Cómo la monitorización inalámbrica mejora el curado del hormigón en la minería de pozo

Desafío

En la minería de pozo, una máquina perforadora perfora verticalmente la tierra para acceder a los minerales que se encuentran bajo la superficie. La minería de pozo suele ser más respetuosa con el medio ambiente que la minería a cielo abierto, ya que la excavación sólo afecta a una pequeña zona. Para proteger el entorno, es fundamental vigilar las corrientes de agua subterráneas y los recursos minerales (potasa) mientras se realizan los trabajos.

La explotación de pozos requiere un control estricto de la calidad del trabajo y de los materiales. El hormigón de alto rendimiento, las condiciones óptimas de trabajo y la climatología son piezas móviles en el rompecabezas del control de calidad. Cuando se requieren revestimientos, la resistencia a la compresión del hormigón es fundamental antes de retirar los encofrados. Sin embargo, cada hora que pueda ahorrarse retirando los encofrados para pasar a la siguiente sección se traduce en un gran ahorro para el contratista.

En un importante proyecto en Canadá, las condiciones del emplazamiento dificultaban la instalación y protección de dispositivos en toda la excavación. El diseño exigía que el revestimiento de los pozos se construyera de abajo a arriba. Las limitaciones en el volumen de hormigón, el calendario de trabajo y las condiciones del subsuelo hacían imprescindible conocer con precisión las propiedades de cada vertido.

El reto consistía en que los cilindros de hormigón producidos para el control de calidad debían curarse en la superficie, a temperaturas exactamente iguales a las medidas a 900 metros bajo tierra en tiempo real.

Solución

El socio de Worldsensing, GKM Consultants, recibió el encargo de diseñar, desplegar y poner en marcha una solución de curado de hormigón a gran escala para la construcción del revestimiento del pozo.

La innovadora solución de monitorización que desarrolló e introdujo GKM Consultants utiliza conjuntos de termistores Geokon 3800 hechos a medida y conectados a 350 dispositivos de cuerda vibrante de cinco canales de Worldsensing. Las mediciones se realizan automáticamente desde el inicio del vertido y se transmiten de forma inalámbrica a través de los dispositivos Worldsensing, la pasarela y el CMT Edge, a una plataforma de análisis de datos in situ. A continuación, estas mediciones se retransmiten a la superficie, donde un sistema de control toma las lecturas individuales de los termistores y las redirige como puntos de ajuste para las cajas de curado C3-Match de GKM. Se ha demostrado que es posible mantener la temperatura de los cilindros de hormigón dentro de los 2°C de los encofrados del pozo en todo momento.

Los dispositivos de Worldsensing en el eje son nodos LoRa de bajo consumo y largo alcance que pueden leer los termistores de forma continua durante meses y transmitir los datos de forma inalámbrica a la plataforma, sin importar la profundidad. Además, esta infraestructura inalámbrica puede actualizarse para integrar instrumentos de control de la salud estructural, como galgas extensométricas o extensómetros.

Desde el CMT Edge de Worldsensing, los datos de monitorización se integran con una plataforma de visualización de datos a través de MODBUS TCP. El software proporciona alarmas en tiempo real si alguna de las temperaturas está fuera de rango, si los gradientes de temperatura son demasiado grandes o si se pierde la comunicación con alguno de los instrumentos. También proporciona capacidades de trazado en tiempo real de las temperaturas de los encofrados de hormigón en el eje y de los cilindros de hormigón. Se ha desarrollado una herramienta a medida para calcular y trazar las curvas de madurez de cada vertido en tiempo real, proporcionando información crucial a los ingenieros y a los gestores del proyecto.

Vea aquí el vídeo sobre cómo la supervisión inalámbrica mejora el curado del hormigón en la minería de pozo.

BENEFICIOS

Gracias a la tecnología de monitorización, se puede optimizar el proceso de curado, incluyendo el tipo y la cantidad de hormigón utilizado. Dado que el hormigón añade gases de efecto invernadero a la atmósfera, la huella de carbono del proyecto puede reducirse optimizando adecuadamente el proceso de curado.

Además, la solución es capaz de ahorrar tiempo y dinero con el despliegue "click-and-connect" de los registradores de datos y las pasarelas de Worldsensing, así como una integración de software sin problemas con CMT Edge y un software de visualización de datos de terceros a través de MODBUS TCP.

Trabajar con una solución de supervisión fiable e inalámbrica se traduce en unos costes y un esfuerzo de mantenimiento reducidos.

Por último, la solución de Worldsensing proporciona autonomía y agilidad a la hora de reimplantar y configurar los dispositivos en la red.