937 411 690
Sistemes de monitorització remota per controlar l’estabilitat dels talussos
Els talussos, tant naturals com artificials, estan sotmesos a canvis constants. La pluja, les variacions de temperatura, l’erosió, les excavacions o les modificacions de les condicions del terreny poden provocar moviments que, encara que inicialment siguin petits, poden evolucionar i acabar afectant carreteres, vies ferroviàries, edificis o altres infraestructures.
Per aquest motiu, auscultar un talús permet conèixer com s’està comportant el terreny i detectar possibles moviments abans que puguin convertir-se en un problema més greu. Actualment, a més dels sistemes convencionals d’instrumentació, existeixen solucions de monitorització remota capaces de recollir dades de manera contínua i transmetre-les sense necessitat de desplaçar-se fins al punt de control.
Què significa auscultar un talús?
L’auscultació consisteix a instrumentar un terreny o una estructura per mesurar determinades variables i analitzar-ne l’evolució al llarg del temps.
Tradicionalment s’han utilitzat sistemes com ara estacions totals, sensors GNSS, cintes de convergència, electronivells o altres instruments que poden requerir cablejat, referències estables, visuals directes o intervencions periòdiques per obtenir i descarregar les dades. Aquestes condicions poden resultar especialment complexes quan la zona que cal controlar presenta dificultats d’accés.
Els sistemes sense fils de monitorització remota permeten plantejar una estratègia diferent. Els sensors es poden instal·lar als punts d’interès i realitzar mesuraments amb la freqüència definida per a cada projecte. La informació es transmet automàticament fins a un sistema de comunicacions i posteriorment queda disponible en una plataforma web.
Un sistema d’auscultació format per tres elements
La solució que INACCÉS utilitza per a l’auscultació dels talussos està composta per un conjunt de tres elements principals: sensors, Gateway de comunicacions i visor web.
El primer element és la xarxa de sensors. Depenent del que es vulgui controlar, es poden utilitzar diferents tecnologies: clinòmetres, distanciòmetres, piezòmetres o extensòmetres, entre d’altres. Aquests equips permeten registrar variables com ara canvis d’angle, distància, temperatura, tensió, nivell freàtic o humitat.
La informació recollida pels sensors es transmet mitjançant ràdio fins a un Gateway, que actua com a punt de connexió entre la instrumentació instal·lada al terreny i el servidor on s’emmagatzemen les dades. Des d’allà, la informació es pot consultar remotament mitjançant un visor web des d’un ordinador, una tauleta o un telèfon mòbil.
Aquesta arquitectura elimina bona part de les limitacions associades a les instal·lacions cablejades i facilita la monitorització de zones en què accedir-hi periòdicament pot resultar complicat o fins i tot perillós.
El clinòmetre triaxial: controlar petits canvis d’inclinació
Dins d’aquest tipus de solucions, un dels sensors especialment interessants per a l’auscultació de talussos és el clinòmetre triaxial.
Es tracta d’un sensor d’inclinació de tres eixos dissenyat per detectar variacions angulars amb una elevada precisió. La seva resolució pot arribar als 0,0001°, mentre que la repetibilitat de la variant -IX és de ±0,0005°. L’equip pot disposar, a més, d’un rang de mesurament de ±90°.
I què significa això aplicat a un talús?
Un canvi d’inclinació pot ser un indicador que una determinada zona del terreny, una massa rocosa o un element estructural està experimentant algun tipus de moviment. Situant els sensors en punts estratègics és possible obtenir una sèrie temporal de mesuraments i observar si els valors es mantenen estables o presenten una evolució que requereixi atenció.
El sensor també pot incorporar un sistema de mesurament de temperatura i està preparat per treballar en condicions ambientals exigents, amb un rang de funcionament de -40 °C a +85 °C i protecció davant de l’aigua i la pols mitjançant graus IP66, IP67 i IP68.
Comunicació sense fils: tipus Malla o tipus Punt-a-Punt
Una de les característiques més rellevants del sistema és que la comunicació entre els sensors i el Gateway també es pot realitzar de manera sense fils.
A INACCÉS treballem amb dues arquitectures de comunicació: una xarxa basada en una topologia de malla i una xarxa basada en una comunicació punt a punt. L’elecció depèn de les característiques i necessitats de cada escenari de monitorització.
En una xarxa de malla, els sensors es poden comunicar entre ells i amb el Gateway. Aquesta configuració permet treballar amb freqüències elevades de mesurament i contempla fins i tot la possibilitat d’enviar ordres entre sensors, com ara incrementar la freqüència de mesurament quan es detecta moviment. El Gateway es pot alimentar mitjançant un panell solar de dimensions reduïdes.
L’alternativa utilitza una topologia punt a punt, en què cada sensor transmet directament al Gateway. Segons el document, aquesta configuració pot assolir distàncies de fins a 15 km entre el node i el Gateway i admet fins a 1.000 sensors amb un únic Gateway.
Aquesta flexibilitat permet adaptar el sistema a les característiques concretes del terreny i del projecte.
Dades disponibles en temps real i llindars d’alarma
Recollir mesuraments és només una part de l’auscultació. El veritable valor rau en poder interpretar-ne l’evolució i reaccionar quan els valors registrats superen determinats límits.
El visor WEB permet consultar els mesuraments tant de manera gràfica com alfanumèrica i analitzar-ne l’evolució al llarg del temps. També permet generar gràfiques de seguiment i establir llindars d’alarma. Quan un mesurament assoleix els valors definits, el sistema pot enviar automàticament avisos mitjançant correu electrònic i SMS.
D’aquesta manera, la monitorització deixa de dependre exclusivament de visites periòdiques a l’emplaçament. El comportament del talús es pot seguir de manera remota i les dades històriques permeten analitzar tendències i comparar l’evolució dels mesuraments.
Una solució especialment interessant en zones de difícil accés
Un altre dels aspectes importants és la mateixa instal·lació dels sensors. Com que es tracta d’equips sense fils, no és necessari desplegar cablejat entre els diferents punts de mesurament. A més, existeixen diferents accessoris de fixació que permeten adaptar el muntatge a les característiques de l’emplaçament.
Els diferents mètodes de fixació són nombrosos, per exemple, clinòmetres instal·lats sobre barres corrugades en talussos, varetes clavades a la roca o solucions específiques per al control d’abocadors. També es poden utilitzar accessoris dissenyats per a aplicacions concretes.
El mateix sensor triaxial disposa de diferents opcions de muntatge per a parets, pals, estaques, superfícies inclinades o vies ferroviàries, entre altres aplicacions.
A més, la seva bateria interna pot proporcionar una autonomia típica de 12 a 15 anys, prenent com a referència intervals de mesurament de 30 minuts, fins i tot quan el dispositiu actua com a node repetidor dins de la xarxa.
Auscultar per anticipar-se al problema
La principal aportació d’aquests sistemes no és únicament disposar de més dades, sinó tenir una visió contínua del comportament d’un talús o d’una estructura.
En una infraestructura propera a un talús inestable, per exemple, conèixer si els moviments es mantenen dins d’uns valors determinats pot ajudar a realitzar un seguiment preventiu. Si els mesuraments comencen a mostrar una evolució significativa, les dades i les alarmes permeten disposar d’informació objectiva per valorar la situació i decidir les actuacions necessàries.
Exemple de monitorització d’un mur al Montseny
En aquesta actuació d’exemple, es van instal·lar dos grups de sensors. El primer tenia com a funció monitoritzar els moviments del mur situat sota el talús que havia patit un despreniment. El segon grup monitoritzava l’assentament del talús sobre el mur per avaluar l’efectivitat de la consolidació del mur.
Un cop acabada l’obra de reparació del mur, es van reutilitzar els sensors del mur per fer un seguiment més ampli de la zona del talús i comprovar-ne l’eficàcia.
La monitorització remota es pot aplicar tant a talussos com a altres elements geotècnics i estructurals. Els mateixos sistemes descrits contemplen aplicacions com ara lliscaments de terraplens, moviments estructurals, deformacions en túnels o assentaments i moviments associats a infraestructures ferroviàries.
La monitorització de les “Cases penjants” de Tarazona
Unes edificacions emblemàtiques d’aquesta localitat van patir importants esquerdes estructurals a les façanes posteriors quan les cornises rocoses sobre les quals estan construïdes van col·lapsar.
La solució va consistir a omplir les cavitats de les cornises rocoses amb formigó projectat. Per motius de seguretat, no es podien realitzar els treballs des de la part inferior, per la qual cosa el ciment es va projectar mitjançant un robot. Un cop omplertes, es va executar un sistema de nailing amb armadura i ancoratges i, un cop estabilitzades, es van instal·lar uns sensors per comprovar l’efectivitat de la solució.
Per a Inaccés Geotècnica Vertical, incorporar aquest tipus de solucions suposa complementar les actuacions d’estabilització i protecció amb una eina orientada al seguiment del comportament del terreny. Perquè conèixer com evoluciona un talús permet prendre decisions amb més informació i, especialment en emplaçaments sensibles, passar d’una actuació reactiva a una estratègia de control i prevenció.
L’auscultació, en definitiva, no consisteix únicament a mesurar un talús: consisteix a observar-ne l’evolució, detectar canvis i disposar d’informació per actuar abans que el problema vagi a més.
