Monitoreo SHM estático-dinámico e hídrico para la seguridad de muelles


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Resumen
En agosto de 2022, Academy Geomatics Ltd comenzó un monitoreo automatizado con estación total y prisma para un ayuntamiento local. Existían dudas sobre si el muro del muelle se estaba moviendo y el monitoreo buscaba verificarlo. Dado que las visitas diarias para monitorear el muro no eran un período lo suficientemente largo para constatar las consecuencias del efecto mareal sobre el muro, se propuso instalar una estación total automatizada y dejarla en funcionamiento las 24 horas durante un mes, recibiendo datos cada 5 minutos para mostrar con precisión el efecto de las mareas en la estructura.
Gracias a este sistema de monitoreo, fue posible analizar el efecto mareal sobre el muro del muelle y recopilar mediciones parciales del movimiento del muro causado por el cambio en el nivel del agua. Sin embargo, al detectarse que el muro se estaba moviendo, el ayuntamiento decidió prolongar el monitoreo para poder actuar con prontitud en caso de detectarse picos en los datos.
Aunque la estación total automatizada ofrecía buenos resultados, presentaba algunas limitaciones en este emplazamiento, ya conocidas desde el inicio, pero que se consideraron aceptables al estar prevista una duración inicial de solo un mes. Uno de los problemas era la intervisibilidad entre la estación total y los prismas de monitoreo, que se interrumpía según el nivel de la marea y el número de embarcaciones amarradas contra el muro del muelle.
Sistema de monitoreo
Como se requería un monitoreo a más largo plazo, Academy Geomatics propuso un sistema con 16 Inclinómetros y 4 Vibrómetros como mejor forma de monitorear el muro del muelle, especialmente considerando que la zona que más preocupaba al ayuntamiento estaba permanentemente oculta por un dique seco flotante.
La instalación se realizó el 27/03/23. Los sensores se atornillaron a una placa metálica y luego dicha placa se fijó con tornillos autoperforantes a la tablestaca metálica. Esto permite la fácil retirada o sustitución del sensor en su momento. También se instaló un detector ultrasónico de nivel de agua, conectado a un nodo analógico, para recibir información sobre el nivel del agua y verificar si los movimientos del muro se debían a este o a la temperatura.
Además, se instalaron dos cámaras CCTV en el emplazamiento, una con vista a la parte superior del muelle y otra a lo largo del muro, para verificar rápidamente si los movimientos de inclinación o los resultados vibratorios detectados podían estar relacionados con las actividades en obra.
Proyecto de monitoreo
La imagen siguiente muestra los datos recopilados por los Inclinómetros y visualizados en la plataforma IoT MyMove, donde los algoritmos analizan las inclinaciones evolutivas del muro del muelle en relación con el nivel de agua del río. Notablemente, en T06 se observa un cambio significativo cuando el sensor se mueve cerca del río. Sin embargo, este movimiento queda abruptamente detenido por un perno de sujeción situado más abajo en el muro. Esta situación no solo evidencia un desplazamiento estructural, sino que también sugiere una deficiencia en el correcto funcionamiento del sistema de sujeción.

Datos de movimiento mareal recopilados por los Inclinómetros
En cuanto a los datos recopilados por los Vibrómetros, las vibraciones que superan el umbral de 1 mm/s se observan principalmente en los días en que se realizan trabajos de construcción, mientras que durante el periodo de Pascua parece haber una reducción significativa de la actividad vibratoria.

Datos de vibración recopilados por un Vibrómetro
Los datos de nivel de agua presentados aportan información sobre las fluctuaciones del nivel del agua a lo largo del tiempo. La anomalía observada indica una desviación en los datos provocada por una cuerda de una embarcación cercana.

Datos de nivel de agua recopilados por un detector de nivel
Proyecto de monitoreo
Los datos se monitorearon de cerca durante la construcción de una grúa y la carga del muelle. El plan inicial contemplaba el izado de la embarcación y el posterior desmontaje de la grúa. Contrariamente a lo esperado, se observó que el muro del muelle se mantuvo notablemente estable durante el izado de la embarcación, incluso utilizando una grúa de gran tamaño. Este logro puede atribuirse al excepcional trabajo de los operadores de grúa al aislar eficazmente la sección frontal del muro del muelle.
La imagen muestra tres grúas posicionadas en la obra, preparándose para izar la embarcación naranja del lado derecho y depositarla en el agua. La grúa de la izquierda es una grúa de muelle típica utilizada habitualmente para tales operaciones. La grúa central se ha llevado al sitio específicamente para facilitar el montaje de la gran grúa. Por último, la grúa amarilla de la derecha es una máquina extremadamente grande con capacidad de izado de 600 toneladas, destinada a la tarea de levantar la embarcación y colocarla en el agua.
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