Caracterización del Módulo de Elasticidad Dinámico en Listones de Madera Utilizando Arduino
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Data
2023
Autores
Namicela-Gualán, Edwin Iván
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Editor
Resumo
En la construcción de obras civiles, son utilizados múltiples materiales como: madera, concreto, acero,
entre otros, cuando estos están en servicio, están sujetos a cargas aplicadas directa e indirectamente, en
situaciones como estas es necesario conocer las características mecánicas del material, en ese aspecto,
el Módulo de Elasticidad (ME) es un parámetro importante, ya que está relacionado con la rigidez del
material o la resistencia a la deformación elástica. Por lo tanto, al momento de diseñar y proyectar
elementos estructurales, se debe predecir su deformación máxima para que esta no sea excesiva, hasta
el punto de la deformación plástica o incluso llegar al colapso. El presente proyecto, tiene como objetivo
la caracterización mecánica de materiales con el fin de conocer el módulo de elasticidad dinámico de la
madera, utilizando equipos electrónicos de bajo coste, siendo el Arduino una buena opción ya que ha
sido el cerebro de miles de proyectos, desde objetos cotidianos hasta instrumentos científicos complejos.
Existen métodos dinámicos y estáticos para determinar el ME en materiales, en este contexto, serán
utilizados métodos dinámicos vibratorios no destructivos, sin embargo, el análisis experimental por
métodos dinámicos no es una tarea fácil debido a la complejidad de los instrumentos y su elevado costo,
entonces, con el fin de evitar precios elevados de equipos involucrados, en este trabajo fue utilizado la
plataforma Arduino y sensores como el Arduino Uno y Acelerómetros MMA7361. Para el análisis del
ME, fue desenvuelto un equipo que consta de tres partes: cuerpo de prueba sobre dos apoyos, electrónica
y software. Como cuerpo de prueba se utilizó un listón rectangular de madera de Pino encargado en
recibir impactos producidos manualmente con un mazo metálico, con el fin de producir vibraciones
longitudinales, la parte electrónica encargada en captar las señales y el software ejecutar los cálculos.
Fueron realizadas cuatro tomas de medidas, dejando fijo un sensor MMA7361 en un extremo de la
muestra, mientras que el otro sensor se modificaba de posición después de cada medición realizada. A
partir de la teoría de vibraciones para vigas simplemente apoyadas, se definió una ecuación en función
de la frecuencia natural para el cálculo del Módulo de Elasticidad. Finalmente se puede concluir que los
resultados obtenidos en este trabajo se encuentran dentro de los límites de valores del ME para la madera
estudiada, ya que también fue realizada una breve comparación con la literatura existente investigada.
Descrição
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Instituto Latino-Americano de Tecnologia, Infraestrutura e Território da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil de Infraestrutura.
Palavras-chave
Caracterización Mecánica. Métodos Dinámicos no Destructivos. Materiales de construcción. Deformación Elástica. Deformación Plástica