Guía de Calibración f'c e Impedancia Certeza

🏗️ 1. Calibración de Resistencia f'c (Prensa y Curado)

Para calibrar la resistencia del concreto (f'c) mediante el algoritmo de madurez (ASTM C1074), se correlaciona la historia térmica embebida del sensor con la fuerza física real requerida para romper probetas de prueba.

Equipamiento Requerido (Laboratorio Civil)

• Prensa Hidráulica de Compresión (Compresómetro Universal): Capacidad mínima de 100 a 200 toneladas con lectura digital calibrada por INACAL o laboratorio acreditado. Permite aplicar carga constante según norma ASTM C39.
• Poza de Curado con Termostato Automático: Tanque de agua termorregulada a 23°C ± 2°C (ASTM C192) para el curado uniforme de las probetas patrón.
• Moldes Normalizados de Acero: Cilindros estándar de 100x200 mm o 150x300 mm para el vaciado del concreto de calibración.
• Termómetro Registrador Patrón (Data Logger): Para contrastar y registrar la temperatura de la poza de agua de curado.

Protocolo de Calibración ASTM C1074

1. Vaciado de 15 probetas cilíndricas del concreto a ensayar, colocando sensores de temperatura Certeza embebidos en el centro geométrico de al menos 3 de ellas.
2. Registro continuo de la temperatura interna de las probetas durante el curado para calcular el índice de madurez en tiempo real.
3. Ruptura destructiva de 3 probetas en la prensa a los 3, 7, 14 y 28 días.
4. Ajuste matemático por regresión logarítmica para obtener la ecuación del concreto: f'c = a + b · ln(Madurez).

📡 2. Calibración del Sensor RFID e Impedancia (Asygn AS3213S)

Los sensores pasivos Asygn AS3213S/RH miden temperatura e impedancia eléctrica (asociada al estado de curado y presencia de humedad). Requieren calibración en vacío previa al embebido.

Equipamiento Requerido (Metrología RFID)

• Lector Industrial Portátil RFID UHF (UHF Reader): Frecuencia 860-960 MHz (ej. FONKAN FS20H o lectores de mesa Keonn) configurado para leer y extraer el payload de telemetría a distancia.
• Horno Termo-Estático de Laboratorio (Estufa): Con rango térmico de 20°C a 120°C para la calibración en seco del sensor interno de temperatura del chip Asygn frente al termómetro patrón PT100.
• LCR Meter / Analizador de Impedancia Vectorial (VNA): Instrumento de precisión de RF para medir y contrastar la impedancia en vacío y bajo humedad de los terminales capacitivos del tag.

Procedimiento de Calibración

• Temperatura: Se colocan los tags en el horno. Se incrementa la temperatura en pasos estables de 10°C (20°C, 30°C, 40°C, etc.). Se compara la lectura digital reportada por el tag vía RFID vs el termómetro patrón PT100. Se calcula la tabla de calibración offset de temperatura de fábrica.
• Impedancia Eléctrica: Se contrastan los valores de impedancia reportados por el chip del tag embebido a diferentes contenidos de agua en concreto húmedo y en concreto seco curado para fijar los límites de humedad (0% a 100%).

⚡ 3. Diagnóstico de Interferencias y Optimización Electrónica

El concreto armado actúa como un medio hostil para las radiofrecuencias debido a la alta constante dieléctrica del agua y el apantallamiento electromagnético (Efecto Jaula de Faraday) causado por la malla de acero de refuerzo (fierros). Para garantizar lecturas ininterrumpidas, se evalúan las placas electrónicas del lector y del tag.

Equipamiento de Diagnóstico Electrónico de RF

• Analizador de Redes Vectoriales (VNA): Instrumento crítico (ej. NanoVNA de bajo costo para campo, o analizador Keysight para laboratorio) para medir la pérdida de retorno (Parámetro S11) y la Relación de Onda Estacionaria (SWR). Permite calibrar la antena del tag a la frecuencia resonante exacta de 915 MHz dentro del concreto.
• Analizador de Espectros con Sondas de Campo Cercano (EMI): Permite rastrear emisiones de ruido electromagnético parásito en el circuito del lector (causado por microcontroladores, conversores DC-DC o pantallas) para aislarlo mediante blindajes metálicos (escudos EMI) y filtros LC.
• Atenuador de RF de Precisión: Para reducir la potencia de salida del lector de manera controlada y simular pérdidas por profundidad del concreto, permitiendo hallar el límite mínimo de sensibilidad del sistema electrónico.
• Cámara de Aislamiento Electromagnético (Caja de Faraday de Prueba): Caja blindada para calibrar el lector RFID sin interferencias del entorno WiFi, Bluetooth o antenas de telefonía celular del laboratorio.

Puntos Críticos de Evaluación Electrónica

• Pérdida por Inserción (Path Loss): Medir la atenuación de la señal UHF a través de espesores de concreto de 10 cm, 20 cm y 30 cm.
• Polarización de Antenas: Uso obligatorio de antenas de polarización circular en el lector para asegurar que la lectura del tag sea independiente de su ángulo de colocación en la malla de fierro.
• Acoplamiento a Estructuras Metálicas: Separación mínima recomendada de 25 mm entre el tag sensor y los fierros de refuerzo, utilizando espaciadores plásticos no conductores para evitar la pérdida total del acoplamiento de RF.

📊 Resumen de Equipamiento Necesario para BILLTECH

Componente / Variable	Metodología de Calibración	Maquinaria / Patrón Primario	Consumible o Infraestructura
Ruptura de Concreto (f'c)	Ensayo a compresión destructivo (ASTM C39)	Prensa Hidráulica Digital (100-200 t)	Moldes cilíndricos de acero y poza termocontrolada (23°C)
Sensor de Temperatura Interno	Contraste en horno seco (20°C a 80°C)	Termómetro PT100 Calibrado (Fluke 1524)	Horno termostático de precisión
Impedancia Eléctrica / Humedad	Medición de capacitancia y RF	Analizador de Redes Vectoriales (VNA)	Tags de calibración en vacío / medios saturados
Diagnóstico de Interferencia RF	Medición de resonancia S11 y ruido EMI	Analizador de Espectros y NanoVNA	Sondas de campo cercano y caja de Faraday
Lector RFID UHF (FS20H)	Verificación de potencia de emisión y rango	Atenuador de RF y Antena de Referencia	Lector Portátil FS20H con antena circular