Digitalización de la vigilancia de los túneles en la fase de construcción

Worldsensing se unió a Jim Rush, editor y redactor de la revista Tunnel Business Magazine, en un seminario web para hablar de cómo los sistemas de monitorización inalámbricos ayudan a hacer un seguimiento del rendimiento, identificar problemas y disminuir el riesgo operativo durante los proyectos de construcción de túneles. La directora de marketing de Worldsensing, Karen Figueroa, moderó un panel de ponentes en el que participaron:

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- Christina Lafuente: Ingeniera geotécnica y consultora de gestión de proyectos para varios proyectos de excavación de túneles con tuneladora en España y Estados Unidos.
- Dr. Dots Oyenuga: Experto en geotecnia y tunelería con más de 40 años de experiencia en instrumentación geotécnica y de túneles.
- David Gómez: Experto en monitorización inalámbrica en contextos geotécnicos e Ingeniero Industrial con más de 7 años de experiencia ayudando a empresas industriales a transformar sus operaciones a través de tecnologías IoT en EEUU.

La seguridad ha sido históricamente uno de los retos más importantes a los que se ha enfrentado el sector de la construcción de túneles, sobre todo teniendo en cuenta que la mitad de los proyectos de construcción siguen utilizando lecturas manuales de datos -lo que es arriesgado y costoso- o cables, que pueden ser caros e incómodos, sobre todo en lo que respecta a la interrupción del tráfico, lo que significa que en los proyectos de construcción de túneles el tendido de cables hace que los proyectos tengan que suspenderse. Por el contrario, los sistemas inalámbricos aumentan la eficacia y reducen los costes, facilitando el proceso de supervisión mediante la introducción de la automatización. Las empresas ya no tienen que pensar en cómo van a tomar las lecturas. El proceso de supervisión automática y remota hace que el lugar de trabajo sea más seguro y mejora el cumplimiento de los reglamentos y normas del sector. Los expertos de este seminario web exploran cómo puede utilizarse la supervisión inalámbrica para mejorar la gestión de riesgos y la instrumentación y supervisión en los proyectos de construcción de túneles, ayudando a los operadores a afrontar el reto de la seguridad.

Información en tiempo real para la gestión activa del riesgo

La gestión activa de los riesgos basada en la información en tiempo real en los proyectos de construcción de túneles sólo puede llevarse a cabo mediante la supervisión inalámbrica del IoT. David señala que "la tecnología inalámbrica no es nada nuevo en las industrias geotécnicas y de la construcción, sin embargo, las radios y los sistemas inalámbricos que han existido durante los últimos 20 años no están optimizados para los desafíos de la monitorización técnica".

Los sistemas modernos que utilizan las nuevas tecnologías IoT para la supervisión técnica han hecho avanzar las cosas considerablemente, dando a los operadores un mayor control sobre la cantidad de datos que recogen de cada sensor y cuándo. No todos los sistemas de monitorización inalámbrica cubren todas las bases. Según David, los sistemas verdaderamente eficaces deben tener tres características principales:

  • Wireless-ness
  • Señal de largo alcance
  • Bajo consumo de energía

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En ingeniería civil, la capacidad de transmitir datos de forma continua a grandes distancias sin tener que utilizar infraestructuras físicas (como cables) ni correr el riesgo de que las baterías se estropeen, es clave para una instrumentación y supervisión eficaces. Las señales inalámbricas tienen que ser capaces de alcanzar largas distancias bajo tierra y atravesar paredes de hasta 4 metros de grosor en edificios urbanos o pozos de registro. "También tienen que ser de bajo mantenimiento y duraderas: tener que sustituir las baterías, por ejemplo, supone un tiempo de inactividad en la excavación y pone en riesgo la vida de los trabajadores", señala David. Para que las lecturas sean realmente automáticas, los nodos de datos deben poder configurarse fácilmente y conectarse a las pasarelas sin necesidad de un mantenimiento constante.

Vigilancia inalámbrica para eliminar posibles incidentes

Según la experiencia de Christina, la supervisión inalámbrica es cada vez más popular en los proyectos de excavación de túneles:
"Muchos de los retos presentes en los proyectos de excavación de túneles podrían reducirse significativamente con un sistema de supervisión inalámbrico en tiempo real, ya que éste permite a los operadores de la excavación de túneles responder antes a situaciones potencialmente negativas, lo que permite ajustar las operaciones en consecuencia y reducir las acciones correctivas a largo plazo".

Esto, a su vez, reduce el tiempo de inactividad de los trabajos de excavación, lo que ahorra costes importantes, lo que hace que los sistemas de supervisión inalámbricos tengan casi garantizado el retorno de la inversión, ya que, al final, su coste total es mínimo en comparación con el coste de las acciones de reparación y el tiempo de inactividad del sistema. Con este tipo de sistemas, los costes directos de instalación y mantenimiento de otros sistemas cableados o técnicamente complejos se reducen considerablemente.

Se necesitan cuatro elementos para adoptar un sistema de monitorización inalámbrica IoT:

  1. Un campeón interno de IoT
  2. Un sistema de supervisión inalámbrica total de extremo a extremo: un sistema de supervisión inalámbrica de IoT avanzado que captura todos los datos de los sensores utilizados en su proyecto
  3. Dispositivos como los nodos de datos
  4. Una fase de prueba inicial del concepto para asegurarse de que todo el hardware y el software pueden ser cuidadosamente probados y ajustados de acuerdo con las condiciones reales

Proyectos de construcción de túneles en la vida real

Basándose en su experiencia de trabajo en el proyecto Purple Line 2 del metro de Los Ángeles, el Dr. Oyenuga destaca las ventajas de utilizar sistemas de supervisión inalámbricos, de bajo consumo y en tiempo real para este tipo de proyectos de construcción de túneles: "Muchos proyectos de túneles tienen un batiburrillo de sistemas. Pueden utilizar 3 ó 4 sistemas porque los operarios creen que tienen que usar un sistema específico para un determinado tipo de sensor. En nuestro proyecto utilizamos por primera vez un sistema integrado y automatizado de adquisición de datos. Lo utilizamos para casi todo: para todos y cada uno de los sensores que instalamos".

imagen pegada0Mapa del proyecto de la Línea Púrpura 2 del Metro de Los Ángeles

Cómo afrontar los riesgos de forma eficaz

Los principales problemas de los operadores de proyectos de excavación de túneles suelen ser los riesgos para la salud y la seguridad en el trabajo, junto con la necesidad de cumplir con las estrictas y costosas normativas sobre seguros, y la necesidad de llevar a cabo una supervisión constante sin incurrir en demasiados gastos. Entre los retos específicos de este sector se encuentran la dispersión de los puntos críticos que hay que vigilar en una gran superficie, un entorno de construcción en continuo cambio y, si se utilizan sensores colocados en los cables, la necesidad de realizar ajustes en dichos cables en cada fase del proyecto. La manera más eficaz y precisa de hacer frente a estos retos es agregando información en tiempo real, que describa con precisión el estado de rendimiento del proyecto de construcción de túneles y que pueda ser utilizada por los responsables de la toma de decisiones para aplicar las medidas más adecuadas, e instigando enfoques proactivos de gestión de riesgos con umbrales de alarma y planes de respuesta. Una de las únicas formas de hacerlo es mediante la implementación de un sistema de monitorización inalámbrica IoT, que es de bajo consumo, de bajo mantenimiento, duradero, compatible con diferentes tipos de sensores y software de monitorización, y que recopila continuamente datos en tiempo real.

¿Qué es lo próximo para la industria de los túneles?

El futuro de los túneles está en el IoT, una tecnología que ofrece a los operadores la oportunidad de generar una mayor eficiencia a través de la digitalización de sus operaciones. El tipo de gestión operativa en tiempo real que actualmente permiten las soluciones de monitorización inalámbrica acabará permitiendo la creación de gemelos digitales. Estos modelos de "videojuego" del emplazamiento de los túneles permitirán a los operadores planificar con antelación cualquier posible incidente e implementar acciones para prevenirlo primero virtualmente, y luego literalmente, mejorando la eficiencia de sus operaciones y reduciendo los riesgos de la construcción de túneles de forma significativa.

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