(Proyecto) Materiales inteligentes en la monitorización de la salud estructural de infraestructuras civiles y de transporte.
(Proyecto) Materiales inteligentes en la monitorización de la salud estructural de infraestructuras civiles y de transporte.
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Date
2026
Authors
Jesús Olivera Cabo
Norma Febrillet
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Publisher
Abstract
Proponemos materiales inteligentes para la monitorización de la salud estructural de infraestructuras civiles y de transporte en República Dominicana. Numerosos sensores para cada cantidad física están disponibles comercialmente hoy. Nuestros sensores pueden medir varias cantidades físicas a la vez (multifuncional) con una sola interfaz, son resistentes a entornos alcalinos concentrados, requieren un menor consumo de energía y permiten la detección sin contacto debido a su naturaleza magnética. Otra ventaja es su fabricación de bajo costo; la posibilidad de obtener piezas continuas de material de hasta varios km de largo a partir de decenas de gramos de aleación en muy poco tiempo. El monitoreo de la salud estructural mediante una red distribuida de sensores ayudará a identificar cambios de material en tiempo real y establecer una planificación de mantenimiento real de estructuras de hormigón. República Dominicana exige soluciones efectivas para evaluar la integridad estructural y el grado de daño durante su etapa de servicio y después de eventos extremos como terremotos, huracanes. El objetivo de esta investigación es verificar la viabilidad de estos micro / nano sensores integrados para la monitorización de la salud estructural en infraestructuras civiles y de transporte y comparar su desempeño en una plataforma en República Dominicana.
Description
Objetivo General:
Diseñar, fabricar y desarrollar nuevos materiales inteligentes (micro/nanomateriales) con capacidad intrínsecamente sensora que permitan medir simultáneamente diferentes magnitudes físicas (sensor multifuncional) de interés y que posibiliten la inspección in-situ y desarrollar una plataforma que permita la monitorización inalámbrica del estado de salud estructural o de alerta en caso de desastres naturales en infraestructuras civiles y de transporte en tiempo real
Objetivos específicos:
1. Establecer los tratamientos necesarios que hay que aplicar a los microhilos una vez fabricados para que sean sensibles a los parámetros de interés en la monitorización (esfuerzo, deformación, temperatura, humedad, corrosión.)
2. Definir una metodología de fabricación de los materiales base cemento incorporando microhilos ferromagnéticos con recubrimiento vítreo.
3. Caracterizar las variaciones microestructurales que tienen lugar en la matriz cementicia tras la adición de los micro/nanomateriales.
4. Establecer y definir las variables a medir por el sensor multifuncional: Esfuerzo mecánicos (tensión, compresión), temperatura, humedad, posición,..
5. Fabricación y optimización de las propiedades sensoras de los microhilos ferromagnéticos embebidos en materiales cementicios.
6. Establecer la composición del núcleo metálico y del recubrimiento, rango de trabajo del sensor y condiciones del trabajo para que puedan competir con sensores comerciales en durabilidad y sensibilidad.
7. Establecer una relación entre microestructura, esfuerzos mecánicos externos/internos, deformaciones y otros parámetros sobre la conducta electromagnética.
8. Diseñar y desarrollar una la red de sensores inalámbrica (Wire sensor Network, WSN) de sensores que permita extraer la información suministrada por el sensor multifuncional y transmitir los mismos mediante la incorporación de estos sensores multifuncionales a nivel de laboratorio.
9. Estudiar el acondicionamiento electrónico e interfaz necesario para ello. Evaluar los algoritmos de preprocesamiento de las señales que se obtengan de los sensores distribuidos que puedan ser incorporados a la red de sensores inalámbrica (Wire sensor Network, WSN).
10. Diseñar y desarrollar un sistema para el procesamiento de la data recibida de los sensores que se encargue de su limpieza, agregación, transmisión y visualización de acuerdo con las necesidades de monitorización para obtener el estado de salud estructural a través de una aplicación móvil.
11. Implantación del material auto-sensorizado en un demostrador en República Dominicana. El demostrador puede materializarse en una de estas posibilidades dependiendo del grado de avance en el tercer año de proyecto:
1) Demostrador en una estructura de hormigón situado en la propia Universidad.
2) Demostrador en una estructura civil o de transporte ya construida fuera de la Universidad.
3) Demostrador en una estructura civil o de transporte embebida durante el proceso de construcción, con los permisos del Ministerio de obras públicas de la República Dominicana.
12. Evaluación de resultados. Difusión y publicación científica de los mismos.