Diseño e implementación de un sistema de monitoreo online continuo en estructura de zarandas para estudio de condición estructural

• Autor: Palomino Carbajal, Juan Raul
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2025
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: UNI-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:cybertesis.uni.edu.pe:20.500.14076/29002
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/29002
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Zarandas vibratorias; Sistema de monitoreo; Protocolo de comunicación; Salud estructural; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.03.01

El objetivo del presente estudio es diseñar el sistema de monitoreo para una estructura de zarandas vibratoria tipo banana, lo cual permitirá realizar análisis basados en los datos obtenidos y dar seguimiento continuo a su salud estructural. Una zaranda se encarga del proceso de separación de material según su tamaño: el material más fino pasa al siguiente proceso, mientras que el de mayor tamaño retorna al proceso de atomización. Antes de ingresar a la zaranda, el material debe ser transportado desde el punto de extracción mediante fajas transportadoras hasta la parte superior de la estructura, donde se almacena en contenedores conocidos como “BIN”. Posteriormente, el material es dirigido a un feeder, que se encarga de alimentar la zaranda de manera controlada, uniforme y constante. Todas las máquinas mencionadas están instaladas sobre una estructura comúnmente denominada estructura de zarandas. Las vibraciones y cargas generadas por los procesos que se llevan a cabo en esta estructura pueden provocar daños en la misma. Si dichos daños no son detectados y corregidos oportunamente mediante mantenimiento o reparaciones, la estructura puede representar un riesgo tanto para la operación como para la seguridad de los trabajadores. Además, una estructura en mal estado puede ocasionar paradas no programadas en el proceso productivo, generando significativas pérdidas económicas debido al tiempo de inactividad. Por ello, es de vital importancia contar con un sistema de monitoreo que evalúe de forma continua la salud estructural. Esto permitirá recopilar información útil para anticipar fallas, programar mantenimientos preventivos y evitar daños a los equipos, interrupciones en la producción e incluso incidentes que puedan poner en peligro a los trabajadores. La investigación desarrollada es de carácter exploratorio y se centra en las tecnologías empleadas para diseñar el sistema de monitoreo, tales como los sensores de aceleración tipo MEMS, los sensores de deformación (strain gages), así como los programas y equipos de adquisición de datos. Para el envío de información se utilizaron dos protocolos: el protocolo MQTT, destinado a la transmisión de valores globales, y el protocolo SFTP, utilizado para el envío de archivos de datos. El software encargado de la recepción y procesamiento de los valores globales fue desarrollado en el lenguaje de programación Go y se encuentra corriendo en un servidor. En cuanto a la base de datos para el almacenamiento y posterior visualización de la información, se utilizó InfluxDB. Adicionalmente, la investigación abarca aspectos relacionados con la instalación de los sensores, sus configuraciones, y los requerimientos de alimentación eléctrica necesarios para el correcto funcionamiento del sistema. Como resultado, se logró una implementación exitosa del sistema de monitoreo, el cual incluye un panel que permite visualizar los valores medidos, las alarmas y la tendencia de los datos en tiempo real. Los archivos de datos obtenidos permitieron realizar un análisis detallado de la forma de onda, las frecuencias presentes y los esfuerzos, evidenciando que la estructura se encuentra en buen estado. Además, al poder exportar los datos en formato “.txt”, se desarrolló un análisis de Operation Deflection Shape (ODS), que permite visualizar el movimiento de la estructura a distintas frecuencias.