Una guía de sensores inalámbricos para concreto: tipos de radio, un solo uso vs reutilizables, las concesiones de alcance y batería, y cómo elegir el sensor correcto para prefabricados, concreto masivo, puentes y trabajo en obra.
Un sensor inalámbrico para concreto es un dispositivo embebido que mide la temperatura, y a veces la resistividad eléctrica, dentro de un colado y transmite los datos por radio (Bluetooth, sub-GHz o Wi-Fi) a un teléfono, gateway o plataforma en la nube, eliminando los cables que exigen los registradores de datos de termopar tradicionales.
Durante décadas, monitorear la temperatura del concreto significaba termopares en un cable largo que regresaba a un registrador de datos cableado. El arreglo funcionaba, pero era un problema de manejo de cables en cada colado: enrutar cables fuera de la cimbra, protegerlos durante la colocación, reemplazarlos cuando las cuadrillas los cortaban por accidente. Tanto el trabajo en obra como las plantas de prefabricados querían algo más simple.
Los sensores inalámbricos para concreto resuelven el problema del cable. El sensor vive por completo dentro del colado. Transmite por radio a un teléfono cercano o a un gateway en la red de la planta. El responsable de control de calidad ve los datos en un teléfono o una laptop, sin cables, sin registradores de datos y sin una camioneta técnica en cada colado.
BLE es el radio de su teléfono, sus audífonos y la mayoría de los sensores de concreto de un solo uso. El alcance práctico por aire es de 25 a 50 pies. A través del concreto y la varilla, el alcance cae drásticamente, a menudo a unos pocos pies. BLE es excelente para trabajo de losa de corta duración donde la cuadrilla está sobre la losa; menos para sensores enterrados que deben transmitir durante semanas.
Los radios sub-gigahertz penetran el concreto y la varilla mucho mejor que el Bluetooth de 2.4 GHz. Alcanzan una milla o más en línea de vista hacia un gateway. Los sensores sub-GHz siguen transmitiendo después de que el colado queda sepultado, admiten curados de varias semanas y funcionan en una planta ocupada donde el responsable de control de calidad está en la oficina y la cama está a 200 pies. El SensyCast de Sensytec usa radio sub-GHz por esta razón.
Wi-Fi tiene mayor ancho de banda pero peor penetración a través del concreto y una eficiencia de batería significativamente peor. Se usa en algunos sistemas de sensores para tableros de puente e infraestructura donde un gateway puede colocarse muy cerca del colado y la batería no es una restricción rígida.
La decisión de mayor peso es si el sensor es de un solo uso (sepultado) o reutilizable (recuperado después del colado).
| Un solo uso | Reutilizable | |
|---|---|---|
| Costo por unidad | Menor | Mayor |
| Costo por colado a más de 200 colados | Alto | Muy bajo |
| Duración de batería | Semanas | 3+ años (recargable) |
| Instalación | Amarrar, colar y listo | Amarrar en ubicación recuperable |
| Ideal para | Losa sobre terreno, tilt-up, menos de 50 colados/año | Plantas de prefabricados, colados masivos, más de 200 colados/año |
La duración de la batería depende del radio, del intervalo de transmisión y de la frecuencia de medición. Un sensor que lee la temperatura una vez por minuto y transmite una vez por hora puede funcionar durante años con una pequeña celda de litio. Un sensor que lee y transmite cada 30 segundos agotará la batería en semanas. Los sensores reutilizables con baterías recargables están dimensionados para una vida útil de 3 años a lo largo de cientos de colados, recargándose entre ciclos.
La mayoría de los sensores inalámbricos para concreto miden solo la temperatura. El método de madurez calcula la resistencia a partir de la temperatura, de modo que la temperatura es la señal mínima viable.
Una categoría menor mide tanto la temperatura como la resistividad eléctrica. La resistividad (según los métodos superficial AASHTO T-358 y volumétrico ASTM C1876) aporta una segunda señal de resistencia independiente que resulta útil cuando las calibraciones se desvían, y a edades posteriores correlaciona con la resistencia a la penetración de iones cloruro, un indicador clave de durabilidad. El SensyCast de Sensytec es un sensor inalámbrico de dos señales.
Un dispositivo embebido que mide la temperatura (y a veces la resistividad) dentro del concreto y transmite los datos por radio, sin cable hacia un registrador de datos.
Bluetooth: de 25 a 50 pies por aire, mucho menos a través de concreto. Sub-GHz: 1+ milla hacia un gateway, transmite a través del concreto. Sub-GHz gana para sensores enterrados y plantas grandes.
Un solo uso: semanas. Reutilizable recargable: 3+ años a lo largo de cientos de colados.
Correlación del 95 al 99 % con ensayes de cilindros mediante el método de madurez ASTM C1074. El enlace inalámbrico no afecta la precisión: la determinan el sensor de temperatura y la calibración.
Un solo uso: instalación más sencilla, menor costo por unidad, sepultado. Reutilizable: mayor costo unitario, costo por colado mucho menor a escala, recuperado después de cada curado.
Sí. Los DOT estatales aceptan los datos del método de madurez ASTM C1074 sin importar el tipo de radio. Los sensores inalámbricos ganan una ventaja de auditoría por la subida automática del registro de temperatura a la nube.
SensyCast: temperatura más resistividad, radio sub-GHz, alcance de 1 milla, batería recargable de 3 años. ASTM C1074, AASHTO T-358, ASTM C1876.
Hablar con un Experto