Diseño de dispositivo para la recolección de datos sobre deslizamientos de tierra.
Esta tesis se centra en el diseño de un dispositivo práctico para recopilar información sobre deslizamientos de tierra. El diseño del dispositivo propone utilizar tecnologías como sensores específicos para estar al tanto de cualquier cambio en el suelo que pueda indicar un posible deslizamiento con...
- Autores:
-
Franco Gil, Alejandro
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2023
- Institución:
- Universidad Tecnológica de Pereira
- Repositorio:
- Repositorio Institucional UTP
- Idioma:
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- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/11059/15014
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- Palabra clave:
- 620 - Ingeniería y operaciones afines::624 - Ingeniería civil
Desprendimientos de tierra
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Monitoreo
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Esta tesis se centra en el diseño de un dispositivo práctico para recopilar información sobre deslizamientos de tierra. El diseño del dispositivo propone utilizar tecnologías como sensores específicos para estar al tanto de cualquier cambio en el suelo que pueda indicar un posible deslizamiento con el diseño 3D del chasis que protegerá el circuito de las adversidades de la intemperie. Además, se diseño una interfaz fácil de usar para cualquier persona que pueda ver, entender y analizar los datos recopilados. |
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Available at: https://openjicareport.jica.go.jp/pdf/11878394_05.pdf Rivera, T.E.O. (2016) Sistema de Alerta Temprana Y Monitoreo de deslizamientos de Tierra en Nicaragua, Monografias.com. Available at: https://www.monografias.com/trabajos108/sistema-alerta-temprana-y-monitoreo-deslizamientos-tierra-nicaragua/sistema-alerta-temprana-y-monitoreo-deslizamientos-tierra-nicaragua Instrumentos y técnicas para la evaluación de Amenazas Naturales. Available at: https://www.oas.org/dsd/publications/unit/oea57s/ch012.htm Bonilla Sánchez, C. S. (2018). Sistema de comunicación mediante WSN para detección y alerta temprana de deslizamientos de tierra (Bachelor's thesis, Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial. Carrera de Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones). Manual para la recolección integrada de datos de campo. Available at: https://www.fao.org/3/ap152s/ap152s.pdf Construyored (2017) ¿Qué causa un deslizamiento de tierra?, Construyored. 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Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorización es original y la realicé (realizamos) sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto, mi (nuestra) OBRA es de exclusiva autoría y tiene la titularidad sobre la misma. PARAGRAFO: En caso de presentarse cualquier reclamación o acción por parte de un tercero en cuanto a los derechos de autor sobre la OBRA en cuestión, El (los) Autor(es), asumirá (n) toda la responsabilidad, y saldrá (n) en defensa de los derechos aquí autorizados. Para todos los efectos La Universidad actúa como un tercero de buena fe. Manifiesto (manifestamos) que soy (somos) conocedor (es) del alcance mundial de la publicación de mi (nuestra) obra en internet y específicamente en el Repositorio Institucional. Manifiesto (manifestamos) que mi (nuestra) OBRA no está limitada ni protegida por ningún acuerdo de confidencialidad, no es un secreto industrial, no es una invención patentable y no cuenta con ningún otro tipo de restricción para su publicación. Acepto (aceptamos) que la autorización se hace a título gratuito, por lo tanto, renuncio (renunciamos) a recibir pago alguno por su distribución, comunicación pública y cualquier otro uso que se haga en los términos de la presente licencia. Autorizo (autorizamos) a la Universidad Tecnológica de Pereira para incluir la presente OBRA en los índices y buscadores que la Universidad estime convenientes para su visibilidad. Acepto (aceptamos) que la Universidad Tecnológica de Pereira convierta el documento en cualquier medio o formato para su preservación digital. En constancia de lo anterior, autorizo (autorizamos) publicar mi (nuestra) OBRA bajo las Licencias Creative Commons 4.0 (cuyo texto se puede consultar en: http://creativecommons.org/licenses/): Se autoriza el uso comercial de mi (nuestra) OBRA: SI____ NO_____ Se autorizan modificaciones de mi (nuestra) OBRA: SI____ NO_____ “Los derechos de autor recaen sobre las obras científicas, literarias y artísticas en las cuales se comprenden las creaciones del espíritu en el campo científico, literario y artístico, cualquiera que sea el modo o forma de expresión y cualquiera que sea su destinación, tales como: los libros, folletos y otros escritos; las conferencias, alocuciones, sermones y otras obras de la misma naturaleza; las obras dramáticas o dramático-musicales; las obras coreográficas y las pantomimas; las composiciones musicales con letra o sin ella; las obras cinematográficas, a las cuales se asimilan las obras expresadas por procedimiento análogo a la cinematografía, inclusive los videogramas, las obras de dibujo, pintura, arquitectura, escultura, grabado, litografía; las obras fotográficas a las cuales se asimilan las expresas por procedimiento análogo o la fotografía; las obras de artes plásticas; las ilustraciones, mapas, planos, croquis y obras plásticas relativas a la geografía, a la topografía a la arquitectura o a las ciencias, en fin, toda producción del dominio científico, literario o artístico que puedan producirse o definirse por cualquier forma de impresión o de reproducción, por fonografía, radiotelefonía o cualquier otro medio conocido o por conocer”. (Artículo 2 de la ley 23 de 1982).https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessCortes Osorio, Jimmy AlexanderFranco Gil, Alejandro2024-02-26T13:25:27Z2024-02-26T13:25:27Z2023https://hdl.handle.net/11059/15014Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/homeEsta tesis se centra en el diseño de un dispositivo práctico para recopilar información sobre deslizamientos de tierra. El diseño del dispositivo propone utilizar tecnologías como sensores específicos para estar al tanto de cualquier cambio en el suelo que pueda indicar un posible deslizamiento con el diseño 3D del chasis que protegerá el circuito de las adversidades de la intemperie. Además, se diseño una interfaz fácil de usar para cualquier persona que pueda ver, entender y analizar los datos recopilados.This tesis focuses on the design of a practical device for collecting information on sections of land. The ground that may indicate a possible slip with the 3D design of the chassis that Will protect the circuit from the adversities of the weather. Additionally, an easy-to-use interface was designed so that anyone can view, understand, and analyze the collected data.1. Introducción ...……………………………………………….................................. 5 1.1. Definición del problema ...…………………………………………………. 5 1.1.1. Planteamiento del problema …………………………………………. 5 1.1.2. Formulación ...…………………………………………………………… 5 1.1.3. Sistematización …………………………………………………………. 5 1.2. Justificación ………………………………………………………………… 5 1.3. Objetivos ……………………………………………………………………. 7 1.3.1. Objetivo general ………………………………………………………... 7 1.3.2. Objetivo específico ……………………………………………………. 7 1.4. Marco de referencia ………………………………………………………… 7 1.4.1. Marco histórico …………………………………………………………. 7 1.4.2. Marco contextual ………………………………………………………. 8 1.4.3. Marco teórico-conceptual ……………………………………………. 8 1.5. Método o estructura de la unidad de validez y confiabilidad ……… 13 1.5.1. Método o estructura de la unidad de análisis ……………………. 13 1.5.2. Criterios de validez …………………………………………………… 14 1.5.2.1. Validez interna …………………………………………………. 14 1.5.2.2. Validez externa ………………………………………………… 14 1.5.3. Confiabilidad …………………………………………………………... 14 1.5.3.1. ESP32 …………………………………………………………… 14 1.5.3.2. Acelerómetro MPU6050 ……………………………………… 15 1.5.3.3. Termocupla tipo K ……………………………………………. 15 1.5.3.4. Conversor Max6675 …………………………………………... 15 1.5.3.5. Sensor de humedad HD-38 …………………………………. 15 1.5.3.6. Batería con panel solar ………………………………………. 16 2. CAPITULO 1: Diseño electrónico del dispositivo para la recolección de datos sobre deslizamientos de tierra …………………………………………. 16 2.1. Conexiones y especificaciones individuales de los sensores ……. 16 2.1.1. Conexión de acelerómetro MPU 5060 ……………………………… 16 2.1.2. Conexión de Termocupla tipo K con conversor MAX6675 ……. 17 2.1.3. Conexión de sensor de humedad HD-38 …………………………. 18 2.2. Diseño del circuito completo del dispositivo ………………………… 19 3 3. CAPÍTULO 2: Diseño del chasís del dispositivo para la recolección de datos sobre deslizamientos de tierra …………………………………………………. 20 3.1. Propiedades anticorrosivas y resistencia a la intemperie …………. 20 3.1.1. Recubrimiento de superficie ………………………………………... 20 3.1.2. Selección de material duradero ……………………………………. 21 3.2. Especificaciones del chasís ……………………………………………. 21 3.2.1. Material del Chasís ……………………………………………………. 21 3.2.2. Dimensiones y geometría …………………………………………… 22 3.2.3. Recubrimiento anticorrosivo ………………………………………. 22 3.3. Diseño del chasís en 3D …………………………………………………. 22 3.3.1. Protector del panel solar ……………………………………………. 22 3.3.2. Cerradura del protector del panel solar …………………………… 23 3.3.3. Pasador de cerradura ………………………………………………… 23 3.3.4. Seguro del pasador …………………………………………………... 24 3.3.5. Protector del circuito …………………………………………………. 24 4. CAPÍTULO 3: Estimación de las variables físicas en la predicción de deslizamientos de tierra …………………………………………………………. 27 4.1. Humedad del suelo ………………………………………………………. 27 4.2. Temperatura ………………………………………………………………. 28 4.3. Vibraciones de la tierra …………………………………………………. 28 5. CAPÍTULO 4: Diseño de la interfaz donde se evidencian los datos en tiempo real 5.1. Programación ……………………………………………………………… 31 5.2. Diseño de interfaz …………………………………………………………. 32 6. Presupuesto ………………………………………………………………………. 33 7. Cronograma ………………………………………………………………………... 35 8. Resultados …………………………………………………………………………. 35 9. Conclusiones ……………………………………………………………………… 36 10. Bibliografías ………………………………………………………………………. 37 11. Anexos ……………………………………………………………………………… 40 4 Lista de tablas y figuras Figura 1. Deslizamientos de tierra en el país por mes …………………………… 6 Tabla 1. Causas más frecuentes de deslizamientos y derrumbes ……………. 9 Figura 2. ESP32 ………………………………………………………………………... 10 Figura 3. Acelerómetro MPU 6050 …………………………………………………. 10 Figura 4. Termocupla tipo K …………………………………………………………. 11 Figura 5. Conversor MAX 6675 para termocupla tipo K ………………………… 11 Figura 6. Sensor de humedad HD-38 ………………………………………………. 12 Figura 7. Batería con panel solar incorporado …………………………………... 13 Figura 8. Conexión de acelerómetro MPU 5060 ................................................. 17 Figura 9. Conexión de Termocupla tipo K con conversor MAX6675 ………… 18 Figura 10. Conexión de sensor de humedad HD-38 ...…………………………... 18 Figura 11. Conexión completa del dispositivo …………………………………… 19 Figura 12. Diseño 3D del protector del panel solar ……………………………. 22 Figura 13. Diseño 3D de la cerradura del protector del panel solar …………. 23 Figura 14. Diseño 3D del pasador de la cerradura ………………………………. 24 Figura 15. Diseño 3D del seguro del pasador ……………………………………. 24 Figura 16. Diseño 3D del protector del circuito ………………………………...... 25 Figura 17. Vista superior del protector del circuito ……………………………... 26 Figura 18. Vista posterior del protector del circuito ……………………………. 26 Figura 19. Diseño del chasis ………………………………………………………… 27 Tabla 2. Porcentajes para alertar un posible deslizamiento de tierra ………... 28 Figura 20. Código de conexión a la interfaz ……………………………………... 31 Figura 21. Diseño de la interfaz de control ………………………………………. 32PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a)45 Páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraIngeniería MecatrónicaFacultad de TecnologíasPereira620 - Ingeniería y operaciones afines::624 - Ingeniería civilDesprendimientos de tierraDetectoresDiseño asistido por computadorDeslizamientos de tierraSensoresInterfazMonitoreoDiseño 3DDiseño de dispositivo para la recolección de datos sobre deslizamientos de tierra.Trabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisPrensa, S.de Home, Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. Available at: https://archivo.minambiente.gov.co/index.php/noticias-minambiente/2170-colombia-pais-de-montanas.Rodriguez, E. A., Cabrera, F., & Serrano, J. C. (2022). Modelo de deslizamientos de tierra usando OpenFOAM aplicado a la zona de Pamplona, Colombia. BISTUA Revista de la Facultad de Ciencias Básicas, 20(2), 16-21.Hernández Rodríguez, J. E. (2006). Deslizamientos de tierra en Colombia.Ardila, N. J. M., Cobos, J. J. C., & Calderón, F. V. S. (2010). RELACIÓN DE LOS DESLIZAMIENTOS Y LA DINÁMICA CLIMÁTICA EN COLOMBIA. Comisión Colombiana del Espacio–CCE Grupo de Observación de la Tierra.Federación Internacional de Sociedades de la Cruz Roja y de la Media Luna Roja. Deslizamiento de Tierras: IFRC, Homepage. Available at: https://www.ifrc.org/es/nuestro-trabajo/desastres-clima-y-crisis/que-es-desastre/deslizamiento-tierrassistema de Monitoreo y Alerta Temprana para áreas ... - jica. Available at: https://openjicareport.jica.go.jp/pdf/11878394_05.pdfRivera, T.E.O. (2016) Sistema de Alerta Temprana Y Monitoreo de deslizamientos de Tierra en Nicaragua, Monografias.com. 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La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorización es original y la realicé (realizamos) sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto, mi (nuestra) OBRA es de exclusiva autoría y tiene la titularidad sobre la misma. PARAGRAFO: En caso de presentarse cualquier reclamación o acción por parte de un tercero en cuanto a los derechos de autor sobre la OBRA en cuestión, El (los) Autor(es), asumirá (n) toda la responsabilidad, y saldrá (n) en defensa de los derechos aquí autorizados. Para todos los efectos La Universidad actúa como un tercero de buena fe. Manifiesto (manifestamos) que soy (somos) conocedor (es) del alcance mundial de la publicación de mi (nuestra) obra en internet y específicamente en el Repositorio Institucional. Manifiesto (manifestamos) que mi (nuestra) OBRA no está limitada ni protegida por ningún acuerdo de confidencialidad, no es un secreto industrial, no es una invención patentable y no cuenta con ningún otro tipo de restricción para su publicación. Acepto (aceptamos) que la autorización se hace a título gratuito, por lo tanto, renuncio (renunciamos) a recibir pago alguno por su distribución, comunicación pública y cualquier otro uso que se haga en los términos de la presente licencia. Autorizo (autorizamos) a la Universidad Tecnológica de Pereira para incluir la presente OBRA en los índices y buscadores que la Universidad estime convenientes para su visibilidad. 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En constancia de lo anterior, autorizo (autorizamos) publicar mi (nuestra) OBRA bajo las Licencias Creative Commons 4.0 (cuyo texto se puede consultar en: http://creativecommons.org/licenses/): Se autoriza el uso comercial de mi (nuestra) OBRA: SI____ NO_____ Se autorizan modificaciones de mi (nuestra) OBRA: SI____ NO_____ “Los derechos de autor recaen sobre las obras científicas, literarias y artísticas en las cuales se comprenden las creaciones del espíritu en el campo científico, literario y artístico, cualquiera que sea el modo o forma de expresión y cualquiera que sea su destinación, tales como: los libros, folletos y otros escritos; las conferencias, alocuciones, sermones y otras obras de la misma naturaleza; las obras dramáticas o dramático-musicales; las obras coreográficas y las pantomimas; las composiciones musicales con letra o sin ella; las obras cinematográficas, a las cuales se asimilan las obras expresadas por procedimiento análogo a la cinematografía, inclusive los videogramas, las obras de dibujo, pintura, arquitectura, escultura, grabado, litografía; las obras fotográficas a las cuales se asimilan las expresas por procedimiento análogo o la fotografía; las obras de artes plásticas; las ilustraciones, mapas, planos, croquis y obras plásticas relativas a la geografía, a la topografía a la arquitectura o a las ciencias, en fin, toda producción del dominio científico, literario o artístico que puedan producirse o definirse por cualquier forma de impresión o de reproducción, por fonografía, radiotelefonía o cualquier otro medio conocido o por conocer”. (Artículo 2 de la ley 23 de 1982).open.accesshttps://dspace7-utp.metabuscador.orgRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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