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Noticias de la Industria

Inclinómetro tri-axial inalámbrico para el monitoreo del Tláloc de Coatlinchán

El Monolito de Tláloc, al ser una pieza arqueológica de gran tamaño (7 metros de altura y 168 toneladas), -que es exhibida a la intemperie desde 1964 en posición vertical en el Museo Nacional de Antropología, diferente a la posición en la cual fue encontrada (horizontal)-, requiere un constante monitoreo de su inclinación en tres ejes ortogonales que permita conocer la evolución de su posición a lo largo de los años, con el fin de prevenir el riesgo de alguna eventual inestabilidad. En este trabajo se describe el desarrollo de un instrumento para la medición de los ángulos de inclinación conocido como inclinómetro, el cual será utilizado para monitorear la posición del Monolito. El instrumento está compuesto por una radio base transmisora de los ángulos de inclinación colocada en la parte superior del Monolito y una radio base receptora que es colocada en el interior de una oficina. El instrumento desarrollado tiene la capacidad de operar hasta por cinco meses aproximadamente con una carga de dos baterías AA. Se presentan los resultados obtenidos a partir de la implementación de las radio bases.


INTRODUCCIÓN

El desarrollo de la instrumentación para el monitoreo de las condiciones de posición de equilibrio y los desplazamientos que puedan sufrir piezas monumentales del patrimonio arqueológico de México, como el Tláloc de Coatlinchán, está enfocado a su preservación y mantenimiento. Esta escultura de gran tamaño, conocida popularmente también como “Monolito de Tláloc”, por estar labrada en una sola pieza de andesita, está localizada actualmente en las afueras del Museo Nacional de Antropología de México, y se encuentra sometida a diversos efectos producidos por agentes antropogénicos y medioambientales, como vibraciones, sismos, cambios en las condiciones del suelo, lluvia ácida, microorganismos, fauna silvestre nociva, radiación solar, etc. Los arqueólogos y restauradores encargados de su preservación y mantenimiento han identificado diversas variables estructurales de las cuales es necesario mantener registros, ya que de ello dependen los programas de mantenimiento correctivo y preventivo para asegurar la estabilidad de la pieza. En este sentido, el Monolito de Tláloc, requiere un constante monitoreo de su inclinación en tres ejes ortogonales (o su rotación alrededor de dos de ellos) que permita conocer la evolución de su posición a lo largo de los años, con el fin de prevenir el riesgo de alguna eventual inestabilidad. El esquema general para la instrumentación del Tláloc se muestra en la figura 1.


RADIO-BASE TRANSMISORA

La radio base transmisora es un circuito electrónico construido sobre la base de los siguientes dispositivos: un microcontrolador, un circuito de radio frecuencia y un sensor del tipo Sistema MicroElectroMecánico, MEMS, por sus siglas en inglés. El algoritmo de medición en el microcontrolador ejecuta la adquisición de las siguientes variables de interés para la aplicación: los tres ángulos de inclinación, el voltaje de su fuente de alimentación suministrado por baterías AA y la temperatura del sensor. Los datos son enviados en tiempo real de manera inalámbrica a la radio base receptora. En forma adicional el microcontrolador implementa un algoritmo de optimización del uso de la energía que permite operar la radio base transmisora hasta por cinco meses con una carga de baterías AA. La figura 2 muestra el circuito para la radio-base transmisora construida a partir de herramientas básicas de desarrollo electrónico.


RADIO-BASE RECEPTORA

La radio base receptora es un circuito electrónico de comunicación serie asíncrona (puerto serie RS232) que le permite a una computadora recibir, almacenar y desplegar en forma tabular y gráfica la información generada por el sensor en la radio base transmisora. La figura 3 muestra el circuito para la radio-base receptora.


RESULTADOS

La figura 4 muestra una captura de la pantalla del programa Hyper Terminal de Windows XP en donde se pueden visualizar los datos recibidos por la estación receptora. En pruebas de operación, figura 5, el alcance del arreglo experimental fue de 20m, longitud que teóricamente existe entre el Monolito de Tláloc y la oficina más cercana en el interior del Museo Nacional de Antropología.


CONCLUSIONES

Se diseñó y construyó un inclinómetro triaxial inalámbrico con el propósito específico de monitorear la evolución en posición del Monolito de Tláloc. El sistema consiste de una radio base transmisora y una receptora. Los circuitos electrónicos de las radio bases fueron desarrollados a partir de herramientas de desarrollo básicas, tanto hardware como software, lo cual facilita su eventual transferencia tecnológica. Se realizaron pruebas de operación verificando el correcto funcionamiento del dispositivo MEMS sensor de inclinación a una distancia de 20m entre bases transmisora y receptora. La distancia obtenida cubre justamente la especificación inicial del proyecto. No obstante, como trabajo a futuro se plantea incrementar el alcance del enlace inalámbrico para prever futuras modificaciones en la posición de las radio bases.


Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico, CCADET

Universidad Nacional Autónoma de México