El proyecto de Kaunertal: mediciones ópticas en tuberías de agua a alta presión
HBM ganó la licitación para suministrar e instalar un sistema completo de sensores eléctricos y ópticos para una prueba de carga estructural en las tuberías forzadas de agua del embalse de Kaunertal (central hidroeléctrica), en Innsbruck, Austria.
Una solución de monitorización basada en tecnología de red de Bragg en fibra óptica
La tecnología FBG fue la solución más competitiva que se presentó, en comparación con las propuestas alternativas basadas en tecnologías convencionales.
Las soluciones de monitorización basadas en tecnología FBG han demostrado ser especialmente rentables cuando se utilizan en grandes estructuras (túneles, puentes, embalses, oleoductos, etc.). En este caso, se instalaron cientos de sensores a lo largo de más de diez kilómetros y se conectaron mediante unas pocas fibras ópticas a un interrogador central, encargado de monitorizar la salud estructural.
Este inmenso proyecto contó con la participación de equipos técnicos de HBM de Austria, Alemania y Noruega, así como de los técnicos de HBM FiberSensing (filial de HBM en Portugal), que colaboraron en la instalación de varios centenares de sensores ópticos en un entorno extremo y confinado.
Objetivo: monitorización continua de tensiones
El objetivo era monitorizar de forma continua las tensiones en puntos específicos del contorno interior de las tuberías forzadas de agua recientemente instaladas, en el marco de un programa de pruebas de carga estructural.
Los ensayos de cargas estructurales pueden detectar de forma precoz anomalías en el comportamiento, y permiten adoptar medidas correctivas antes de poner en servicio la estructura. Para lograr este objetivo, se instaló una amplia red de sensores FBG en la superficie interior de la tubería de acero que, en algunos puntos, está sometida a una presión cercana a 100 bar. La tubería se instrumentó en nueve secciones con 18 matrices de sensores de tensión soldables, hasta un total de 203 sensores ópticos. Los 203 sensores fueron instalados con una tasa de éxito del 100 %. No fue necesario realizar ninguna sustitución. Las mediciones de las tensiones se registraron con tres interrogadores (HBM Industrial BraggMETER) situados en el exterior de la tubería, en racks técnicos que servían como estación remota (con conexión a Internet).
Las mediciones se llevaron a cabo durante varios ciclos de carga y descarga a lo largo de tres meses, hasta agosto de 2015, después de lo cual se desmontó por completo el sistema de monitorización —incluidos los sensores— por razones medioambientales.
La solución más eficiente, en solo dos meses
La principal dificultad estribó en el estricto plazo de ejecución del proyecto, que hizo necesario fabricar e instalar los sensores en apenas dos meses. El objetivo del plazo de ejecución se cumplió conforme a las expectativas del cliente.
Los resultados mostraron que los sensores instalados soportaron con éxito los altos niveles de presión y caudal de agua, con un comportamiento según lo esperado. HBM y HBM FiberSensing consideran que este sistema también es apto para aplicaciones similares de otros clientes que requieran mediciones en entornos con grandes presiones.
