Las amplias capacidades de integración de Worldsensing se ampliaron en febrero, cuando la empresa anunció su colaboración con Measurand Instruments. Gracias a esta iniciativa, la popular gama ShapeArray de Measurand, compuesta por productos para la medición de deformaciones del terreno y de estructuras, se incorporó a la lista de tecnologías que pueden supervisarse de forma sencilla y rentable mediante los registradores de datos de Worldsensing.

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

Además, plantearon un montón de preguntas que no pudieron responderse durante las sesiones. A continuación, pues, se incluye la lista definitiva de preguntas y respuestas sobre la integración de Measurand ShapeArray y Worldsensing.

Si adquirimos un gateway Edge de la herramienta de gestión de conectividad (CMT Edge), ¿los datos se almacenan únicamente en el gateway o pueden enviarse periódicamente a un servidor externo?

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

¿Es posible configurar los gateways en modo malla en lugar de en topología en estrella?

Juan Pérez: No , no pueden. Actualmente, Worldsensing es una red con topología en estrella. La red de radio de largo alcance con topología en estrella es la mejor opción para proyectos de gran envergadura en los sectores de la construcción civil, la minería a cielo abierto, los tranque de relave, los túneles de infraestructura lineal, la monitorización ferroviaria, etc. En algunas aplicaciones, especialmente en la minería subterránea, la posibilidad de repetir los mensajes de radio podría ofrecer ciertas ventajas. Estamos explorando algunas opciones para ofrecer una solución para estos casos concretos.

¿Se pueden instalar antenas repetidoras a distancias superiores a 12 km / 7,5 millas o en lugares donde no haya línea de visión directa?

Juan Pérez: Se puede instalar un gateway adicional para resolver estas situaciones. CMT Cloud de Worldsensing es compatible con implementaciones con varios gateways. Con CMT Edge es posible implementar más de una red en el mismo proyecto.

¿Cuál es la diferencia de precio entre los segmentos ShapeArray silenciosos o sin monitorización y los normales? ¿Tienen estos segmentos siempre la misma longitud —500 mm— o pueden ser más largos?

Matthew Miller: Los segmentos silenciosos cuestan aproximadamente una cuarta parte de lo que cuestan los segmentos con sensores, y solo se utilizan en el extremo inferior del ShapeArray, donde se encuentra el tornillo de ojo.

Los tubos de extensión sin sensores pueden utilizarse en superficie para rellenar el espacio entre la parte superior del instrumento y la parte superior de la tubería de revestimiento, en caso de que no sea necesario monitorizar esa zona.

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

Juan Pérez: Por el momento, no . Disponemos de un registrador de cable vibrante de cinco canales capaz de leer cinco sensores de cable vibrante y sus termistores. En función 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 les explique sus necesidades, incluyendo la cantidad de sensores de cable vibrante por sección de monitorización. Le propondremos una opción.

¿Hay que pagar una cuota mensual por el software del registrador de datos CMT?

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

¿Existe alguna solución web capaz de gestionar la conversión de ShapeArray Raw2Data? ¿El procesamiento de datos sigue realizándose manualmente con SAASuite, o se puede procesar automáticamente mediante la gateway?

Juan Pérez: La mayoría de los programas de gestión y visualización de datos compatibles con inclinómetros fijos pueden procesar los datos recopilados por la solución de Worldsensing. Es necesario añadir un paso para realizar la conversión. Todos los datos recopilados por los dispositivos de Worldsensing son datos sin procesar que deben convertirse a unidades de ingeniería cartesianas mediante el software Raw2Data incluido en SAASuite.

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

La primera ejecución del software Raw2Data debe realizarse manualmente para configurar los parámetros del proyecto, como la orientación del instrumento, el extremo de referencia, el desplazamiento azimutal, etc. Esta conversión manual, denominada «reinicio», guarda estos ajustes para que las conversiones posteriores puedan automatizarse. Una vez completada manualmente la primera conversión, el software Raw2Data puede automatizarse mediante llamadas de línea de comandos para procesar nuevas lecturas.

La llamada a la línea de comandos de Raw2Data se puede activar mediante un programa de programación de tareas, como el Programador de tareas de Windows. Para obtener más información, consulte el manual del software de Measurand.

¿Se puede instalar el registrador de datos dentro de una caja empotrada bajo tierra? ¿Podría haber algún problema con la antena de radio, por ejemplo, en cajas empotradas en la superficie de la carretera?

Juan Pérez: Se puede instalar el registrador de datos dentro de una boca de inspección. Las dos dificultades principales que hay que abordar son la entrada de agua y la comunicación por radio. El personal encargado de la instalación debe seguir unas buenas prácticas de instalación, entre las que se incluyen:

• Instalar el nodo lo más alto posible dentro del espacio cerrado, para evitar colocarlo en zonas más propensas a inundarse.
• Preste especial atención al pasar el cable del ShapeArray a través del prensaestopas del registrador de datos.
• Cerrar correctamente la carcasa con un destornillador dinamométrico.
• Aplicar una capa adicional de sellador protector si es necesario.
• Garantizar el drenaje de la boca de inspección.

La cobertura de radio se ve reducida en el interior de una boca de alcantarilla, especialmente si está fabricada en acero. Las tapas no metálicas aptas para el tráfico, fabricadas en materiales compuestos o fibra de vidrio, son la mejor opción para evitar una atenuación excesiva de la señal de radio. Es importante aplicar buenas prácticas para garantizar el correcto funcionamiento de su solución de monitorización.

¿Cómo se gestionan las lecturas de los registradores de datos a temperaturas extremas?

Juan Pérez: La temperatura de funcionamiento de los registradores de datos de Worldsensing oscila entre los -40 °C y los 80 °C. Nuestros ingenieros comprueban las especificaciones de todos los componentes para garantizar que cumplen este requisito. Además, nuestros registradores de datos se someten a pruebas de funcionamiento en una cámara climática en todo este rango de temperaturas. Los registradores de datos pueden exponerse ocasionalmente a temperaturas más bajas, pero Worldsensing no puede garantizar su correcto funcionamiento fuera del rango de temperatura de funcionamiento.

Si tiene previsto exponer el dispositivo durante un periodo prolongado a temperaturas que se salgan de este rango, tendríamos que realizar análisis adicionales.

¿Cuántos segmentos de inclinómetro fijos puede gestionar el registrador de datos de Worldsensing?

Juan Pérez: El registrador digital de Worldsensing puede gestionar hasta 100 segmentos ShapeArray. En cuanto a los inclinómetros fijos, depende del modelo y de sus requisitos de alimentación. En la mayoría de los casos, puede gestionar y alimentar hasta 30 inclinómetros fijos. Este límite se amplía hasta 50 inclinómetros fijos para el RST Gen4 cuando funciona en modo de unidad terminal remota Modbus.

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

Juan Pérez: La frecuencia de muestreo oscila entre cada 30 segundos y una vez al día. La frecuencia depende del número de segmentos conectados a la cadena, por lo que, por ejemplo, en una matriz de 100 segmentos, la frecuencia máxima es de cada cinco minutos.

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

Juan Pérez: No , no puede convertir los datos sin procesar en unidades de ingeniería. Para esa conversión se necesita SAASuite. Estamos estudiando cómo procesar los datos en CMT Cloud. Ponte en contacto con nosotros si te interesa esta función, ya que nos sería de gran ayuda para comprender tus necesidades.

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

Matthew Miller: Hace un año, todos los ShapeArrays requerían una fuente de alimentación con una batería de 12 V, así como una carcasa equipada con un registrador de datos Campbell, una o varias interfaces SAA232, reguladores, módems, etc. Esta configuración exigía una intensa labor de programación y pruebas antes de su implementación. Ahora, con Worldsensing, los ShapeArrays pueden recopilar datos de la misma calidad con el soporte de la fiable red LoRa de Worldsensing.

¿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, ¿hay que pagar una cuota mensual?

Juan Pérez:El sistema Worldsensingutiliza una red de radio LoRaWAN/LoRa. Cuando se implementa la infraestructura de radio, incluidas las gateways, y se añaden 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 ningún coste asociado a la transmisión de radio.

¿Se puede 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 a través del conector USB o mediante una fuente de alimentación externa. Dependiendo de la frecuencia de la tasa de adquisición, puede resultar útil utilizar el conector USB para la alimentación y así prolongar la duración de la batería.

¿Qué hace el registrador digital durante la prueba de cobertura de radio? ¿Busca gateways? ¿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. A continuación, la aplicación móvil se conecta al software CMT a través de Internet para visualizar los resultados de la prueba. Así pues, lo que se ve en la aplicación móvil es la llegada de los mensajes de radio desde el gateway. Esto resulta útil para asegurarse de que la instalación se ha realizado correctamente.

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

Matthew Miller: Nos hacen esta pregunta constantemente. Y la respuesta es sí. Cuando se perfora un nuevo pozo, es habitual instalar un revestimiento con inclinómetro junto con un piezómetro. Es habitual ver piezómetros fijados al exterior del revestimiento durante el proceso de cementación.

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

Matthew Miller: Tenemos cientos de ShapeArrays instalados en las arenas petrolíferas de Alberta, una zona con un clima muy duro. La temperatura de funcionamiento oscila entre los -35 ºC y los 60 ºC. Las temperaturas de instalación llegan hasta los -20 ºC, ya que tenemos clientes que llevan a cabo programas de monitorización durante todo el invierno en minas a cielo abierto. En cuanto al vandalismo, hay carcasas secundarias para ocultar la parte superior de la carcasa y la tapa verde.

La ventaja de los registradores digitales de Worldsensing es que permiten reducir la infraestructura de soporte, de modo que el aspecto exterior es el de una cubierta municipal estándar. Cuando utilizábamos grandes armarios con paneles solares, teníamos algunos problemas. La gente robaba los paneles solares. Pero ahora, con las baterías, es mucho más fácil evitar el vandalismo.

Juan Pérez: En lo que respecta al vandalismo, las baterías internas reducen las dimensiones del sistema de adquisición de datos alimentado externamente. Además, nuestra solución permite instalar el registrador digital en una boca de inspección, con cierta protección. Esto supone una ventaja no solo para prevenir el vandalismo, sino también para permitir la instalación de ShapeArrays tanto en las zonas circundantes como en las inmediaciones del propio proyecto de construcción.

En cuanto a la temperatura, todos nuestros dispositivos electrónicos se someten a pruebas entre –40 °C y 80 °C, por lo que podemos garantizar su funcionamiento en estas condiciones.

¿Cómo funciona la combinación de ShapeArray y Worldsensing para la geometría ferroviaria?

Matthew Miller: Hace unos años, se empezaron a instalar los ShapeArrays en las vías férreas y, más concretamente, en las traviesas. El ShapeArray horizontal proporciona una lectura en 2D que indica la deflexión vertical a lo largo del instrumento. Normalmente, estos dispositivos se instalan dentro de un conducto de acero para ayudar a mitigar los efectos térmicos, especialmente en exteriores, donde se producen cambios de temperatura frecuentes.

Se fijaría con abrazaderas de fijación, normalmente cada metro o dos, para mantener un perfil bajo, y se instalaría en el centro o a un lado de las vías para medir el desplazamiento de la plataforma ferroviaria.

Juan Pérez: A veces resulta ventajoso poder instalar una cadena de sensores de inclinación fijados a las traviesas para supervisar el asentamiento y el perfil. Por otro lado, en algunos proyectos también es posible limitarse a instalar nuestro clinómetro inalámbrico Worldsensing, fijado a las traviesas cada tres metros para supervisar el peralte y la torsión. De este modo, se puede reducir el tiempo de instalación.