MONITOREO-ESTRUCTURAL

Monitoreo de la salud estructural de una planta de Cemento en la Huasteca Potosina.

Sistema inteligente de monitoreo estructural Terzaghi®  

By Héctor de la Fuente & Héctor Jiménez.

Todas las construcciones y obras tienen un periodo de vida útil de diseño, típicamente la normatividad establece un periodo de 50 años. Transcurrido este tiempo, se requiere realizar una evaluación de la salud estructural, para determinar si la estructura cumple con los requisitos de seguridad para los que fueron diseñados; sin embargo, esta evaluación es puntual, por lo que es importante combinarla con un sistema inteligente de monitoreo, integrado por diferentes tipos de sensores, que nos proporcionen datos sobre el comportamiento estructural de la edificación.

Las fallas más comunes en estructuras metálicas pueden ocurrir principalmente por pandeo de las vigas y armaduras. Por lo que es vital conocer en tiempo real las deformaciones que sufren éstos elementos.

En este caso de éxito empleamos el sistema inteligente de monitoreo estructural Terzaghi®, que maneja una tasa de muestreo inalámbrico, el cual permite la lectura automática y en tiempo real de los indicadores de deformación las 24 horas del día, los 365 días del año. También podemos definir alarmas que “avisan” con tiempo suficiente si algún elemento tiene un comportamiento no adecuado, minimizando el riesgo de pérdidas humanas. Este sistema de monitoreo inteligente de salud estructural Terzaghi® forma parte de la cultura de la prevención de desastres.

En este blog narramos como nuestro monitoreo Terzaghi®, colabora en la toma de decisiones estructurales estratégicas que previenen fallas catastróficas, para una planta cementera en la Huasteca Potosina, la cual cuenta con más de 50 años de operatividad.

Condiciones estructurales.

La  nave cuenta con dimensiones de 23m de ancho y 100m de longitud, equipada con dos grúas viajeras en su interior que están soportadas por una superestructura de concreto reforzado; la  techumbre es a base de estructura de acero y laminas.

El objetivo a monitorear es la cubierta del patio de materiales, siendo esta uno de los elementos más vulnerables de la instalación, debido a la gran cantidad de sedimentos que se depositan en ellas, la exposición constante a las vibraciones generadas por las grúas, acciones accidentales y su propia edad.

 

Figura 1 Sedimentos acumulados sobre los elementos estructurales.

Instalación de la instrumentación.

La instrumentación actual consta de seis Tiltmeters biaxiales (inclinómetros) y una Gateway (receptor de datos) de la marca Loadsensing®. Los Tilmeters se colocaron en los puntos estratégicos de las armaduras del techo, siendo este el objetivo a monitorear ver Figura 2 y 3; la Gateway se instaló a una distancia aproximada de 80 m sobre el cuarto de trituración, para que este recopile las lecturas que los Tilmeter envían inalámbricamente mediante tecnología LoRa (Radio de largo alcance). Esta información es reunida en la Gateway, que se encarga de subirla a la “Nube” donde la información es representada en una forma legible, como se observan en las (Figura 4). El procedimiento de instalación se llevó a cabo en un tiempo de 3 días efectivos, sin interrupciones en la producción de la planta.

 

Figura 2 Localización de los Tiltmeters.

 

Figura 3 Instalación de Tilmeter.

 

Figura 4 Gateway instalada sobre el cuarto de trituración.


Evita fallas y perdidas catástroficas


Visualización y monitoreo.

La tecnología Terzaghi® permite ver en tiempo real y registrar el comportamiento de la estructura, el cual podemos visualizar de la manera muy sencilla en gráficos mediante el uso de una interfaz de visualización muy amigable para el usuario (Figura 5).

En dicha interfaz se visualizan los datos que proporciona cada sensor, estos en tres diferentes formas: “vista en tiempo real” en la cual podemos ver el lugar donde se colocó el sensor sobre una imagen representativa de las infraestructura, así como el valor que hasta el momento tenga cada sensor (Figura 6).”Mapa del sitio” esta es una visualización satelital del sitio donde se pueden observar el lugar donde fueron colocados los sensores con sus respectivas coordenadas (Figura 7.”Dashboard o tablero de instrumentos” en esta opción podemos ver de forma gráfica el comportamiento de la estructura respecto al tiempo trascurrido desde su instalación, entre otros datos como el estado de salud del sensor y la temperatura ambiente del sitio (Figura 8). Otro punto muy importante es que el usuario puede definir un umbral el cual nos permite activar una alarma; en caso de que este sea rebasado se activaría notificando a las personas interesadas por medio de mensajes SMS y correos electrónicos haciendo un recordatoria cada intervalo de tiempo (definido por el usuario) hasta que la alerta sea atendida.

 

Figura 5 Página de inicio de sección de la interfaz.

 

Figura 6 Visualización en tiempo real.

 

Figura 7 Mapa del sitio.

 

Figura 8 Dashboard (Tablero de instrumentos).

Conclusiones

La cultura de prevención es fundamental para salvaguardar la integridad física del ser humano por lo que la relación costo-beneficio esta por encima de otros sistemas de monitoreo llegando a tener hasta un 70% de ahorro.

El sistema Terzaghi® ofrece un monitoreo en tiempo real las 24 hrs, el cual nos ayuda a prevenir de una catástrofe dando avisos de algún comportamiento inusual en las estructuras mediante alarmas, también permite al usurario acceder a las métricas en todo momento en cualquier dispositivo electrónico; detecta la ubicación exacta de cada sensor, su lectura en tiempo real y su historial.

Este es un sistema que permite acceso a cualquier tipo de obra de forma remota, lo que elimina la complejidad de traslados a sitio de obra, cubre grandes extensiones, no requiere de caleado. 

Referencias

NTCC, RCDF. (2017). Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal


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