Monitorización de túneles con tecnología de sensores ópticos

Los túneles son infraestructuras esenciales. Los encontramos en las grandes ciudades, en las montañas e incluso bajo el agua. Mejoran las comunicaciones y acortan las distancias. Pero... ¿cómo podemos saber que son seguros?

Hoy en día, los sistemas de auscultación modernos permiten controlar el estado de los túneles de manera fiable gracias a la tecnología de red de Bragg en fibra.

Las deformaciones mecánicas pueden ser un peligro importante para la seguridad del propio túnel o del entorno cercano, especialmente durante las obras de construcción. Es esencial comprobar al momento su estabilidad y fiabilidad.

A la hora de elegir la tecnología de sensores que se va a utilizar para monitorizar un túnel, es preciso tener en cuenta varios desafíos:

  • Los sensores deben ser capaces de proporcionar una señal fiable durante todo el tiempo previsto, tanto a corto como a largo plazo.
  • En los túneles normalmente se utilizan cables muy largos. Por lo tanto, debe estar garantizada la calidad de la señal de medida a larga distancia.
  • El sistema de monitorización deber poderse instalar sin afectar al tráfico del túnel.
  • Y, naturalmente, está la cuestión fundamental: qué magnitudes interesa medir y cuáles son los modelos de referencia adecuados, por ejemplo, para activar una alarma en caso de que surja un problema.

Los sensores ópticos con tecnología de red de Bragg en fibra dan respuesta a todo lo anterior y se han convertido en una alternativa muy interesante a los sistemas de auscultación convencionales.

Tecnología de fibra óptica con rejilla de Bragg (FBG): la solución ideal

Los sensores de red de Bragg en fibra utilizan luz para medir magnitudes físicas tales como la deformación. Ofrecen una estabilidad a largo plazo sencillamente extraordinaria, pero esa no es su única ventaja: también permiten transmitir los valores medidos a largas distancias, prácticamente sin pérdida de calidad de la señal. Además, una única guía óptica puede albergar varios sensores de red de Bragg en fibra, reduciendo así al mínimo el esfuerzo necesario para configurar el sistema de monitorización. Esto último es algo esencial, sobre todo cuando se monitorizan túneles que, con frecuencia, tienen varios kilómetros de longitud. Además, este tipo de sistemas pueden recopilar medidas durante el funcionamiento normal del túnel sin interferir con el tráfico.

Las soluciones de monitorización de túneles de HBK permiten a los usuarios aprovechar al máximo las ventajas de los sensores de red de Bragg en fibra con fines de auscultación de túneles.

Componentes del sistema

Un sistema completo de monitorización de túneles está formado por los siguientes componentes:

  1. Sensores, para medir las deformaciones y la temperatura. Se instalan en el revestimiento del túnel; pueden soldarse a vigas metálicas, encastrarse en muros de hormigón o pegarse a la superficie mediante un adhesivo. Los sensores se instalan formando "anillos" en distintas secciones del túnel y se conectan entre sí mediante cables de fibra óptica.

  1. Interrogadores, para procesar las señales de luz

     

  1. Software, para procesar los datos de medida

     

Ventajas de utilizar sensores de red de Bragg en fibra en túneles

Los sistemas de medida de fibra óptica se adaptan tanto a la monitorización a largo plazo como a las campañas de medición de corta duración. El sistema puede utilizarse durante el uso normal del túnel, como en el caso del túnel de Rossio, en Lisboa, o en un túnel del metro de São Paulo, en Brasil. En ambos casos, se utilizó el método MEMCOT (ver la nota de aplicación para más información) para estimar las convergencias entre los puntos de medición.

Los sistemas de medición HBK son una solución muy fiable para la monitorización en continuo. Esto significa que no "solo" adquieren datos de medida fiables a largo plazo, sino que además permiten configurar alarmas automáticas para notificar cambios importantes en la geometría del túnel. Este tipo de sistemas se pueden construir empleando productos estándar de catálogo o adaptarse a las necesidades específicas del cliente, con la ayuda de nuestro equipo de sistemas personalizados. ¡Póngase en contacto con nosotros!

Leer el artículo completo

Más información en nuestra nota de aplicación: Sistema de auscultación óptico para la medición de deformaciones y convergencias (PDF).

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