Desarrollo de un rugosímetro electrónico de bajo costo basado en la plataforma arduino para la evaluación de pavimentos

Abstract

Una deficiencia que se tiene actualmente es la carencia de planes de mantenimiento para las vías o red de caminos que se tienen en todo el país. Generalmente, esto es consecuencia de los altos costos que un monitoreo constante en las carreteras ocasionaría, es así que se prefiere la rehabilitación cuando la vía está muy deteriorada en vez de optar por un mantenimiento preventivo que alargue la vida útil de esta. Teniendo en consideración los altos costos que conlleva el monitoreo de vías en tiempo y dinero, la presente investigación propone la realización de un rugosímetro, que tome en cuenta la respuesta dinámica de un vehículo para el cálculo de la rugosidad de pavimentos, que tenga una precisión aceptable y que tenga un bajo costo para su fácil accesibilidad. Para tal propósito, el rugosímetro propuesto consiste en dos sensores acelerómetros y un módulo GPS, esto con el fin de simular el modelo físico del cuarto de carro. Además, se le agregará al dispositivo un módulo de tarjeta microSD para el almacenamiento de la información. Todo esto estará conectado a una placa Arduino, por las ventajas en programación, costo y accesibilidad que posee este equipo. Las mediciones de calibración y validación han demostrado que, en pavimentos flexibles, los errores no sobrepasan el 5%, pudiendo clasificar el dispositivo propuesto como, por lo menos, de Clase II, lo que, considerando el costo del equipo, es más que satisfactorio y cumple con los propósitos establecidos inicialmente.

There is a shortage of maintenance plans for roads or highways in all over the country. This is a result of the high costs of constant monitoring in this kind of infrastructure. In this way, rehabilitation once the road is much deteriorated is preferred over a preventive maintenance that can extend its lifespan. Taking the high costs that monitoring roads carry, in both time and money, into account, the present thesis proposes the production of a roughometer, which measures the dynamic response of a vehicle to calculate the pavement roughness with reasonable precision and with low-cost materials to make it affordable for most projects. For that purpose, the proposed roughometer counts with two accelerometer sensors and a GPS module, this with the aim of simulate the quarter-car physical model in vehicles. In addition, it is added to the device a SD card module to storage information. All these sensors and modules are connected to an Arduino board because of the advantages in programming and cost this board has. Calibration and validation measurements have demonstrated that deviation in results is less than 5% for flexible pavements. This classify the proposed device, at least, as Class II, which, considering cost, is more than satisfactory and meets the purpose initially established.