Show simple item record

dc.contributor.advisorRoa Prada, Sebastián
dc.contributor.authorPeñaloza Casanova, Carlos Antonio
dc.coverage.spatialColombiaspa
dc.date.accessioned2021-09-17T18:46:19Z
dc.date.available2021-09-17T18:46:19Z
dc.date.issued2021
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/14335
dc.description.abstractEl siguiente proyecto presenta el desarrollo de una red de sensores para medición de señales sismológicas in situ con alerta temprana. La red está compuesta por cuatro nodos sensores, tres de estos implementan el algoritmo STA/LTA para la detección temprana de sismos y son llamados esclavos, el restante, discrimina los posibles falsos positivos en el envío de datos desde los primeros y es llamado maestro. Cada nodo sensor está compuesto por el acelerómetro triaxial mma7361, un módulo ESP32 y un módulo wisol breakout de la tecnología sigfox. Para este sistema se ha implementado una red tipo LAN para la comunicación entre maestro y esclavos y una red tipo WAN entre el maestro y el servidor WEB. La red LAN (local Area Netwok) está formada por cuatro dispositivos ESP32, microcontroladores de 32 bits con soporte de comunicación inalámbrica. La comunicación se lleva acabo usando la tecnología ESPNOW, basado en la pila de WIFI y que permite transmitir información entre dispositivos pares ESP32 configurándolos como maestro o esclavo. Tres dispositivos son configurados como esclavos, estos ejecutan el algoritmo de detección STA/LTA y de acuerdo con éste notifican de un evento a un maestro quién discriminará la información recibida evitando falsos positivos. De esta manera, el maestro solo enviará la alerta a un servidor WEB remoto siempre que los tres esclavos notifiquen al tiempo acerca de un evento. Los datos son almacenados en la nube de la tecnología sigfox, allí se registran los datos de las ventanas STA/LTA, también se almacenan en la plataforma ubidots, encargada de generar y de enviar mediante un correo electrónico la alerta temprana. Los dispositivos fueron instalados para realizar medición, en una vivienda de tres plantas ubicada a cien metros de la estación base de Sigfox y se distribuyeron de la siguiente manera: un dispositivo esclavo en cada planta (Planta uno, planta dos y planta tres) y el maestro en la tercera planta.spa
dc.description.tableofcontents1. INTRODUCCIÓN 7 2. OBJETIVOS 9 2.1. OBJETIVO GENERAL 9 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 9 3. MARCO TEÓRICO 10 3.1. Sismo 10 3.2. Magnitud 10 3.3. Intensidad 11 3.4. Terremotos 11 3.5. Ondas sísmicas 13 3.5.1 Tipos de ondas sísmicas 13 3.6. Escalas sismológicas 16 3.6.1. Escala momento sísmico (Mw) 16 3.9. Actividad sísmica en Colombia, Santander y Bucaramanga 22 3.10. Sensor 24 3.11. Red de sensores inalámbricos 24 3.12. Monitoreo en tiempo real 26 3.13. ¿Cómo funciona un sistema de detección temprana de terremotos? 27 3.14. Alerta temprana (earthquake early warning system – EEWS) 27 3.15. Ejemplos de sistema de detección temprana 29 3.11.1 Sistema de detección temprana México 30 3.11.2 Sistema de detección temprana Japón 30 3.11.3 Sistema de detección temprana Shakealert 31 3.16. Sigfox 33 3.17. Instrumentación para medición sísmica 36 3.18. ESP32 41 3.19. Interfaces de desarrollo 42 4. METODOLOGÍA 47 5. CONSTRUCCIÓN RED DE SENSORES 50 6. BASES DE DATOS SERVICIO GEOLÓGICO COLOMBIANO 59 7. PROCESAMIENTO PARA LA OBTENCIÓN DE LOS DATOS Y EL ENVÍO DE LA ALERTA TEMPRANA 64 7.1. Algoritmo STA/LTA 70 7.1.1. Diseño del algoritmo STA/LTA para la detección de eventos 73 8. PRUEBAS 76 9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 86 BIBLIOGRAFÍA 88 ANEXOS 91spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.language.isospaspa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/*
dc.titleDesarrollo de una red de sensores para medición de señales sismológicas In Situspa
dc.title.translatedDevelopment of a network of sensors to measure seismological signals in situspa
dc.degree.nameIngeniero Mecatrónicospa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.publisher.facultyFacultad Ingenieríaspa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería Mecatrónicaspa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.localTrabajo de Gradospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.subject.keywordsMechatronicspa
dc.subject.keywordsEarthquakespa
dc.subject.keywordsSensor networkspa
dc.subject.keywordsSigfoxspa
dc.subject.keywordsSTA/LTA Algorithmspa
dc.subject.keywordsNatural disastersspa
dc.subject.keywordsAlgorithmsspa
dc.subject.keywordsElectromechanical devicesspa
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
dc.type.hasversioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
dc.relation.referencesAmadej , T. (1999). Understanding and parameter setting of STA/LTA trigger. Obtenido de https://gfzpublic.gfz- potsdam.de/rest/items/item_4097_4/component/file_4098/contentspa
dc.relation.referencesAsimabaya Garcia, M., & Suarez Criollo, E. (2020). Desarrollo de un prototipo de un sismógrafo de alerta temprana para escuelas inalámbrica Wi-Fi y ubicación GPS. Obtenido de Universidad de las fuerzas armadas ESPE: públicas que incluya el sistema de comunicación http://repositorio.espe.edu.ec/xmlui/handle/21000/22387spa
dc.relation.referencesBlockchain. (15 de Diciembre de 2018). Como funciona la red LPWAN Sigfox. Obtenido de https://blockchainadministration.blogspot.com/2018/12/como-funciona-la- red-lpwan-sigfox.htmlspa
dc.relation.referencesBricoGeek. (2020). ESP32 Wroom WiFi + Bluetooth. Obtenido de https://tienda.bricogeek.com/arduino-compatibles/1274-esp32-wroom-wifi- bluetooth.htmlspa
dc.relation.referencesChi, R., Comte, D., Silva, J., & Diaz, M. (2007). Nuevas Estrategias de Identificación Automática de. Congreso geológico chilenospa
dc.relation.referencesDas, R. K. (6 de Febrero de 2016). C&D. Obtenido de https://constructionanddesign.blogspot.com/2016/02/earthquake-body-waves-surface- waves.htmlspa
dc.relation.referencesElectroniLab. (2021). Acelerómetro de 3 ejes – MMA7361. Obtenido de https://electronilab.co/tienda/acelerometro-de-3-ejes-mma7361/spa
dc.relation.referencesGonzalez, M. (25 de Agosto de 2014). Xataka. Obtenido de https://www.xataka.com/otros/asi-funciona-el-sistema-que-es-capaz-de-detectar-un- terremoto-antes-de-que-lo-notemosspa
dc.relation.referencesGonzalez, M. (25 de Agosto de 2014). Xataka. Obtenido de https://www.xataka.com/otros/asi-funciona-el-sistema-que-es-capaz-de-detectar-un- terremoto-antes-de-que-lo-notemosspa
dc.relation.referencesInstituto estatal de educación pública de Oaxaca. (2020). SISMOGRAFOS Y SISMOGRAMAS. Obtenido de http://pep.ieepo.oaxaca.gob.mx/recursos/texto/PA5_GE_B2_OA_21159/sismogra.htmspa
dc.relation.referencesLent, B. (1 de Marzo de 2009). Simple steps to selecting the right accelerometer. Obtenido de Fierce Electronics: https://www.fierceelectronics.com/components/simple- steps-to-selecting-right-accelerometerspa
dc.relation.referencesLino Ramirez, C. (Marzo de 2012). Diseño de una arquitectura para redes de sensores con soporte para aplicaciones de detección de eventos. Obtenido de Universidad Politécnica de Valencia: https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/15152/tesisUPV3764.pdfspa
dc.relation.referencesLunitek. (2020). Obtenido de https://lunitek.it/seismic/digital-seismic-sensors/triton- accelerograph/spa
dc.relation.referencesOMS. (2010). Terremotos. Obtenido de https://www.who.int/hac/techguidance/ems/earthquakes/es/spa
dc.relation.referencesParedes Bernal, R. (2015). Influencia de los elementos no estructurales en la respuesta dinámica de un edificio. Aproximación teórica-experimental. Obtenido de Escuela Politécnica Nacional de Ecuador: https://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/12031spa
dc.relation.referencesPérez Porto, J., & Gardey, A. (2010). Definición de sensor. Obtenido de https://definicion.de/sensor/spa
dc.relation.referencesServicio Geológico Colombiano. (2021). Sismicidad Historia. Obtenido de Catálogo sísmico : http://bdrsnc.sgc.gov.co/paginas1/catalogo/index.phpspa
dc.relation.referencesSGC. (2020). Sismicidad Histórica de Colombia. Obtenido de http://sish.sgc.gov.co/visor/sesionServlet?metodo=irAEpicentrosTodos&idDepartament o=&idMunicipio=&cuadranteXMin=&cuadranteXMax=&cuadranteYMin=&cuadrante YMaxspa
dc.relation.referencesShakeAlert® . (2016). ShakeAlert: An Earthquake Early Warning System for the West Coast of the United States-. Obtenido de https://www.shakealert.org/spa
dc.relation.referencesSigfox partner network. (2019). Breakout TST. Obtenido de https://partners.sigfox.com/products/breakout-tstspa
dc.relation.referencesSuárez, L. (2020). Diferencia entre sismómetros y acelerómetros (y las redes de PR). Obtenido de Universidad de Puerto Rico: https://www.uprm.edu/riseup/wp- content/uploads/sites/223/2020/04/Diferencia-entre-sism%C3%B3grafos-y- aceler%C3%B3grafos.pdfspa
dc.relation.referencesUC Berkeley. (2019). BSL’s ElarmS earthquake early warning code in use in 5 countries globally. Obtenido de Berkeley Seismology Lab: https://seismo.berkeley.edu/research/eew_around_the_world.htmlspa
dc.relation.referencesUNAM. (2015). Sismos. Obtenido de https://www.unam.mx/medidas-de- emergencia/sismos#:~:text=Sismo,ondas%20s%C3%ADsmicas%20en%20todas%20dir ecciones.spa
dc.relation.referencesUrquijo, S. A. (22 de Septiembre de 2017). ¿Cual es la diferencia entre un temblor, un sismo y un terremoto? Obtenido de Unocero: https://www.unocero.com/noticias/cual- es-la-diferencia-entre-un-temblor-un-sismo-y-un-terremoto/spa
dc.relation.referencesWong, J. (2009). Automatic time-picking of first arrivals on noisy microseismic data. Obtenido de University of Houston: https://www.semanticscholar.org/paper/Automatic- time-picking-of-first-arrivals-on-noisy-Wong- Han/7736aad97bffccf33efe1a5a77e16d7807715c12?p2dfspa
dc.relation.referencesZarifi, Z. (2004). An insight into the Bucaramanga nest. Tectonophysics, 1-2. Obtenido de https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0040195107002016spa
dc.contributor.cvlacRoa Prada, Sebastián [0000295523]spa
dc.contributor.googlescholarRoa Prada, Sebastián [xXcp5HcAAAAJ&hl=es&oi=ao]spa
dc.contributor.orcidRoa Prada, Sebastián [0000-0002-1079-9798]spa
dc.contributor.researchgateRoa Prada, Sebastián [Sebastian-Roa-Prada]spa
dc.subject.lembMecatrónicaspa
dc.subject.lembDesastres naturalesspa
dc.subject.lembAlgoritmosspa
dc.subject.lembDispositivos electromecánicosspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.unab.edu.cospa
dc.description.abstractenglishEl siguiente proyecto presenta el desarrollo de una red de sensores para medición de señales sismológicas in situ con alerta temprana. La red está compuesta por cuatro nodos sensores, tres de estos implementan el algoritmo STA/LTA para la detección temprana de sismos y son llamados esclavos, el restante, discrimina los posibles falsos positivos en el envío de datos desde los primeros y es llamado maestro. Cada nodo sensor está compuesto por el acelerómetro triaxial mma7361, un módulo ESP32 y un módulo wisol breakout de la tecnología sigfox. Para este sistema se ha implementado una red tipo LAN para la comunicación entre maestro y esclavos y una red tipo WAN entre el maestro y el servidor WEB. La red LAN (local Area Netwok) está formada por cuatro dispositivos ESP32, microcontroladores de 32 bits con soporte de comunicación inalámbrica. La comunicación se lleva acabo usando la tecnología ESPNOW, basado en la pila de WIFI y que permite transmitir información entre dispositivos pares ESP32 configurándolos como maestro o esclavo. Tres dispositivos son configurados como esclavos, estos ejecutan el algoritmo de detección STA/LTA y de acuerdo con éste notifican de un evento a un maestro quién discriminará la información recibida evitando falsos positivos. De esta manera, el maestro solo enviará la alerta a un servidor WEB remoto siempre que los tres esclavos notifiquen al tiempo acerca de un evento. Los datos son almacenados en la nube de la tecnología sigfox, allí se registran los datos de las ventanas STA/LTA, también se almacenan en la plataforma ubidots, encargada de generar y de enviar mediante un correo electrónico la alerta temprana. Los dispositivos fueron instalados para realizar medición, en una vivienda de tres plantas ubicada a cien metros de la estación base de Sigfox y se distribuyeron de la siguiente manera: un dispositivo esclavo en cada planta (Planta uno, planta dos y planta tres) y el maestro en la tercera planta.spa
dc.subject.proposalSismospa
dc.subject.proposalRed de sensoresspa
dc.subject.proposalSigfoxspa
dc.subject.proposalAlgoritmo STA/LTAspa
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/TP
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia
Except where otherwise noted, this item's license is described as Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia