UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL -...

1

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS

CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

DISEÑO DE SIMULADOR DE PRUEBAS SISMICAS PARA

EDIFICACIONES CONSTRUIDAS, EVALUANDO SUS RESPUESTAS

ANTES ESTOS FENOMENOS.

PROYECTO DE TITULACIÓN

Previa a la obtención del Título de:

INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

AUTORES:

FRANCO LAINEZ GILSON

GUARQUILA OLALLA JOSELYN

TUTOR:

ING. JOSE AGUIRRE ADRADE

GUAYAQUIL – ECUADOR

2017

2

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA

FICHA DE REGISTRO DE TESIS/TRABAJO DE GRADUACIÓN

TÍTULO Y SUBTÍTULO: Diseño de simulador de pruebas sísmicas para edificaciones construidas, evaluando sus respuestas antes estos fenómenos.

AUTOR(ES) (apellidos/nombres): Franco Lainez Gilson – Guarquila Olalla Joselyn

REVISOR(ES)/TUTOR(ES)

(apellidos/nombres): • Ing. José Aguirre Andrade

• Ing. Manuel Chang Tutiven

INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil

UNIDAD/FACULTAD: Facultad Ciencias Matemáticas y Físicas

MAESTRÍA/ESPECIALIDAD: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones

GRADO OBTENIDO: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones

FECHA DE PUBLICACIÓN:

No. DE PÁGINAS: 91

ÁREAS TEMÁTICAS: Investigación Científica

PALABRAS CLAVES /KEYWORDS:

Movimiento sísmico, estructura de la edificación, Arduino, Matlab, ondas,

simulador.

RESUMEN/ABSTRACT (150-250 palabras): En la actualidad las estructuras de los edificios no siempre están construidos con

las normas antisísmicas para los fenómenos que existen en nuestro planeta, y es necesario que se tenga el control de la

estabilidad de la edificación para tener la mejoría de la estructura en cuestión de la seguridad de los usuarios que se

encuentran. En base de estos argumentos hemos creado un prototipo de un simulador para realizar evaluaciones en las

parte de la estructura utilizando sensor de vibración, una placa de Arduino y la aplicación de MATLAB, dando a

conocer con esta evaluación mediante señales si hay parte de la estructura vulnerable o en mal estado. Y lograr tener

un conocimiento apropiado del estado de una estructura antes que ocurra un evento sísmico que cause mayor impacto

en el edificio.

ADJUNTO PDF: x SI NO

CONTACTO CON AUTOR/ES:

Franco Lainez Gilson

Guarquila Olalla Joselyn

Teléfono:

0985211979

0997191087

E-mail:

[email protected]

[email protected]

CONTACTO CON LA INSTITUCIÓN:

Nombre: Ing. Harry Luna, M.sc

E-mail: [email protected]

mailto:[email protected]



II

CARTA DE APROBACION DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del trabajo de titulación, “DISEÑO DE SIMULADOR DE

PRUEBAS SISMICAS PARA DIFICACIONES CONSTRUIDAS,

EVALUANDO SUS RESPUESTAS ANTES ESTOS FENOMENOS.”

Elaborado por el Sr. FRANCO LAINEZ GILSON y la Srta. GUARQUILA

OLALLA JOSELYN alumnos no titulados de la Carrera de Ingeniería en Networking

y Telecomunicaciones de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la

Universidad de Guayaquil, previo a la obtención del Título de Ingeniero en

Networking y Telecomunicaciones, me permito declarar que luego de haber

orientado, estudiado y revisado, la apruebo en todas sus partes.

Atentamente

_________________________________

ING. JOSÉ AGUIRRE ANDRADE M.Sc

III

DEDICATORIA

A mis padres, mis hermanos y amigos,

que han sido la fortaleza y sabiduría

para construir una buena perspectiva a

mi meta.

Joselyn Guarquila O.

A mis padres, mi familia y amigos, que

con sus consejos y enseñanzas me han

podido ayudar con los conocimientos

necesarios para lograr en culminar una

meta y propósito de mi vida.

Gilson Franco L.

IV

AGRADECIMIENTO

Agradecemos a Dios por habernos

bendecido hasta ahora, permitiendo

con perseverancia y constancia

culminar una de nuestras metas.

A la Universidad de Guayaquil por

darnos la oportunidad de ser parte de

ella y compartir los conocimientos

académicos de cada uno de los

docentes que nos pudieron brindar.

A nuestros padres, familiares y amigos

por sus apoyos incondicional en cada

momento que era necesario, con el fin

de lograr un objetivo.

GILSON FRANCO L.

JOSELYN GUARQUILA O.

V

TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN

Ab. Juan Chávez Atocha. Esp.

SECRETARIO TITULAR

Ing. Eduardo Santos Baquerizo, M.Sc.

DECANO DE LA FACULTAD

CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

Ing. Harry Luna Aveiga, M.Sc

DIRECTOR CARRERA DE INGENIERIA EN

NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

Ing. José Aguirre Andrade M.SC

PROFESOR DIRECTOR DEL PROYECTO

DE TITULACIÓN

Ing. Manuel Chaw Tituven M.SC

PROFESOR TUTOR REVISOR

DEL PROYECTO DE TITULACIÓN

VI

DECLARACIÓN EXPRESA

“La responsabilidad del contenido de este

Proyecto de Titulación, me corresponden

exclusivamente; y el patrimonio

intelectual de la misma a la UNIVERSIDAD

DE GUAYAQUIL”

GILSON FRANCO L.

JOSELYN GUARQUILA O.

VII




DISEÑO DE SIMULADOR DE PRUEBAS SISMICAS PARA EDIFICACIONES

CONSTRUIDAS, EVALUANDO SUS RESPUESTAS ANTES ESTOS

FENOMENOS.

Proyecto de Titulación que se presenta como requisito para optar por el título de:

INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

Autores: Gilson Javier Franco Lainez

C.I. 0930418256

Joselyn Michelle Guarquila Olalla

C.I. 0941478943

Tutor: Ing. José Aguirre Andrade

C.I. 0960799211

Guayaquil, 14 de diciembre del 2017

VIII

CERTIFICADO DE ACEPTACION DEL TUTOR

En mi calidad de tutor del proyecto de titulación, nombrado por el Consejo Directivo

de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil.

CERTIFICADO:

Que he analizado el Proyecto de Titulación presentado por los estudiantes

GILSON FRANCO LAINEZ y JOSELYN GUARQUILA OLALLA, como

requisito previo para optar por el título de Ingeniero en Networking y

Telecomunicaciones cuyo tema es:

DISEÑO DE SIMULADOR DE PRUEBAS SISMICAS PARA

EDIFICACIONES CONSTRUIDAS, EVALUANDO SUS RESPUESTAS

ANTES ESTOS FENOMENOS.

Considero aprobado el trabajo en su totalidad.

Presentado por:

FRANCO LAINEZ GILSON JAVIER 0930418256

GUARQUILA OLALLA JOSELYN MICHELLE 0941478943

Tutor: ING. JOSÉ AGUIRRE ANDRADE

Guayaquil, 14 de diciembre del 2017

IX




Autorización para Publicación de Proyecto de Titulación

en Formato Digital 1.- Identificación del Proyecto de Titulación

Nombre del alumnos: Joselyn Guarquila Olalla

Dirección: Guasmo central Coop. Unión de Bananero

Teléfono: 0997191087 E-mail: [email protected]

Título del Proyecto de Titulación: Diseño de simulador de pruebas sísmicas para edificaciones

construidas, evaluando sus respuestas ante estos fenómenos

Tema del Proyecto de Titulación: (palabras claves)

2. Autorización de Publicación de Versión Electrónica del proyecto de titulación

A través de este medio autorizo a la Biblioteca de la Universidad de Guayaquil y a

la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas a publicar la versión electrónicas de

este proyecto de titulación.

Publicación electrónica:

Inmediata Después de 1 año

______________________ _______________________

Gilson Franco Lainez Joselyn Guarquila Olalla

3. Forma de envió:

El texto del proyecto de titulación debe ser enviado en formato Word, como archivo

.Doc, o .RTF y Puf para PC. Las imágenes que la acompañen puede ser: gif, jpj o

tiff.

DVDROM CDROM

Nombre del alumnos: Gilson Franco Lainez

Dirección: Guasmo Sur Coop. Amazonas 1 Mz. B solar 12

Teléfono: 0985211979 E-mail: [email protected]

Facultad: Ciencias Matemáticas y Físicas

Carrera: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones

Título al que opta: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones

Profesor guía: Ing. José Aguirre Andrade



X

INDICE GENERAL

CARTA DE APROBACION DEL TUTOR ..................................................................................... II

DEDICATORIA ........................................................................................................................ III

AGRADECIMIENTO ................................................................................................................ IV

TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN .................................................................................. V

DECLARACIÓN EXPRESA ....................................................................................................... VI

Autores: ............................................................................................................................... VII

CERTIFICADO DE ACEPTACION DEL TUTOR ........................................................................ VIII

Autorización para Publicación .............................................................................................. IX

INDICE GENERAL .................................................................................................................... X

ABREBIATURA ..................................................................................................................... XIV

SIMBOLOGIA ........................................................................................................................ XV

INDICE DE CUADROS Y TABLAS ........................................................................................... XVI

INDICE DE GRAFICOS ......................................................................................................... XVII

RESUMEN .......................................................................................................................... XVIII

ABSTRACT ........................................................................................................................... XIX

INTRODUCCION ..................................................................................................................... 1

CAPÍTULO I ............................................................................................................................. 3

EL PROBLEMA .................................................................................................................... 3

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................................... 3

Ubicación del Problema en un Contexto ....................................................................... 3

Situación Conflicto, Nudos Críticos................................................................................ 5

Causas y Consecuencias del Problema .......................................................................... 6

Delimitación del Problema ............................................................................................ 6

Formulación del Problema ............................................................................................ 7

Evaluación del Problema ............................................................................................... 7

Alcance del Problema .................................................................................................... 9

Objetivos del Problema ..................................................................................................... 9

Objetivo general ............................................................................................................ 9

Objetivos específicos ................................................................................................... 10

Justificación e Importancia .............................................................................................. 10

XI

CAPÍTULO II .......................................................................................................................... 11

MARCO TEÓRICO ............................................................................................................. 11

Antecedentes ................................................................................................................... 11

Fundamentación Teórica ................................................................................................. 12

Movimiento Sísmico. ................................................................................................... 12

Causas de los Sismos. .................................................................................................. 13

Placas tectónicas. ........................................................................................................ 14

Movimiento de placa. .................................................................................................. 15

Tipos de fallas .............................................................................................................. 15

Premonitorios y replicas .............................................................................................. 16

Onda sísmica ................................................................................................................ 17

➢ Ondas Corpóreas. ................................................................................................ 17

➢ Onda compresionales u ondas P (primarias).- .................................................... 17

➢ Ondas de cizalla u ondas S (secundarias).- .......................................................... 18

➢ Ondas Superficiales ............................................................................................. 19

➢ Ondas Rayleigh .................................................................................................... 20

➢ Ondas Love .......................................................................................................... 20

Periodo de un movimiento sísmico ............................................................................. 21

Magnitud ..................................................................................................................... 22

Placa de Arduino. ......................................................................................................... 22

Sensor de vibración. .................................................................................................... 23

Matlab. ........................................................................................................................ 24

Fundamentación Social ................................................................................................... 25

Fundamentación Legal .................................................................................................... 26

Hipótesis .......................................................................................................................... 27

Variable de la Investigación ............................................................................................. 27

Variable Dependiente .................................................................................................. 27

Variable Independiente ............................................................................................... 27

Definiciones Conceptuales .............................................................................................. 28

Riesgo Sísmico ............................................................................................................. 28

Fallas geológicas .......................................................................................................... 28

Edificio. ........................................................................................................................ 28

CAPÍTULO III ......................................................................................................................... 29

XII

METODOLOGIA .................................................................................................................... 29

Diseño de la investigación ............................................................................................... 29

Modalidad de la Investigación ......................................................................................... 29

Tipo de investigación ....................................................................................................... 29

Población y muestra ........................................................................................................ 30

POBLACIÓN .................................................................................................................. 30

Población a considerar: ............................................................................................... 31

Población a elegir ........................................................................................................ 31

MUESTRA ..................................................................................................................... 32

Técnicas e instrumentos de recolección de datos........................................................... 33

TÉCNICA ....................................................................................................................... 33

INSTRUMENTO ............................................................................................................ 34

OBSERVACIÓN ............................................................................................................. 34

Recolección de la información ........................................................................................ 35

Procesamiento y análisis ................................................................................................. 35

Pregunta #1 ................................................................................................................. 36

Pregunta #2 ................................................................................................................. 37

Pregunta #3 ................................................................................................................. 38

Pregunta #4 ................................................................................................................. 39

Pregunta #5 ................................................................................................................. 40

Validación Hipótesis ........................................................................................................ 41

CAPITULO IV......................................................................................................................... 42

PROPUESTA TECNOLÓGICA ............................................................................................. 42

Análisis de factibilidad ..................................................................................................... 42

Factibilidad Operacional. ............................................................................................. 43

Factibilidad Técnica ..................................................................................................... 43

Factibilidad Legal ......................................................................................................... 46

Factibilidad Económica. ............................................................................................... 46

Etapas de la metodología del proyecto ........................................................................... 48

Inicio ............................................................................................................................ 49

Planificación ................................................................................................................. 49

Ejecución ...................................................................................................................... 50

Control ......................................................................................................................... 56

XIII

Cierre ........................................................................................................................... 56

Entregable del Proyecto .................................................................................................. 56

Criterio de validación de la propuesta ............................................................................ 56

Criterio de aceptación del producto o servicio. .............................................................. 57

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .......................................................................... 58

Conclusiones ................................................................................................................ 58

Recomendaciones........................................................................................................ 58

BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................................... 60

ANEXOS ........................................................................................................................ 62

ANEXO #1 ..................................................................................................................... 63

ANEXO # 2 .................................................................................................................... 64

Anexo # 3 ..................................................................................................................... 65

Anexo # 4 ..................................................................................................................... 66

XIV

ABREBIATURA

ING. Ingeniero.

Pág. Página

Vp. Velocidad de la onda P

SH. Secundaria Horizontal

SV. Secundaria Vertical

NEC. Norma Ecuatoriana de la Construcción

HTTP. Protocolo seguro de transferencia de hipertexto.

Www. World Wide Web.

XV

SIMBOLOGIA

# numero

% porcentaje

Hz Hercios

t tiempo

s segundos

Q probabilidad de fracaso

u módulo de rigidez

n tamaño de la muestra

XVI

INDICE DE CUADROS Y TABLAS

Cuadro N° 1 Causas y Consecuencia del Problema ............................... 6

Cuadro N° 2 Tipos de fallas ................................................................. 16

Cuadro N° 3 Magnitudes de un terremoto ......................................... 22

Cuadro N° 4 Población Seleccionada .................................................. 31

Cuadro N° 5 Muestra Seleccionada .................................................... 33

Cuadro N° 6 Frecuencia de la pregunta #1 ......................................... 36

Cuadro N° 7 - Frecuencia de la pregunta #2 ....................................... 37



Cuadro N° 10 - Frecuencia de la pregunta #5 ..................................... 40

Cuadro N° 11 - Hardware ................................................................... 44

Cuadro N° 12 - Software ..................................................................... 46

Cuadro N° 13 - Estudio Económico ..................................................... 47

XVII

INDICE DE GRAFICOS

Gráfico 1 - Cinturón de fuego del pacifico ........................................... 11 Gráfico 2 - División de placas tectónicas.............................................. 14 Gráfico 3 - Ondas P. .............................................................................. 18 Gráfico 4 - Ondas S. .............................................................................. 19 Gráfico 5 - Tipos de Ondas ................................................................... 19 Gráfico 6 - Ondas Rayleigh .................................................................. 20 Gráfico 7 - Ondas Love ......................................................................... 21 Gráfico 8 - Periodos de un movimiento sísmico ................................... 21 Gráfico 9 - Placa de Arduino ................................................................ 23 Gráfico 10 - Módulo de sensor de vibración ........................................ 24 Gráfico 11 - Resultados Pregunta #1 .................................................... 36 Gráfico 12 - Resultado pregunta #2 ...................................................... 37 Gráfico 13 - Resultado pregunta #3 ..................................................... 38 Gráfico 14 - Resultado pregunta #4 ..................................................... 39 Gráfico 15 - Resultado pregunta #5 ...................................................... 40 Gráfico 16 - Matlab ............................................................................... 45 Gráfico 17 - Método PMI ...................................................................... 48 Gráfico 18 - Descarga de la aplicación de Arduino .............................. 50 Gráfico 19 - Carpeta de aplicación de Arduino .................................... 51 Gráfico 20 – Ventana principal de Arduino .......................................... 51 Gráfico 21 Conexión del Arduino ......................................................... 52 Gráfico 22 - Conexión Real del Arduino .............................................. 52 Gráfico 23 Captura de datos del sensor ................................................ 53 Gráfico 24 - Puerto de conexión ........................................................... 54 Gráfico 25 - Ejecución del programa .................................................... 54 Gráfico 26 - Captura de 1° Onda .......................................................... 55 Gráfico 27 Captura de 2° Onda ............................................................. 55

XVIII






FENOMENOS.

Autores:

GILSON FRANCO LAINEZ

JOSELYN GUARQUILA OLALLA

Tutor:

ING. JOSÉ AGUIRRE ANDRADE

RESUMEN

En la actualidad las estructuras de los edificios no siempre están construidos con las

normas antisísmicas para los fenómenos que existen en nuestro planeta, y es

necesario que se tenga el control de la estabilidad de la edificación para tener la

mejoría de la estructura en cuestión de la seguridad de los usuarios que se encuentran.

En base de estos argumentos hemos creado un prototipo de un simulador para realizar

evaluaciones en las parte de la estructura utilizando sensor de vibración, una placa

de Arduino y la aplicación de MATLAB, dando a conocer con esta evaluación

mediante señales si hay parte de la estructura vulnerable o en mal estado. Y lograr

tener un conocimiento apropiado del estado de una estructura antes que ocurra un

evento sísmico que cause mayor impacto en el edificio.

XIX






FENOMENOS.

Autores:

GILSON FRANCO LAINEZ

JOSELYN GUARQUILA OLALLA

Tutor:

ING. JOSÉ AGUIRRE ANDRADE

ABSTRACT

At present the structures of buildings are not always built with the anti-seismic

standards for the phenomena that exist on our planet, and it is necessary to have

control of the stability of the building to have the improvement of the structure in

question of the security of the users that are. On the basis of these arguments we have

created a prototype of a simulator to perform evaluations in the part of the structure

using vibration sensor, an Arduino board and the MATLAB application, making

known with this evaluation by signals if there is part of the structure vulnerable or in

poor condition. And to have an appropriate knowledge of the state of a structure

before a seismic event that causes greater impact in the building occurs.

1

INTRODUCCION

Ecuador es un país que está ubicado en Sudamérica y sus costas limitan con el océano

Pacífico, es por ello que nuestro terreno patrio es uno de los países que conforma el

cinturón de fuego del pacifico donde existen mucha actividad sísmica y volcánica de

gran intensidad.

También se puede decir que nuestro país está ubicado entre dos pacas tectónica que

son la placa de Sudamérica y la placa nazca por lo que se encuentra en constante

fricción y hace que exista varios movimiento sísmico que pueden ocasionar desastres

inesperado en nuestro país. Como ocurrió el 16 de abril 2016, donde se produjo un

evento sísmico de 7.8 grado de escala de magnitud Richter, con el epicentro

localizado en Pedernales una de las ciudades de Manabí.

Teniendo como consecuencia desastres en gran parte de las costas de territorio del

Ecuador, haciendo que estructuras construidas en mal estado se desplomen por

completo, como por ejemplo centros comerciales, puente automovilísticos,

edificaciones etc. Teniendo como resultado varias vidas humana que lamentar. Es

por ello que se realizó un estudio nos ayude a evaluar las estructuras construida y

reconocer si estas se encuentran en un estada apto para las actividades de las

personas.

Este prototipo se realizara con el requerimiento de hardware y software. Como son

un sensor de vibración para la medición del movimiento, una placa de Arduino UNO

para la captación de los datos arrojados por el sensor de vibración, y una codificación

2

realizada en la aplicación de Matlab que nos permitirá la comunicación y trasferencia

de los datos emitido por el sensor y poder lograr realizar una gráfica de ondas para

poder evaluar estas ondas en varias estados de la estructura, reconociendo según la

gráfica cual estaría o tendría una vulnerabilidad en la misma que sería una falla en la

estructura.

En el CAPITULO I – EL PROBLEMA, se refiere a detallar y describir el problema

encontrado, por el cual se hará el estudio, teniendo todos los puntos como ubicación,

situación o conflicto, alcances, objetivos, limitaciones, justificación etc. Que nos

servirá para el planteamiento del proyecto.

En el CAPITULO II – EL MARCO TEORICO, en este punto de la tesis se hablara

del estudio y los fundamentos que se debe tomar en cuenta para el desarrollo del

proyecto tanto en lo teórico, social, legal etc. También logrando a definir la hipótesis

del proyecto por el cual se realizara el estudio.

En el CAPITULO III – LA METODOLOGIA, en este capítulo se refiere al método

que se utilizara para realizar el proyecto, tomando en cuenta un lugar específico

donde se tomara información relevante, mediante encuestas realizada al muestreo

que nos brindó el número de personas o estudiantes de la carrera, teniendo como

resultado las probabilidades de la necesidad del proyecto.

En el CAPITULO IV – PROPUESTA TECNOLOGICAS, se basa en la descripción

de las diferentes etapas del proyecto para el proceso del desarrollo y el uso del

simulador que se realizara la evaluación y el análisis de señales, el cómo se realizara

las gráfica, la comunicación entre el Arduino y Matlab etc.

3

CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

U9bicación del Problema en un Contexto

En la ciudad de Guayaquil se encuentra ubicado un centro educativo de tercer nivel

que es “La Universidad de Guayaquil”. Uno de los establecimientos más grande y

de mayor antigüedad, este consta con seis extensiones en varias parte del país además

está comprendido en 18 facultades con 68 carreras de pregrado.

Dentro de la Universidad de Guayaquil se encuentra la facultad de Ciencias

Matemáticas y Físicas la cual cuenta con tres carreras entre ellas es la Carrera de

Ingeniería en Sistema Computacional e Ingeniería en Networking y

Telecomunicaciones que fue creada con el fin de formar profesionales con todos los

conocimientos avanzados en el área de software y programación computacional,

también en el área de las redes de computadoras y en los enlaces de comunicaciones,

sin dejar de lado todos los valores que necesitas tener una persona. Se encuentran

ubicada en el centro de la ciudad un edificio en las calles Víctor Manuel Rendón 429

entre Baquerizo Moreno y Córdova.

En esta edificación de las carreras se hará un estudio minucioso para reconocer si la

estructura del mismo tendría cualquier tipo de riesgo ante un evento sísmico,

utilizando una herramienta para hacer una simulación llamado MATLAB.

4

“La plataforma de MATLAB está optimizada para resolver problemas de ingeniería

y científicos. El lenguaje de MATLAB, basado en matrices, es la forma más natural

del mundo para expresar las matemáticas computacionales. Los gráficos integrados

facilitan la visualización de los datos y la obtención de información a partir de ellos.

Una vasta librería de toolboxes preinstaladas le permiten empezar a trabajar

inmediatamente con algoritmos esenciales para su dominio. El entorno de escritorio

invita a experimentar, explorar y descubrir. Todas estas herramientas y prestaciones

de MATLAB están probadas y diseñadas rigurosamente para trabajar juntas.”

(MathWork, 2014)

A través de este software se dará una simulación con el fin de evaluar, teniendo

diversas observaciones de acuerdo a la estructura del edificio cuales serían las

consecuencias y tratar de mejorar cualquier inconveniente que presente la edificación

de acuerdo a los resultados.

Mediante este estudio se puede reconocer si la estructura del edificio se encuentra en

buen estado o cuanto soportaría el edificio de la carrera ante un evento sísmico, de

acuerdo al grado del movimiento sin que este se desplome.

5

Situación Conflicto, Nudos Críticos

El cinturón o anillo de fuego se encuentra situado en las costas del océano Pacifico,

se caracteriza por una intensa actividad sísmica y volcánica.

“Se extiende a lo largo de más de 40,000 kilómetros desde Nueva Zelanda hasta la

costa oeste de Sudamérica, a través de las costas del este de Asia y Alaska y las del

noreste de Norteamérica y Centroamérica. En términos geológicos, marca los bordes

de la placa del Pacífico y de otras pequeñas placas tectónicas que forman la corteza

terrestre.” (Geoenciclopedia, 2013)

Cabe recalcar que en nuestro país han existido terremoto de más de 7 grados en la

escala de Richter tales como:

“El más devastador terremoto que sufrió Ecuador, y que muchos ciudadanos

mayormente recuerdan es el sufrió la ciudad de Ambato, del 5 de agosto de 1949.

(…) Antes, se dice que uno más fuerte fue en 1906 en Esmeraldas. Este es el reporte

que se tiene en Ecuador sobre potentes terremotos.” (Diario "EL UNIVERSO", 2016)

Y sin duda el terremoto del 16 de abril del 2016 de 7.8 en la escala de Richter fue

unos de los fenómenos naturales que impacto en el país.

6

Causas y Consecuencias del Problema

Cuadro N° 1 Causas y Consecuencia del Problema

CAUSAS CONSECUENCIAS

Las costa de Ecuador se encuentran en

zonas de subducción

Ocasiona una intensa actividad sísmica

y volcánica

Ubicación geográfica de Ecuador

reposa sobre varia placas tectónicas

Están en permanente fricción por ende

acumulan tensión, esta tensión se

libera, origina terremotos

Edificaciones antiguas.

Hace que se deteriore los materiales de

construcción y no tienen la misma

resistencia.

Construcción de edificios, sin política

de construcción sísmica.

Hacen que los edificios no tengan

ningún nivel de seguridad de estructura

durante un fenómeno de movimiento

telúrico.

Fuentes: Datos de la Investigación

Elaborado por: Franco Lainez Gilson / Guarquila Olalla Joselyn

Delimitación del Problema

El argumento de esta investigación se delimitará en la programación para analizar la

simulación de la edificación utilizando la aplicación Matlab teniendo una

visualización de cómo reaccionaría el edificio ante un fenómeno sísmico.

7

Con esta simulación se logrará saber las gestiones que se debe tomar en la edificación

para prevenir un desastre con mayor impacto en lo material y humano. Cuáles son

los puntos más frágiles a tratar evitando daños o consecuencias.

Es por ello que se realizara un estudio preventivo para determinar los resultados más

óptimos y conveniente, para el edifico de la carrera Ingeniería en Networking y

Telecomunicaciones.

Formulación del Problema

¿Qué incidencia tendría la creación de un simulador sísmico para obtener y gestionar

los riesgos del edificio ante un evento de movimiento telúrico?

Evaluación del Problema

Una vez ocurrido el terremoto el 16 de abril del 2016 en Ecuador, Guayaquil unas de

las ciudades afectadas por el mismo, sufrió diferentes daños en ciertas estructuras

construidas tales como:

“El primer piso de una casa, ubicada en las calles Padre Solano y Ximena, en el

centro de la ciudad, resultó afectado luego de que se le vinieran encima las paredes

de la vivienda con la cual colinda. La parte superior del hogar, en el cual no habitaba

nadie quedó destruido por la caída de las dos paredes.” (Diario "EL COMERCIO",

2016)

8

“En García Moreno y Ayacucho, una familia se salvó de morir tras quedar atrapada

por el derrumbe ocasionado durante el sismo. El Municipio determinó que el

inmueble carecía de pilares y ménsulas colgantes que dieran apoyo a pisos elevados,

balcones y similares. Las personas afectadas buscaron otros sitios para arrendar.”

(Diario "EL TELEGRAFO", 2016)

“Edificios como el de Parque Continental, Cóndor y del Registrador de la Propiedad,

ubicados entre Víctor Manuel Rendón y Córdoba registraron daños en su fachada al

igual que el del Registro Civil, de la avenida 9 de Octubre. La estrella de Guayaquil,

ubicada en la avenida 9 de Octubre, también se vino abajo producto del sismo.”

(Diario "EL COMERCIO", 2016)

“El colapso de los pilares centrales, luego de que los pilares menos altos se inclinaran,

habría sido la causa por la que el paso elevado de la Avenida de las Américas, ubicado

a la altura de la Universidad Laica Vicente Rocafuerte, cayera y matara a dos

ciudadanos durante el terremoto de abril.” (Diario "EL TELEGRAFO", 2016)

Delimitación. El desarrollo del argumento planteado es factible ya que nos ofrece

resultados preventivos, tomando los mismos como punto de inicio para brindar una

mayor seguridad a los usuarios de la carrera de Networking y Telecomunicaciones.

Claro. Prevenir o evitar un daño mayor durante un movimiento telúrico, resolviendo

cualquier inconveniente que presente la edificación.

Concreto. Se utiliza la herramienta o software Matlab ya que es un buen gestor de

simulaciones gráficas para obtener una mejor visión en el problema planteado.

9

Original. Se plantea un recurso con gran demanda en la actualidad por la seguridad

que deben brindar cualquier edificación construida o por construir y que los dueños

de los mismos tengan un mayor conocimiento de la estructura actual de su edificio.

Factible. El simulador nos brindará resultado con poco margen de error, teniendo un

software con un costo bajo pero sumamente importante.

Alcance del Problema

La presente investigación buscará proponer los resultados de riesgos que tendría una

edificación, haciendo un análisis de factibilidad determinando soluciones adecuadas

y brindar una mayor seguridad de la estructura durante un movimiento telúrico.

Este estudio abarca a una edificación de acuerdo a la estructura con el cual está

construida, dando soluciones para prevenir una catástrofe con mayor impacto en el

edificio.

Objetivos del Problema

Objetivo general

• Diseñar un simulador de pruebas sísmicas para edificaciones construidas

evaluando sus respuestas antes estos fenómenos.

10

Objetivos específicos

• Documentar antecedentes de análisis estructural frente a fenómenos

sísmicos.

• Proponer un modelo para pruebas de comportamiento, en las estructuras de

edificaciones a través del reconocimiento y procesamiento de señales.

• Realizar un modelo para la evaluación de las edificaciones antes o después

un fenómeno sísmico.

Justificación e Importancia

El análisis de este estudio nos surgiere una mejora a la infraestructura que tenga

cualquier tipo de riesgo validando su respuesta ante un movimiento telúrico.

En la actualidad existen edificio que no brindan todas las seguridad de construcción

antisísmica, también existen varios factores como el deterioro por el tiempo o mal

uso etc. que hacen la estructura de un edificio pierda su resistencia para esto se debe

estar prevenido para corregir cualquier daño que pueda afectar y ocasionar una

catástrofe mayor.

La estructura de un edificio en primordial para una seguridad a los usuarios,

previniendo cualquier desastre en los eventos sísmicos de cierto grado de magnitud,

dando una alerta de lo que pueda pasar en la edificación durante estos fenómenos.

11

CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

Antecedentes

Ecuador se encuentra ubicado en Sudamérica y su costa reposa el océano Pacífico,

en el cual existen diversas placas tectónicas que provocan permanente fricción por lo

que acumula tensión, ocasionando movimiento telúrico al país.

Estos países que rodean el océano Pacífico se lo denomina “EL CINTURÓN DE

FUEGO DEL PACÍFICO”.

Fuente:https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d1/Pacific_Ring

_of_Fire-es.svg/350px-Pacific_Ring_of_Fire-es.svg.png

Elaborado por: Wikimedia.org

Luego del Terremoto ocurrido en Ecuador el 16 de Abril del 2016 con magnitud de

7.8 en la Escala de Richter provoco daños severos en algunas edificaciones tales

como hotelería, centros comerciales, edificios empresariales, puente vehicular etc.

Gráfico 1 - Cinturón de fuego del pacifico

12

Guayas, Manabí y Esmeraldas fueron provincias más afectadas por este fenómeno

natural.

Una vez estimado el porcentaje de daño que se obtuvo en nuestro territorio patrio se

hace varias preguntas tale como: ¿Estamos preparados para otro fenómeno de tal

magnitud? O ¿Qué pasaría si hubiera otro fenómeno de mayor magnitud? Estas

preguntas fueron tan frecuentes en ese tiempo ya que no estamos preparados para

otro evento así. Sin embargo es muy cierto que no podemos predecir el futuro ni

saber cuándo volverá a ocurrir un fenómeno natural de cualquier tipo, pero si

podemos estar de una manera preparados para un fenómeno natural sin que este no

impacte o afecte demasiado con su fuerza, dejándonos como resultado ciudades

totalmente destruidas y gran cantidad de vidas que lamentar.

Fundamentación Teórica

Movimiento Sísmico.

Un movimiento sísmico es una sacudida brusca e inesperada de tierra que es

provocado por dos bloques a profundidad, siendo el rose de los mismo lo que cause

un vibración de la tierra.

Durante la ejecución de movimiento telúrico se puede considerar dos elementos

fundamentales que ayudan a localizar el punto de origen del terremoto, las partes de

la corteza donde se presenta la súbita liberación de energía generada por el

rozamiento de los bloques se lo llama Hipocentro y el punto de la superficie de la

13

tierra ubicado directamente sobre el foco sísmico se lo llama epicentro. (Caballero

Miranda, 2017)

Causas de los Sismos.

A lo largo de la historia se ha asignado a muchas causas el origen de un sismo. Estas

explicaciones han estado vinculadas a las creencias religiosas de los diferentes

pueblos.

“Han sido atribuidas a la acción de los dioses (como, por ejemplo, a Poseidón en la

teogonía griega), a la lucha entre deidades maléficas y protectoras”. (Paz Tiguila,

2012, pág. 1)

Al paso de los años, el avance y evolución de la ciencia, se comenzó a estudiar la

tierra en todos sus aspectos, teniendo como resultado diferentes hipótesis científicas

por las razones que se origina un sismo.

“En realidad no se sabe a ciencia cierta el génesis del sismo, pero varios fenómenos

son los causantes de que la superficie de la tierra tiemblen, dependiendo de estos,

actualmente se reconocen tres clases de sismos: los de origen tectónico, volcánico y

los producidos por la actividad de los hombres” (Paz Tiguila, 2012, pág. 2)

Los sismos de más impacto o que causa mayor desastre son de origen tectónico y es

por eso de mayor interés dentro de la ingeniería.

14

Placas tectónicas.

“Las placas tectónicas son aquellas porciones de litosfera que se ubican debajo de la

superficie o de la corteza terrestre del planeta. Son de material rígido y se ubican

sobre la astenósfera, una porción del manto terrestre mucho más profunda y

complejo.” (Bembibre, 2012)

Ecuador está situado en la placa de América del Sur y sus costas reposan en la Placa

de Nazca por ende hace que nuestro país tengo un riesgo alto en los movimientos

sísmicos constantes.

Fuente: Procedimientos de cálculo para la elaboración de espectros sísmicos para

el diseño sismo resistente de estructuras, p.5

Elaborado por: Ing. Mario Rodolfo Corzo Ávila

Gráfico 2 - División de placas tectónicas

15

Movimiento de placa.

Existen dos tipos de movimiento de placa las cuales son expansión y subducción.

La formación del piso oceánico implica la separación de los continentes, esto es

equilibrado por la destrucción de la placa por medio de la subducción cuando la

corteza oceánica es transportada al manto en donde se consume, e implica que las

placas estén en constante movimiento y provoque terremotos de pendiendo de la

fuerza o el rose inesperado que se ejecute.

También otros de los defecto que producen un movimiento telúrico son las falla

geológica las cuales son los plano de fractura de la roca de la corteza terrestre, a

través del cual se han producido desplazamientos relativos de un bloque respecto de

otro adyacente. (Paz Tiguila, 2012)

Tipos de fallas

“La clasificación de las fallas depende de la geometría y la dirección relativa del

desplazamiento (slip). El ángulo de la falla (dip), es el formado por la falla en la

superficie del terremoto de un plano horizontal y la línea de corte hacia abajo del

suelo.” (Paz Tiguila, 2012, pág. 13)

16

Cuadro N° 2 Tipos de fallas

NOMBRE DESCRIPCION

Normal Los bloques están sometidos a esfuerzos de tensión.

Inversa Los bloques están sometido a esfuerzos de compresión.

Desgarradura Los bloques están sometidos a esfuerzo de corte.

Vertical

Es una combinación entre la falla normal o inversa, pero el

movimiento relativo entre los bloques es predominantemente

vertical.



Premonitorios y replicas

Cuando se origina un sismo en ciertos casos se presentan varios sismos pequeños

antes de que ocurra el evento principal, a esto se lo denomina premonitorios. De igual

manera existen sismos de menor magnitud después del evento principal, a los que se

conoce como réplica.

“Solo los sismos superficiales y de profundidad moderada producen replica. Las

cuales son de gran importancia para determinar el plano de falla, y esta es la razón

por la cual se instalan redes sismológicas móviles con posterioridad a un sismo de

importancia.” (Paz Tiguila, 2012, pág. 11)

17

Onda sísmica

Las ondas sísmicas se presentan a partir del movimiento telúrico se la considera de

forma elástico e isotrópico lo cual liberan su energía y parte de esta se propagan a

través del cuerpo como ondas corpóreas despareciéndose en la superficie en forma

de ondas superficiales, mientras que la energía restante se convierte en calor. Son

influenciadas diferentes factores como los espesores, velocidades, curvaturas de la

capa de la tierra según la distancia epicentral y la dispersión de la onda. (Rasquin

Contreras, 2012)

Existen dos tipos principales de ondas sísmicas, que son ondas de corpóreas y ondas

superficiales.

➢ Ondas Corpóreas. Son ondas capaces de propagarse en medio sólidos,

líquidos o gaseoso por el interior de la tierra, a su vez se divide en ondas

primarias y ondas secundarias.

➢ Onda compresionales u ondas P (primarias).- para este tipo

de ondas las partículas tienen un movimiento iguales o paralelo a la

dirección de propagación, por lo que tienen carácter de compresión y

dilatación. Estas ondas primarias como su nombre lo indica son ondas

primeras en ser detectadas en una estación. (Rasquin Contreras, 2012)

𝑉𝑝 = √(𝜆 + 2𝜇

𝑝)

Vp = velocidad de onda p

𝝀 = constante

18

𝝁 = módulo de rigidez

P = la distancia del medio

Las ondas primarias disminuyen se velocidad al pasar de un medio

rígido a uno plástico o líquido.

Fuente: http://www.funvisis.gob.ve/objetosa/temblortierra/img/ondasp.png

Elaborado por: Funvisis.gob.ve

➢ Ondas de cizalla u ondas S (secundarias).- en las ondas S

las partículas tienen un movimiento perpendicular a la dirección de

propagación, viajan más lento que las ondas P. se deriva de dos

componentes que son SH y SV, secundaria horizontal y vertical

respectivamente que corresponden al movimiento de las partículas en

el plano horizontal y vertical. (Rasquin Contreras, 2012)

𝑉𝑠 = √ 𝜇

𝑝

Vs = velocidad de onda S

𝝁 = módulo de rigidez

𝒑 = la densidad

Gráfico 3 - Ondas P.

19

Fuente: http://www.funvisis.gob.ve/objetosa/temblortierra/img/ondass.png

Elaborado por: funvisis.gob.ve

También se puede decir que las ondas secundarias tienen mayor

amplitud y son más destructivas que las ondas P.

Las ondas S no se propagan en medios líquidos.

Fuente: http://www.monografias.com/trabajos/sismologia/Image14.gif

Elaborado por: Microsoft

➢ Ondas Superficiales.- son las ondas que presentan el mayor contenido de

energía para un movimiento sísmico de poca profundidad, por lo cual las que

Gráfico 4 - Ondas S.

Gráfico 5 - Tipos de Ondas

20

causan mayor destrucción o desastre a la hora de un terremoto en áreas de

gran densidad de población. (Rasquin Contreras, 2012)

Se pueden dividir en dos tipos ondas Rayleigh y ondas Love.

➢ Ondas Rayleigh.- estas ondas viajan a lo largo de la superficie de

la tierra. La amplitud de esta onda decrece exponencialmente con la

profundidad, las partículas tienen un movimiento elíptico retrogrado

en un plano vertical que contienen la dirección de propagación, esta

onda surge de la interacción o múltiple reflexiones de las ondas P y

Sv. Su velocidad depende del valor de las constante elásticas cerca de

la superficie y es siempre menor que la velocidad de las ondas S.

(Rasquin Contreras, 2012)

Fuente: http://www.smis.org.mx/imagenes/sismicidad/ondas_3.jpg

Elaborado por: smis.org.mx

➢ Ondas Love.- Son ondas que se propagan en un semiespacio que

incluye una capa de baja velocidad. Poseen un movimiento horizontal

de cizalla normal a la dirección de propagación. (Rasquin Contreras,

2012)

Gráfico 6 - Ondas Rayleigh

21

Fuente: http://www.funvisis.gob.ve/objetosa/temblortierra/img/ondasl.png

Elaborado por: Funvisis.gob.ve

Periodo de un movimiento sísmico

Un periodo es el tiempo que dura la repetición de un movimiento sísmico.

“En sismología, el término periodo largo quiere decir que el tiempo entre cada

repetición es más prolongado, si un movimiento t=2s, este podría producir grandes

daños al edificio, la estructura se comporta de manera diferente que si fuese de

periodo corto, sus movimientos son rápidos, movimiento t=1s, por tanto esto obliga

a la estructura a tener que resistir mejor” (Moreno, 2014)

Fuente: Análisis de daños estructurales causados por sismos en escuelas públicas de Rep.

Dom. (p, 22)

Elaborado por: Carmen Patricia Moreno González

Gráfico 7 - Ondas Love

Gráfico 8 - Periodos de un movimiento sísmico

22

Magnitud

A nivel científico existe una entidad que realiza o mide el grado de magnitud de un

sismo, esta entidad la denomina o la referencia con la escala de Richter.

Cuadro N° 3 Magnitudes de un terremoto

Magnitud Descripción Efectos de un Sismo

0 – 3,9 Menor Generalmente no son perceptibles, pero rara vez

provocan daños

4,0 – 5,9 Ligeros o

Moderado

Pueden causar daños menores en edificios débiles

o mal construidos, en edificaciones bien diseñadas

los daños son leves.

6,0 – 6,9 Fuerte Puede llegar a destruir áreas pobladas, unos 160

kilómetros a la redonda.

7,0 – 8,0 Mayor puede causar serios daños en extensas zonas

8,1 – 9,9 Gran causa daños severos en zonas de cientos de

kilómetros

10,0 - + Épico Destrozó total, pero jamás se ha registrado un

evento de tal magnitud



Placa de Arduino.

Arduino es una plataforma de prototipo electrónica muy fácil de usar por lo que

utiliza código abierto (open source) basada en hardware y software flexible. Arduino

puede trasmitir diferentes variables que hace la interacción con diferentes sensores

llegando al control automatizado de los mismos o de acuerdo a la función que

realicen que pueden ser control de luces, motores y otros artefactos. (Thayer Ojeda,

s.f.)

23

Fuente: http://platea.pntic.mec.es/~mhidalgo/edubasica/01arduino/01imgs/arduino01.jpg

Elaborado por: Plantea.pntic.mec.es

En la placa de Arduino se puede dividir sus partes en un conector de alimentación

de 5V-12V, un conector USB para la interacción con los dispositivo generalizados, el

microcontrolador de la placa se programa usando el Arduino Programming Language

y el Arduino Development Environment que se basa en escritura y en procesos

respectivamente, también existe pines de transmisión analógica y pines de

transmisión digital, incluso pines de alimentación que son VCC o alimentación de

voltaje y GND o alimentación a tierra los cuales se utilizara para la conexión de un

sensor de vibración, en los pines analógicos son los que nos ayudara a la lectura de

datos que emita el sensor antes mencionado

Sensor de vibración.

Para la realización de nuestro proyecto se necesitara un sensor de vibración SW-

18010P que permitirá capturar de valores según su vibración y su alimentación puede

ser de 5v.

Gráfico 9 - Placa de Arduino

24

Este sensor se utiliza para medir la vibración o el movimiento de un objeto, el modulo

tiene en un extremo del sensor un SW18010P, es parecido a un capacitor negro pero

que tiene un resorte interno que detecta si el sensor se ha movido o no. Este sensor

transfiere a los pines digitales y analógicos, esta información relativa a las

vibraciones. (Ardobot Electronics S.A.S, 2014)

Fuente:https://ae01.alicdn.com/kf/HTB1nJe6NXXXXXXCXXXXq6xXFXXXC/200517784/HTB

1nJe6NXXXXXXCXXXXq6xXFXXXC.jpg

Elaborado por: ae01.alicdn.com

En los pines digitales la transmisión de los datos son por variables de uno o cero, uno

que indica señal alta y cero señales bajas, en cambio en los pines analógicos nos

puedes mostrar señales intermedio, es decir, se puede medir el nivel de intensidad de

la vibración.

Matlab.

“MATLAB es el nombre abreviado de “MATriz LABoratory”. Es un programa para

realizar cálculos numéricos con vectores y matrices, y por tanto se puede trabajar

también con números escalares (tanto reales como complejos), con cadenas de

Gráfico 10 - Módulo de sensor de vibración

25

caracteres y con otras estructuras de información más complejas” (Casado

Fernández, pág. 4)

Con esta herramienta se puede adquirir varios datos y transformarlo gráficamente a

señales de análisis.

Fundamentación Social

Hábitat y vivienda digna.- “La constitución en su artículo 375, establece como

obligación de todos los niveles de gobierno garantizar el hábitat y la vivienda dignos

(…). Por hábitat se entiende al entorno integral y construido en el que la población

se asienta y desarrolla sus actividades; por lo tanto, debe ser ambientalmente sano y

brindar condiciones de seguridad para la población.” (Plan Nacional Buen Vivir,

2013-2017)

A nivel social en nuestro país nos indica que se puede diseñar e implementar

normativas de prevención para mitigar riesgos o desastres de origen natural.

Fortaleciendo a la ciudadanía con la capacitación de respuesta inmediata para

gestionar los riesgo que causa un desastre natural, incluyendo un sistema de control,

alerta temprano, monitoreo y atención oportuna a la población haciendo que las

personas tenga una mejora en su vida antes los daños que se pueda ocasionar ante un

movimiento telúrico. (Plan Nacional Buen Vivir, 2013-2017)

En la sociedad la seguridad que brinda una estructura de un edificio es fundamental

para el desarrollo de las distintas actividades que se cumplen en los mismos, teniendo

una mejor concentración y mejor respuestas a los trabajos que se desarrollan.

26

Fundamentación Legal

La siguiente investigación se basara en las técnicas y normas que se debe

implementar para la elaboración de diseño del edificio.

Estos reglamentos son obligatorio para cumplir con los requerimientos para la

construcción de un edificio:

✓ Norma Ecuatoriana de la Construcción

✓ Seguridad estructural de la edificaciones:

▪ NEC-SE-CG

▪ NEC-SE-DS

▪ NEC-SE-RE)

✓ Constitución de la República del Ecuador

A partir de la vigencia de la nueva Constitución en el año 2008, se incorpora en el

título VII Régimen del buen vivir, sección novena Gestión del Riesgo.

En el artículo No 389 establece que “El estado protegerá, a las personas, las

colectividades y la naturaleza frente a los efectos negativos de los desastres de origen

natural o antrópico mediante la prevención ante el riesgo, la mitigación de desastres,

la recuperación y mejoramiento de las condiciones sociales, económicas y

ambientales, con el objetivo de minimizar la condición vulnerabilidad.”

(Constitucion del Ecuador, 2008)

El estado debe cumplir variar funciones como la identificación de los riesgos

existente en el territorio ecuatoriano, debe prestar y permitir la información suficiente

27

y adecuada para la evaluar los daños o riesgo ocasionado por un desastre de

fenómeno natural, logrando prestar e implementar planes de emergencia y fortalecer

el nivel de respuesta entre los ciudadanos.

Hipótesis

Proponer una simulación de análisis para la estructura de la edificación.

Estableciendo con los resultado obtenido las vulnerabilidades que pueda tener cierta

parte de la estructura del edificio.

¿Creando un simulador para la edificación se conocerá las vulnerabilidades que tiene

la misma y poder mejorar todas las falencias, brindando la seguridad necesaria para

contrarrestar las consecuencias que se podría originar un evento de movimiento

sísmico?

Variable de la Investigación

Variable Dependiente

• Simulador de prueba

Variable Independiente

• Movimiento sísmico

28

Definiciones Conceptuales

Riesgo Sísmico

“Se considera como riesgo sísmico la probabilidad del daño a las construcciones y el

número de personas que resultarían lesionadas o muertas en el cosa de un fuerte

temblor” (Rasquin Contreras, 2012)

Fallas geológicas

“Las fallas son fracturas en las cuales ha tenido lugar el desplazamiento relativo de

los dos lados de la ruptura. Las fallas geológicas que son capaces de producir sismos

se conocen con el nombre de fallas activas; la longitud de las fallas alcanzar desde

varios metros hasta cientos de kilómetros, y extenderse desde la superficie a varias

decenas de kilómetros de profundidad.” (Paz Tiguila, 2012, pág. 12)

Edificio.

“Construcción permanente, separada e independiente, concebido para ser utilizada

como vivienda o para servir a fines agrarios, industriales, educativos, a la prestación

de servicios o en general al desarrollo de una actividad. Una construcción es

permanente si ha sido concebida y construida para atender necesidades de duración

indefinida y que, por lo tanto, durara normalmente en el mismo sitio más de 10 años.”

(Ortiz Naveda, 2012)

29

CAPÍTULO III

METODOLOGIA

Diseño de la investigación

Modalidad de la Investigación

Considerando la tesis presentada en esta investigación se realizó un análisis en la

Universidad de Guayaquil en la carrera de Ingeniería en Networking y

Telecomunicaciones e Ingeniería de Sistema Computacional, busca la mejoría en la

edificación de la facultad dando así una propuesta, que permitirá un buen equilibrio

en la estructura mediante un evento sísmico.

Realizando esta investigación, cabe recalcar que estaremos dando a conocer la

firmeza de la estructura y que problema ocurriría si existirá un evento sísmico de

gran magnitud, discerniendo la información al personal que realiza sus actividades

en el centro educativo, advirtiendo el estado de la estructura en el presente y como

se podría renovar o modernizar en el futuro la edificación.

Tipo de investigación

La investigación de esta tesis se llegó a la conclusión que es de tipo descriptiva y

de campo. La manera que sea descriptiva es porque se basa a hechos reales y darnos

cuenta si es segura la estructura que nuestro centro educativo.

30

Referente a la investigación descriptiva se especifica claramente las características

en la localización o la ubicación que se va a proponer, donde el investigador realiza

sus consultas de manera de encuestas o interrogaciones, el objetivo es encaminar el

estudio en la descripción de afirmar o manifestar los datos obtenidos para luego ser

analizados o evaluado los resultados adquiridos con la finalidad de contribuir a la

investigación.

En la investigación de campo se utiliza para la recolección de datos a través de las

personas que se encuentra en centro educativo, como en este caso la facultad de

ciencias matemáticas y físicas de la carrera ingeniería de Networking y

Telecomunicaciones e Ingeniería en Sistema Computacional.

Población y muestra

La población en la que nos vamos a dirigir es al personal del centro educativo tanto

como autoridades, personal administrativo, estudiantes, docentes y conserjes de la

Facultad De Ciencia Matemáticas y Físicas de la Carrera de Networking y

Telecomunicaciones.

POBLACIÓN

Para el análisis de nuestra investigación se realizara en Universidad Guayaquil en

la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de las carreras de Ingeniería en

Networking y Telecomunicaciones e Ingeniería en Sistemas Computacional,

manteniendo así el personal que existe en el centro educativo para realizar dicha

encuestas.

31

Población a considerar:

o Estudiantes de la carrera en Ingeniería en Sistema Computacional

o Estudiantes de la carrera en Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones

Población a elegir:

La población en la cual se va a tomar en cuenta para el desarrollo de nuestra

investigación por la cantidad que existe será a los estudiantes de las carreras de

Ingeniería de Networking y Telecomunicaciones e Ingeniería en Sistemas

Computacional.

Cuadro N° 4 Población Seleccionada

Fuente: Datos de la Investigación

Elaborado por: Gilson Franco y Joselyn Guarquila


Facultad Carrera Estudiantes

Ciencias Matemáticas y

Físicas

Ingeniería en Sistemas

Computacional

2336

Ingeniería en Networking

y Telecomunicaciones

1672

Total de Estudiantes 4008

32

MUESTRA

Preferimos a los estudiantes de las carreras de Ingeniería en Networking y

Telecomunicaciones e Ingeniería en Sistemas Computacional.

Para identificar el tamaño de la muestra, en la población que se selecciona debe

superar los 100 individuos, realizamos con la siguiente formula.

𝑛 =𝑃. 𝑄. 𝑁

(𝑁 − 1)𝐸2/𝐾2 + 𝑃. 𝑄

P = Probabilidad de éxito (0.50)

Q = Probabilidad de fracaso (0.50)

N = Tamaño de la población (4008)

E = Error de estimación (6%)

K = # de desviac. Típica “Z” (1: 68%, 2: 95.5%, 3: 99.7%)

n = Tamaño de la muestra ( ? )

𝑛 =0.50 𝑥 0.50 𝑥 4008

(4008 − 1)0.062/22 + 0.50 𝑥 0.50

𝑛 =1002

(4007)(0.0036)/ 4 + 0.25

𝑛 =1002

(4007)(0.0036)/ 4 + 0.25

𝑛 =1002

(4007)(0.0009) + 0.25

33

𝑛 =1002

3.6063 + 0.25

𝑛 =1002

3.8563

𝑛 = 259.8345

𝒏 = 𝟐𝟔𝟎

Cuadro N° 5 Muestra Seleccionada


Elaborado por: Gilson Franco y Joselyn Guarquila

Técnicas e instrumentos de recolección de datos

TÉCNICA

Para el análisis de la investigación se aplicó la técnica de preguntar directamente a

los estudiantes de las Carreras de Ingeniería en Sistema Computacional e Ingeniería


Facultad Carrera Estudiantes

Ingeniería en Sistemas

Computacional

120

Ciencias Matemáticas y

Físicas

Ingeniería en Networking

y Telecomunicaciones

140

Total de Estudiantes 260

34

en Networking y Telecomunicaciones, con el propósito de reunir información que

nos permita saber si es factible y aceptable el simulador o proyecto a ejecutar.

INSTRUMENTO

La encuesta, reuniendo toda esta información podríamos determinar la investigación

deseada, cuestionamos con preguntar con la finalidad de saber si el estudiante tiene

conocimiento actualizados acerca de la estructura de la edificación de las Carreras de


Telecomunicaciones.

OBSERVACIÓN

La observación es unos de los instrumentos que se necesitó para la realización de la

investigación, ya que se tuvo un contacto directo con las personas que realizan las

actividades y que experimentaron la problemática de un movimiento sísmico ocurrió

el 16 de abril del 2016 de magnitud 7.8 en la escala de Richter, dentro de la estructura

del edificio, es por esto que se hace el planteamiento de crear un simulador para

estructuras de edificación construidas, obteniendo datos para la mejora de las

estructura y observando daños que pueden ocurrir durante estos fenómenos sísmicos.

35

Recolección de la información

Se tuvo que visitar el sitio donde se va a realizar el proyecto, para recopilar datos o

información que ayuden de manera favorable a los objetivos propuestos. Para esto se

realizó lo siguiente:

✓ Se realizaron preguntas objetivas, para brindar una manera más fácil y

sencilla la respuesta que elijan las personas.

✓ Se hizo las encuestas al número de muestra obtenido para los estudiantes de

las Carreras de Ingeniería en Sistema Computacional e Ingeniería en

Networking y Telecomunicaciones.

✓ Se utilizó el método de sumatoria de las opciones de respuestas para sacar el

porcentaje y evaluar cada una de ellas.

Procesamiento y análisis

La encuesta se realizó al número de muestra obtenido, que es un grupo de 260

estudiantes de las Carreras de Ingeniería en Sistema Computacional e Ingeniería en

Networking y Telecomunicaciones, que asisten a sus actividades en horarios

vespertinos y nocturnos.

Se realizara el análisis mediante gráficos estadísticos, según la sumatoria de las

respuestas, llevándolo a porcentajes de representación para cada una de las preguntas.

36

Pregunta #1

¿Usted sabe si en la edificación donde se encuentra, está construida con

normativas antisísmicas?

Cuadro N° 6 Frecuencia de la pregunta #1

Fuente: Datos de la Investigación Elaborado por: Franco Lainez Gilson y Guarquila Olalla Joselyn

Gráfico 11 - Resultados Pregunta #1


Análisis: En el siguiente grafico nos muestra que un 14.6% de personas saben que la

construcción donde se encuentran es construida con normas antisísmicas un 23.5%

nos dicen que la edificación no está construida con normas antisísmicas y la mayor

parte de personas un 61.9% no sabe si la edificación esta construidas con normativas

antisísmicas.

14,6

23,561,9

SI NO NO SE

DETALLE FRECUENCIA PORCENTAJE

SI 38 14.6%

NO 61 23.5%

NO SE 161 61.9%

Total de la muestra 260 100%

37

Pregunta #2

¿Usted considera que en la edificación donde se encuentra podría soportar un

evento sísmico de magnitud entre 7 - 8.5 en escala de Richter?

Cuadro N° 7 - Frecuencia de la pregunta #2


Gráfico 12 - Resultado pregunta #2


Análisis: En el siguiente grafico nos muestra que un 11.2% de personas aseguran

que en la edificación donde se encuentran soportaría un evento sísmico entre 7 - 8.5

grados de magnitud, un 34.6% asegura que no soportaría y un 54.2% no sabe si la

edificación donde se encuentra soportaría un evento sísmico de un rango entre 7 –

8.5 grados de magnitud.

11,2

34,654,2

SI NO NO SE


SI 29 11.2%

NO 90 34.6%

NO SE 141 54.2%


38

Pregunta #3

¿Estaría de acuerdo en la creación de un simulador sísmico para observar que

problemas estructurales tendría cualquier edificación ante un evento sísmico?





Análisis: En el siguiente grafico nos muestra que un 84.6% de personas aseguran

que estarían de acuerdo en la creación de un simulador sísmico para analizar los

problemas de la estructurales que existirían en cualquier edificación, un 6.9% nos

indica que no estaría de acuerdo y un 8.5% de personas no supo que contestar.

84,6

6,9 8,5

SI NO NO SE


SI 220 84.6%

NO 18 6.9%

NO SE 22 8.5%


39

Pregunta #4

¿Con los resultado del simulador antes mencionado. Si usted fuera dueño de un

edificio adoptaría por modificar su estructura para mejorar la estabilidad?





Análisis: En el siguiente grafico nos muestra que un 44.2% de personas tomaría

medidas necesaria para la modificación de su edificio y mejorar la estabilidad del

mismo, un 29.6% de persona nos dijo que no por falta de recurso o incomodidad de

su establecimiento y un 26.2% de personas nos indica que no sabe por qué pueden

faltar recursos económicos etc.

44,2

29,6

26,2

SI NO NO SE


SI 115 44.2%

NO 77 29.6%

NO SE 68 26.2%


40

Pregunta #5

¿Cree que sea conveniente en que todas las estructuras construidas como

edificio, puente vehicular, centro comerciales, etc. Se evalúen en los riesgos que

podría tener mediante un evento sísmico?





Análisis: En el siguiente grafico nos muestra que un 77.3% de personas están de

acuerdo que se debe hacer una evaluación a las estructuras construidas para optimizar

los riesgos ante un evento sísmico, un 12.3% nos indicaron que no están de acuerdo

77,3

12,310,4

SI NO NO SE


SI 201 77.3%

NO 32 12.3%

NO SE 27 10.4%


41

y un 10.4% de personas nos indica que no sabe si sería conveniente evaluar las

estructuras construidas.

Validación Hipótesis

Se seleccionó dos preguntas las cuales obtuvieron un mayor porcentaje de

encuestados, lo cual nos ayudaran a la validación de la hipótesis.

❖ ¿Estaría de acuerdo en la creación de un simulador sísmico para observar que

problemas estructurales tendría cualquier edificación antes un evento

sísmico?

❖ ¿Cree que sea conveniente en que todas las estructuras construidas como

edificios, puentes vehiculares, centros comerciales, etc. Se evalúen en los

riesgos que podría tener mediante un evento sísmico?

Tras los resultados e información brindada en las dos preguntas de la encuesta, los

estudiando manifiestan que es necesario la creación de un simulador sísmico para

evaluar los problema estructurales que existieran en la edificación de las carreras


Telecomunicaciones, pues al obtener estos resultados se puede brindar una

estabilidad con mayor seguridad en el edificio donde cumple diariamente sus

actividades.

42

CAPITULO IV

PROPUESTA TECNOLÓGICA

El simulador tiene como principal función determinar los defectos que podrían tener

un edificio o cualquier estructura construida, a través de un sistema que nos indique:

▪ Cuáles son los defectos que tendría la estructura.

▪ Cuáles son las partes de la estructura más vulnerable.

▪ Cuáles son las mejorar que se podría tomar en cuenta en la estructura.

Además de brindar las evaluaciones de la estructura, para corregirla de una manera

anticipada y mejorar la estabilidad, con el fin de que un evento sísmico no cause

mayor impacto o efectos desastrosos en la edificación.

Análisis de factibilidad

El análisis de factibilidad se realizó según la estrategia que se implementó, lo cual

fue la recolección de información mediante encuesta realizada a los estudiantes de la

carrera Ingeniería en Sistema Computacional e Ingeniería en Networking y

Telecomunicaciones, dando como resultado los requerimientos y exigencia que debe

tener la estructuras del edificio para brindar mayor estabilidad, mejor soporte etc. en

todas la edificación para que los usuarios cumplan sus actividades con más

tranquilidad, ya que un gran número de personas podría ser afectada si existiera un

fenómeno sísmico de gran magnitud.

43

Factibilidad Operacional.

La factibilidad operacional del proyecto refleja la evaluación con el gráfico de

señales según el movimiento del sensor de vibración, con el propósito de tener una

mejor estabilidad para mayor seguridad hacia los usuarios en caso de un evento

sísmico.

El proyecto también es factible operacionalmente para cualquier estructura

construcción sea edificaciones, puentes vehiculares, centros comerciales, etc. con el

fin de evaluar la estabilidad de la estructura, con los resultados arrojados por el

simulador se podrá prevenir a las autoridades o dueños de la estructura saber cuáles

son la vulnerabilidades que existen en la mismo, dando a total decisión por parte de

ellos mejorar la infraestructura para brindar una seguridad de estabilidad a los

usuarios que utilizan o viven dentro de una estructura construida en el país.

Factibilidad Técnica

Para llevar a cabo el diseño del proyecto se debe tomar en cuenta la parte técnica en

hardware – software, que se necesita para realizar la simulación y evolución de las

partes estructurales de la edificación.

Para el hardware, se necesita un equipo de cómputo actualizado que cubra los

requerimientos básicos y una infraestructura avanzada para soportar la ejecución de

software que requieren mayores recursos para una simulación, un procesador y

memoria RAM de alta capacidad para la mejor visualización del proyecto.

44

En el siguiente cuadro se puede observar el hardware con las características que se

necesitan para realizar la simulación de eventos sísmicos

Cuadro N° 11 - Hardware

COMPUTADORA

Características Descripción

Procesador Procesador Intel Core I5-6200U (2.3GHz – 2.8GHz, 3MB de

memoria cache, 4 núcleos.

Gráficos de video Gráficos Intel HD 520

Memoria RAM SDRAM DDR4-2133 de 8GB (1x8GB)

Puertos externos 2 USB 3.0; 1 USB 2.0; HDMI; Combinaciones auriculares y

micrófono

Fuente de

alimentación Adaptador de alimentación de CA de 45 W

Conectividad

inalámbrica Combinación 802.11b/g/n(1x1) y Bluetooth 4.0

Expansión slots Lector de tarjetas SD multiformato

Tipo de batería Lones de litio de celdas y 41Wh


Elaborado por: Franco Lainez Gilson y Guarquila Olalla Joselyn

Para seguir con la simulación de nuestro proyecto se necesitara dos sensores de

vibración SW-18010P para captar los datos del movimiento y utilizar esos datos para

lograr su análisis, también se requiere de una placa de Arduino UNO para realizar la

45

comunicación de los datos del sensor hacia el software de simulación y lograr la

gráfica que se necesita analizar.

Para el Software, se necesita un sistema operativo de 64 bits donde se puede ejecutar

e instalar con facilidad la aplicación de simulación.

Se instalara la aplicación de Arduino lo cual nos ayudara mediantes líneas de código

transmitir los datos del movimiento realizado por el sensor de vibración, captando

estos datos y enviándolo por conexión serial a la aplicación que simulara la gráfica,

además se instalara la aplicación llamada Matlab, este software nos permite por

medio de código de programación dibujar la onda del movimiento o vibración,

evaluando las afectaciones que tendría la estructura construida y como se pueden en

dar mejorar para la estabilidad.

Fuente: http://matlab.enge.vt.edu/Images/MATLAB.png

Elaborado por: Matlab.enge.vt.edu

Gráfico 16 - Matlab

46

Cuadro N° 12 - Software

Recursos Características

Sistema Operativo Windows 8, sistema operativo de 64 bits, procesador x64

Aplicación para simulación Matlab (matrix laboratory) R2013, plataforma x64

Aplicación para captura de

datos arduino-1.8.1 (Open Source)



Factibilidad Legal

Se verifica que la investigación que se realizó para el estudio, evaluación y

simulación de la estructura del edificio de la Carrera Ingeniería en Sistema

Computacional e Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones será

exclusivamente implementada en un software libre, por lo tanto no incumple ninguna

ley actual en el reglamento de la constitución de la República del Ecuador.

Por lo tanto este proyecto está enfocado “en ampliar el conocimiento de la tecnología,

dentro de una responsabilidad del estado es el asegurar la difusión y el acceso a los

conocimientos científicos y tecnológicos.” (Constitucion del Ecuador, 2008)

Factibilidad Económica.

Para realizar el proyecto de la simulación y evaluación de la estructura del edificio

se necesita una laptop con un Procesador Cori I5, memoria RAM de 8 GB con un

47

sistema operativo incorporado, una aplicación para la comunicación y el desarrollo

del Arduino y una aplicación Matlab donde se realizara mediante a un código de

programación propio para la simulación, esta aplicación tiene un costo de licencia lo

cual se la debe considerar para el desarrollo del proyecto, y por último se considera

el programador o desarrollador para realizar el código fuente del simulador.

En la siguiente tabla se mostrara una cotización de acuerdo a las necesidades que

requiere el proyecto y detallando la cantidad total para su empleo.

Cuadro N° 13 - Estudio Económico



Presupuesto del Estudio

Detalles Cantidad Valor

Hardware

Laptop HP Core I5, 8GB en RAM, 1 TB

de disco duro

1 $ 830.00

Placa de Arduino UNO 1 $ 20.00

Sensor de Vibración SW-18010p 2 $ 15.00

Cable de conexión USB para Arduino 1 $5.00

Software

Matrix Laboratory ( Matlab ) 1 $ 55.00

Aplicación Arduino 1.8.1 1 $ 0.00

Mano de Obra

Programador 1 $800.00

Presupuesto Total $ 1,725.00

48

Etapas de la metodología del proyecto

Para el desarrollo del proyecto se debe tomar en cuenta un método que nos ayude a

la organización y control del proyecto para llegar al objetivo de la simulación.

La metodología que se utilizó en PMI (Project Management Institute), esta nos brinda

un sistema de etapas o procesos las cuales permite una buena organización del

desarrollo del proyecto, los procesos a desarrollar en la metodología PMI son:

proceso de inicio, proceso de planificación, procesos de ejecución, proceso de control

y proceso de cierre.

Gráfico 17 - Método PMI


Inicio

Planificacion

EjecucionControl

Cierre

49

Inicio

Se realizó una investigación minuciosa y necesaria con el objetivo de recopilar

información acerca de los movimientos sísmicos, como se encuentran las estructuras

del país o cuales fueron las consecuencia que dejos el terremoto del 16 de abril del

2016, saber si estas estructuras fueron construidas con reglamento obligatorios en la

actualidad antisísmico, para determinar las estabilidades que tienen cada una de las

edificación.

Planificación

Recolectando toda esta información, se logró determinar el alcance del proyecto los

cuales son los siguientes:

Llevar y dar conocimientos a todas las personas, cuales son las normativas que deben

cumplir las edificaciones construidas en el país.

Como y cuáles son los motivos por el cual existen estos eventos sísmicos, su fuerza

y diferentes tipos de característica que tiene un movimiento telúrico. Realizar la

codificación de cada una de las aplicaciones para la simulación y evaluación de la

estructura del edificio.

Obtener los resultados de los movimientos del sensor de vibración para realizar las

graficar y poder evaluar los datos adquiridos.

50

Determinar al costo de la inversión que se realizara para la elaboración del proyecto,

refiriéndonos a todos los detalles a nivel de dispositivos, personal y software que se

utilizó para el desarrollo del proyecto.

Ejecución.

Se procedió a la compra de los recursos para la captura de datos que brindara el sensor

de vibración, el Arduino, jumper para la conexión, sensores, aplicaciones etc.

Una vez adquiridos los materiales se procedió a la descarga de la aplicación de

Arduino como este dispositivo trabaja con su propia plataforma, la puede encontrar

o adquirirla en el siguiente enlace: https://www.arduino.cc/en/main/software.


Luego de la descarga se nos creara una carpeta con el nombre de la aplicación la cual

tendrá el ejecutable de la misma para poder trabajar con líneas de código en el

Arduino.

Gráfico 18 - Descarga de la aplicación de Arduino

https://www.arduino.cc/en/main/software

51



Dando doble clic a la aplicación ejecutable no aparecerá la venta principal de la

aplicación lista para la programación.



Gráfico 19 - Carpeta de aplicación de Arduino

Gráfico 20 – Ventana principal de Arduino

52

Luego de la instalación del programa para Arduino se procedió hacer el diseño de

conexión entre el sensor de vibración sw-18010p y el Arduino UNO.


Para la realización de la conexión del sensor con el Arduino se debe conocer que el

sensor tiene 4 pines de conexión pero para nuestro proyecto solo se utilizara 3 pines

el primero será la conexión VCC o el voltaje de alimentación con el pin de 5V del

Arduino el segundo pin es el GND o tierra y el tercer pin es el de lectura analógica

que se conectara en el pin analógico del Arduino en el pin A0.



Gráfico 21 Conexión del Arduino

Gráfico 22 - Conexión Real del Arduino

53

Realizado la conexión del sensor con el Arduino se realizó la programación del

mismo para la captura de los datos con la lectura del pin analógico A0. La

codificación se la detalla en el anexo #2 del documento.


El siguiente paso para el desarrollo del prototipo es la instalación de Matlab la cual

se la detallara en el anexo #4 del documento, este software no va ayudar a que los

datos adquiridos por el Arduino de parte del sensor de vibración lo podamos

transformar en una gráfica de onda para realizar la evolución de las mismos en

diferentes estados de la estructura.

Una vez instalada la aplicación de Matlab se procederá hacer la codificación para la

comunicación entre el Arduino y Matlab. Para realizar este paso se deberá tomar en

cuenta el número de puerto serial en el cual está trabajando el Arduino, de acuerdo

al puerto COM de conexión se creara un objeto para leer los datos que envié por este

puerto en este caso es COM3.

Gráfico 23 Captura de datos del sensor

54



Luego del desarrollo del código de programación para captar los datos enviados por

el puerto serial (COM3) se procede a realizar la codificación de la gráfica de las

ondas con la programación de Matlab. Se detallara el código de Matlab en el anexo

#3 de este documento. Una vez desarrollado el código completo de la aplicación de

Matlab y de Arduino se procederá la ejecución del mismo.



Gráfico 24 - Puerto de conexión

Gráfico 25 - Ejecución del programa

55

La ejecución se realizara en la plataforma de Matlab el cual se detalla en la gráfica

número 24, para observar los diferentes resultado y poder analizar, compara cada una

de las gráficas logrando tener los resultados que beneficien al objetivo del proyecto.

Gráfico 26 - Captura de 1° Onda


Gráfico 27 Captura de 2° Onda


56

Realizando la captación de ondas en diferentes escenarios de una varilla de hierro

siendo esta en un perfecto estado o en un mal estado se puede observar las diferencias

entre las gráficas, obteniendo resultados favorables para el análisis de la estructuras.

Control

Se comprobó que los objetivos planteados para la organización y desarrollo del

proyecto se cumplió a la perfección, teniendo la corrección de las diferente

observaciones las debilidades y fortalezas que se presentaron a lo largo de la

simulación, ya sea por la codificación o la conexión de los puerto, dedicándole más

tiempo en ciertas actividades y recurrir a la ayuda externa para cumplir con el

objetivo del proyecto.

Cierre

se verifico que todo lo planteado o fijado para la realización del proyecto este

cubierto en su totalidad, destacando los factores positivos que ayudaran en un futuro

a diferentes proyecto que tengan un propósito parecido al que se realizo

Entregable del Proyecto

• Documentación del proyecto de investigación

Criterio de validación de la propuesta

Entre los criterios de validación de la propuesta se encuentra en juicio de experto, ya

que el proyecto fue revisado, aceptado por tutor y los revisores de tesis, ya que el

57

proyecto sería un beneficio a los usuarios que cumplen sus actividades en la

edificación de la Carrera de Ingeniería en Sistema Computacional e Ingeniería en

Networking y Telecomunicaciones, por el motivo de sentirse seguro en la estructura

y la estabilidad del edificio.

Criterio de aceptación del producto o servicio.

De acuerdo a la encuesta realizada a los alumnos de la carrera de Ingeniería en

Sistema Computacional e Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones, se pudo

observar que los usuarios están de acuerdo con la investigación y el desarrollo del

proyecto por lo que brindaría ayuda y correcciones a futuro para el edificio siendo

necesario evaluar la vulnerabilidades de la estructura, reconociendo la nivel de

estabilidad del edificio ante un evento sísmico y teniendo una corrección preventiva

antes estos fenómeno sin lamentar una catástrofe de mayor grado para las estructuras

del país.

58

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones

• Se documentó toda la información necesaria sobre qué problema ocasiona un

sismo en la estructura de los edificios y la capacidad que ha llegado a tener

en nuestro país un fenómenos de estos, haciendo una análisis con la finalidad

que el proyecto brinde a las personas, que tenga el conocimiento necesario

sobre aquella estructura de edificación que pueden habitar o realizan sus

actividades diarias.

• Elaborado nuestro proyecto se determinó un modelo específico que nos hace

de mucha ayuda a lo que estamos desarrollando, la cual nos permite visualizar

el comportamiento de la estructura, teniendo una ondas base para su

comparación.

• Una vez simulado la evaluación de las gráficas de las señales y a su vez

proponer una modificación para la estabilidad confiable para los usuarios que

operan sus actividades.

Recomendaciones

• Estimar que los usuarios tenga conciencia sobre la edificación que se

encuentra si es segura o no, si la mismo está construido con normativas

antisísmicas para ayudar a la estabilidad de la estructura ante un fenómeno

telúrica que pueda existir.

59

• Obteniendo los resultados sobre el análisis de la estructura tendríamos en

cuenta evaluando los diferentes puntos si existe parte de la edificación con

mayor riesgo y tomar en consideración las vulnerabilidades que presentaría

la estructura ante un fenómeno sísmico.

• El simulador que estamos proponiendo queremos que se el principio de un

estudio amplio para la estructuras construidas y a su vez tener un mayor de

nivel de estabilidad y seguridad en las edificaciones, para disminuir los daños

en las edificaciones, sin lamentar pérdidas humanas o que exista un mayor

impacto en la destrucción de la edificación.

60

BIBLIOGRAFÍA

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Ortiz Naveda, E. L. (2012). Diseño estructural sismo resistente de los edificios de departamento de hormigon armado "Limburg Platz" de la ciudad de Quito, para garantizar la seguridad de los ocupantes. Ambato, Ecuador.

Paz Tiguila, E. K. (2012). Procedimientos de calculo para la elaboracion de espectros sismicos para el diseño sismorresistente de estructuras. Guatemala.

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Thayer Ojeda, L. (s.f.). Arduino.cl. Obtenido de http://arduino.cl/que-es-arduino/

62

ANEXOS

63

ANEXO #1

Tema: Diseño de simulador de pruebas sísmicas para

edificaciones construidas, evaluando su respuesta antes

estos fenómenos

1.- Usted sabe si en la edificación donde se encuentra, está construido con normativas

antisísmicas.

o Si

o No

o Nose

2.- Usted considera que en la edificación donde se encuentra podría soportar un evento sísmico

de una magnitud entre 7 – 8.5 en escala de Richter.

o Si

o No

o Nose

3.- Estaría de acuerdo en la creación de un simulador sísmico para observar que problema

estructural tendría cualquier edificación antes un evento sísmico.

o Si

o No

o Nose

4.- Con los resultados del simulador antes mencionado. Si usted fuera dueño de un edificio

adoptaría por modificar su estructura para mejorar la estabilidad.

o Si

o No

o Nose

5.- Cree que sea conveniente en que todas las estructuras construidas como edificios, puente

vehicular, centros comerciales, etc. se evalúen en los riesgos que podría tener mediante un evento

sísmico.

o Si

o No

o Nose

64

ANEXO # 2

Desarrollo de la codificación en Arduino

Para la lectura de nuestro sensor en Arduino se debe agregar diferentes variables

como:

Una vez creada las variables se realizara la codificación de Voip setup () en este

punto es donde se ejecutara las líneas una sola vez, en ella se dará valor constante a

la variable DeltaCambio y se pondrá la velocidad por el cual se trabajara en el puerto

serial con la función Serial.begin ().

Para la codificación del Voip loop (). En esta parte se realizara el código que se

ejecutara constantemente con la aplicación o lectura del sensor. Para la lectura de

sensor se realizara con la función analogRead () y agregando en los paréntesis la

variable de EntradaA0 o de la lectura analógica.

Para saber si el sensor no tiene un movimiento se realiza un if para comparar las

variables Delta y DeltaCambio como lo siguiente.

If ((abs (Delta) < DeltaCambio))

{

NivelAnt=Nivel;

goto leer;

}

Para escribir los datos del sensor por puerto serial se trabaja con la función

Serial.println (). Y poniendo entre los paréntesis la variable Nivel para que se

muestre.

VARIABLE DE CODIGO

Tipo int Descripción

EntradaA0 Variable donde se guardara la lectura analógica del puerto A0

Nivel Variable temporal donde se guardara el nivel analógico.

NivelAnt Variable temporal que cambiara de acuerdo al nivel anterior

Delta Variable que reconocerá si hay movimiento o no.

DeltaCambio Variable constante para comparar el movimiento o delta.

65

Anexo # 3

Desarrollo de la codificación en Matlab

Para la comunicación de entre el Arduino y la aplicación Matlab se debe de saber

cuál es el puerto donde se comunica el sensor de vibración y realizar el siguiente

código.

delete(instrfind({'Port'},{'COM3'}));

Con la función delete se borrara los datos anteriores que se obtienen en el puerto de

comunicación en este caso COM3. Luego se crea un objeto con el número de puerto

COM, la velocidad de transmisión de datos etc.

s = serial('COM3','BaudRate',57600,'Terminator','CR/LF'); warning('off','MATLAB:serial:fscanf:unsuccessfulRead');

Y por último se abrirá el puerto con la función fopen(); y entre los paréntesis el

objeto que se creó para la comunicación con el puerto ósea “s”.

Para la gráfica de la ventanas para las ondas se podría visualizar con diferentes

etiqueta con funciones xlabel (); ylabel (); sirve para ponerle nombre a cada rango

del plano donde se dibujara la onda.

Y para el dibujo de la onda se realizara un bucle repetitivo con una variable del

tiempo que se tomara la muestra.

while t<tmax t = toc; % leer del puerto serie a = fscanf(s,'%d')'; v1(i)=a(1); % dibujar en la figura x = linspace(0,i/rate,i); a = set(l1,'YData',v1(1:i),'XData',x); drawnow % seguir i = i+1; end

Y para la ejecución del programa se puede realizar con el botón run de la aplicación

de Matlab con presionando la tecla F5.

66

Anexo # 4

Instalación de la aplicación Matlab

Para la descarga del programa Matlab se la puede adquirir en el siguiente enlace:

https://es.mathworks.com/academia/student_version.html

En el se puede encontrar los tipos de a licencia que tiene matlab cuales se puede

descargar de acuerdo a su costo y beneficio que tendria cada persona, tambien se

debe considerar que se creara una cuenta en MathWorks por lo que el codigo de

licencia se enviara a la cuenta creada resoctivamente.

Una vez adquirida y deacargada la aplicación se ejecuta el archivo de ejecucion en

nuestro caso se instalara Matlab & Simulink R2015a

https://es.mathworks.com/academia/student_version.html

67

Una vez que se le dio clic en setup en la carpeta nos saldrá la ventana de autorización

para el administrador de la PC.

Le damos clic en sí y continuamos con la instalación.

Nos saldrá la ventana inicial de la instalación donde se tendrá dos opciones una de

realizar la instalación por internet y la otra realizar la instalación por archivo que

existan en la PC, escogeremos la segunda opción por lo que ya tenemos descargado

los archivo de instalación y le damos clic en siguiente (next).

68

La siguiente ventana que nos aparecerá es la aceptación de los términos de licencia,

aceptamos y hacemos clic en siguiente (next).

Luego de esta opción nos tocara insertar el código de licencia del producto el cual lo

dan o emiten luego de la compra y la creación de la cuenta en MATHWOR

Una vez insertada el código del producto le damos clic en siguiente (next) para seguir

con el proceso de instalación

69

La próxima ventana que nos aparecerá será la que nos indique que se creara una

carpeta de Matlab en los archivo de programa que existen en la pc.

Hacemos clic en siguiente (next).

A continuación nos saldrá todas las paqueterías que tiene la aplicación teniendo la

opción de instalar solo los paquetes que se necesita o se va a utilizar dando visto a

lado de cada una de los paquetes.

70

Hacemos clic en siguiente (next).

Ya para finalizar en el proceso nos aparecerá una ventana con la información que se

instalara en la máquina y hacemos clic en instalar.

Una vez dado clic se tiene que esperar para que la aplicación se instala correctamente

esto puede tardar varios minutos.

Una vez que termine o llegue al 100% de la instalación nos aparecerá una ventana

para el término de la instalación

71

Hacemos clic en finalizar y terminar la instalación para ver que la instalacion se

completo correctamente.

Ya se puede abrir la interface principal de Matlab para comenzar a trabajar en el

código que se necesite.

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