Mejora de la seguridad en la supervisión de la construcción de túneles de metro
Desafío
La construcción de túneles es un asunto minucioso. Las enormes tuneladoras excavan la tierra, removiendo el suelo y colocando segmentos de aros de hormigón prefabricados a su paso para evitar que el techo se derrumbe. Incluso con los aros colocados, el túnel es un lugar potencialmente peligroso. Los ingenieros no tienen forma de saber si un segmento de hormigón va a fallar hasta que hayan instalado equipos de control que puedan comprobar las tensiones y deformaciones.
La instalación de este equipo pone en riesgo la seguridad de los ingenieros, sobre todo si hay vibraciones por delante, por lo que la tuneladora debe detenerse durante horas mientras se realiza la instalación. Esto ralentiza la construcción del túnel y aumenta el coste. Al trabajar en la línea 18 del metro Grand Paris Express en Francia, los expertos de la empresa de consultoría estructural Sixense decidieron que tenía que haber una forma más inteligente de instalar los equipos de monitorización de túneles y trabajaron con Worldsensing en un nuevo enfoque innovador.
Solución
En lugar de instalar equipos de control en el túnel después de colocar el revestimiento, los expertos pensaron que era mejor empotrar los dispositivos en el propio revestimiento. Los segmentos de hormigón instalados por la tuneladora se prefabrican fuera de la obra, por lo que la incrustación de los sensores sería fácil. Para ello, Worldsensing ideó una versión especial de su registrador de datos de cinco canales de cuerda vibrante, encerrado en una robusta carcasa de polímero que podía hundirse directamente en el hormigón.
Todos los componentes electrónicos de la unidad están protegidos con resina aislante, y sólo se dejan abiertas las conexiones USB del dispositivo para su configuración. Los registradores de datos se alimentan con baterías que pueden durar hasta una década sin necesidad de mantenimiento y toda la unidad se coloca en el hormigón, dentro de una caja de espuma externa, para que quede a ras de la superficie del revestimiento del túnel.
BENEFICIOS
Los registradores de datos se conectan de forma segura a sensores de cuerda vibrante, como galgas extensométricas o células de presión, y empiezan a proporcionar información útil desde el minuto en que se instalan, lo que ayuda a los expertos a evaluar la resistencia estructural de cada segmento de hormigón incluso durante el curado. Durante la construcción, el equipo se instala como parte del proceso de revestimiento del túnel, por lo que no hay retrasos en las operaciones ni riesgos para los ingenieros.
Al principio, cada registrador de datos puede enviar señales a una pasarela instalada a una distancia de hasta 100 m en la cabeza de la tuneladora, o en cualquier otro lugar del túnel, lo que proporciona una visión casi instantánea y en tiempo real de la estabilidad estructural desde el momento en que se fija el revestimiento en su lugar. Y una vez que la tuneladora está a más de 100 m de un sensor, las interferencias disminuyen, y los registradores de datos pueden comunicarse con las pasarelas situadas a una distancia de hasta 3 km entre sí en una línea recta o a 800 m en un túnel no lineal.
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