Un tubo en forma de D permite a los monitores de movimiento del suelo "cambiar el juego".

Los ingenieros británicos de Osprey revolucionan la topografía de la construcción con monitores geotécnicos automatizados fabricados con tubos de acero inoxidable Timeless

El tubo en forma de D más pequeño jamás creado por Timeless Tube ha permitido a la empresa británica pionera en ingeniería Osprey Measurement Systems crear un nuevo dispositivo "revolucionario" que convierte la vital tarea de medir el desplazamiento del suelo en un proceso más eficiente, eficaz y seguro. Los extensómetros in situ (IPX) se emplean en la construcción de terraplenes, excavaciones y túneles, y ya se están utilizando ampliamente para supervisar el gran proyecto de infraestructuras HS2.

Timeless Tube se incorporó en las últimas fases del desarrollo cuando los ingenieros de tubos dieron forma al tubo de acero inoxidable que proporciona la robusta electrónica IPX. Los ingenieros tuvieron que construir un nuevo utillaje para fabricar el más pequeño de Timeless Tubo en forma de D hasta la fecha, que mide 20×12,5×1,6 mm.

Una forma más segura y eficaz de medir y mantener la estabilidad del suelo

Antes de llevar a cabo cualquier obra de construcción o de infraestructura, se requieren importantes recursos para garantizar que los terrenos sean estables y estén listos para la construcción. El suelo es un material imprevisible y complejo. Cuando se añade o retira una gran cantidad de suelo de un emplazamiento, el suelo es susceptible de compactación o expansión. El ritmo y la magnitud de esta compresión o expansión son fundamentales para mantener las condiciones estables del suelo y proteger tanto las obras de construcción como las infraestructuras cercanas.

Los IPX automatizados, utilizados con extensómetros de sonda magnética tradicionales nuevos o ya existentes, pueden permanecer en el suelo durante meses o incluso años, puesto que ya no es necesario comprobarlos manualmente. Peter Scott, Director General de Osprey, afirma: "Hasta ahora, los extensómetros magnéticos no estaban automatizados. La automatización es algo más que la simple eliminación del coste de la mano de obra. Proporciona información más fiable y más rápida. Saca a los trabajadores de las zonas de alto riesgo y permite la supervisión en lugares a los que no se puede acceder".", continúa Scott.

Mediciones casi en tiempo real

Los IPX permiten recibir datos cada hora, proporcionando un conjunto de datos superior para un mejor análisis casi en tiempo real. Los ingenieros reciben un aviso por SMS o correo electrónico en cuanto se alcanza un nivel aceptable de estabilidad del suelo y se puede proseguir con los trabajos, o cuando se produce un movimiento inesperado, de modo que se pueden tomar medidas inmediatas. Esto hace que el proceso de construcción sea más receptivo y elimina la necesidad de enviar a los técnicos a tomar lecturas manuales diarias o semanales durante meses o, en muchos casos, años.

Las columnas verticales únicas no sólo proporcionan datos más regulares y coherentes que otros sistemas de extensómetros, sino también datos más ricos que permiten a los ingenieros realizar observaciones y previsiones más dinámicas, especialmente en relación con la velocidad y la aceleración del cambio o las condiciones cambiantes causadas por los patrones climáticos o la actividad del sitio.

Tubos en forma de D - Una forma que permite

El tubo en forma de D permite un sellado completo alrededor de los componentes electrónicos del interior, eliminando la amenaza de entrada de agua. El diseño en forma de D también minimiza el espacio ocupado por el IPX dentro del tubo de acceso, lo que significa una instalación más fluida.

El ingeniero jefe de Osprey, Daniel Scott, explica: "El IPX tiene que funcionar de forma fiable en algunos entornos subterráneos muy hostiles, a presiones importantes y en presencia de aguas subterráneas corrosivas. Tras muchas investigaciones y pruebas, descubrimos que los polímeros avanzados y los compuestos de fibra de carbono no estaban a la altura. Quedó claro que el acero inoxidable era el material adecuado. Pasamos algún tiempo buscando formas y tamaños de tubo estándar, pero no pudimos encontrar nada que se ajustara a nuestras necesidades específicas. Nos pusimos en contacto con Timeless Tube con una petición bastante abierta de una solución y una lista de nuestros requisitos y limitaciones, incluido el diámetro muy específico dictado por el tamaño del tubo de acceso utilizado. Sus ingenieros propusieron formar un tubo en forma de D, que se ajustaba perfectamente a lo que queríamos. Tras las pruebas y el perfeccionamiento, la solución no sólo cumplía nuestros requisitos mecánicos (consistencia dimensional, rigidez y resistencia al aplastamiento), sino también la necesidad de que el acero fuera permeable al magnetismo".

La placa de circuito impreso encaja perfectamente en el exclusivo tubo en forma de D

Pero conseguir este tubo en forma de D ha sido una hazaña de ingeniería en sí misma, según el director general e ingeniero jefe de Timeless Tube, Tom McMillan: "Estamos orgullosos de que nuestro tubo con forma haya proporcionado una solución para este importante nuevo producto. La creación de una forma que acomode con éxito los sensores ha sido todo un reto. Formar el perfil único nos exigió hacer un nuevo utillaje: aunque hemos hecho tubos en forma de D para otras aplicaciones, las dimensiones nunca habían tenido que ser tan pequeñas ni con tolerancias tan críticas". Fabricada en acero inoxidable 316L de calidad marina, la carcasa tubular tiene una excelente rigidez y es capaz de soportar entornos de trabajo difíciles."

Daniel Scott, de Osprey, añade: "Laposibilidad de trabajar estrechamente con Timeless en el prototipo de tubo fue vital. Contar con un fabricante con sede en el Reino Unido lo suficientemente flexible como para experimentar con las herramientas y los materiales nos permitió sacar este producto al mercado mucho más rápido".

Muchos de los grandes fabricantes extranjeros no tendrían la agilidad o la configuración necesaria para realizar esas modificaciones".

¿Cómo funcionan los sensores IPX?

El IPX se instala dentro de un tubo de acceso de pequeño diámetro en una perforación, por lo que el espacio es muy limitado. El instrumento se monta en una varilla de fibra de vidrio para asegurar su posición vertical. El tubo en forma de D aloja de forma segura los componentes electrónicos, al tiempo que deja espacio para que la varilla de fibra de vidrio discurra junto a la unidad. Las abrazaderas situadas en la parte superior e inferior del tubo en forma de D fijan el IPX a la varilla de fibra de vidrio.

Este diseño permite que el IPX se "cargue lateralmente" en la varilla de fibra de vidrio, lo que simplifica el proceso de instalación y permite la adaptabilidad in situ. Los ingenieros pueden ajustar fácilmente la separación de los sensores según las condiciones del lugar, adaptándose a las condiciones inesperadas del terreno.

Fundada por los hermanos Daniel y Peter Scott, Osprey Measurement Systems ha desarrollado esta instrumentación de vanguardia en colaboración con el Departamento de Ingeniería Civil, Medioambiental y Geomática del University College London, donde el ingeniero jefe Daniel Scott es también profesor de Captura de la Realidad. El desarrollo del IPX ha llevado varios años, y ha contado con el apoyo adicional de los especialistas en instrumentación geotécnica SOCOTEC Monitoring Systems, y con la colaboración de los ingenieros británicos Timeless Tube y una cadena de suministro de productos electrónicos con sede en el Reino Unido.

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