Ciencia de datos y digitalización para un proceso de excavación de túneles urbanos cada vez más seguro y efectivo

La excavación de un túnel en un entorno urbano mediante una tuneladora lleva implícito un potencial riesgo social, de daños a terceros y a la propia máquina, con un impacto generalmente muy grande en costos y en plazos de la obra subterránea en cuestión. La aplicación de una analítica descriptiva y correctiva no es suficiente para controlar y reducir este riesgo potencial. Para lograr optimizar la excavación y limitar realmente el riesgo, es necesario el uso ágil e inteligente de los datos tratados, estructurados y conectados entre sí, permitiendo o facilitando de esta forma la toma de decisiones más optimizada posible frente a las anomalías detectadas.

La digitalización y la aplicación de una analítica avanzada a los datos generados durante la excavación de un túnel en entornos urbanos, unidos a la experiencia exitosa en diseño, dirección y control de ejecución de más de 1.200 km de túneles, tiene su reflejo en el servicio especializado ACROT (Asesoría para el Control de Riesgos de Operación de Tuneladoras) desarrollado por el grupo de ingeniería y tecnología SENER. A través de este servicio, SENER ofrece a sus clientes, desde hace más de 20 años, un sistema de gestión de trabajo inteligente que, en los últimos años, ha logrado conectar la excavación con tuneladoras directamente con el mundo digital, garantizando la reducción de riesgos inherentes a este tipo de obras.

Es muy común la elección de las tuneladoras o TBM (Tunnel Boring Machine) como método constructivo para la ejecución de infraestructuras lineales subterráneas en entornos urbanos, tanto en obras nacionales como internacionales. En el caso particular de las tuneladoras con escudo de frente cerrado con presión de tierras, EPB (Earth Pressure Balance), éstas son consideradas como uno de los métodos constructivos más efectivos a la hora de la ejecución de un túnel en entornos urbanos.

Una tuneladora EPB operada correctamente es el método constructivo que mayor seguridad ofrece a día de hoy, tanto para los propios trabajadores como para el entorno urbano. La experiencia en este tipo de obras subterráneas demuestra un ascenso exponencial en la utilización de tuneladoras como método constructivo de primer orden, en unas condiciones tan especiales como es la excavación de un túnel por debajo de una ciudad. Así, de las 66 tuneladoras que había en 1990, se ha incrementado a más de 300 tuneladoras que hoy se encuentran excavando en entornos urbanos. La inmensa mayoría de las obras urbanas que se están llevando a cabo a nivel internacional, como las que se encuentran todavía en fase de proyecto, plantean las tuneladoras como método constructivo.

Sin embargo, este aumento en las obras realizadas con tuneladoras en los últimos años no siempre ha estado acompañado de un control de riesgos apropiado y una operación adaptada a las condiciones del terreno realmente excavado. Como consecuencia, a pesar de ser un método de ejecución de túneles 'a priori' más seguro que los tradicionales, presentan un riesgo potencial y latente, desde la fase de proyecto y hasta la fase de explotación de la infraestructura subterránea. En muchas de estas obras ocurren accidentes que pueden ir desde un socavón en la vía pública hasta un vertido de fluidos de perforación en superficie, pasando por fisuras en estructuras e incluso generación de daños tan graves en un edificio que motiven su desalojo por seguridad, provocar daños en las herramientas de corte o en la propia cabeza, llegando a generar problemas serios a la hora de continuar con la excavación. Cualquiera de estas situaciones, entre otras, tiene un gran impacto en la obra y, por tanto, deberían ser evitadas y/o mitigadas de manera prioritaria.

Aplicando una metodología específica y especializada para el control de la construcción de túneles, directamente enfocada en la mitigación del riesgo, es posible alcanzar el objetivo de evitar el tipo de sucesos anteriormente comentados. Enfocar esta metodología no sólo en cuanto a riesgos a terceros, sino también en cuanto a la optimización de los parámetros de operación de la TBM, puede reducir considerablemente los daños en la máquina y mejorar los tiempos de producción, permitiendo alcanzar una clara reducción de los costes asociados a este tipo de excavaciones. Apoyar esta metodología en la digitalización y en la ciencia de datos permite ofrecer un servicio de la máxima calidad, con grandes resultados.

Para poder analizar las anomalías producidas durante la operación de una manera efectiva y así poder reducir la probabilidad de que ocurra un accidente, una analítica descriptiva o diagnóstica no es suficiente. La reducción real del riesgo en operación debe basarse en una analítica prescriptiva basada en el análisis de la combinación de numerosos parámetros entre sí y en la experiencia acumulada en obras con situaciones de características similares.

Mediante la captura de datos de operación de las tuneladoras, a través de centenares de sensores, puede parametrizarse y controlarse la operación, detectando las anomalías o desvíos en los parámetros que suponen un riesgo potencial para la máquina y frente a terceros. La conexión de estos datos con otras fuentes de datos, generadas antes y durante la excavación, permite el análisis eficiente de estos datos y la automatización en la toma de decisiones, a través de los algoritmos de cálculo y algoritmos lógicos específicos, que consiguen reducir enormemente la probabilidad del riesgo durante la excavación de túneles mecanizados.

El riesgo durante la excavación de un túnel puede venir del propio proyecto, de su grado de definición y su complejidad, de la propia máquina en su diseño y adaptación a las condiciones de excavación y, por supuesto, del entorno urbano en el que trabajamos, ya no solo por tratarse de un espacio habitado, sino por situaciones imprevistas y desconocidas que pueden presentarse, tales como: rellenos antrópicos no controlados, explotaciones acuíferas ilegales, galerías subterráneas no cartografiadas o edificios en muy mal estado de conservación, a los que no se haya podido acceder durante la fase de proyecto.

Todas estas situaciones pueden provocar riesgos inesperados que deben ser catalogados y parametrizados previamente para que puedan ser tratados con la mayor agilidad y efectividad posible. Cuantos más escenarios se hayan tenido en cuenta antes del inicio de la excavación, mejor preparada estará la obra para hacer frente a cualquier posible riesgo. La experiencia demuestra, además, que en muchas de las ocasiones en las que surgen problemas, la excavación por sí sola nunca es ni siquiera el propio desencadenante del riesgo.

Un riesgo viene definido por dos factores: la magnitud del impacto o daño y la probabilidad de que dicho daño ocurra. Conforme se actúa en estas dos variables, se consigue reducir el riesgo. El riesgo en sí no puede ser eliminado, pero se puede actuar sobre estas dos variables para reducir el nivel de riesgo de cada elemento.

La variable 'impacto' o 'daño', puede reducirse, por ejemplo, con actuaciones preventivas tales como tratamientos del terreno, refuerzo de estructuras, modificaciones y/o ajustes de trazado para evitar zonas de alto impacto, o campañas geotécnicas exhaustivas que permitan reducir las incertidumbres geológicas lo máximo posible.

La variable 'probabilidad', en cambio, puede reducirse no solo con actuaciones preventivas sino también con el uso inteligente de datos y el tratamiento de la minería de datos almacenada durante años de experiencia en distintas obras de tuneladoras. El servicio ACROT actúa, por tanto, reduciendo la probabilidad de que un riesgo se materialice.

Las actuaciones preventivas, si bien tienen un gran efecto en el nivel de riesgo, deben ser utilizadas también de manera inteligente y con precaución, para no incurrir en sobrecostes de obra que podrían ser evitados o reducidos, con un análisis exhaustivo del resto de datos generados en fase de obra.

Para explotar los datos de manera efectiva, además de disponer de ellos, éstos deben estar perfectamente conectados entre sí, y que esta conexión sea de la manera más fiable y eficaz. Las principales fuentes de datos que hay que manejar para lograr un conocimiento elevado de la situación de la excavación, y que deben ser eficazmente conectadas, se pueden resumir en:

• Datos de proyecto (presiones, densidades, niveles freáticos, caracterización geológica, caracterización geotécnica, trazado, edificios, estados de los edificios, estructuras subterráneas, servicios afectados, cubetas de asientos y deformaciones esperadas, entre otros).
• Bases de datos del PLC de la tuneladora y que vendrá proporcionado o bien por algún software comercial, de la mano del fabricante, o directamente de los softwares diseñados por las propias constructoras. Hoy en día, estos softwares capturan en torno a 300-400 parámetros de operación en intervalos de entre 3 a 10 segundos por lo que puede disponerse de más de un millón de datos al día, listos para ser tratados y conectados con otras fuentes de datos.
• Fuentes de datos de auscultación, tanto en superficie como en edificios, estructuras subterráneas y servicios afectados. Si se dispone, además, de una empresa especializada en auscultación que posea un sistema de visualización y descarga de datos online, esto favorecerá enormemente la conexión e integración de los datos para su tratamiento posterior.
• Fuentes de datos de la construcción, incluyendo registros de anomalías o incidencias y su resolución, cambios de las herramientas de corte, parámetros de operación para intervenciones hiperbáricas, comportamiento del frente de excavación en las paradas, material extraído en la cinta transportadora o patologías detectadas en las dovelas montadas, entre otros.
• Fuentes de datos de operación almacenados por SENER de más de 150 km de túneles urbanos ejecutados con tuneladoras en entornos urbanos en modo EPB. Para el uso eficiente de estas fuentes de datos, SENER diseña y desarrolla en 2017 una plataforma de almacenamiento y tratamiento de datos (Plataforma EXCAVA) que permite no solo continuar almacenando datos sino también utilizar estos datos en beneficio de las tuneladoras en las que SENER trabaja actualmente.

La plataforma EXCAVA permite la importación y procesamiento de todos los datos de operación, independientemente del formato de archivo. Este procesamiento hace posible, entre otras propiedades, el análisis de los datos de operación, exportación de datos tratados, el control de la producción, la gestión de los niveles de alerta y alarma para los parámetros elegidos y, en definitiva, el almacenamiento de una gran cantidad de datos tratados, que son utilizados para la interpretación de resultados en otras tuneladoras, previamente a la generación de anomalías.

Si atendemos únicamente a los parámetros de operación que nos ofrecen las bases de datos de los anillos excavados, difícilmente obtendremos conclusiones más allá de una mera observación numérica de los resultados. Es por ello por lo que la plataforma EXCAVA debe quedar integrada e inteligentemente conectada con el resto de las fuentes de datos intervinientes en un proyecto de túnel. Solo de esta forma la conclusión obtenida del tratamiento del dato conseguirá realmente la reducción de la probabilidad de que un riesgo se materialice.

Para poder explotar el dato y alcanzar una toma de decisiones óptima es necesario entender, además de la conexión entre distintas fuentes de información, la necesidad de tratar el dato previamente para que el resultado obtenga la mayor fiabilidad posible. Para ello, el sistema ACROT establece tres estadios principales (que no limitantes) basados en la ciencia de datos:

• A) Una vez capturado y almacenado el dato, se define cuál va a ser nuestra arquitectura y estructura del dato, es decir, cómo se van a conectar entre sí los datos procedentes de diferentes fuentes. En este primer estadio se intenta, por tanto, evitar tener datos y fuentes de datos aislados.
• B) Será necesario jerarquizar y parametrizar estos datos, además de entender la conexión que existe entre ellos. De esta forma se podrá desarrollar posteriormente el modelo matemático basado en algoritmos lógicos o flujogramas de control entre ellos.
• C) Una vez comprendidas las conexiones entre parámetros, será imprescindible limpiar las fuentes de datos para poder asegurar una fiabilidad del dato muy alta. Es decir, en este punto los modelos se deprenderán definitivamente de los datos brutos directos de las salidas numéricas de los sensores de las tuneladoras. De esta forma se evitarán conclusiones erróneas o desviadas de la realidad.

Superados estos tres estadios principales para el tratamiento del dato, podrá extraerse de ellos el conocimiento necesario para programar los modelos matemáticos que nos servirán para visualizar la toma de decisiones óptima para cada caso.

En la actualidad, existen en el mercado varios softwares conocidos para la visualización de datos de operación en tiempo real, que han evolucionado en los últimos años a plataformas web y que permiten el acceso a esta información desde cualquier parte del mundo. Sin embargo, estas plataformas parecen mantenerse principalmente en el entorno de la analítica descriptiva de datos brutos no tratados. La interpretación de los resultados queda por tanto relegada o dirigida al especialista o experto en tuneladoras. Este especialista debe ser capaz de identificar, corregir e incluso descartar de manera constante, las 24H del día, los datos brutos del espejo del PLC que deban ser tratados (descalibrado de basculas/taponamiento de líneas/desvíos de sensores/volúmenes/pesos, densidades en cámara, anomalías en líneas, entre otros). De cualquier otra forma, el resultado del análisis de la anomalía será erróneo y la descripción del estado y evolución de la excavación, también.

Una vez conectados a los parámetros de operación, pueden obtenerse resultados posteriores en referencia a lo que ha ocurrido, y observar tendencias y resultados, llegando incluso a alcanzar una analítica diagnóstica. Estaremos, por tanto, trabajando siempre en hechos pasados, sin conseguir trasladarlos de manera eficaz a acontecimientos futuros. Para avanzar más allá de la analítica descriptiva, será necesario tratar y conectar los datos entre sí y transformar las métricas descriptivas en un conjunto de diagnósticos y tendencias, aplicando algoritmos lógicos y de cálculo basados en estas analíticas descriptivas y diagnósticas pasadas.

En este punto, cabe aclarar que el análisis de tendencias de parámetros de riesgo a través de la analítica descriptiva es capaz de detectar comportamientos anómalos susceptibles de ser corregidos. Sin embargo, es necesario tener en cuenta que en la excavación de un túnel existe una relación e interdependencia entre múltiples parámetros indicadores, por lo que no debe ser analizado ningún parámetro de manera aislada.

Por mucho que trabajemos con umbrales de alerta y alarma establecidos, no va a merecer la pena, por ejemplo, alertar injustificadamente al cliente final con un exceso de pesadas, si antes no hemos comprobado si se ha vaciado o no la cámara, si la regulación de compuerta o tornillo no ha seguido la tendencia habitual, si ha existido alguna aportación en cinta ajena a la excavación, si hemos trabajado con distintas concentraciones de espuma, se ha trabajado con inyección de agua, o si se han modificado las condiciones del frente de excavación. Es decir, uno o varios parámetros presentarán una reacción característica ante una anomalía. Esta reacción característica puede entenderse e interpretarse correctamente únicamente con el conjunto de parámetros que están relacionados entre sí, para cada tipo de anomalía.

Tampoco merecerá la pena alertar ante umbrales de alerta y alarma superados si no existe justificación para ello a partir del análisis del resto de parámetros relacionados. Esto es, podemos encontrarnos en numerosas ocasiones con escenarios en los que los parámetros indicadores no parecen reflejar ninguna anomalía, arrojando valores numéricos lógicos, cuando realmente sí está iniciándose o materializándose un riesgo. Casos como el aumento de temperatura en mamparo dentro de los umbrales de control, que, analizados junto al empuje y al torque de la cabeza de corte, muestran resultados que requieren la parada inmediata de la excavación para la revisión de la cabeza de corte.

Integrar equipos en entornos sensibles, en formato de seguimiento continuo on-line 24/7, evita que escenarios que pueden desencadenar rápidamente una situación de riesgo, como en el caso del ejemplo anterior, puedan sucederse sin ningún tipo de actuación. El analista de riesgos ACROT visualiza la misma información que el propio operador en la cabina de control; sin embargo, su foco de atención se centra en posibles riesgos derivados de anomalías que puedan afectar a la seguridad de la excavación según los criterios establecidos en los párrafos anteriores. El análisis continuo y la gestión de las posibles incidencias, en tiempo real, detiene la evolución del impacto y la probabilidad de que un riesgo se materialice. Los beneficios de contar con un servicio 24H para la reducción del riesgo pueden resumirse en los siguientes puntos:

• Aplicación de una analítica correctiva y prescriptiva en tiempo real.
• Apoyo técnico 24H en base a protocolos y procedimientos basados en la experiencia.
• Reducción fallos o anomalías por errores humanos.
• Optimización de los tiempos de parada.
• Edición fuentes de datos de anomalías que permiten posteriormente el análisis de los datos de operación por piloto.
• Edición fuentes de datos cambios de herramientas y paradas hiperbáricas.
• Edición de informes particulares, sistemáticos o específicos, en función de las necesidades del cliente.

Cabe indicar aquí que la obtención de datos 24H facilita la mejora de las bases de datos que alimentan la plataforma EXCAVA y la plataforma ACROTDigital, permitiendo la aplicación posterior de big data y machine learning, registro as-built completo de operación, análisis/retroanálisis de datos para mejora de los modelos de cálculo e incluso ofrecer un completo soporte técnico frente a posibles futuras reclamaciones.

Para explicar cómo evoluciona el dato para su explotación y obtención de resultados, podemos hacer una conexión lógica entre los niveles de análisis de datos con las tres actuaciones principales que necesitamos llevar a cabo para manejar un óptimo control del riesgo: actuaciones preventivas, reactivas y prescriptivas.

• En el primer estadio se sitúan las actuaciones preventivas. En estas actuaciones, y en la mayoría de las ocasiones, aun no se produce el tratamiento del dato al 100 %. En estas actuaciones se realiza un tratamiento lógico de la información, es decir, estamos preparándonos para cualquier riesgo que pueda presentarse durante la excavación. Si bien existen múltiples ejemplos de actuaciones preventivas en fase de obra, el gran volumen de las actuaciones preventivas debe realizarse y/o contemplarse ya en fase previa al inicio de la excavación. Para una óptima aplicación de las actuaciones preventivas, éstas se basarán, además de en los modelos de cálculo y tratamientos que reduzcan el riesgo, en la analítica diagnóstica obtenida de experiencias en obras pasadas.
• El segundo estadio, las actuaciones reactivas, se producen ya en fase de excavación. El valor principal de estas actuaciones será la corrección de anomalías en tiempo real. Este tipo de actuaciones explotan el 100 % del dato, para detectar así el origen de cualquier anomalía que se produzca en los parámetros de operación. No sirve de nada detectar una anomalía si no somos capaces de identificar su causa. Una vez Identificada la anomalía, entonces sí puede prescribirse una acción correctiva inmediata que reduzca la probabilidad del riesgo en tiempo real. Como ya se ha comentado en párrafos anteriores, este tipo de actuaciones tienen su valor siempre que se trate el comportamiento de parámetros combinados basados en modelos obtenidos a partir de una analítica diagnóstica fundada en la minería de datos explotables a través de la plataforma EXCAVA.
• En el tercer y último estadio se situarían las actuaciones más elevadas, las actuaciones prescriptivas. Con ellas buscaremos descifrar el futuro a través de modelos matemáticos y facilitar así la toma de decisiones. A partir de estos modelos, y si éstos son efectivos, conseguiremos reducir la aparición de anomalías que se puedan prever con anterioridad a que se produzcan y, sobre todo, optimizar la producción y la reducción de costes de operación. Esta analítica avanzada, previamente ajustada a las necesidades de cada tuneladora, se traduce en unos resultados intuitivos y de fácil comprensión para el cliente final a través de la plataforma ACROTDigital, de acceso permanente 24H desde cualquier lugar del mundo con conexión a internet.

La plataforma ACROTDigital ofrece de modo actualizado y comprensible los datos más relevantes de la operación, posición de la TBM, tendencias de parámetros críticos, acceso a análisis detallados, combinación intuitiva de parámetros, automatización de la información, análisis de operación de pilotos y control de patologías de dovelas, entre otros.

Esta plataforma utiliza varias fuentes de datos, para la obtención de los mejores resultados, siguiendo los criterios comentados en este artículo. Una vez conectadas, son tratadas y estructuradas según algoritmos de cálculo específicos que permiten la obtención de resultados inequívocos y, por tanto, facilitan la toma de decisiones. Esta salida de resultados es visualizada en pantallas ágiles e interactivas, que permiten al cliente la búsqueda instantánea del dato, anomalía o resultado buscado. Asimismo, y de cara a un análisis aún más intuitivo, la configuración de las pantallas está completamente abierta a las necesidades del cliente o del proyecto, siendo posible agrupar parámetros críticos o de riesgo dentro de una misma visualización.

Detrás de esta plataforma se encuentra un importante y necesario trabajo de tratamiento de datos y aplicación de algoritmos para ofrecer una representación real de los datos de operación de la TBM y facilitar así la toma de decisiones. Aceptar directamente como validos los valores resultantes de un archivo de datos de operación o aquellos visualizados en un ordenador espejo puede traer errores de interpretación debido a errores en los datos. Por lo tanto, la claridad y veracidad de la información tratada es el principal mitigador del riesgo, al poder analizar información de forma más precisa y ajustada a las necesidades reales de la excavación.

ACROTDigital está soportada por un equipo técnico altamente cualificado en la excavación de túneles urbanos complejos, lo que ofrece una amplia tranquilidad al cliente final, durante todo el proceso de excavación del túnel. En definitiva, las propiedades que presenta la plataforma pueden resumirse en:

• Tuneladoras georreferenciadas que permiten al cliente visualizar la posición de las tuneladoras.
• Importación de datos en cualquier formato hacia a la plataforma.
• Fuentes de datos conectadas y relacionadas entre sí, para la obtención de los mejores resultados.
• Detección automática de anomalías mediante algoritmos de cálculo basados en la experiencia del equipo ACROT y la explotación del dato en la plataforma EXCAVA.
• Recomendación y apoyo en la toma de decisiones frente a anomalías.
• Emisión de alertas y alarmas procesadas y corregidas para evitar alarmas inútiles e ineficientes.
• Generación de informes automatizados: partes de producción, informes diarios, informes mensuales, partes de anillo, partes de herramientas y partes de intervenciones hiperbáricas
• Pantallas de visualización y KPIs totalmente configurables e interactivos
• Gestión de roles y permisos de usuario para acceso a los diferentes módulos
• Integración con otras plataformas, por ejemplo, documentales, auscultación, etc.
• Acceso 24h a los datos mediante navegador web

ACROT se dirige especialmente a aquellos proyectos complejos, en entornos sensibles y que presenten múltiples factores generadores de riesgo. Dentro de la organización del propio proyecto, ACROT presenta una elevada flexibilidad, ya que puede integrarse dentro del equipo del cliente final o formar parte directamente del equipo del constructor designado para la ejecución del túnel, teniendo en este caso una integración total y directa con la operación. En cualquiera de los casos, ACROT siempre adopta una posición permanente de análisis y control del riesgo durante las excavaciones.

Un incidente causado por la excavación puede llegar a tener una evolución muy rápida, incluso de solo unos pocos minutos. Es por ello por lo que ACROT, en los casos más complejos o de más alto riesgo, pone a disposición del cliente su equipo de control 24H, permitiendo así la detección temprana de cualquier anomalía y la adopción inmediata de medidas de mitigación y reduciendo considerablemente la materialización real del riesgo o el impacto de este sobre la población o sobre la propia máquina.

El desarrollo de la excavación de un túnel es muy sensible y posee muchos elementos de incertidumbre en su ejecución. Una tuneladora con problemas en su configuración o la avería de uno de sus sistemas, cambios geológicos inesperados, pobre definición de parámetros de operación en zonas críticas, deficiencias en la operación o edificios que no responden al comportamiento esperado, son solo alguno de los elementos que rodean a la excavación de un túnel y que pueden desencadenar un riesgo grave durante la ejecución.

Una consideración clave a la hora de controlar los riesgos que rodean al túnel es no limitar el análisis y control al periodo de excavación, porque ya podría ser demasiado tarde. Los meses previos al lanzamiento de TBM son fundamentales para detectar factores de riesgo que se podrían activar en la fase de ejecución y cuya resolución en esta fase pudiera llegar a ser altamente compleja y peligrosa.

ACROT toma como base de partida toda la información de proyecto, manuales de tuneladora, geología, edificios, trazado… en definitiva, todo aquello relativo al túnel, y se analiza en busca de los elementos de riesgo. Los elementos detectados se vuelcan en una matriz, en la cual, aparte de identificar los riesgos, se cuantifican en términos de posible daño y probabilidad. En la matriz se revelarán los factores más críticos y sobre los que se deben aplicar medidas preventivas en una época temprana de la obra, cuando la tuneladora todavía no ha iniciado la excavación. Esto es de gran importancia, ya que muchas medidas mitigadoras aumentan su complejidad, coste de aplicación e incluso factibilidad una vez la tuneladora ya está bajo tierra.

A partir del análisis de todos los datos anteriormente citados, las características de la tuneladora, sensores y tipología y estado de la misma, se configuran una serie de algoritmos de cálculo adaptados a la tuneladora en cuestión, que nos permitirán obtener, de forma casi inmediata, el nivel de riesgo de la operación en cada anillo, las anomalías que se están produciendo y, lo más importante, la orientación hacia la toma de decisiones para la corrección de la anomalía y, por consiguiente, la reducción del riesgo.

La incorporación de una metodología de gestión de riesgos a las obras de túneles resulta imprescindible, no solo para mejorar la seguridad del proceso constructivo, sino también por mejorar la productividad y efectividad de la excavación. Los beneficios de la aplicación de un sistema de gestión de riesgos han sido demostrados a lo largo de los más de 20 años en los que SENER ha aplicado un servicio enfocado en el control de riesgos de operación de tuneladoras.

A través del análisis de datos en tiempo real y la experiencia exitosa de SENER en más 1.200 km de túneles en más de 25 países y en 175 proyectos, ACROT permite al usuario tener controlados los riesgos en la construcción y mejorar la seguridad de las excavaciones en entornos urbanos y complejos.

Con la aplicación del sistema de control de riesgos de SENER y la adaptación de los parámetros de operación a las condiciones reales de excavación, ACROT ha ayudado a reducir en hasta 10 veces los asientos y deformaciones en superficie producidos por el paso de la tuneladora y ha conseguido una reducción de hasta 5 veces de los asientos calculados en fase de proyecto, asegurando o acotando riesgos a terceros, como en el caso del túnel para la línea de alta velocidad España – Francia frente a la Sagrada Familia en Barcelona.

Para el constructor, el análisis continuo y detección de anomalías durante la excavación aumenta exponencialmente la posibilidad de optimizar los parámetros de excavación del túnel, adaptándolos en cada momento a las condiciones reales del terreno y los condicionantes de riesgo. La adaptación de los parámetros de maquinaria a las necesidades del terreno excavado permiten a ACROT ayudar a optimizar los tiempos de producción en hasta un 60% de los tiempos estimados en planificación.

La optimización de los tiempos de producción, la reducción de las paradas correctivas, la optimización de las paradas de mantenimiento, la eliminación de daños graves en herramientas y rueda de corte por fallos de operación y, en resumen, la adaptación de los parámetros de operación de las tuneladoras a las condiciones reales de excavación, permiten una optimización del coste ejecución de hasta un 59 %.

En conclusión, la explotación inteligente del dato y la conexión de todas las fuentes de información intervinientes en una obra pueden optimizar de manera significativa los costes de operación y los plazos de ejecución de una obra subterránea en un entorno urbano.

Referencias

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• París E. (2021). “Advanced Analytics for early damage detection in TBM/EPB’s cutting wheel and excavation tools”. ITA Tunneling week
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• ITA-AITES (2004) “Guidelines for tunneling risk management. International Tunneling Association, Working Group nº2”