Mesas de simulación sísmica (III)

Técnicas de simulación de terremotos sobre las infraestructuras civiles.

Las mesas vibratorias pueden tener diferentes configuraciones en función de dos factores importantes:

• a. La tecnología de la actuación: electrodinámica o hidráulica
• b. El numero de grados de libertad (GdL o DoF) del movimiento. De 1 a 6 GdL (X,Y,Z, roll, pitch, yaw)
  Los factores que determinan el tipo de tecnología a emplear para la generación de la vibración son:
• g. La masa total del espécimen a ensayar y su geometría
• h. El rango de frecuencias de trabajo
• i. Las velocidades y desplazamientos máximos
• j. Los niveles de aceleración y de fuerza requeridos

El video muestra una de las instalaciones más grandes del mundo E-Defence en Japón que es capaz de realizar ensayos, en construcciones a escala natural.

 Sistema MIMO ¿Qué son?

Referencias:
- Universidad de Michigan. Wen Chung Lim, James Bennett, Jamila Grant, Ajay Bhasin
- Dr. Marcos Underwood & Tony Keller. Spectral Dynamics. Un sistema de entradas y salidas se puede describir como uno de los siguientes tipos:
- SISO (entrada única, salida única),
- SIMO (entrada única, salida múltiple),
- MISO (entrada múltiple, salida única)
- MIMO (entrada múltiple, salida múltiple). ). Los sistemas MIMO describen procesos con más de una entrada y más de una salida que requieren múltiples lazos de control. Estos sistemas pueden complicarse a través de interacciones de bucles que dan como resultado algunas variables con efectos inesperados. Desacoplar las variables de ese sistema mejorará el control de ese proceso. Las mesas sísmicas de varios grados de libertad, son mesas que se mueven por la acción de varios actuadores (ej. 8) y con ellos se compone el movimiento en los GdL (ej. 6). Esto lo convierte en un sistema MIMO de 8 entradas y 6 salidas. Los sistemas de control MIMO requieren de tratar las señales de entrada (acelerómetros y desplazamientos), componer los GdL, y de manera inversa, tomar las consignas por cada GdL y descomponerlas en las salidas individuales para cada uno de los actuadores. Un sistema MIMO como el de la mesa descrita (8x6), tiene los grados de libertad acoplados entre sí por medio de la propia mesa, por lo que el tratamiento se complica aún más.

La superficie azul, simboliza la mesa física. Las flechas rectas son los desplazamientos lineales de los actuadores hidráulicos y las flechas curvas de color naranja, simbolizan los giros posibles de la mesa en los tres ejes cartesianos.

En el sistema MIMO de la mesa descrita, se puede apreciar que es un sistema acoplado, es decir, los grados de libertad están relacionados por la propia mesa, geométrica, cinemática y dinámicamente, lo que supone que el sistema de control MIMO necesita componer y descomponer todas las señales, tanto las de entrada como las de salida, para poder controlarlos simultáneamente.

Fuente: - Universidad de Michigan. Wen Chung Lim, James Bennett, Jamila Grant, Ajay Bhasin | Dr. Marcos Underwood & Tony Keller. Spectral Dynamics.