17
VI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL Valencia 23 y 24 de Noviembre de 2011 Página 1 AGUSTÍN GIL SOPENA INGENIERO INDUSTRIAL Departamento de Seguridad de Presas y Embalses - OFITECO (miembro de AUSIGETI) LUIS ALBERTO ARGUEDAS LOZANO INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL Departamento de Seguridad de Presas y Embalses - OFITECO (miembro de AUSIGETI) MANUEL G. DE MEMBRILLERA ORTUÑO DR. INGENIERO DE CAMINOS Departamento de Seguridad de Presas y Embalses - OFITECO (miembro de AUSIGETI) RESUMEN La vigilancia y auscultación constituyen una herramienta esencial en la gestión de seguridad de presas y embalses. El correcto funcionamiento de un sistema de auscultación requiere un mantenimiento continuo de todos sus elementos; incluyéndose la instrumentación junto con los sistemas de automatización y comunicación. Especialmente en presas, donde se realiza un control a largo plazo, es importante garantizar el funcionamiento permanente durante varias décadas. Los titulares muchas veces no disponen de los recursos humanos o económicos suficientes para hacer frente a las necesidades de mantenimiento. Se requiere un elevado grado de compromiso para realizar las tareas encaminadas a mantener en un estado adecuado los sistemas de auscultación; incluyendo personal cualificado y con experiencia, así como los medios materiales necesarios. Los autores, en base a su experiencia, ofrecen soluciones prácticas a todos estos problemas y aportan pautas de mantenimiento preventivo encaminados a mejorar el estado general de estos sistemas.

Una propuesta para optimizar las tareas de mantenimiento del sistema de auscultación de presas y embalses

  • Upload
    upv

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

VI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Valencia 23 y 24 de Noviembre de 2011 Página 1

AGUSTÍN GIL SOPENA

INGENIERO INDUSTRIAL

Departamento de Seguridad de Presas y Embalses - OFITECO (miembro de AUSIGETI)

LUIS ALBERTO ARGUEDAS LOZANO

INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL

Departamento de Seguridad de Presas y Embalses - OFITECO (miembro de AUSIGETI)

MANUEL G. DE MEMBRILLERA ORTUÑO

DR. INGENIERO DE CAMINOS

Departamento de Seguridad de Presas y Embalses - OFITECO (miembro de AUSIGETI)

RESUMEN

La vigilancia y auscultación constituyen una herramienta esencial en la gestión de

seguridad de presas y embalses. El correcto funcionamiento de un sistema de

auscultación requiere un mantenimiento continuo de todos sus elementos;

incluyéndose la instrumentación junto con los sistemas de automatización y

comunicación. Especialmente en presas, donde se realiza un control a largo plazo,

es importante garantizar el funcionamiento permanente durante varias décadas. Los

titulares muchas veces no disponen de los recursos humanos o económicos

suficientes para hacer frente a las necesidades de mantenimiento. Se requiere un

elevado grado de compromiso para realizar las tareas encaminadas a mantener en

un estado adecuado los sistemas de auscultación; incluyendo personal cualificado y

con experiencia, así como los medios materiales necesarios. Los autores, en base a

su experiencia, ofrecen soluciones prácticas a todos estos problemas y aportan

pautas de mantenimiento preventivo encaminados a mejorar el estado general de

estos sistemas.

VI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Valencia 23 y 24 de Noviembre de 2011 Página 2

1. INTRODUCCIÓN_____________

Los sistemas de auscultación

existentes en las presas, constan de

multitud de elementos, mecánicos,

electrónicos, manuales o automáticos.

Todos ellos, se ven sujetos a las

inclemencias provocadas por las duras

condiciones ambientales que se dan

habitualmente tanto en el interior como

en el exterior de las presas.

Son muchos los casos en los que los

titulares de las presas, no pueden

disponer de los recursos humanos

necesarios para realizar una adecuada

labor de vigilancia y mantenimiento de

estos sistemas de auscultación.

Por otra parte, también se da el caso

que este personal encargado pueda

carecer de los conocimientos

necesarios para efectuar este

mantenimiento y supervisión de forma

adecuada teniendo en cuenta los

recursos de los que puedan disponer.

El presente artículo pretende realizar

una síntesis de las principales

operaciones de mantenimiento y

prevención de los sistemas de

auscultación. Asimismo, se ofrece una

visión global de los principales

problemas que afectan al correcto

funcionamiento de los elementos que

conforman estos sistemas de control.

Pese a que cada presa y sistema que

en ella se encuentra, tendrá su

problemática particular, se plantean

soluciones generales para tratar de

minimizar en la medida de lo posible

los efectos de erosión y desgaste que

inevitablemente van provocando las

condiciones ambientales existentes en

el entorno en el que se encuentran

instalados.

2. SISTEMAS DE AUSCULTACIÓN

Los sistemas de auscultación

instalados en las presas son muy

variados y difieren de forma notable de

unos modelos a otros según los

fabricantes. Asimismo, y dada la

compleja casuística que se da en cada

una de las presas, y la habilidad de las

diferentes empresas de ingeniería

encargadas de su implantación, las

soluciones de instalación para un

mismo modelo, o para un mismo tipo

de control, pueden llegar a ser

totalmente diferentes.

Lo que verdaderamente importa, es el

principio de funcionamiento de cada

uno de los sensores que se encuentren

instalados. Este principio de

funcionamiento, sí que es conocido y

regular, independientemente de la

marca, el modelo, o la empresa

instaladora.

A continuación van a describirse los

principales tipos de controles que

conforman los sistemas de

auscultación en las presas. En esta

descripción se detallarán los puntos de

supervisión más destacados con el fin

de mediante una optimización de los

recursos de mantenimiento disponibles,

obtener un funcionamiento adecuado y

que satisfaga las necesidades de

obtención de datos de seguridad, que

al fin y al cabo, es el objetivo

fundamental de la implantación de

estos sistemas.

2.1. Control hidráulico

En lo concerniente al control hidráulico,

dos son los controles fundamentales

que deben efectuarse en una presa,

para conocer de forma eficiente, su

grado de seguridad.

VI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Valencia 23 y 24 de Noviembre de 2011 Página 3

Por un lado el control de las

subpresiones y los niveles

piezométricos, basados en el

conocimiento de la cota piezométrica

que puedan presentar los diferentes

tipos de elementos de medida, como

pueden ser, tubos abiertos, tubos con

manómetro, o tubos cerrados

(eléctricos, neumáticos o hidráulicos).

Los primeros, abiertos o con

manómetro, presentan partes visibles

del tubo. En los abiertos, el agua no

aflora al exterior del mismo, quedando

siempre en niveles inferiores a la salida

del mismo. Por ello, en estos casos,

estos niveles piezométricos se pueden

registrar mediante diferentes tipos de

sondas de nivel (manuales o

eléctricas). Cuando el agua existente

en estos tubos es tal, que aflora al

exterior del mismo, se instala un

manómetro en la boca de éste, para

conocer la presión con la que llega

hasta el punto citado.

Finalmente, los piezómetros eléctricos

o de cuerda vibrante, basan su

principio de funcionamiento en la

excitación eléctrica de un pequeño

cable de acero unido en ambos

extremos a una membrana. Esta

membrana que sostiene el cable, se

encuentra en contacto con una cámara

del sensor diseñada para permitir el

paso del agua hasta su saturación.

Figura 1. Piezómetro de cuerda vibrante

Por ello, esta membrana, varía su

estado tensional mediante la variación

de la presión del agua que se registre

en dicha cámara, y por lo tanto de igual

modo le sucede al cable. Mediante una

bobina electromagnética situada al lado

del cable, y gracias a la llegada de un

impulso eléctrico a la misma que creará

un campo magnético, el cable vibrará

debido a la excitación de la bobina. Por

ello, y según la presión del entorno en

la que se encuentre el sensor, se

ofrecerá una frecuencia diferente de

vibración como respuesta a dicha

excitación.

Figura 2. Principio de funcionamiento de un

piezómetro de cuerda vibrante

Estos sensores, se encuentran

conectados a su correspondiente cable

de señal a través del cual se realiza la

excitación y la lectura de la cuerda.

Estos cables se encuentran

centralizados en un armario de

conexionado al cual acometerán los

cables de estos, y otros sensores. La

excitación y por lo tanto la lectura,

podrá realizarse tanto de forma

manual, utilizando un equipo portátil

capaz de generar pulsos eléctricos,

como de forma automática, mediante la

instalación permanente en dicho

armario de centralización, de

dispositivos automáticos que

regularicen la excitación a cada uno de

los sensores según una configuración

determinada de tiempo y frecuencia.

VI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Valencia 23 y 24 de Noviembre de 2011 Página 4

Por otro lado, el control de

filtraciones resulta transcendental

para conocer la medida en la que el

aporte de agua a través de la presa y/o

de los estribos o laderas, varía a lo

largo de toda la vida del sistema presa-

embalse respecto al nivel de embalse

que se registre. Para disponer de esta

información, la instrumentación más

utilizada son aforadores de pared

delgada, los cuales dispondrán de una

geometría triangular o rectangular

según el caudal que deban controlar.

También dentro de los triangulares

existe la posibilidad de variar en ángulo

del vértice que hace de base, pero en

general el más utilizado es el de 90º. A

continuación se muestran los

diagramas de ambos tipos de

vertederos, donde se acotan las

distancias de L (longitud de vertido

para los rectangulares) y h (altura de

vertido):

Figura 3. Vertedero rectangular

Figura 4. Vertedero triangular

La formulación ya simplificada para el

cálculo de caudales según la geometría

empleada, es la siguiente:

Triangular 90º:

o Q=0,0026563*h2,5

Rectangular:

o Q=0,00349*L*h1,5

La medición manual de estos caudales

se realizará mediante una escala

milimetrada fijada al hastial adyacente

al vertedero. Con ella se obtendrá la

medida “h” con la que se calculará el

caudal.

Figura 5. Aforador triangular con escala manual

También es posible obtener una

medición automatizada de esta variable

mediante la instalación de un sensor de

ultrasonidos que apunte directamente

al agua en la parte de aguas arriba del

vertedero.

Figura 6. Aforador automatizado

El principio de funcionamiento de estos

sensores es la emisión por parte del

sensor, de una onda ultrasónica que es

reflejada al contactar con la superficie

del agua. El sensor capta esa onda

reflejada y mide el tiempo que ha

tardado esta onda en retornar al

emisor. Este sistema automático,

calculará posteriormente la altura de

agua existente y con ella el caudal

vertido por el aforador. Resulta

fundamente verificar adecuadamente

todos los parámetros de configuración

VI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Valencia 23 y 24 de Noviembre de 2011 Página 5

de este sistema para que los cálculo, y

por lo tanto, la medida resultante, sea

lo más exacta posible.

2.2. Control deformacional

El control deformacional abarca un

mayor número de controles que el

hidráulico. Fundamentalmente, se

controlan los movimientos del cuerpo

de presa, tanto horizontales, como

verticales, los movimientos de apertura

o cierre de juntas y fisuras, y los

desplazamientos del cimiento.

Respecto al control de movimientos

horizontales, éstos se controlan tanto

por medios topográficos, como

mediante la instalación de péndulos.

Dejando de lado los sistemas de

control topográfico, las instalaciones de

los péndulos, contemplan una

casuística enormemente compleja que

merece la pena analizar con detalle.

Existen dos tipos de péndulos:

Los directos: Controlan los

movimientos horizontales

relativos, ya que están referidos

al punto de anclaje que se

encuentra en la parte superior

del cuerpo de presa, el cual no

puede considerarse como un

punto fijo de referencia.

Los invertidos: Controlan los

movimientos horizontales

absolutos, ya que su lugar de

anclaje se encuentra a una

profundidad bajo el cimiento,

que puede considerarse como

fijo.

Figura 7. Péndulo directo e invertido

Los pozos que se ejecutan para hacer

pasar el cable de acero que conforma

la parte principal de los péndulos,

atraviesa en ocasiones todo el cuerpo

de presa. Los cables se anclan

mediante lechada de cemento y deben

ser perfectamente tensados antes de

entrar en funcionamiento.

En ocasiones, un péndulo directo y otro

invertido, pueden conformar uno

coordinado (alineándolos en una

misma vertical), para así obtener una

línea de control que se inicie en la

coronación de la presa, y que alcance

un punto fijo bajo el cimiento.

Los depósitos de estos péndulos,

contienen un aceite especial de

características técnicas específicas en

cuanto a la viscosidad y densidad del

mismo se refiere. Los pesos y los

flotadores, se deben encontrar

totalmente equilibrados y sin deficiencia

mecánica alguna que pueda afectar a

su estabilidad.

Para el registro de estos movimientos,

se instalan a lo largo de la línea del

cable, y en las diferentes galerías

atravesadas por ella, puntos de medida

que pueden ser manuales o

VI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Valencia 23 y 24 de Noviembre de 2011 Página 6

automáticos. Los puntos de medida

manuales más frecuentes están

formados por planchetas mecánicas de

control, o bien por coordinómetros

ópticos.

Las planchetas mecánicas son simples

ingenios que basan la medida del hilo

en el desplazamiento que va

registrando el hilo, respecto a una

vertical de origen denominada “lectura

origen” tomada en el momento de

instalación de esta instrumentación.

Figura 8. Detalle de una plancheta

Esta medida se obtiene mediante un

calibre de medición milimetrado. Sobre

este calibre se marca el

desplazamiento del hilo, siempre

tomando como referencia el reflejo

observado en un espejo situado tras el

hilo. Se trata de observar a través de

un visor situado sobre el calibre (el cual

puede ser digital o no), y situar el

reflejo del espejo a la izquierda del

propio hilo. Al fijar el visor en la

posición correcta para ello, queda

registrado sobre el calibre el

desplazamiento registrado.

Siempre existe cierta imprecisión en la

obtención de estos registros, ya que es

el ojo humano quién ha de definir la

posición exacta del visor. Por ello, se

utilizan medias de varias lecturas

registradas para minimizar posibles.

Además, utilizando un protocolo de

lectura establecido basado en el

establecimiento definido de una

persona responsable para ello,

iluminación, posición de lectura, etc…

también se minimiza en la medida de lo

posible los errores de apreciación que

puedan derivarse de la toma de estas

lecturas.

Figura 9. Criterio de medición para las planchetas

Los coordinómetros por su parte se

basan en el mismo criterio de

observación de la imagen del hilo, pero

a diferencia de las planchetas, en este

caso el visor es una mira óptica

regulable a modo de objetivo

fotográfico. Disponen de un calibre

digital que directamente muestra la

lectura registrada una vez que se haya

definido adecuadamente la posición de

la mira respecto al hilo.

VI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Valencia 23 y 24 de Noviembre de 2011 Página 7

Figura 10. Coordinómetro óptico

En cuanto a las posibilidades de

automatización existentes para estos

sistemas de péndulos, se tiene una

amplia gama de sensores capaces de

registrar estos movimientos y enviar la

señal correspondiente al sistema

automático de adquisición de datos.

Los principales modos de

sensorización de los péndulos se

dividen en dos grandes grupos, los que

requieren contacto con el hilo para

obtener el registro correspondiente, o

bien los que no lo requieren. A

continuación se listan las diferentes

opciones existentes:

Contacto con el hilo: Basado en

un sistema de palpadores que

registran movimiento circular y

lo transforman en movimiento

lineal para el cálculo del

desplazamiento del hilo en cada

eje de control (radial y

tangencial). Se pueden utilizar

varios tipos de sensores para

establecer la automatización de

este sistema (resistivos,

capacitivos, o

potenciométricos). Este tipo de

automatización presenta el

principal inconveniente de que

acaban por afectar al

desplazamiento del hilo del

péndulo, sobre todo en largas

distancias de hilo desde su

anclaje hasta los diferentes

puntos de medición. Por el

contrario, en general resisten de

forma aceptable los efectos

negativos que sobre ellos pueda

tener el agua, o la humedad.

Figura 11. Automatización mediante palpadores

Sin contacto con el hilo: Basado

en el registro automático del

desplazamiento mediante la

reflexión de diferentes tipos de

longitudes de onda que se

emiten contra el hilo. Este tipo

de sistemas de automatización

requiere de una labor de

mantenimiento muy precisa y

son sensibles a cualquier

o Láser: Basado en la

emisión de un láser

contra una superficie

circular acoplada al hilo.

Mediante una

formulación matemática,

se calcula el

desplazamiento biaxial

del hilo.

VI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Valencia 23 y 24 de Noviembre de 2011 Página 8

Figura 12. Esquema funcionamiento láser

o Óptico: Basado en la

emisión y recepción de

señales luminosas

mediante dispositivos

led y cálculo de la

posición del hilo según

la recepción de la

sombra proyectada por

el mismo.

Figura 13. Funcionamiento sensores ópticos

Por otro lado, los sistemas de control

de apertura y cierre de juntas y

fisuras se basan en la instalación de

elementos de control sobre las propias

juntas y fisuras a controlar.

Los elementos más utilizados para esta

finalidad son los medidores de juntas

tridimensionales, que poco a poco van

ganando terreno respecto a las

diferentes disposiciones de las bases

de defórmetro. Estas bases de

defórmetro posibilitaban como máximo,

una disposición en terna, la cual

registra los movimientos de

apertura/cierre y deslizamiento de la

junta o fisura controlada según dos

disposiciones diferentes posibles:

Figura 14. Disposición 1 de la terna de bases de

defórmetro

Figura 15. Disposición 2 de la terna de bases de

defórmetro

Gracias a un adecuado desarrollo

matemático, se obtienen los valores de

apertura y deslizamiento en el eje

vertical para cada una de las dos

disposiciones a partir de las longitudes

que separan cada una de las bases.

Disposición 1

{

JUNTA

2

3

1

JUNTA

2

3

12'

3'

1'

xy

xy

xy

JUNTA

2

3

1

JUNTA

23

1

2'

3'

1'

x

y

x

y

x

y

VI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Valencia 23 y 24 de Noviembre de 2011 Página 9

Disposición 2

{ ( )

Por lo tanto, con esta instrumentación,

se puede controlar dos tipos de

desplazamientos.

En añadidura, existen los medidores

de juntas tridimensionales, los cuales

son capaces de controlar

desplazamientos en tres direcciones.

Además de la apertura y deslizamiento

en el eje vertical, controlan el

movimiento en el eje radial (aguas

arriba y aguas abajo).

Figura 16. Medidor tridimensional de juntas

La medida de estos movimientos,

puede ser manual, mediante la

utilización de relojes comparadores, o

bien automática, gracias a la

instalación de sensores conectados al

sistema automático de adquisición.

Finalmente, otra de la instrumentación

más utilizada, en este caso para el

control de las deformaciones en el

cimiento, son los extensómetros de

varillas.

Se trata de instalar varillas de acero

inoxidable de ½” de diámetro de forma

individual o en grupo con diferentes

profundidades de anclaje. Estos

anclajes en puntos de interés en el

cimiento, definirán el desplazamiento

de las varillas que será registrado en la

cabeza del extensómetro mediante

sistemas de medición manual o

automático semejantes a los

empleados con los medidores de juntas

tridimensionales (misma teoría de

funcionamiento).

Figura 17. Esquema extensómetro de varillas

3. PROBLEMÁTICA____________

Una vez vistos los elementos que

conforman los diferentes sistemas de

control, se describen los principales

problemas que pueden afectar al

adecuado funcionamiento de los

elementos que los conforman.

3.1. Agua

El agua es el principal enemigo de toda

la instrumentación que pueda instalarse

en cualquier presa. Es el agua el origen

de la mayoría de los demás problemas

que ocasionan el deterioro de los

sistemas de auscultación.

El principal problema relacionado, es la

propia caída de agua sobre las

instalaciones, o la aparición de

Eje vertical

Eje radial Apertura /

cierre

VI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Valencia 23 y 24 de Noviembre de 2011 Página 10

filtraciones a través de posibles grietas

o fisuras del cuerpo de presa.

Es un problema delicado y que requiere

de un estudio particular de cada

situación para buscar la solución

óptima.

Figura 18. Caída de agua a través de un péndulo

Estas caídas de agua, suelen darse a

través de los pozos de inspección

existentes en el cuerpo de presa, en los

taladros de los péndulos, o a través de

las juntas y/o fisuras que puedan

existir. Por ello, el hecho de instalar

instrumentación que sea objeto de una

posible caída de agua a través de

estos, ha de ser una operación

cuidadosa, la cual requiere de un

detallado análisis previo y de una

valoración exhaustiva de la situación

real de las filtraciones que puedan

existir y por lo tanto, de la cantidad de

agua que pueda precipitarse sobre el

sistema de control a instalar.

Una vez elegida la ubicación idónea

para realizar la instalación, se planteará

la forma de protegerla contra cualquier

posible caída de agua. Esta protección,

variará notablemente en función del

lugar de instalación, de las

dimensiones disponibles, y de la

amenaza. En ocasiones la

imposibilidad de realizar una adecuada

protección, deshabilita la ubicación de

instalación, ya que desbarataría

cualquier posible buen funcionamiento

del sistema.

Además de la caída directa del agua

sobre los elementos que conforman los

diferentes sistemas de control, existen

otros problemas derivados, el principal

de estos problemas es la oxidación.

Muchos de los componentes, que

sirven de fijación de los elementos de

medida, o en ocasiones los propios

instrumentos de registro, poseen

materiales que no son capaces de

resistir la oxidación adecuadamente y

por ello, se deterioran gradualmente e

irreversiblemente hasta quedar

inservibles.

Figura 19. Oxidación y condensación en una

plancheta mecánica

Es necesario realizar una planificación

detallada de los componentes a utilizar

para cada localización, ya que de ello

dependerá el tiempo de vida útil de

cada uno de los elementos que

conformen el sistema de control.

Asimismo, se requiere de una

inspección continuada por parte del

VI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Valencia 23 y 24 de Noviembre de 2011 Página 11

personal responsable para mantener

bajo control las posibles variaciones de

los caudales que pueda registrar cada

caída o filtración. De esta forma, se

podrán tomar decisiones con la

antelación suficiente para poder evitar

deterioros mayores en estos

elementos.

3.2. Temperatura y humedad

Las bajas temperaturas que pueden

existir en los diferentes puntos de

control en los que se encuentren

instalados los sistemas de

auscultación, así como los altos niveles

de humedad registrados en estos

lugares, pueden ocasionar la

condensación de agua sobre estos

elementos.

La condensación no será un problema

en sí mismo, pero sí que será la causa

de que muchos de los elementos de los

sistemas de control, se acaben

oxidando y por lo tanto deteriorando

gradualmente.

Figura 20. Condensación en los elementos de medida

Cuando se plantee la posibilidad de

realizar una instalación que pueda ser

objeto de condensaciones, habrá que

proyectar unas medidas preventivas

capaces de eliminar o disminuir en la

medida de lo posible, los efectos

dañinos de la misma.

Además, se requerirá de una

inspección constante del personal

responsable del mantenimiento de la

presa, ya que la aparición de este tipo

de problema, puede resultar estacional

y gradual.

3.3. Suciedad

Otro de los principales problemas que

ocasionan ya no solamente el paulatino

deterioro de los sistemas de control,

sino la obtención de medidas y datos

de auscultación erróneos o imprecisos,

es la suciedad que pueda quedar

recogida en los elementos de medida y

control que conforman estos sistemas.

Esta suciedad, puede venir en forma de

polvo, arrastres de material, tierra,

vegetación, o restos de trabajos

anteriores.

Si bien, en las posibles medidas

preventivas de los anteriores

problemas, existe un alto grado de

éxito basado en una adecuada

proyección de las mismas (instalación

de los sistemas de protección), en este

caso, la responsabilidad recae

completamente sobre el personal

encargado de la infraestructura.

Debe establecerse una rutina de

limpieza eficaz que optimice el tiempo

de trabajo, y el personal requerido para

tal fin.

Para ello, se deben estandarizar las

actuaciones a realizar en cada punto

de control. Básicamente, esta

estandarización, se basa en establecer

un orden de ejecución para cada una

de las actividades.

VI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Valencia 23 y 24 de Noviembre de 2011 Página 12

Figura 21. Restos de vegetación en el vertedero de un

aforador

El hecho de que simplemente se

acumule el polvo sobre los elementos

de medida, impedirá que se realice un

adecuado control visual, pudiendo

quedar ocultas posibles deficiencias del

sistema, que de otra forma, serían

rápidamente descubiertas y

subsanadas, evitando cualquier posible

deterioro que pueda surgir como

consecuencia de esta situación.

Figura 22. Restos de suciedad sobre una plancheta

mecánica

Estos restos de suciedad van

reduciendo la precisión de las medidas

de auscultación, haciendo

regularmente más imprecisos los

elementos de registro.

Consecuentemente, esto conlleva una

disminución de la calidad del análisis

de seguridad de la infraestructura

controlada.

Conviene establecer rutas de trabajo

que abarquen la inspección y registro

de todos los puntos de medida, y en las

que se contemple la realización de las

principales tareas de mantenimiento

básicas que deben requerir cada uno

de estos controles.

3.5. Iluminación

Además de todos los problemas

mencionados, existe una de las

características de las instalaciones que

no viene a ser un problema en sí

misma, pero que puede llegar a

ocasionar graves inconvenientes en lo

que respecta al mantenimiento y a la

obtención de datos precisos de

auscultación.

Se trata de la iluminación de los puntos

de medida y control de estas

instalaciones. El hecho de que uno de

estos puntos, se encuentre sin

iluminación, o con una iluminación

deficiente, puede provocar, por un lado,

una ejecución inadecuada de las tareas

de inspección y mantenimiento de los

sistemas de auscultación, pudiendo

quedar ocultos problemas que de otra

forma serían fácilmente detectables y

subsanables.

Figura 23. Sistema de iluminación de un punto de

lectura de péndulos

Por otro lado, una falta de iluminación

puede provocar imprecisiones a la hora

de realizar medidas manuales,

VI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Valencia 23 y 24 de Noviembre de 2011 Página 13

operaciones de verificación y

configuración, calibración y limpieza de

los elementos que conforman el

sistema. Por lo tanto, redunda en el

buen funcionamiento global de todo el

sistema que exista una adecuada

iluminación para todos los elementos

que conforman los sistemas de

auscultación.

4. TAREAS DE

MANTENIMIENTO_

Comprendidos los problemas que

puede ocasionar en el análisis de una

estructura, el disponer de datos de

auscultación que sean erróneos o

imprecisos, o simplemente no disponer

de ellos, se entiende imprescindible

que deba prestarse una especial

atención a mantener en un estado de

funcionamiento adecuado, todos los

elementos que componen estos

sistemas.

En el presente apartado se pretende

realizar una síntesis de los principales

fundamentos de las tareas de

inspección y mantenimiento de los

sistemas de auscultación.

El objetivo fundamental del

mantenimiento preventivo aplicado a

los sistemas de auscultación, será

evitar o minimizar en la medida de lo

posible, las posibles consecuencias

negativas que puedan tener para el

correcto funcionamiento de la

instrumentación y los sistemas

instalados, los problemas indicados en

los puntos anteriores de este

documento.

Para tratar de cumplir este objetivo de

la mejor forma posible, optimizando los

recursos disponibles, y potenciando las

soluciones existentes, se propone la

realización de una lista de tareas

regulares las cuales pasarían a formar

parte de los programas de trabajo del

personal encargado de llevarlas a

cabo.

4.1. Herramienta web

OFITECO ha desarrollado una

herramienta web para la gestión y

análisis de la seguridad de las presas.

Este gestor de auscultación, se

denomina DAMDATA y recoge toda la

experiencia de OFITECO tras 40 años

dedicándose a la seguridad de presas.

Una de las aplicaciones de las que

dispone esta aplicación, es la

organización de las tareas de

mantenimiento, entendidas estas como

rutas de trabajo.

Figura 24. Información de la ruta de mantenimiento

creada

Se posibilita la gestión de los trabajos

de mantenimiento, controlando el

personal y el material requeridos para

cada operación, el tiempo estimado

para su realización, y las tareas a

ejecutar en cada visita de inspección.

VI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Valencia 23 y 24 de Noviembre de 2011 Página 14

Figura 25. Calendario de las rutas de trabajo

Al disponerse en esta aplicación de la

información de auscultación

(instalación y calibración de todos los

sensores existentes y pertinentes de

verificación), así como de los datos que

éstos están generando regularmente,

se tiene una visión global para

planificar y gestionar todas las tareas

de mantenimiento que deban ser

ejecutadas.

VI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Valencia 23 y 24 de Noviembre de 2011 Página 15

4.2. Tabla de tareas

Conocidos los principales problemas, y los sistemas en los que es más frecuente su aparición, se muestra en la siguiente tabla un resumen de

las principales actuaciones a realizar para los principales puntos de control de los sistemas de auscultación:

PUNTOS DE INSPECCIÓN

Inspección visual

Limpieza Conexionado sistema

automático

Caídas de agua

Funcionalidad estructural y

mecánica

Oxidación y/o condensación

Cableado √ √ √ √

Elementos de medida manual √ √

√ √ √ Sistemas de protección contra el agua √ √

√ √ √

Iluminación √ √

Sensores automáticos √ √ √ √

√ Sistemas de fijación de los elementos de medida manual √ √

√ √ √

Hastiales circundantes √ √

Suelo √ √

Canalizaciones de agua √ √

√ √

VI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Valencia 23 y 24 de Noviembre de 2011 Página 16

4.3. Proceso de mantenimiento

Como resumen, se puede indicar que el proceso completo de mantenimiento, comprende, en primer lugar un análisis visual previo, en el que

se puede orientar de forma aproximada la dirección que deberán tomar las tareas a realizar sobre el sistema. Seguidamente, y tras un análisis

completo de funcionalidad (verificación, toma de medidas, calibración, y limpieza), se evaluará detenidamente cualquier posible foco que esté

generando algún tipo de deterioro sobre el sistema. Será entonces cuando se plantee la posibilidad de establecer posibles soluciones que

eliminen o minimicen el impacto que pueda tener dicho foco sobre el funcionamiento global del sistema. Finalmente, solo quedará implantar

dichas soluciones. En el siguiente diagrama se muestra el ciclo completo que comprendería todo el proceso de mantenimiento y mejora de los

sistemas de auscultación:

Análisis detallado de la funcionalidad

Estudio de posibles focos de deterioro

Proyección de soluciones

Implantación de nuevos sistemas

Inspección visual del entorno

VI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Valencia 23 y 24 de Noviembre de 2011 Página 17

5. BIBLIOGRAFÍA______________

Comité Nacional Español de

Grandes Presas (2004). Guía

Técnica de Seguridad de

Presas – Auscultación de las

presas y sus cimientos. Colegio

de Ingenieros de Canales,

Caminos y Puertos.

ICOLD (2008). Bulletin 138 –

General Approach to Dam

Surveillance.

Swiss Committee on Dams

(2006). Dam Monitoring

Instrumentation: Concepts,

Reliability and Redundancy.

ICOLD (2000). Question 78,

Beijing Congress. Monitoring of

dams and their foundations. Vol.

III: 1545 pages, 85 reports.

ICOLD (2000). Bulletin 118 –

Automated Dam Monitoring

Systems, Guidelines and case

histories.

ICOLD (1992). Bulletin 87 –

Improvement of existing dam

monitoring. Recommendations

and case histories.