Implementación de una Red de Sensores con Módulos Digi Xbee y Protocolo Zigbee 3.0 para el Monitoreo de Salud Estructural mediante Recolección de Energía Ambiental Modalidad: Proyecto de Investigación

Abstract

En este proyecto de investigación desarrolló un sistema autónomo de monitoreo estructural para puentes viga cajón segméntales, con el fin de superar las limitaciones de los métodos tradicionales de inspección visual. Los objetivos principales incluyeron: 1) diseñar una red inalámbrica de sensores con acelerómetros triaxiales (MPU-6050/9250) y módulos Digi Xbee para capturar datos de vibraciones en tiempo real; 2) implementar un sistema de alimentación mediante Energy Harvesting (panel solar + conversor DC-DC) que garantizara autonomía energética; y 3) validar la eficacia del sistema en condiciones reales.

La metodología combinó un enfoque experimental y tecnológico, se configuró una red Zigbee 3.0 con nodos sensores (programados en MicroPython para optimizar recursos) y un coordinador que centralizaba los datos. El diseño eléctrico integró un panel solar de 9V/300mA, un circuito conversor DC-DC con regulación MPPT y una batería de litio, asegurando operación continua. Las pruebas incluyeron mediciones de vibraciones en puentes, análisis de pérdida de datos en la transmisión inalámbrica y evaluación de la eficiencia energética. Como resultados, se obtuvo; Un sistema funcional en mediciones de aceleración y una pérdida de datos mínima Autonomía energética comprobada mediante curvas de carga/descargas estables (salida de 4.7V) y 24/7 de operación.

Con este proyecto se logró un prototipo escalable y de bajo costo para monitoreo estructural, con potencial aplicación en infraestructuras críticas.