Un acelerómetro es un tipo de sensor que mide los cambios de velocidad de un objeto. Este tipo de dispositivo es usado en sismología para determinar movimientos en las capas terrestres y conocer la vulnerabilidad de una estructura o región.
En este artículo te contamos todo lo que necesitas saber acerca de este tipo de sensor. Así podrás elegir el que se ajuste mejor a tu proyecto, sea de investigación o de alerta temprana.
Qué es un acelerómetro y para qué sirve
Un acelerómetro es un dispositivo capaz de medir la aceleración de un cuerpo. Este tipo de sensores permite hacer lecturas de los cambios en la fuerza g en el suelo o estructuras.
Click to tweet: Un acelerómetro es un tipo de sensor que mide los cambios de velocidad entre capas del suelo durante el sismo.
A estos dispositivos también se les conoce como sensores de aceleración o acelerógrafos de movimiento fuerte. Pueden expresar sus mediciones en términos de la velocidad (metros sobre segundos al cuadrado) o de fuerza (en unidades G, equivalente a 9,8 m/s²).
Los sensores de aceleración detectan las ondas primarias (P) que se producen cuando se inicia un sismo. Esto las convierte en una opción para anticipar sismos como parte de los sistemas de alerta temprana.
Cada estación sismológica contribuye con medidas de alta precisión de movimientos fuertes en campo libre. Además, monitorean el estado de salud de estructuras como torres o puentes.
Funcionamiento de un acelerómetro
Un acelerómetro mide las fuerzas tanto estáticas como dinámicas de aceleración. Cuando hablamos de fuerzas estáticas, nos referimos a la gravedad. En tanto que las fuerzas dinámicas implican a la vibración o el movimiento.
Click to tweet: Los acelerómetros son muy útiles en sismología porque registran el efecto de las ondas durante terremotos fuertes.
Estos dispositivos contienen placas capacitivas en su interior. Algunas están fijas a la estructura, mientras que otras se acoplan sobre resortes. Estos se mueven ligeramente cuando las fuerzas G se aplican en el sensor.
Debido a la aceleración, las placas unidas a los resortes se mueven generando una diferencia capacitiva. Esos cambios permiten determinar cuál es la aceleración del suelo o estructura sobre la que se encuentra ubicado el sensor.
Tipos que existen: analógicos y digitales
Todos los sensores de aceleración son triaxiales, pero también puedes encontrarlos analógicos y digitales. Ambos varían en sus características. Veamos en detalle algunas de ellas:
Existen varias opciones en acelerógrafos analógicos. Por un lado están los sensores de aceleración 203-15 con transductor interferométrico de fuerza balanceada. Estos tienen un ancho de banda de 0.004 – 800Hz y una ganancia de ±2.0g.
Otro ejemplo de sensor analógico es el sigma-ts4g-acc ortogonal de fuerza balanceada. Su ancho de banda es de DC – 350 Hz. Tiene ganancia ajustable de acuerdo a los requerimientos del usuario entre ± 0.5g, ± 1g, ± 2g ó ± 4g.
Entre los sensores digitales puedes encontrar el sigma-tsd4g-acc, que cumple con características similares al sigma-ts4g-acc, pero que cuenta con 32 GB de memoria y con un rango dinámico digitalizador 136 dB @ 1 Hz.
¿Cómo se comunican estos equipos?
Un acelerómetro se comunica mediante interfaces de comunicaciones que pueden ser analógicas o digitales. La primera muestra la diferencia de velocidad mediante niveles de voltajes.
Si utilizas sensores analógicos puedes usar un ADC (Analog-to-Digital Converter o Convertidor Analógico Digital en español). Este microcontrolador permite leer los valores y es menos costoso que los aceleradores digitales.
Si ya has adquirido los digitales, estos se comunican mediante protocolos SPI o I2C. Este tipo de dispositivo tiene alta funcionalidad y resultan menos sensibles al ruido, en relación con los analógicos.
Consejos para seleccionar el mejor acelerómetro
¿Qué debes tener en cuenta para seleccionar tu acelerómetro? A continuación te contamos los factores que te permiten la mejor elección.
Toma en cuenta su potencia
Los sensores de aceleración usan potencia baja. De manera que la corriente que requieren está en el rango de las micra (µ) o mili amperios. Su consumo eléctrico depende de los ajustes, por lo que se pueden sincronizar con aplicaciones que reciben su energía de baterías.
Selecciona el acelerómetro con rango de detección acorde a tu proyecto
El rango de detección de tu sensor de aceleración se refiere a los valores que puede medir. Cuanto más pequeña es esta medida mayor es la sensibilidad de tu dispositivo.
Dependiendo del tipo de estructura en la que coloque el sensor es importante que consideres el rango de detección. Además, se debe evaluar la distancia a la fuente de vibración para evitar las distorsiones.
Verifica cómo es su interface
Tu sensor de aceleración es un dispositivo que debe acoplarse a un asistente. Es fundamental que al elegirlo tengas presente con qué interfaz cuenta para que brinde lecturas útiles al proyecto. En especial en el caso de los analógicos, ya que pueden requerir de convertidores.
Considera qué ventajas adicionales te brinda
Al seleccionar un sensor de aceleración te conviene considerar si ofrece algunas ventajas extras que sirven a tu proyecto. Por ejemplo, algunos de estos dispositivos incorporan la detección de golpes, caída libre o compensación de temperatura.
La necesidad de estás ventajas adicionales va a depender del proyecto para el que utilices el dispositivo, así como las condiciones de instalación, ya que puedes requerir aplicaciones de baja potencia o protección activa de disco duro, entre otras.
Conclusión
El acelerómetro te permitirá leer las diferencias en las velocidades de los cuerpos. A partir de esos datos, podrás establecer la vulnerabilidad y riesgos en estructuras o zonas sísmicas o volcánicas.
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