La solución de supervisión inteligente garantiza la seguridad vial en obras a gran velocidad

Autor: Megan Hanssen es Directora de marketing de producto en Leica Geosystems, parte de Hexagon, Simon Hall es Ejecutivo de marketing de contenidos y distribución en Leica Geosystems, parte de Hexagon, Craig-Lee Holt es Especialista en soluciones de supervisión y construcción de túneles en Leica Geosystems, parte de Hexagon.

Debido a que se llevan a cabo proyectos de transportes esenciales en el Reino Unido, la supervisión de la infraestructura existente en las cercanías para detectar deformaciones resulta fundamental para garantizar la seguridad y el funcionamiento continuo. Durante la construcción del túnel del ferrocarril de alta velocidad HS2 bajo la autopista M25 cerca de Londres, SOCOTEC UK — proveedor de servicios de prueba, inspección y certificación — supervisó con éxito la autopista de difícil acceso y tráfico considerable. SOCOTEC utilizó una solución de Leica Geosystems, caracterizada por el escaneo láser y otras técnicas de supervisión.

UN FERROCARRIL DE ALTA VELOCIDAD, UNA CARRETERA DE GRAN IMPORTANCIA Y UN DESAFÍO DE MONITORAJE

El primer ferrocarril de pasajeros de Gran Bretaña se inauguró en 1830, iniciando una revolución del transporte. Casi veinte años después, los viajeros de GB seguían viajando en ferrocarriles tendidos en la época victoriana. Sin embargo, la demanda de más líneas y de conexiones más rápidas a campo traviesa han superado el desarrollo de la infraestructura ferroviaria. El High Speed 2 (HS2) del Reino Unido, un ferrocarril de alta velocidad actualmente en construcción, ayudará a reducir estos problemas al enlazar las principales ciudades con los aeropuertos para conectar las principales regiones económicas de Gran Bretaña.

La construcción de este extenso ferrocarril entre las principales ciudades, que incluyen Londres, Birmingham y Manchester, requiere la construcción de túneles que podrían alterar el tránsito existente y generar deformaciones estructurales de las carreteras que pasan por arriba. La construcción de un túnel bajo la M25 planteaba riesgos. En esta carretera nacional de gran importancia transitan más de 250,000 vehículos diariamente a lo largo de aproximadamente 188 kilómetros de asfalto. La construcción de dos túneles por separado bajo este recurso, en particular, llevó a National Highways — una empresa pública encargada del mantenimiento de la M25 — a solicitar una solución de supervisión que garantizara la seguridad de los viajeros y para evaluar la integridad estructural de la carretera a lo largo del proyecto.

Sin embargo, la supervisión de una carretera tan transitada planteaba problemas: La carretera, con volúmenes de tráfico constantemente elevados, tenía acceso limitado a zonas de supervisión y no era factible cerrar la carretera para la obtención inicial o periódica de datos durante los períodos de construcción. Al mismo tiempo, no era práctico instalar prismas en la superficie del camino donde podrían ser destruidos por los vehículos pesados o tener que redirigir el tráfico para evitarlos.

EL LÍDER EN EL SECTOR, SOCOTEC UK, ACEPTÓ EL DESAFÍO

Para afrontar este reto, Align — la empresa conjunta que construía 21.6km de la infraestructura ferroviaria, que incluía los 16.04km de túneles de doble perforación bajo la M25 — contrató a expertos en supervisión de SOCOTEC UK. Este proveedor de servicios de pruebas, inspección y certificación entre industrias se especializa en la supervisión geotécnica y estructural y tiene más de 30 años de experiencia en proyectos de ingeniería civil de gran escala, como la actualización de la estación Victoria en Londres.

SOCOTEC UK no solo consideró la viabilidad de la instalación en términos de acceso e instalación de instrumentos, sino que también deseaba reducir las interrupciones y, lo más importante, garantizar la seguridad de los viajeros del M25 y de sus propios trabajadores durante el trabajo en la carretera. Por lo tanto, necesitaban una solución con el mínimo de instalación en la superficie de la carretera, instalaciones reducidas a movimientos de tierra y la capacidad del sistema para su manejo completamente a distancia y funcionamiento autónomo 24/7 durante varios años.

Especializado en la innovación digital, SOCOTEC UK vio en ello una oportunidad para incorporar el escaneo láser y la automatización a través de las soluciones de supervisión de Leica Geosystems.

ESCANEO DE ZONAS: SOLUCIÓN DE SUPERVISIÓN NO INVASIVA DE LEICA GEOSYSTEMS

La configuración para la supervisión a medida fue diseñada en colaboración con SCCS, parte de Hexagon, y el distribuidor de Leica Geosystems líder en RU, e incorporó diversas características de automatización, que incluyen el escaneo de zonas, generación de imágenes, nivelación del instrumento y elaboración de informes.

“Elegimos a SCCS para proporcionarnos el hardware, software y el servicio al cliente que necesitábamos para instalar un sistema capaz de efectuar escaneos de zonas precisos, prismas y puntos sin reflector,” explica Jeff Foggo, Director de proyecto en SOCOTEC UK.

Para resolver el acceso y los problemas de interrupción, SOCOTEC UK seleccionó una solución única y no invasiva llamada escaneo de zonas, que utiliza escaneo láser y software de supervisión automatizada para generar datos y análisis. La combinación del escaner láser de gran precisión del MS60, que captura miles de puntos por segundo, con el software GeoMoS redujo la necesidad de instalar señales de puntería o prismas reflejantes y permitió efectuar la supervisión aún en las áreas más reflejantes. La reducción de estas interrupciones al tráfico durante la instalación y funcionamiento, eliminó las áreas potencialmente peligrosas para el personal de SOCOTEC UK y garantizó la seguridad para los usuarios de la carretera.

SOCOTEC UK obtuvo datos de medición de referencia durante un año antes de efectuar las excavaciones para determinar los movimientos normales de la superficie de la carretera. Durante el periodo de supervisión, el MS60, instalado en lo alto de pedestales adyacentes para optimizar la visibilidad, pequeñas áreas escaneadas o “parches” de superficies a determinados intervalos dispuestas cada 20, 40 y 60 metros. Otros sistemas de medición incluían prismas instalados en la parte superior de macizos y múltiples puntos sin reflector en estructuras. Se instalaron prismas adicionales para control de la medición en áreas estables. El uso de técnicas híbridas con MultiStations ayudó a SOCOTEC UK a optimizar su instalación de supervisión y a garantizar la fiabilidad de una medición impecable. GeoMoS comparó las mediciones con los valores de referencia de la línea base, lo cual permitió la detección de la deformación y la generación de notificaciones a las principales partes interesadas si se excedían los valores límite de la tolerancia para los movimientos.

AUTOMATIZACIÓN AUTOMÁTICA PARA UNA SUPERVISIÓN PERMANENTE

Para complementar los escaneos de áreas, SCCS también recomendó la automatización del proyecto con el uso de imágenes para reducir las visitas al sitio. El acceso a distancia a videos en directo y a imágenes fijas a través de cámaras incorporadas al MS60 hicieron posible resolver y comprobar fácilmente cualquier duda con respecto a las mediciones de los datos sin retraso.

Los sensores de medición inteligente, incluyendo los MS60s y el TM50, se controlaban de forma centralizada a través de GeoMoS y se utilizaron fuentes de alimentación a medida con respaldos para garantizar una supervisión continua. Además, ya que los instrumentos fueron instalados en ubicaciones remotas donde los factores ambientales podían tener impacto en la estabilidad, SOCOTEC UK necesitaba una forma de garantizar que las estaciones totales permanecieran niveladas. Conectado a través del ComGate20, GeoMoS activó a distancia y automáticamente la base autonivelante AD12 para cada TPS antes de cada ciclo de medición, garantizando la calidad de los resultados y reduciendo las visitas de mantenimiento.

Sin embargo, SCCS proporcionó más que los instrumentos y el software — también apoyaron a SOCOTEC UK con formación a distancia e in situ durante la ejecución y la entrega del esquema de supervisión y la solución general.

LA SUPERVISIÓN CONTINUA SE BENEFICIA DE UNA PROTECCIÓN CONSTANTE

Para proteger el valioso equipo en el campo, SOCOTEC UK instaló los instrumentos en con jaulas seguras e instaló la solución Leica LOC8 para una disuasión hábil y ubicación. LOC8 permite el geoperimetraje, configurar a medida las alertas a través de mensajes, así como el seguimiento y bloqueo del instrumento. Cuando tres instrumentos fueron robados del sitio, SOCOTEC UK pudo ofrecer información del seguimiento a la policía local, que recuperó 120,000 libras esterlinas (aproximadamente 138,000 euros), valor del equipo robado. Una vez recuperados, SCCS inspeccionó los instrumentos, se les dio mantenimiento y se comprobó la calidad antes de regresarlos al sitio para reanudar la supervisión lo más pronto posible.

RESULTADOS DEL INNOVADOR SISTEMA DE SUPERVISIÓN

El uso de la solución de supervisión de Leica Geosystems por SOCOTEC UK permitió el funcionamiento normal de la M25 durante el periodo de la construcción de los túneles, lo que garantizó que un proyecto para mejorar la transportación no interfiriera con el tráfico existente de gran importancia.

“Gracias al esfuerzo combinado con SCCS, fue posible supervisar con fiabilidad la M25 y los activos circundantes cada hora durante el paso de dos máquinas tuneladoras debajo de la M25 a lo largo del HS2 en una rápida sucesión,” explica Foggo.

“Tener la experiencia de ofrecer un sistema innovador de supervisión para una de las zonas más transitadas de la infraestructura carretera en el Reino Unido ha sido y continuará siendo una experiencia gratificante. Definitivamente los datos hablan por si mismos en términos de que el sistema de supervisión fue un éxito: El registro del mínimo movimiento de activos fue claro durante la fase de la construcción de túneles y todas las partes interesadas, como National Highways, tuvieron la tranquilidad necesaria.”

Los expertos en supervisión aprovecharon un sistema de supervisión automático para permitir que una carretera principal en el Reino Unido permaneciera abierta durante la extensa construcción ferroviaria por debajo de ella. Para mantener seguros a los viajeros y a las carreteras operativas, se obtuvieron datos de deformación de forma autónoma y continua con una estación total con escáner láser y se analizaron automáticamente en un software de seguimiento, se finalizó con la generación automatizada de informes y notificaciones para los participantes.