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El monitoreo de la deformación (también conocido como estudio de deformación ) es la medición y el seguimiento sistemáticos de la alteración de la forma o las dimensiones de un objeto como resultado de las tensiones inducidas por las cargas aplicadas. El monitoreo de la deformación es un componente importante del registro de valores medidos que pueden usarse para cálculos posteriores, análisis de deformación, mantenimiento predictivo y alarmas. [1]
El monitoreo de la deformación se asocia principalmente con el campo de la topografía aplicada , pero también puede ser relevante para la ingeniería civil, la ingeniería mecánica, la construcción y la geología. Los dispositivos de medición utilizados para el monitoreo de la deformación dependen de la aplicación, el método elegido y el intervalo de medición preferido.
Dispositivos de medición
Los dispositivos de medición (o sensores) se pueden clasificar en dos grupos principales: sensores geodésicos y geotécnicos . Ambos dispositivos de medición se pueden combinar sin problemas en el monitoreo moderno de deformaciones.
- Los dispositivos de medición geodésica miden desplazamientos o movimientos georreferenciados (en relación con ubicaciones establecidas fuera del área de monitoreo) en una, dos o tres dimensiones. Incluye el uso de instrumentos como estaciones totales , niveles , InSAR , [2] y receptores del sistema global de navegación por satélite .
- Los dispositivos de medición geotécnica miden desplazamientos o movimientos y efectos o condiciones ambientales relacionados sin georreferenciación externa. Incluye el uso de instrumentos como extensómetros , [3] piezómetros , presiómetros , pluviómetros , termómetros , barómetros , inclinómetros , [4] acelerómetros , sismómetros , etc.
Solicitud
La monitorización de la deformación puede ser necesaria para las siguientes aplicaciones:
- Presas [5]
- Carreteras
- Túneles [6]
- Puentes y viaductos [7]
- Edificios altos e históricos [8]
- Cimientos
- Sitios de construcción [9]
- Minería [10]
- Zonas de deslizamientos de tierra [11]
- Volcanes [12]
- Áreas de asentamiento
- Zonas de terremotos
- Áreas de hundimiento de tierras [13] [14]
Métodos
El control de la deformación puede ser manual o automático. El control manual de la deformación es el funcionamiento de sensores o instrumentos a mano o la descarga manual de datos recopilados de instrumentos de control de la deformación. El control automático de la deformación es el funcionamiento de un grupo de elementos de software y hardware para el control de la deformación que, una vez configurados, no requieren intervención humana para funcionar.
Téngase en cuenta que el análisis de deformación y la interpretación de los datos recopilados por el sistema de monitoreo no están incluidos en esta definición.
El control automático de la deformación requiere que los instrumentos se comuniquen con una estación base. Los métodos de comunicación utilizados incluyen:
- Cable de transmisión ( RS-232 , RS-485 , fibra óptica )
- Red de área local ( LAN )
- Red local inalámbrica ( WLAN )
- Comunicación móvil ( GSM , GPRS , UMTS )
- WiMax
Regularidad y programación
La regularidad de la monitorización y el intervalo de tiempo de las mediciones deben tenerse en cuenta en función de la aplicación y del objeto a monitorizar. Los objetos pueden sufrir movimientos rápidos de alta frecuencia y lentos y graduales. Por ejemplo, un puente puede oscilar con un período de unos pocos segundos debido a la influencia del tráfico y del viento y también puede desplazarse gradualmente debido a cambios tectónicos.
- Regularidad : varía desde días, semanas o años para el monitoreo manual y continua para los sistemas de monitoreo automático.
- Intervalo de medición : varía desde fracciones de segundo hasta horas.
Análisis de deformación
El análisis de deformación se ocupa de determinar si un desplazamiento medido es lo suficientemente significativo como para justificar una respuesta. Los datos de deformación deben comprobarse para determinar su significación estadística y, a continuación, compararse con límites específicos y revisarse para ver si los movimientos por debajo de los límites especificados implican riesgos potenciales.
El software adquiere datos de los sensores, calcula valores significativos a partir de las mediciones, registra los resultados y puede notificar a las personas responsables en caso de que se supere el valor límite. Sin embargo, un operador humano debe tomar decisiones meditadas sobre la respuesta adecuada al movimiento, por ejemplo, verificación independiente mediante inspecciones in situ, controles reactivos como reparaciones estructurales y respuestas de emergencia como procesos de apagado, procesos de contención y evacuación del sitio.
Véase también
Referencias
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Lectura adicional
- American Surveyor, Monitoreo elevado (página 6-12) Archivado el 3 de marzo de 2016 en Wayback Machine.
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- Aplicaciones y limitaciones de las estaciones totales motorizadas automatizadas por Douglas S. Roy, PE, M.ASCE y Pierre Gouvin, AMASCE
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- Monitoreo de minas a cielo abierto mediante receptores satelitales GNSS combinados y estaciones totales robóticas
- Documento técnico sobre soluciones de ingeniería con Trimble 4D Control, Trimble Survey Controller y estación total Trimble S8, Trimble 2007
- Avances en RTK y monitoreo posprocesado con GPS de frecuencia única
- Nachweis von Turmbewegungen mit einem Multisensorsystem
- Monitoreo cinemático en tiempo real de los puentes de Hong Kong
- FIG 2001 – Desarrollo de software para sistemas de monitoreo modernos