MEMS vs. Geófono

For many years, vibration monitoring sensors in the construction sector were predominantly based on geophone technology. In recent years, the introduction of MEMS-based sensors has revolutionized the industry. Gradually, a shift is being made to use these compact and user-oriented devices based on MEMS technology. However, in some cases, the preference for geophones remains, and using MEMS-based sensors in construction is frowned upon or rejected. In this article, we impugn those 'common beliefs' and present evidence from a Dutch scientific research paper where MEMS accelerometers and geophones are compared. 

La monitorización de vibraciones es un campo en rápida evolución, y su desarrollo en los Países Bajos ha sido especialmente notable. Dado que un especialista en monitorización holandés escribió el artículo de investigación sobre el mercado holandés, exploraremos cómo los sistemas de monitorización de vibraciones han avanzado con el tiempo para satisfacer las necesidades de las empresas holandesas específicamente.

MEMS es la abreviatura de "sistemas microelectromecánicos". La tecnología MEMS permite fabricar dispositivos a microescala, como sensores. Diversos sectores aplican esta tecnología, desde la aeronáutica y la automoción hasta incluso la industria farmacéutica. La tecnología MEMS ha revolucionado el mercado de los sensores. Los dispositivos en miniatura fabricados en chips de silicio son muy fiables y responden con rapidez.

Los mitos sobre la tecnología MEMS

Aun así, en el sector de la vigilancia de las vibraciones, a veces se cree que los sensores basados en MEMS son inferiores a los geófonos. Algunos afirman que, a bajos niveles de vibración, las mediciones de los MEMS no son tan precisas como las de los geófonos y que los MEMS registran niveles de vibración muy elevados a altas frecuencias, en comparación con un geófono.

Esto no es cierto. Esas discrepancias podían existir en el pasado, pero los sensores basados en MEMS han evolucionado mucho desde entonces y su rendimiento actual es equivalente al de los geófonos. Los sensores basados en MEMS superan a los geófonos en muchos aspectos. Gracias a su tamaño ligero y compacto y al hecho de que la tecnología MEMS no necesita nivelarse, ofrece una base fantástica para desarrollar sistemas de control de vibraciones increíblemente fáciles de usar. Por el contrario, la instalación de geófonos suele incluir procedimientos complicados y tediosas sesiones de formación, lo que la hace casi imposible de realizar para un no especialista.

Algunos monitores de vibraciones están diseñados específicamente para la vigilancia de las vibraciones en la construcción. Otros tienen un enfoque diferente (por ejemplo, la supervisión de la salud de las máquinas) y son menos adecuados o incluso inadecuados para el entorno de la construcción. Por lo tanto, es crucial que el sensor que elija sea adecuado para la actividad y la situación específica relacionadas con su proyecto. No existe una solución única. Los dispositivos de control de las vibraciones en la construcción están diseñados para cumplir determinadas normativas. Los límites de vibración casi nunca se establecen por ley; generalmente se fijan mediante reglamentos, directrices, normas industriales y especificaciones. A menudo, difieren según el país o incluso el estado. En EE.UU. no existe una norma nacional, por lo que a menudo se aplican en su lugar normas europeas.

En este artículo se evalúa la norma holandesa SBR-A. SBR-A incluye los siguientes requisitos: 

Los sensores de control de vibraciones deben tener los medios para registrar velocidades entre 0,2 mm/s y 50 mm/s en toda la gama de frecuencias de 1 a 100 Hz. En el caso de los acelerómetros, esos valores deben estar comprendidos entre 1 mm/s2 y 30 m/s2.  

Esta norma permite una precisión del 10% (lo que equivale a 1 dB) en toda la gama de frecuencias. Un sensor está homologado cuando cumple esos parámetros.

En 2018, una investigación realizada por Martijn van Delft (Allnamics) y Carel Ostendorf (Cauberg-Huygen) puso fin al escepticismo que rodeaba el uso de MEMS para la monitorización de vibraciones en la construcción. Se compararon los monitores de vibraciones Axilog II, Vibra, Infra C22 (tecnología de geófono) y SWARM (tecnología MEMS) en mediciones de dos tipos de vibraciones: