La seguridad de las presas es fundamental para proteger a las comunidades aguas abajo, las infraestructuras y el medio ambiente. Supervisar la deformación de las presas es fundamental para mantener su integridad estructural, ya que ayuda a detectar posibles problemas antes de que provoquen averías graves. Históricamente, la supervisión se ha basado a menudo en estaciones totales ópticas. Aunque eficaces, estas estaciones presentan una serie de deficiencias.
Los recientes avances en la tecnología del Sistema Mundial de Navegación por Satélite (GNSS), como el receptor GNSS CHCNAV H3, están transformando el enfoque de la supervisión del estado estructural de las presas. Esta tecnología proporciona mediciones continuas y muy precisas que nos dan una imagen detallada del estado estructural de una presa, superando las limitaciones de los métodos tradicionales.
Figura 1. Receptor CHCNAV H3 instalado Receptor CHCNAV H3 instalado en una presa y en una zona propensa a los desprendimientos para controlar las deformaciones.
LA NECESIDAD ESENCIAL DE UNA VIGILANCIA PRECISA DE LA DEFORMACIÓN DE LAS PRESAS
Descubrir las fuerzas que provocan la deformación de las presas
Las presas se enfrentan a una serie de fuerzas naturales y artificiales que pueden debilitar su estructura con el paso del tiempo. La presión del agua, los cambios medioambientales y la actividad sísmica son factores clave que pueden provocar cambios estructurales significativos. Incluso pequeñas deformaciones pueden indicar graves problemas estructurales que amenacen la estabilidad de la presa y, en consecuencia, la seguridad de las comunidades y los ecosistemas aguas abajo. La detección precoz y la respuesta a estos pequeños desplazamientos son fundamentales y subrayan la necesidad de una vigilancia continua y precisa de las deformaciones.
El envejecimiento de las infraestructuras: Una preocupación creciente
El problema es cada vez más acuciante a medida que envejece la infraestructura mundial de presas. Muchas presas existentes, diseñadas y construidas hace décadas, funcionan más allá de su esperanza de vida original. A medida que los materiales envejecen y se deterioran bajo la presión constante de las fuerzas ambientales, estas estructuras se vuelven más susceptibles de fallar.
Principios del control de la deformación de presas
En esencia, el control de la deformación de presas requiere una medición cuidadosa de los cambios en la estructura de la presa utilizando puntos de referencia estables para la comparación. Estas mediciones permiten a los ingenieros identificar los cambios a lo largo del tiempo, proporcionando una valiosa información sobre la salud estructural y la estabilidad de la presa. Una supervisión eficaz depende de la precisión y fiabilidad de estas mediciones y requiere tecnologías avanzadas que puedan detectar incluso los movimientos más pequeños y convertirlos en datos valiosos.
TRANSICIÓN DE LAS TÉCNICAS DE VIGILANCIA TRADICIONALES A LAS AVANZADAS
Figura 2. Representación esquemática de la vigilancia de presas con una estación total.
Limitaciones de los sistemas convencionales de estación total
A pesar de su uso generalizado y de su fiabilidad para realizar mediciones precisas, los sistemas de estación total presentan varios retos en la monitorización de la deformación de presas. Estos retos incluyen:
- Dependencia de la línea de visión: Las estaciones totales requieren una línea de visión clara entre el instrumento y los puntos objetivo, lo que a menudo es difícil de conseguir en terrenos y estructuras complejas alrededor de las presas.
- Intervalos de medición: La necesidad de funcionamiento manual limita la recogida de datos a intervalos discretos. Esta recopilación intermitente de datos puede pasar por alto movimientos críticos y no captar el alcance total de las tendencias de deformación.
- Sensibilidad medioambiental: Como instrumentos ópticos, las estaciones totales son susceptibles a las condiciones meteorológicas que pueden interrumpir las mediciones y reducir la precisión de los datos en condiciones meteorológicas adversas.
Estas limitaciones requieren una solución de supervisión más robusta y continua, especialmente para infraestructuras críticas como las presas, donde la seguridad y la integridad operativa son primordiales.
APROVECHAR LA POTENCIA DE LA TECNOLOGÍA GNSS PARA UNA SUPERVISIÓN SUPERIOR DE LAS PRESAS
Figura 3 Representación esquemática de la vigilancia de presas con receptor GNSS.
El campo de la gestión de la seguridad de las presas está experimentando un cambio significativo con la introducción de la tecnología del Sistema Mundial de Navegación por Satélite (GNSS). Los sistemas GNSS, en particular el receptor GNSS CHCNAV H3, ofrecen varias ventajas únicas para la monitorización de deformaciones y están liderando este cambio transformador. Esta tecnología no sólo proporciona mediciones continuas de alta precisión, sino que también aporta nuevos niveles de automatización y flexibilidad que van más allá de lo que era posible con los enfoques de seguimiento tradicionales.
Mediciones continuas de alta precisión
Una de las principales ventajas de la tecnología GNSS es su capacidad para proporcionar una monitorización continua y automatizada sin necesidad de una línea de visión directa ni de intervención manual. Esto es increíblemente valioso para la monitorización de la deformación de presas, donde los constantes cambios ambientales y estructurales requieren una atención ininterrumpida. Una red de receptores GNSS se coloca estratégicamente a lo largo de la estructura de la presa, proporcionando una amplia cobertura y la capacidad de detectar movimientos muy pequeños con una precisión submilimétrica.
Algoritmos avanzados y corrección de errores
La precisión de la monitorización GNSS aumenta considerablemente gracias a algoritmos avanzados y métodos de corrección de errores. Tecnologías como el Posicionamiento Puntual Preciso (PPP) y la Cinemática en Tiempo Real (RTK) permiten al CHCNAV H3 alcanzar una precisión milimétrica. Este alto nivel de precisión es fundamental para la detección temprana de posibles problemas estructurales, lo que permite actuar a tiempo y reducir el riesgo de fallos potencialmente catastróficos.
Rendimiento sin concesiones en condiciones adversas
Una característica clave de la tecnología GNSS es su gran rendimiento en diversas condiciones ambientales. A diferencia de los métodos ópticos de medición tradicionales, las señales GNSS siguen siendo fiables incluso en condiciones meteorológicas adversas como niebla, lluvia y nieve. Esta resistencia garantiza que la monitorización de la deformación de las presas pueda continuar sin interrupciones independientemente de las condiciones meteorológicas, proporcionando un flujo continuo de datos esenciales para la seguridad de las presas a largo plazo y la evaluación de su rendimiento.
Supervisión remota y escalabilidad
La posibilidad de operar a distancia es un avance significativo en la tecnología de monitorización. Los sistemas GNSS permiten el funcionamiento y la recopilación de datos a distancia, reduciendo la necesidad de personal in situ y permitiendo el análisis de datos en tiempo real desde prácticamente cualquier lugar. Esta característica es especialmente beneficiosa para la monitorización de presas en zonas remotas o de difícil acceso. Además, el diseño escalable de las redes de monitorización GNSS permite una fácil expansión para cubrir áreas más grandes o soportar campañas de medición más exhaustivas, proporcionando un enfoque flexible y adaptable para satisfacer las cambiantes necesidades de monitorización.
Afrontar los retos
Aunque la tecnología GNSS ofrece muchas ventajas sobre los métodos tradicionales de estación total, también introduce nuevos factores a tener en cuenta, como la necesidad de que cada punto de monitorización tenga su propio receptor GNSS y la infraestructura de alimentación y comunicaciones necesaria. Sin embargo, las ventajas de la tecnología GNSS, especialmente su precisión, fiabilidad y adaptabilidad, superan estos obstáculos logísticos.
Figura 4. El H3 montado en la presa satisface las rigurosas necesidades de monitorización.
Presentación del receptor GNSS CHCNAV H3: Innovación en la monitorización de la deformación de presas
A la vanguardia de la tecnología GNSS para la monitorización de deformaciones estructurales, el receptor GNSS CHCNAV H3 destaca como un sensor diseñado específicamente para satisfacer las rigurosas exigencias de la monitorización de presas. Este dispositivo compacto todo en uno combina la funcionalidad GNSS de alta precisión con funciones de procesamiento de datos y conectividad de última generación para proporcionar una precisión, fiabilidad y facilidad de uso excepcionales en condiciones exigentes.
Precisión y fiabilidad superiores
El CHCNAV H3 incorpora un módulo GNSS de alta precisión y es compatible con diversas constelaciones de satélites, como GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo y QZSS. Este amplio soporte de constelaciones garantiza una amplia disponibilidad de la señal GNSS y una precisión constante, lo que reduce las lagunas en la recopilación de datos y mejora la fiabilidad de la medición de deformaciones.
Monitorización mejorada con sensor MEMS integrado
Una característica notable del receptor GNSS H3 es su sensor MEMS integrado, que añade datos de inclinación y aceleración para mejorar las mediciones basadas en GNSS. Esta capa adicional de datos mejora la integridad y fiabilidad del sistema de monitorización al detectar y compensar cualquier movimiento o inestabilidad del receptor, garantizando que las mediciones reflejen con precisión los cambios estructurales y no los problemas relacionados con el equipo.
Conectividad perfecta para información en tiempo real
La conectividad es fundamental en el diseño del H3, que incorpora varios módulos de comunicación, como un módem 4G y Ethernet. Estas características permiten la transmisión de datos en tiempo real y el acceso remoto, lo que garantiza un flujo continuo de información para la toma de decisiones y acciones oportunas. La posibilidad de configurar y gestionar a distancia los receptores aumenta la adaptabilidad y capacidad de respuesta del sistema a las condiciones y necesidades cambiantes.
Construido para resistir: Diseño robusto para entornos difíciles
Diseñado pensando en los entornos difíciles y a menudo remotos de las presas, el CHCNAV H3 está construido para durar. Su carcasa con clasificación IP67 ofrece resistencia al polvo y al agua, y su bajo consumo de energía (menos de 2 W) permite un funcionamiento prolongado sobre el terreno. Esta combinación de robustez y eficiencia hace que el H3 sea ideal para su uso a largo plazo en entornos exigentes, ofreciendo un rendimiento constante con un mantenimiento mínimo.
Facilidad de instalación e integración
El diseño compacto e integrado del H3 simplifica el proceso de configuración y elimina la necesidad de complejas instalaciones in situ y equipos adicionales. La compatibilidad con el software estándar del sector garantiza que el H3 pueda integrarse fácilmente en los sistemas de monitorización de presas existentes, proporcionando una transición sin problemas a la tecnología GNSS.
MIRANDO AL FUTURO: UN FUTURO ANCLADO EN LA TECNOLOGÍA GNSS
La incorporación de la tecnología GNSS a las prácticas de monitorización de la deformación de presas marca la transición a una nueva era en la gestión de estos activos críticos. Aprovechando la tecnología GNSS, los operadores e ingenieros de presas pueden mejorar la seguridad, fiabilidad y longevidad de estas sensibles estructuras. De cara al futuro, los continuos avances en soluciones GNSS, como el CHCNAV H3, mejorarán aún más nuestra capacidad para supervisar y mantener la integridad estructural de las presas, protegiendo a las comunidades y los ecosistemas que dependen de ellas.
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Acerca de CHC Navigation
CHC Navigation (CHCNAV) crea soluciones innovadoras de cartografía, navegación y posicionamiento para que el trabajo de los clientes sea más eficaz. Los productos y soluciones de CHCNAV abarcan múltiples sectores, como el geoespacial, la construcción, la agricultura y la marina. Con presencia en todo el mundo, distribuidores en más de 120 países y más de 1.700 empleados, CHC Navigation está reconocida hoy como una de las empresas de tecnologías geomáticas de más rápido crecimiento.
