Para poder estudiar y monitorear con precisión el comportamiento del terreno y las obras civiles, la instrumentación geotécnica y estructural entra a jugar un papel determinante en el entendimiento y toma de decisiones ante desviaciones de comportamiento que pongan en riesgo vidas y la estructura misma.
En los últimos años, el desarrollo de la infraestructura en Colombia ha traído consigo la ejecución de obras de mayor complejidad las cuales, a su vez, requieren altos estándares de calidad.
La importancia del monitoreo se puede resumir en tres aspectos claves para estructuras u obras complejas y sensibles a asentamientos/desplazamientos: primero, el potencial aumento de los costos de imprevistos; segundo, el manejo activo de los riesgos y tercero, la reducción de impactos durante las actividades de construcción; los cuales determinan la necesidad de medición con sistemas automáticos en tiempo real y a costo razonable1.
Un caso muy recurrente es el uso de los inclinómetros (ver foto 1), un instrumento versátil que, a través de un tren de tubería ranurada instalada en el subsuelo de la zona de monitoreo, permite medir los desplazamientos horizontales (o verticales, dependiendo del contexto) y, a través del delta de posición en un tiempo determinado, establecer magnitud, dirección y profundidad de desplazamiento2.
Lectura Inclinómetros.
Hoy en Colombia estos instrumentos son altamente demandados, junto con los piezómetros de hilo vibrátil (ver foto 2), los extensómetros verticales y los extensómetros MPBX o multipunto, dado que forman un sistema bastante útil a la hora de monitorear deslizamientos, terraplenes, cortes y taludes tanto naturales como artificiales.
Instalación piezómetros de hilo vibrátil.
En la instrumentación, los tipos de sensores de mayor uso son los de hilo vibrátil. Estos consisten en un sensor con un diafragma interno conectado a unos cables de acero y una bobina electromagnética, que al recibir el estímulo generado por los cambios de presión, transforma la tensión de los cables y los hace vibrar a diferentes frecuencias; estos cambios de frecuencias son enviados a una consola de medición, que bajo un algoritmo procesa la señal, aplica factores y muestra unidades útiles para hacer el respectivo cálculo de la presión hidrostática, la cual comparada en el tiempo permite ver los cambios del sensor de forma gráfica. (DURHAMGEO, 2018).
Los extensómetros MPBX (ver foto 3) y los extensómetros verticales, también constituyen una herramienta fundamental para monitorear subsidencias o asentamientos en obras civiles como túneles, fundaciones y minas.
Instalación extensómetros MPBX.
El principio técnico de los extensómetros verticales (ver foto 4) lo constituye el comportamiento de los sensores en posiciones fijas a través del tiempo, basándose en la medición de los deltas de desplazamiento, conocidos como rebotes o asentamientos, cuyos valores a diferentes profundidades, comparados a su vez con la estratigrafía presente del sector, permite a los constructores discernir y tomar decisionessobre elcomportamiento del suelo frente a la intervención de la obra civil durante y posterior a su ejecución.
Lectura de extensómetro vertical.
Como se ha descrito brevemente, existe una variedad de sensores y soluciones en instrumentación geotécnica y estructural de gran utilidad, dado que permiten al ingeniero constructor tomar decisiones oportunas con el objetivo de minimizar riesgos y llevar un control de calidad que garantice el cumplimiento de operatividad de las obras civiles.
Esto ha llevado a que en los últimos años exista un mayor esfuerzo en el desarrollo de nuevas tecnologías en instrumentación geotécnica, con el objetivo de incrementar la productividad y disponer de la información en tiempo real. Como resultado se han generado sistemas semiautomatizados y automatizados como los “dataloggers” que son centros de almacenamiento dinámico de información, que permiten recoger y procesar los datos de instalaciones de cualquier tipo de sensor de manera remota y generar reportes en tiempo real.
Así las cosas, se puede considerar que esta apuesta de incorporación tecnológica de la instrumentación geotécnica y estructural presenta alternativas económicas y precisas para la obtención de información oportuna al servicio de la ingeniería, que poco a poco se han vuelto más necesarias y de frecuente implementación, más allá de un requerimiento de calidad y en cambio, como una herramienta de monitoreo de comportamiento y reducción de riesgos, por la generación de alertas tempranas.
Existe una variedad de sensores y soluciones en instrumentación geotécnica y estructural de gran utilidad, que permiten al ingeniero constructor tomar decisiones oportunas con el objetivo de minimizar riesgos y llevar un control de calidad.
Credito: Argos - Medellin, Colombia
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