Análisis de vibraciones libres amortiguadas con smartphone

Abstract

La presente investigación está orientada a la implementación de una guía de laboratorio de vibraciones libres amortiguadas con smartphone para el laboratorio de estructuras de la Universidad del Cauca. El estudio se centra en análisis de vibraciones libres, utilizando un lector de aceleraciones integrado en los smartphones, el cual se puede utilizar para evaluar o conocer el comportamiento dinámico de las estructuras. Se ensayaron vigas en voladizo y simplemente apoyadas, con materiales de madera de pino y guadua, para el análisis teórico se considera sólo un grado de libertad. Para validar la metodología, se comparan los registros de vibraciones obtenidos en el smartphone con los resultados teóricos y herramientas computacionales como: Video Tracker y SmartVib. Como parte del estudio se desarrolla, una aplicación para la captura y filtrado de datos del acelerómetro del smartphone. Finalmente se desarrolla una guía de laboratorio con el fin de integrar esta práctica experimental a la enseñanza de estructuras. Adicionalmente, se analiza el comportamiento dinámico de un puente en Popayán evaluando si sus frecuencias de vibración cumplen con los parámetros establecidos en la NSR-10.

The present research is focused on the implementation of a laboratory guide for damped free vibrations using a smartphone in the structural laboratory of the Universidad del Cauca. The study centers on the analysis of free vibrations using an acceleration sensor integrated into smartphones, which can be used to evaluate or understand the dynamic behavior of structures. Cantilever and simply supported beams made of pine wood and guadua were tested, considering only a single degree of freedom for the theoretical analysis. To validate the methodology, the vibration records obtained from the smartphone are compared with theoretical results and computational tools such as Video Tracker and SmartVib. As part of the study, an application is developed for capturing and filtering data from the smartphone's accelerometer. Finally, a laboratory guide is created to integrate this experimental practice into structural engineering education. Additionally, the dynamic behavior of a bridge in Popayan is analyzed to evaluate whether its vibration frequencies comply with the parameters established in the NSR-10.