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Sistemas de monitorización y seguimiento

Instrumentación en túneles

Domingo A. Quintana, ingeniero de aplicaciones Mesurex, S.L.13/01/2011

13 de enero de 2011

Gestores de proyectos, diseñadores, contratistas y operadores están de acuerdo en la necesidad de contar con un sistema de monitorización y seguimiento bien planificado, adaptado a cada túnel individualmente.

El seguimiento desempeña un papel importante en todas las etapas de la construcción de un túnel. Así en la etapa de diseño, consiste en un túnel de exploración para la evaluación del terreno o el desdoblamiento de un túnel preexistente. Durante la construcción, permite evaluar con precisión el impacto de las condiciones geológicas, el efecto del túnel en las estructuras cercanas y la metodología de construcción que debe utilizarse. Las hipótesis de diseño pueden confirmarse, las necesidades de las estructuras de apoyo definidas y se puede determinar el momento óptimo para la instalación de instrumentación, de acuerdo con los métodos de convergencia-confinamiento (NATM). Una vez que el túnel está en servicio, el seguimiento permite una vigilancia a largo plazo, garantizando así la seguridad del túnel durante su vida útil.

La instrumentación se utiliza para cuantificar con precisión ciertos parámetros de comportamiento estructural y supervisar los posibles cambios. Se puede monitorizar la estabilización del túnel o, en el caso de cambios, deducir la posibilidad de fallo. La comparación de los valores medidos con los valores de diseño permite la supervisión de la estabilidad del túnel y la posibilidad de aplicar medidas correctoras en el momento oportuno.

Ciertos proyectos, como túneles en suelos blandos, que se llevan a cabo en las zonas urbanas, serían prácticamente imposible de lograr sin la instrumentación y los sistemas automatizados de adquisición de datos.

Criterios de selección de instrumentación

Tres criterios principales deben orientar la selección del instrumento:

  • La fiabilidad de las mediciones obtenidas (resolución, precisión y deriva)
  • La longevidad de los instrumentos refrendados por numerosas referencias
  • La facilidad de la automatización, esencial para la recopilación de datos eficiente y la interpretación

Tipos de medición

Los tipos de medida y la ubicación de los instrumentos deberán adaptarse a las condiciones geológicas y ambientales existentes, así como a los métodos de construcción. Sin embargo, hay ciertas pautas generales a seguir para la selección de la instrumentación, basados en la construcción de túneles.

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Túnel de corte y relleno

Objetivos

  • Garantizar la estabilidad en los muros de contención
  • Vigilar la integridad de las estructuras adyacentes

Parámetros a medir

  • Estrés en puntales
  • Carga en los anclajes
  • Deformación de terreno y edificios adyacentes
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Túnel poco profundo en suelo no consolidado

Objetivos

  • Vigilar la integridad de las estructuras adyacentes
  • Garantizar la estabilidad en los segmentos de revestimiento

Parámetros a medir

  • Estrés en los segmentos de revestimiento
  • Carga en revestimientos de túneles
  • Convergencia
  • Asentamiento del terreno
  • Deformación de los edificios adyacentes
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Túnel de profundidad en roca

Objetivos

  • Garantizar la estabilidad de las excavaciones
  • Monitorizar la integridad del revestimiento del túnel

Parámetros a medir

  • Convergencia
  • Deformación del macizo rocoso alrededor de la excavación
  • Estrés en el revestimiento

Automatizado de adquisición de datos y procesamiento

La recopilación y análisis de grandes cantidades de datos, especialmente a larga distancia, requiere técnicas de centralizado y automatizado de las mediciones. El implementar sistemas eficientes de alarma que se activan cuando se superan los umbrales predeterminados permite que los resultados sean más precisos y los datos puedan procesarse con mayor rapidez. Es prácticamente imposible pensar en la instrumentación de un túnel importante sin sistemas de adquisición de datos automatizados.

Roctest - Telemac ha suministrado e instalado más de 500 sistemas de adquisición de datos automatizado. Estos sistemas de control remoto permiten la gestión eficiente de datos de las redes de varios cientos de instrumentos. El cableado se puede reducir al mínimo a través del sistemas de trasmisión tales como el teléfono, módem, radio o satélite.

Productos

La línea de productos de Roctest – Telemac, representada en exclusiva por Mesurex, S.L., está diseñada bajo las siguientes tecnologías de medición:

  1. Sensores de cuerda vibrante
  2. Sensores eléctricos incluyendo resistivos, inductivos, potenciométricos, magnetoresistivos y LVDT.
  3. Sensores de fibra óptica.
  4. Sensores Neumáticos e hidráulicos.
  5. Sensores Inclinómetricos basados en electrolito.

Los instrumentos de Roctest - Telemac, utilizados en grandes proyectos en más de 75 países, continúan proporcionando datos fiables en parámetros críticos, tales como presión, deformación, desplazamiento, inclinación y carga.

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