937 411 690
Sistemas de monitorización remota para controlar la estabilidad de los taludes
Los taludes, tanto naturales como artificiales, están sometidos a cambios constantes. La lluvia, las variaciones de temperatura, la erosión, las excavaciones o las modificaciones de las condiciones del terreno pueden provocar movimientos que, aunque inicialmente sean pequeños, pueden evolucionar y acabar afectando a carreteras, vías ferroviarias, edificios u otras infraestructuras.
Por este motivo, auscultar un talud permite conocer cómo se está comportando el terreno y detectar posibles movimientos antes de que puedan convertirse en un problema mayor. Actualmente, además de los sistemas convencionales de instrumentación, existen soluciones de monitorización remota capaces de recoger datos de forma continua y transmitirlos sin necesidad de desplazarse hasta el punto de control.
¿Qué significa auscultar un talud?
La auscultación consiste en instrumentar un terreno o una estructura para medir determinadas variables y analizar su evolución a lo largo del tiempo.
Tradicionalmente se han utilizado sistemas como estaciones totales, sensores GNSS, cintas de convergencia, electroniveles u otros instrumentos que pueden requerir cableado, referencias estables, visuales directas o intervenciones periódicas para obtener y descargar los datos. Estas condiciones pueden resultar especialmente complejas cuando la zona a controlar presenta dificultades de acceso.
Los sistemas inalámbricos de monitorización remota permiten plantear una estrategia diferente. Los sensores pueden instalarse en los puntos de interés y realizar mediciones con la frecuencia definida para cada proyecto. La información se transmite automáticamente hasta un sistema de comunicaciones y posteriormente queda disponible en una plataforma web.
Un sistema de auscultación formado por tres elementos
La solución que INACCÉS utiliza para la auscultación de los taludes està compuesta por un conjunto de tres elementos principales: sensores, Gateway de comunicaciones y visor web.
El primer elemento es la red de sensores. Dependiendo de lo que se quiera controlar, pueden utilizarse diferentes tecnologías: clinómetros, distanciómetros, piezómetros o extensómetros, entre otros. Estos equipos permiten registrar variables como cambios de ángulo, distancia, temperatura, tensión, nivel freático o humedad.
La información recogida por los sensores se transmite mediante radio hasta un Gateway, que actúa como punto de conexión entre la instrumentación instalada en el terreno y el servidor donde se almacenan los datos. Desde allí, la información puede consultarse remotamente mediante un visor web desde un ordenador, tableta o teléfono móvil.
Esta arquitectura elimina buena parte de las limitaciones asociadas a las instalaciones cableadas y facilita la monitorización de zonas en las que acceder periódicamente puede resultar complicado o incluso peligroso.
El clinómetro triaxial: controlar pequeños cambios de inclinación
Dentro de este tipo de soluciones, uno de los sensores especialmente interesantes para la auscultación de taludes es el inclinómetro triaxial
Se trata de un sensor de inclinación de tres ejes diseñado para detectar variaciones angulares con elevada precisión. Su resolución pueden alcanzar los 0,0001°, mientras que la repetibilidad de la variante -IX es de ±0,0005°. El equipo puede disponer además de un rango de medición de ±90°.
¿Y qué significa esto aplicado a un talud?
Un cambio de inclinación puede ser un indicador de que una determinada zona del terreno, una masa rocosa o un elemento estructural está experimentando algún tipo de movimiento. Situando los sensores en puntos estratégicos es posible obtener una serie temporal de mediciones y observar si los valores permanecen estables o presentan una evolución que requiera atención.
El sensor puede incorporar también un sistema de medición de temperatura y está preparado para trabajar en condiciones ambientales exigentes, con un rango de funcionamiento de -40 °C a +85 °C y protección frente al agua y el polvo mediante grados IP66, IP67 e IP68.
Comunicación inalámbrica: Tipo Malla o tipo Punto-a-Punto
Una de las características más relevantes del sistema es que la comunicación entre los sensores y el Gateway también puede realizarse de forma inalámbrica.
En INACCÉS trabajamos con dos arquitecturas de comunicación: Una red basada en una topología de malla, y una red basada en una comunicación punto a punto. La elección depende de las características y necesidades de cada escenario de monitorización.
En una red de malla, los sensores pueden comunicarse entre ellos y con el Gateway. Esta configuración permite trabajar con frecuencias elevadas de medición y contempla incluso la posibilidad de enviar órdenes entre sensores, como incrementar la frecuencia de medición cuando se detecta movimiento. El Gateway puede alimentarse mediante un panel solar de reducidas dimensiones.
La alternativa utiliza una topología punto a punto, en la que cada sensor transmite directamente al Gateway. Según el documento, esta configuración puede alcanzar distancias de hasta 15 km entre nodo y Gateway y admite hasta 1.000 sensores con un único Gateway.
Esta flexibilidad permite adaptar el sistema a las características concretas del terreno y del proyecto.
Datos disponibles en tiempo real y umbrales de alarma
Recoger mediciones es solo una parte de la auscultación. El verdadero valor está en poder interpretar su evolución y reaccionar cuando los valores registrados superan determinados límites.
El visor WEB permite consultar las mediciones tanto de forma gráfica como alfanumérica y analizar su evolución a lo largo del tiempo. También permite generar gráficas de seguimiento y establecer umbrales de alarma. Cuando una medición alcanza los valores definidos, el sistema puede enviar automáticamente avisos mediante correo electrónico y SMS.
De esta manera, la monitorización deja de depender exclusivamente de visitas periódicas al emplazamiento. El comportamiento del talud puede seguirse de forma remota y los datos históricos permiten analizar tendencias y comparar la evolución de las mediciones.
Una solución especialmente interesante en zonas de difícil acceso
Otro de los aspectos importantes es la propia instalación de los sensores. Al tratarse de equipos inalámbricos, no es necesario desplegar cableado entre los diferentes puntos de medición. Además, existen diferentes accesorios de fijación que permiten adaptar el montaje a las características del emplazamiento.
Los distintos métodos de fijación son numerosos, por ejemplo, clinómetros instalados sobre barras corrugadas en taludes, varillas hincadas en roca o soluciones específicas para el control de escombreras. También pueden utilizarse accesorios diseñados para aplicaciones concretas.
El propio sensor triaxial dispone de diferentes opciones de montaje para paredes, postes, estacas, superficies inclinadas o vías ferroviarias, entre otras aplicaciones.
Además, su batería interna puede proporcionar una autonomía típica de 12 a 15 años, tomando como referencia intervalos de medición de 30 minutos, incluso cuando el dispositivo actúa como nodo repetidor dentro de la red.
Auscultar para anticiparse al problema
La principal aportación de estos sistemas no es únicamente disponer de más datos, sino tener una visión continua del comportamiento de un talud o de una estructura.
En una infraestructura próxima a un talud inestable, por ejemplo, conocer si los movimientos permanecen dentro de unos valores determinados puede ayudar a realizar un seguimiento preventivo. Si las mediciones empiezan a mostrar una evolución significativa, los datos y las alarmas permiten disponer de información objetiva para valorar la situación y decidir las actuaciones necesarias.
Ejemplo de monitorización de un muro en el Montseny
En esta actuación, se instalaron dos grupos de sensores. El primer de ellos tenía como función monitorizar los movimientos del muro de debajo del talud que había sufrido un derrumbe. El segundo grupo monitorizaba el asentamiento del talud sobre el muro para evaluar la efectividad de la consolidación del muro.
Una vez terminada la obra de reparación del muro, se reutilizaron los sensores del muro para proceder a hacer un seguimiento más amplio de la zona del talud para comprobar su eficacia.
La monitorización remota puede aplicarse tanto a taludes como a otros elementos geotécnicos y estructurales. Los propios sistemas descritos contemplan aplicaciones como deslizamientos de terraplenes, movimientos estructurales, deformaciones en túneles o asentamientos y movimientos asociados a infraestructuras ferroviarias.
La monitorización de las “Casas Colgantes” de Tarazona
Unas edificaciones emblemáticas de esta localidad sufrieron importantes grietas estructurales en las fachadas posteriores cuando las cornisas rocosas sobre las que están construidas colapsaron.
La solución fue rellenar las cavidades de las cornisas rocosas con hormigón proyectado. Por motivos de seguridad, no se podían realizar los trabajos desde la parte inferior, por lo que el cemento se proyectó mediante un robot. Una vez rellenadas, se realizó un sistema de nailing con armadura y anclajes y, una vez estabilizadas, se instalaron unos sensores para comprobar la efectividad de la solución.
Para Inaccés Geotècnica Vertical, incorporar este tipo de soluciones supone complementar las actuaciones de estabilización y protección con una herramienta orientada al seguimiento del comportamiento del terreno. Porque conocer cómo evoluciona un talud permite tomar decisiones con más información y, especialmente en emplazamientos sensibles, pasar de una actuación reactiva a una estrategia de control y prevención.
La auscultación, en definitiva, no consiste únicamente en medir un talud: consiste en observar su evolución, detectar cambios y disponer de información para actuar antes de que el problema vaya a más.
