ShapeArray con Loadsensing: la lista definitiva de preguntas y respuestas

Las amplias capacidades de integración de Loadsensing aumentaron en febrero cuando Worldsensing dio a conocer una asociación con Measurand Instruments. La iniciativa supuso la incorporación de la popular familia ShapeArray de Measurand de productos de medición de la deformación del suelo y de las estructuras a la lista de tecnologías que pueden supervisarse de forma fácil y rentable mediante los registradores de datos de Loadsensing.

Para profundizar en los detalles de lo que esto significa para los ingenieros geotécnicos y otros grupos de clientes, recientemente celebramos un seminario web sobre Measurand y Loadsensing 101. Presentado por Matthew Miller, especialista en servicios técnicos e instrumentación de Measurand, y Juan Pérez Arcas, ingeniero geotécnico de Worldsensing y experto en Loadsensing, el seminario web atrajo a una amplia audiencia de todo el mundo.

Y formularon un montón de preguntas que no pudieron ser respondidas durante las sesiones. He aquí, pues, la lista definitiva de preguntas y respuestas sobre la integración de Measurand ShapeArray y Worldsensing Loadsensing.

Preguntas

  • Si compramos una pasarela de la Herramienta de Gestión de la Conectividad (CMT) Edge, ¿los datos se almacenan sólo en la pasarela o pueden enviarse periódicamente a un servidor de terceros?
  • ¿Se pueden cambiar las pasarelas al modo de malla en lugar de estar en una topología de estrella?
  • ¿Se pueden añadir repetidores de radio a distancias superiores a 12 km o cuando no hay línea de visión directa?
  • ¿Cuál es el precio de los segmentos silenciosos o no monitorizados de ShapeArray frente a los normales? ¿Son estos segmentos siempre de la misma longitud -500 mm- o pueden ser más largos?
  • ¿Puede el registrador de datos utilizar un multiplexor para medir varios sensores de cuerda vibrante?
  • ¿Hay un coste mensual para el software CMT del registrador de datos?
  • ¿Existe una solución basada en la web que pueda manejar la conversión ShapeArray Raw2Data? ¿El procesamiento de los datos se sigue haciendo manualmente con SAASuite, o se puede procesar automáticamente con la pasarela?
  • ¿Se puede instalar el registrador de datos dentro de un montaje empotrado bajo tierra? ¿Habría algún problema con la antena de radio, por ejemplo en los montajes empotrados en la superficie de la carretera?
  • ¿Cómo se abordan las lecturas del registrador de datos a temperaturas extremas?
  • ¿Cuántos segmentos de inclinómetro in situ puede manejar el registrador de datos Loadsensing?
  • ¿Cuál es la frecuencia máxima de lectura de un ShapeArray equipado con el registrador de datos Loadsensing?
  • ¿Puede el nodo digital convertir los datos brutos en unidades de ingeniería inglesas?
  • ¿Cómo recogía Measurand los datos antes de la integración del registrador de datos Worldsensing?
  • ¿La comunicación es a través de la red de telefonía móvil o de una red de radio independiente? Si se trata de una red de radio, ¿tiene algún coste mensual?
  • ¿Puedes alimentar el registrador digital con pilas o con una fuente de alimentación externa?
  • ¿Qué hace el registrador digital durante la prueba de cobertura de radio? ¿Busca pasarelas? ¿Cuáles son las diferentes opciones y cómo afectan al usuario?
  • ¿Es posible instalar un ShapeArray y un piezómetro en el mismo agujero?
  • ¿Cómo resisten estos productos el vandalismo y las temperaturas extremas?
  • ¿Cómo funciona la combinación de ShapeArray y Loadsensing para la geometría de los carriles?

Si compramos una pasarela de la Herramienta de Gestión de la Conectividad (CMT) Edge, ¿los datos se almacenan sólo en la pasarela o pueden enviarse periódicamente a un servidor de terceros?

Juan Pérez: Sí, los datos pueden ser empujados periódicamente. Tanto CMT Edge (OnPrem) como CMT Cloud ( gestión de la conectividad en la nube) de Loadsensing incluyen un cliente FTP que permite conectarse a un servidor FTP para empujar los datos desde el borde de forma automática. Además, existen otras opciones de acceso a los datos.

¿Se pueden cambiar las pasarelas al modo de malla en lugar de estar en una topología de estrella?

Juan Pérez: No, no pueden. Actualmente, Loadsensing es una red de topología en estrella. La red de radio en estrella de largo alcance es la mejor topología para los proyectos de gran superficie en la construcción civil, la minería de superficie, las presas de residuos, los túneles de infraestructuras lineales, la vigilancia ferroviaria, etc. En algunas aplicaciones, especialmente en la minería subterránea, la posibilidad de repetir los mensajes de radio podría tener algunas ventajas. Estamos explorando algunas opciones para dar una solución a estos casos particulares.

¿Se pueden añadir repetidores de radio a distancias superiores a 12 km o cuando no hay línea de visión directa?

Juan Pérez: Se puede instalar una pasarela adicional para resolver estas situaciones. CMT Cloud by Loadsensing es compatible con despliegues de varias pasarelas. Con CMT Edge es posible desplegar más de una red en el mismo proyecto.

¿Cuál es el precio de los segmentos silenciosos o no monitorizados de ShapeArray frente a los normales? ¿Son estos segmentos siempre de la misma longitud -500 mm- o pueden ser más largos?

Matthew Miller: Los segmentos silenciosos cuestan aproximadamente una cuarta parte del precio de los segmentos sensorizados, y sólo se utilizan en el extremo del cáncamo inferior del ShapeArray.

Se pueden utilizar tubos de extensión no sensorizados en la superficie para rellenar el vacío entre la parte superior del instrumento y la parte superior del revestimiento, en caso de que la zona no requiera supervisión.

¿Puede el registrador de datos utilizar un multiplexor para medir varios sensores de cuerda vibrante?

Juan Pérez: Actualmente no. Tenemos un registrador de cuerda vibrante de cinco canales que puede leer cinco sensores de cuerda vibrante y sus termistores. Dependiendo de sus requisitos específicos, podemos encontrar una solución adecuada para el proyecto. Le sugiero que se ponga en contacto con nuestro equipo de ventas y le explique sus necesidades, incluida la cantidad de sensores de cuerda vibrante por sección de supervisión. Le propondremos una opción.

¿Hay un coste mensual para el software CMT del registrador de datos?

Juan Pérez: CMT Edge tiene un coste de licencia perpetua que se incluye en cada compra de gateway edge 4G, mientras que CMT Cloud tiene una licencia de suscripción mensual. Puede encontrar más información sobre nuestras opciones de software de monitorización de datos, dispositivos y redes en nuestra sección de gestión de la conectividad.

¿Existe una solución basada en la web que pueda manejar la conversión ShapeArray Raw2Data? ¿El procesamiento de los datos se sigue haciendo manualmente con SAASuite, o se puede procesar automáticamente con la pasarela?

Juan Pérez: La mayoría de los programas de gestión y visualización de datos compatibles con los inclinómetros in situ pueden manejar los datos recogidos por la solución Loadsensing. Es necesario añadir un paso para hacer la conversión. Todos los datos recogidos por los dispositivos Loadsensing son datos brutos que deben ser convertidos en unidades cartesianas de ingeniería por el software Raw2Data en el SAASuite.

Esta conversión producirá un archivo .mat que puede utilizarse con el software de visualización Measurand. También producirá un archivo .dat delimitado por comas con unidades cartesianas y tipos de lectura (como desviación acumulada o incremental, temperatura, inclinaciones, etc.) que puede importarse a cualquier sistema de gestión de datos de terceros.

La primera ejecución del software Raw2Data debe hacerse manualmente, para configurar los ajustes del proyecto, como la orientación del instrumento, el extremo de referencia, el desplazamiento del acimut, etc. Esta conversión manual, llamada "reset", guarda estos ajustes para que las conversiones posteriores puedan ser automatizadas. Una vez que la primera conversión se ha completado manualmente, el software Raw2Data puede automatizarse con llamadas a la línea de comandos para procesar nuevas lecturas.

La activación de la llamada de la línea de comandos a Raw2Data puede realizarse mediante un software de programación como el Programador de Tareas de Windows. Para más información, consulte el manual del software de Measurand.

¿Se puede instalar el registrador de datos dentro de un montaje empotrado bajo tierra? ¿Habría algún problema con la antena de radio, por ejemplo en los montajes empotrados en la superficie de la carretera?

Juan Pérez: Se puede instalar el registrador de datos dentro de una arqueta. Las dos principales dificultades que hay que resolver son la entrada de agua y la comunicación por radio. El personal de instalación debe aplicar buenas prácticas de instalación, entre ellas:

  • Instalar el nodo lo más alto posible dentro del espacio confinado, para evitar colocarlo en zonas más susceptibles de inundación.
  • Tenga especial cuidado al pasar el cable del ShapeArray por el prensaestopas del registrador de datos.
  • Cerrando correctamente la caja con un destornillador de par.
  • Aplicar una capa extra de sellado protector si es necesario.
  • Garantizar el drenaje del pozo.

La cobertura de radio se reduce en el interior de un pozo de registro, especialmente cuando éste es de acero. Las tapas no metálicas de materiales compuestos o de fibra de vidrio son la mejor opción para evitar una mitigación excesiva de la señal de radio. Es importante aplicar buenas prácticas para garantizar el correcto funcionamiento de su solución de monitorización.

¿Cómo se abordan las lecturas del registrador de datos a temperaturas extremas?

Juan Pérez: La temperatura de funcionamiento de los data loggers de Loadsensing es de -40º C a 80º C. Nuestros ingenieros verifican las especificaciones de todos los componentes para cumplir con este requisito. Además, nuestros registradores de datos se prueban en funcionamiento en una cámara de temperatura en todo este rango. Los registradores de datos pueden ser expuestos a temperaturas más bajas ocasionalmente, pero Worldsensing no puede garantizar un funcionamiento correcto fuera del rango de temperatura de funcionamiento.

Si tiene previsto exponer el dispositivo durante mucho tiempo a temperaturas fuera de este rango, tendríamos que realizar un análisis más detallado.

¿Cuántos segmentos de inclinómetro in situ puede manejar el registrador de datos Loadsensing?

Juan Pérez: El registrador digital Loadsensing puede manejar hasta 100 segmentos ShapeArray. En cuanto a los inclinómetros in situ, depende del modelo y de sus requisitos de potencia. En la mayoría de los casos, puede gestionar y alimentar hasta 30 inclinómetros in situ. Este límite se incrementa hasta 50 inclinómetros en el lugar para el RST Gen4 operando en el modo de Unidad Terminal Remota Modbus.

¿Cuál es la frecuencia máxima de lectura de un ShapeArray equipado con el registrador de datos Loadsensing?

Juan Pérez: La frecuencia de muestreo es desde cada 30 segundos hasta una vez al día. La frecuencia depende del número de segmentos conectados a la cadena, por lo que, por ejemplo, para un conjunto de 100 segmentos la frecuencia más alta es cada cinco minutos.

¿Puede el nodo digital convertir los datos brutos en unidades de ingeniería?

Juan Pérez: No, no puede convertir los datos brutos en Unidades de Ingeniería. Esta conversión requiere la SAASuite. Estamos explorando cómo procesar los datos en CMT Cloud. Póngase en contacto con nosotros si está interesado en esta función porque sería útil para entender sus necesidades.

¿Cómo recogía Measurand los datos antes de la integración del registrador de datos Worldsensing?

Matthew Miller: Hace un año, todos los ShapeArrays necesitaban una fuente de alimentación con una batería de 12 V, así como una caja equipada con un registrador de datos Campbell, interfaz(es) SAA232, reguladores, módems, etc. Esta configuración requería una programación y unas pruebas intensivas antes del despliegue. Ahora, con Worldsensing, los ShapeArrays pueden recoger la misma calidad de datos con el apoyo de la fiable red Loadsensing LoRa.

¿Es costosa la comunicación a través de la red de telefonía móvil o de una red de radio independiente? Si se trata de una red de radio, ¿tiene un coste mensual?

Juan Pérez: El sistema Loadsensing utiliza una red de radio LoRaWAN/LoRa. Cuando se despliega la infraestructura de radio, incluidas las pasarelas, y se añade al proyecto, no hay ningún coste mensual. Con CMT Cloud, la cuota mensual incluye el mantenimiento y el servicio del servidor de la red LoRa, pero no hay ninguna cuota asociada a la transmisión de radio.

¿Puedes alimentar el registrador digital con pilas o con una fuente de alimentación externa?

Juan Pérez: Sí, el registrador digital puede alimentarse con una batería interna. También es posible alimentarlo con el conector USB o mediante alimentación externa. Dependiendo de la frecuencia de la tasa de adquisición, puede ser una herramienta útil utilizar el conector USB para proporcionar energía extendiendo la vida de la batería.

¿Qué hace el registrador digital durante la prueba de cobertura de radio? ¿Busca pasarelas? ¿Cuáles son las diferentes opciones y cómo afectan al usuario?

Juan Pérez: Durante las pruebas de cobertura de radio, el registrador transmite 45 mensajes de radio en diferentes modulaciones. Luego, la aplicación móvil se conecta al software CMT a través de Internet para visualizar los resultados de la prueba. Así, lo que se ve en la aplicación móvil es la llegada de los mensajes de radio desde la pasarela. Esto es útil para asegurarse de que la instalación se realiza correctamente.

¿Es posible instalar ShapeArray y un piezómetro en el mismo agujero?

Matthew Miller: Recibimos esta pregunta todo el tiempo. Y la respuesta es sí. Cuando se perfora un nuevo pozo, es habitual instalar un revestimiento inclinométrico junto con un piezómetro. Es habitual ver cómo se fijan los piezómetros al exterior de la tubería de revestimiento durante el proceso de inyección.

¿Cómo resisten estos productos el vandalismo y las temperaturas extremas?

Matthew Miller: Tenemos cientos de ShapeArrays instalados en las arenas bituminosas de Alberta, que son duras en términos de clima. La temperatura de funcionamiento oscila entre los -35º C y los 60º C. Las temperaturas de instalación bajan hasta los -20º C, porque tenemos clientes que llevan a cabo programas de supervisión durante todo el invierno en minas a cielo abierto. En cuanto al vandalismo, hay recintos secundarios para ocultar la parte superior de la carcasa y la tapa verde de la misma.

La ventaja de los registradores digitales de Loadsensing es que se puede condensar la configuración de soporte para que lo que se vea parezca una cubierta municipal estándar. Cuando teníamos grandes cubiertas con un panel solar, teníamos algunos problemas. La gente robaba los paneles solares. Pero ahora, con las baterías, es mucho más fácil evitar el vandalismo.

Juan Pérez: En términos de vandalismo, las baterías internas reducen las dimensiones del sistema de adquisición de datos alimentado externamente. Y nuestra solución permite la posibilidad de instalar el registrador digital en una arqueta, con cierta protección. Esto es una ventaja no sólo para evitar el vandalismo, sino también para permitir la instalación de ShapeArrays en las zonas circundantes, así como en las proximidades del propio proyecto de construcción.

En cuanto a la temperatura, toda nuestra electrónica está probada desde -40º C hasta 80º C, por lo que podemos garantizar el funcionamiento en estas condiciones.

¿Cómo funciona la combinación de ShapeArray y Loadsensing para la geometría de los carriles?

Matthew Miller: Hace unos años, los ShapeArrays empezaron a desplegarse en las vías férreas y, más concretamente, en las traviesas o durmientes. Los ShapeArrays horizontales proporcionan una salida 2D que indica una desviación vertical a lo largo del instrumento. Normalmente se instalan en el interior de un conducto de acero para ayudar a mitigar los efectos térmicos, especialmente en exteriores con cambios regulares de temperatura.

Se fijaría con abrazaderas de trazado, normalmente cada uno o dos metros, para mantener un perfil bajo, y se instalaría en el centro o en el lateral de las vías para medir el desplazamiento del lecho ferroviario.

Juan Pérez: A veces es una ventaja poder desplegar una cadena de sensores de inclinación fijados a las traviesas para controlar el asentamiento y el perfil. Por otra parte, en algunos proyectos también es posible instalar simplemente nuestro inclinómetro inalámbrico Loadsensing, fijado a las traviesas cada tres metros para controlar el peralte y la torsión. De este modo, se puede reducir el tiempo de instalación.

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