Técnicas de instrumentación: prevenir el colapso de una megaestructutra

La salud de una megaestructura depende de múltiples acciones en su fase de diseño, construcción y mantenimiento. Una de las más relevantes es la instrumentación geotécnica, un proceso a través del cual es posible monitorear el comportamiento estructural de una represa, por ejemplo, y emitir advertencias que permitan realizar intervenciones tempranas, tras determinar múltiples parámetros físicos.

“No sacamos nada con mirar los muros cuando estos ya se desplomaron. Lo que necesitamos es tener datos que permitan reaccionar antes de que éstos se vengan abajo. La idea central de la instrumentación es aportar esas alertas a tiempo”, afirma el ingeniero del Idiem, Iván Bejarano.

Embalses de agua y depósitos de relaves mineros son dos de las obras de mayor complejidad en construcción. (Imagen: Idiem)

A juicio del especialista esto es aún mucho más importante en un país sísmico como Chile. De hecho, el monitoreo geotécnico es útil para ir registrando el desempeño de las estructuras tanto en condiciones regulares como en las cargas que generan eventos extraordinarios: deformaciones, asentamientos, tensiones mayores a las calculadas previamente o desplazamientos laterales.

Instrumentación en un país sísmico

Una de las razones que hace aún más desafiante la instrumentación en depósitos de relaves y embalses de agua son las características de los materiales. A diferencia de un edificio en la ciudad, estas estructuras son construidas utilizando recursos obtenidos del entorno: arenas de los propios depósitos, o material granular de cerros y empréstitos aledaños para levantar un muro. Su desempeño, en definitiva, es menos predecible que una edificación urbana,

“Existe un riesgo real de que una estructura pueda fallar, porque si bien uno diseña muros para que no colapsen, estos podrían tener un comportamiento distinto por razones diversas. La instrumentación está ahí para verificar las cosas que pensamos que iban a suceder cuando se diseñó la estructura o eventualmente corregirlas si no ocurren. Por esto, las exigencias para la autorización de obras, tanto públicas como privadas, van cada vez más en esta dirección”, detalla Bejarano.

Parámetros críticos

Los dispositivos que se utilizan para el monitoreo e instrumentación geotécnica van a menudo alojados en la superficie o al interior del muro. Aquellos que funcionan desde la superficie se pueden instalar directamente en estas zonas, mientras que los de tipo subterráneo requieren de perforaciones y sondajes, lo cual implica un trabajo de mayor complejidad para ubicar los instrumentos, según lo explica el especialista de Idiem.

Por otro lado, existen diferencias en cuanto a la forma en que se enfrenta el proyecto de instrumentación. En el caso de las represas de agua, el muro generalmente no varía en su altura y por lo mismo el proyecto de instrumentación no suele variar en el tiempo. En la industria minera, la estrategia es distinta, pues los muros que contienen las arenas de relave van creciendo a medida que la producción aumenta, y la instalación de dispositivos de monitoreo varía dependiendo de las distintas etapas, obligando a una permanente actualización de los sensores instalados.

Una vez instalados los sensores, estos emiten señales a un panel de control que posibilitan la comparación entre los datos del comportamiento actual con la referencia de los modelos iniciales de la obra. El ingeniero de registro y el geotécnico son los principales usuarios de la información, y los responsables de procesar los indicadores para hacer los reportes necesarios y sugerir acciones correctivas, en caso de ser necesarios.

“Así, en el peor de los casos, la instrumentación podría darnos información para adoptar medidas y si la falla es inminente tomar acciones de emergencia para proteger la vida de las personas, el medioambiente y la infraestructura”, concluye Iván Bejarano.