Desafío

El ferrocarril suizo transalpino de Gotthard es una parte clave de la red ferroviaria que conecta el norte y el sur de Europa. Transportando pasajeros a través del Túnel Base de Gotthard, que se inauguró en 2016 y es el túnel ferroviario más largo y profundo del mundo, la línea moviliza a más de 10.000 personas y 67.000 toneladas de carga al día.

Cerca del pequeño pueblo de Sisikon, a orillas del lago de Lucerna, la línea ferroviaria y una carretera cercana pasan por debajo de un saliente de 120 metros. Esta formación es impresionante—y potencialmente peligrosa si se produjeran desprendimientos de rocas sobre las vías. Dado que algunas secciones han demostrado ser inestables, era vital asegurar el acantilado y monitorearlo ante posibles movimientos.

Solución

La pared rocosa fue estabilizada con mallas aseguradas mediante pernos de anclaje. Una parte del acantilado se ha reforzado con una estructura de soporte de hormigón anclada. Durante los trabajos de estabilización, se perforaron cuatro barrenos de hasta 20 metros de profundidad para instalar extensómetros de barreno de tres puntos. También se integraron cuatro celdas de carga de anclaje al sistema de monitoreo del acantilado. El desafío era cómo recopilar los datos de estos sensores distribuidos a lo largo del acantilado rocoso. La única forma de realizar lecturas manuales sería enviar escaladores profesionales de mantenimiento, lo cual representa una tarea bastante peligrosa y costosa. El monitoreo automático también podría haberse logrado instalando cables para la transmisión de datos desde los extensómetros y las celdas de carga hacia un datalogger, sin embargo, resulta fácil imaginar las dificultades que implica instalar cables y canalizaciones en un acantilado vertical de 120 metros de altura.

Debido a la dificultad de acceso al sitio, el especialista suizo en monitoreo de estructuras de ingeniería Huggenberger, parte del líder en instrumentación geotécnica avanzada Sisgeo, optó por instalar una solución de adquisición inalámbrica de datos de Worldsensing. Cada extensómetro está equipado con un nodo analógico de cuatro canales y cada celda de carga de anclaje está conectada a un Piconodo Data Logger de Worldsensing, un “mini nodo” de un solo canal. Los nodos envían los datos a un gateway inalámbrico alimentado por energía solar, ubicado fuera de la línea de visión en un muro de entrada del túnel.

«En el pasado, hacíamos esto con cables, pero por supuesto requería mucho esfuerzo. Para la empresa constructora habría supuesto una gran carga de trabajo. Ya no resulta realmente competitivo utilizar sistemas con cables en este tipo de proyectos.»

Daniel Naterop, Project Manager, Huggenberger

Toda la red de monitoreo y los dispositivos se supervisan y gestionan a través de CMT Edge, una herramienta de gestión de red local que permite visualizar el estado y la operatividad de todos los dispositivos de la red de Worldsensing y que, a su vez, está conectada al sistema de análisis Huggenberger-Monitor mediante una API.

Beneficios

La solución de monitoreo inalámbrico entró en operación en octubre de 2021 y envía datos cada dos horas al sistema de análisis Huggenberger-Monitor, al cual puede acceder la Oficina Federal de Carreteras de Suiza. El uso de la tecnología de Worldsensing para la adquisición inalámbrica de datos ofrece numerosas ventajas. Por ejemplo, la instalación es más sencilla y rentable al no requerir cables. Además, no existe el riesgo de pérdida de datos de los sensores debido a daños en los cables, los cuales podrían producirse por desprendimientos de rocas o por animales.

El riesgo de daños por animales es especialmente elevado en esta región, razón por la cual se utilizaron Piconodos en lugar de nodos de cuatro canales para conectar las celdas de carga, a pesar de que los sensores estaban separados por solo 20 metros. Aunque la dependencia de la energía solar puede dificultar las comunicaciones en invierno, el uso de tecnología LoRa (red de área amplia de baja potencia, LPWAN) y de largo alcance por parte de Worldsensing significa que prácticamente no hay pérdida de datos en otros momentos, lo que brinda la tranquilidad de que todo está en orden en el paso.

Ventajas

• La tecnología inalámbrica significa que los ingenieros no tienen que enviar escaladores a tomar lecturas manuales ni preocuparse por la instalación de cables.
• La ausencia de cables protege el sistema frente a daños causados por rocas y animales salvajes.
• El bajo consumo de energía significa que no es necesario realizar mantenimiento periódico.