y sincrónica, proveyendo energía eléctrica y una adquisición sincronizada para los seis R4SD que se instalarán en la estructura. Con este propósito, se llevaran a cabo ensayos de los equipos en la mesa vibradora del laboratorio de Sólidos (3D) de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile que serán contrastados con mediciones realizadas con acelerómetros Episensors. Luego se desarrollarán programas computacionales que permitan extraer los datos de la respuesta sísmica asociado a eventos que superen ciertos niveles de aceleración en determinados acelerómetros, quedando de esta forma los datos almacenados en un computador base que se encuentra en la torre misma (y que permite vía uso de un programa de acceso remoto, extraer de forma remota los datos de respuesta y procesar los datos de microvibraciones de forma periódica). Finalmente, el objetivo prioritario será registrar eventos sísmicos de la torre empleando la red de monitoreo en base a equipos RS4D, es decir es decir, dejar funcionando en forma efectiva un sistema operacional. Se espera que a partir de los datos registrados de microvibraciones, estos sean post-procesados para obtener las propiedades dinámicas de la estructura y estudiar como varían según las condiciones ambientales.