Un proyecto de voladura subacuática en el río Columbia cumple los más estrictos requisitos de seguridad medioambiental gracias a los equipos Genesis de HBM

Dos contratistas estadounidenses, Contract Drilling & Blasting y Aimone-Martin Associates, recurrieron a los equipos de adquisición de datos de alta velocidad Genesis GEN7t de HBM subacuática en un tramo de alto valor ecológico del río Columbia, cerca de St. Helens, en Oregón, Estados Unidos, de una milla de longitud.

Este proyecto, dirigido por el cuerpo de ingenieros del ejército norteamericano y cuyo valor ascendió a 52 millones de dólares, tenía la finalidad de aumentar la profundidad navegable de río. Por otro lado, tenía la singularidad de que era la primera vez que se utilizaban equipos y sensores de adquisición de datos en unas condiciones tan extremas.

Las corrientes del Columbia pueden alcanzar entre ocho y diez nudos (11,5 millas por hora), y los desechos arrastrados por el agua a menudo se enredaban en las líneas de los sensores causando un elevado desgaste y deterioro tanto de los propios sensores como de sus conexiones durante el período crítico de voladura.

El río Columbia cerca de St. Helens, Oregón. © Kenneth Korb, shutterstock.com

Descripción del proyecto

El río Columbia es la base de una notable industria del salmón que ha sufrido importantes problemas medioambientales en años recientes. Eso obligó a minimizar los riesgos para la vida acuática durante los trabajos de voladura.

En este sentido, el cuerpo de ingenieros del ejército estadounidenses, en calidad de director del proyecto, estableció una sobrepresión subacuática máxima de 70 psi (4,83 bar) a una distancia de 140 pies (42,7 metros) del punto de colocación de explosivos más cercano. Las operaciones de voladura se llevaron a cabo fuera de la temporada del salmón, con el fin de limitar todo lo posible los daños a los peces.

Trabajos de perforación y voladura controlados

El proyecto, que concluyó a finales de febrero de 2010, eliminó aproximadamente 500 000 yardas cúbicas (380 000 metros cúbicos) de basalto y sedimentos del lecho del río, e incrementó su profundidad de 43 a 49 pies (de 13,1 m a 14,9 m), lo cual permite el  tránsito de embarcaciones de gran calado de última generación. La preparación del lecho del río fue responsabilidad de Contract Drilling & Blasting, con sede en Bayonne, Nueva Jersey, una empresa con más de 18 años de experiencia en trabajos de perforación y voladura controlada que había llevado a cabo numerosos proyectos importantes de expansión de puertos y canales de navegación en Norteamérica y el Caribe.

Aimone-Martin Associates, con sede en Socorro, Nuevo México, contaba con más de 35 años de experiencia en monitorización e instrumentación de voladuras para grandes proyectos gubernamentales, de construcción y minería. Esta empresa se encargó de desplegar los sensores acuáticos cerca del fondo del río para registrar las presiones durante las voladuras.

Condiciones de ensayo extremas

El contrato estipulaba que, si fallaba el sistema de control de presión, el proyecto se suspendería en su totalidad. Esta exigencia suponía una gran responsabilidad para los equipos. Se debía conseguir un sistema redundante, que dispusiera constantemente de una serie de sensores en perfecto estado de funcionamiento, a pesar de que las condiciones eran extremas y desfavorables para el tipo de instrumentación empleado.

Se empleó un sistema Genesis HighSpeed GEN7t para registrar históricos temporales de la presión subacuática mediante dos sensores de presión distintos. Para cumplir las especificaciones del contrato, los dos sensores se ubicaron bajo el agua, a 10 pies (3,0 m) del fondo del río y a unas distancias de 140 y 300 pies de cada carga explosiva.

Sistema Genesis HighSpeed a bordo durante las pruebas de explosiones subacuáticas.

Uso de Genesis HighSpeed

Se seleccionó el sistema Genesis GEN7t de HBM porque se necesitaban múltiples canales de adquisición simultánea, con frecuencias de muestreo de 1 MS/s. La función de grabación directa y continua en disco de Genesis GEN7t, incluso con estas elevadas frecuencias de muestreo, permitió adquirir los datos sin necesidad de señales de activación. Por lo tanto, el riesgo de perder cualquiera de las explosiones era muy bajo.

Otra de las ventajas de Genesis GEN7t era su función de visualización en tiempo real, que resultó muy útil durante la configuración previa a la voladura y la aplicación de los sensores.

Progreso operativo

Los trabajos de voladura y monitorización se llevaron a cabo con arreglo a un calendario extremadamente exigente, entre el 1 de noviembre de 2009 y el 28 de febrero de 2010. Durante el proyecto, las operaciones se realizaron entre las 5 AM y las 8 PM, seis o incluso siete días a la semana.

El proceso de perforación implicó el uso de una barcaza perforadora, con tres barrenas que realizaban una hilera de orificios en los que se alojaban cargas explosivas. Una vez perforada una hilera, el buque se desplazaba entre 10 y 12 pies (3,0 y 3,7 m) para perforar otra hilera, hasta formar un patrón rectangular que después se cargaba con explosivos.

El equipo de monitorización y adquisición de datos Genesis GEN7t se instaló en una embarcación separada, anclada aguas arriba de la zona de dragado. El equipo de monitorización acudía dos horas antes de la voladura para comprobar las corrientes en el lugar, desplegar los sistemas de detección y verificar la calidad de los datos iniciales. El flujo de datos se iniciaba cuando se recibía el aviso de que quedaban cinco minutos para la voladura. La recopilación de datos se ejecutaba a partir del aviso de un minuto. El registro se detenía aproximadamente tres segundos después de concluir la detonación.

Todos los datos se visualizaban en tiempo real y se analizaban inmediatamente después de la voladura. Los picos de presión se transmitían a la barcaza de perforación en dos minutos. 15 minutos después de cada voladura se disponía de un informe completo. Los informes se cargaban en un FTP al que podían acceder todos los participantes.

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