El movimiento del terreno controlado al milímetro con tecnología satelital

(Artículo publicado en la Revista Obras Urbanas número 62)

El control del movimiento del terreno supone una pieza clave para gestionar el riesgo en la planificación y ejecución de obras urbanas. Llevar un seguimiento detallado de la estabilidad del terreno aumenta la eficiencia y seguridad de las obras, la protección de infraestructuras y contribuye a minimizar los atrasos.

Tradicionalmente la identificación y monitorización de las áreas problemáticas en obras urbanas ha sido costosa por la necesidad de desplazar equipos a la zona e instalar sensores in-situ para identificar y controlar las áreas inestables.

Desde hace décadas, el uso de la tecnología satelital está en aumento como una solución efectiva para detectar zonas inestables que pueden ser precursoras de fallos. La supervisión de obras urbanas debe ser exhaustiva y regular y las imágenes satelitales ofrecen la mejor fuente de datos, especialmente en zonas extensas, gracias a su amplia cobertura.

La interferometría radar de apertura sintética (InSAR por su sigla en inglés, Interferometric Synthetic Aperture Radar) es una técnica de teledetección para medir movimientos de superficie con precisión milimétrica. Esta tecnología compara las imágenes de la superficie de la tierra adquiridas por satélites radar durante meses o años a fin de medir movimientos sutiles del terreno (Figura 1). Las imágenes de los satélites radar suelen cubrir 50x50km lo que permite obtener un mapa de movimiento muy completo de la zona donde se están desarrollando las obras, así como de los alrededores.

El movimiento del terreno controlado al milímetro con tecnología satelital

Fig. 1: Medición del movimiento del terreno con tecnología InSAR.

Conocer el movimiento del pasado

La primera generación de satélites radar se lanzó en 1992 y desde ese momento han estado adquiriendo datos y almacenándolos en archivos. Con estos datos pueden realizarse estudios históricos que permiten analizar qué ocurrió en el área antes del principio de las obras.

Así, ya en la fase de diseño, el comportamiento del terreno puede entenderse mejor: los parámetros geotécnicos pueden verificarse y los parámetros de excavación ajustarse correspondientemente. Esta información supone una ayuda muy importante a la hora de diseñar las campañas de instrumentación in-situ que serán implementadas durante la construcción. La detección de patologías previas ayuda también a evaluar responsabilidades en caso de litigio.

Ventajas de la tecnología satelital

Si existe movimiento del terreno durante la construcción, controlar su evolución temporal es crucial para que los equipos de ingeniería entiendan mejor la relación existente entre las obras y el comienzo de los asientos correspondientes. La tecnología InSAR complementa los métodos de medición tradicionales al ofrecer información del desplazamiento del terreno en un área más amplia que la zona de excavación, lo que permite delimitar mejor la deformación.

La alta densidad de puntos de medida, también en áreas remotas de difícil acceso, y la gran precisión de las mediciones permiten calibrar los modelos matemáticos y mejorar sus predicciones. El detalle sobre qué áreas permanecen con movimiento y la evolución de éste mantiene informados a los contratistas del impacto que el movimiento del terreno puede tener en las obras y otras zonas afectadas y les permite planificar mejor las operaciones (Figura 2).

Una vez terminada la obra, monitorizar regularmente los asientos permite detectar posibles problemas estructurales en las infraestructuras de la zona estudiada. La identificación de movimiento ayuda a los equipos técnicos a determinar si deben tomarse medidas correctivas.

Otra aplicación común de la tecnología InSAR es el análisis de estabilidad de taludes. Con este objetivo, la empresa TRE ALTAMIRA ha desarrollado numerosos proyectos asociados al monitoreo de presas y embalses, proyectos de carreteras, túneles y minas a cielo abierto entre otras infraestructuras amenazadas por la inestabilidad.

El movimiento del terreno controlado al milímetro con tecnología satelital

Fig. 3: Mapa del desplazamiento del terreno de las laderas de una presa en el período 2004-2010.

Además de estas aplicaciones asociadas a grandes infraestructuras, la tecnología InSAR se aplica en la gestión de suelo urbano para detectar áreas potencialmente inestables debido a factores de diversos orígenes (ej. subsidencia producida por la sobreexplotación de acuíferos) y que pudieran implicar la aparición de patologías de los edificios.

Finalmente, TRE ALTAMIRA aplica con éxito la tecnología InSAR en otros sectores como en el de la geotermia. Ejemplo de ello son los estudios que se han elaborado para mejorar la eficiencia de las plantas geotérmicas de Salton Sean y de San Emidio, ambas situadas en Estados Unidos.

Desde 1999, TRE ALTAMIRA suministra mapas de movimiento del terreno con imágenes de satélite radar aportando soluciones altamente tecnológicas al sector de la ingeniería civil. Entre sus proyectos más recientes se encuentra el seguimiento por satélite de las obras del proyecto Grand Paris Express. En una primera fase antes de que empezaran las obras, han estudiado el movimiento del terreno de la zona durante el periodo 1992-2015. Durante los próximos quince años la empresa continuará realizando la supervisión por satélite de este proyecto de 200 km de trazado.

El movimiento del terreno controlado al milímetro con tecnología satelital

Otros clientes de referencia que han utilizado los estudios InSAR de esta empresa para mejorar la eficiencia de sus proyectos son CROSSRAIL London, la Autoridad del Transporte de Perth (Australia), la Deutsche Bahn alemana y ÖBB en Austria. Recientemente han realizado un estudio histórico del proyecto de tren de alta velocidad en California para la autoridad estatal (California High Speed Rail Authority), en colaboración con el Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS).

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