Como lo hablamos en el artículo anterior, Tras las fases anteriores, se puede realizar el monitoreo que sirve para chequear y controlar el diseño realizado para el proyecto, entregar alertas de un potencial derrumbe, minimizar daños a estructuras cercanas, revelar incertidumbres y mejorar el estado de la ingeniería, entre otros. Es decir, realizar un seguimiento a la obra y corregir elementos que puedan haber faltado. “Este paso consiste en la medición y control de diversas variables, analizando su evolución en el tiempo. Por ejemplo, para una presa de relave, las de mayor relevancia comprenden caudales procedentes del sistema de drenaje, deformaciones del muro, presiones intersticiales, estado tensional. A su vez, es de especial importancia el monitoreo sísmico, de manera de conocer la intensidad y la respuesta de la estructura ante estos fenómenos y verificar que los supuestos adoptados en la etapa de diseño se cumplen”, detalla Fernando Morales, especialista en instrumentación de Arcadis.
El monitoreo puede realizarse durante las etapas de construcción, operación y cierre. “Se pueden hacer análisis retroactivos para confirmar que los parámetros son los que se utilizaron y de esta forma optimizar el diseño. Por tanto el monitoreo puede y debe ser usado como un beneficio técnico y económico para el proyecto”, comenta Lenart González. Y es que en minería es de gran importancia para evaluar y resguardar la seguridad global de las estructuras, a lo largo de su vida útil y posterior al cierre, entregando información valiosa sobre su comportamiento desde el inicio de su construcción, permitiendo con ello validar y de ser necesario, ajustar aspectos en su diseño.
Para realizar el monitoreo hay varios tipos de instrumentación, ya sea para instalarse dentro de la estructura y/o a nivel superficial. “Hay sensores de deformación, tales como, extensómetros, estaciones totales, receptores GPS/GNSS, escáner laser, radares terrestres y satelitales, además de sensores que monitorean efectos de vibraciones, tronadoras y eventos sísmicos, esto, a través de la instrumentación con acelerómetros, geófonos y sismómetros. Junto con la instalación de estos sensores, en zonas donde se presume deformación o donde ya la instrumentación instalada sugiera densificarla, se instalan sistemas meteorológicos, piezómetros y pozometros, TDR e inclinómetros, además de cámaras de vigilancia para la inspección visual, entre otros sistemas ya sean permanentes o portátiles”, dice Eleazar Quiñimil, ingeniero en geomensura de Geocom.
Para seleccionar el sensor a usar en determinado proyecto, es importante definir cuál es el parámetro a medir, además de otras variables como el lugar, los costos, la precisión y si va a ser posible su uso durante la operación. De acuerdo a Valenzuela, la tecnología actual permite la instalación de arreglos de fibra óptica distribuida a lo largo de los drenes en el caso de presas, tuberías y otro tipo de estructuras, de manera de detectar variaciones de temperatura que puedan indicar la presencia o ausencia de agua en algún momento. “Los arreglos de fibra óptica distribuida ya son utilizados con distintos propósitos en el monitoreo de estructuras pudiendo detectar también, variaciones en las deformaciones, a lo largo de la fibra óptica”, señala el ingeniero.
Tanto en Chile como en otros países, se está empezando a utilizar monitoreo de desplazamientos superficiales con equipos con tecnología de radar (InSar) los cuales alcanzarían una precisión de 1 mm y distanciómetros láser con una precisión de 10 milímetros. Esta tecnología de radar ha sido aplicada en Chile, por ejemplo, en la presa del depósito de relaves de Laguna Seca en mina Escondida y en el monitoreo de rajos.
“Respecto al sistema de adquisición de datos de los instrumentos eléctricos, si bien la metodología de transferencia de las lecturas medidas por estos instrumentos se materializa a través de cables, que se extienden desde cada sensor hasta la unidad lectora, se está migrando a un sistema que proporcione las lecturas mediante comunicación inalámbrica (vía remota) e incluso se han presentado situaciones donde se alternan estas tecnologías y se implementan en conjunto”, agrega Campaña.
Actualmente, la industria proporciona una amplia gama de instrumentos para cada variable, cuya elección está condicionada por el tipo de estructura. Por ejemplo, en presas de relaves, es común la instalación de piezómetros que permiten determinar la posición del nivel freático y la presión de poros en el cuerpo de la presa. “Actualmente, la mayor parte de las presas utilizan piezómetros eléctricos de cuerda vibrante y en forma creciente, piezómetros en base a fibra óptica, combinados con piezómetros abiertos (tipo Casagrande)”, explica Morales, agregando que este arreglo busca aprovechar las ventajas del control automatizado de los primeros, con la simpleza y alta confiabilidad de las mediciones de los segundos, asegurando redundancia de los datos obtenidos.
El especialista también menciona que los piezómetros eléctricos de cuerda vibrante y fibra óptica con tecnología Fabry – Perot, son los más utilizados en las presas de arenas de relave. “El instrumento instalado en la presa registra la deformación de un diafragma que responde a la presión de agua sobre el punto, generando una señal que se conduce mediante cables a un dispositivo de lectura que permite su correlación a presión de poros”, detalla.
En cuanto a deformaciones, los ingenieros de Arcadis indican que se dividen comúnmente en dos tipos: internas y superficiales. Los instrumentos usados para medir movimientos internos incluyen, extensómetros, asentímetros e inclinómetros, mientras que para la medición de deformaciones superficiales, generalmente se utilizan monolitos de control topográfico, medidores de grietas y extensómetros ubicados principalmente en el coronamiento. Por otro lado, son de uso reciente en presas de relaves los extensómetros en base a fibra óptica. “Estos sensores al ser instalados vertical u horizontalmente, permiten medir de manera continua las deformaciones generadas en un sector del muro mediante una señal de onda que viaja a través de la fibra óptica para ser, finalmente, registrada en una unidad de lectura. Debido a su corto alcance en longitud, este instrumento resulta especialmente útil después de un evento sísmico de importancia”, detalla Morales, agregando que de manera similar, también están disponibles en el mercado los sensores SAA (Shape-Acceleration Array) para la medición en profundidad de los desplazamientos horizontales en muros de presas.
En general, la instalación de instrumentos está condicionada por el tipo de estructura, variable a monitorear e instrumento a colocar. De acuerdo a Campaña, durante el proceso de instalación, es necesario considerar las medidas de prevención para el cuidado de estos y sus elementos asociados, asegurando con ello, el monitoreo continuo del comportamiento de las estructuras. “En el montaje de los instrumentos, se deben considerar elementos de protección, como señaléticas de advertencia, protección externa de cables, restricciones de tránsito, cercos de protección, balizas, etcétera”, puntualiza el especialista.
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