Una compañía en California utilizó las soluciones Trimble para gestionar una agenda apretada y en condiciones difíciles, utilizando estación total y de escaneo, que provee datos precisos para rehabilitar una vieja tubería de agua.

Resumen del caso de éxito 

A medida que envejecen las tuberías de agua subterráneas, las empresas de servicios públicos enfrentan costosas reparaciones o reemplazos en la infraestructura crítica. Técnicas como el “sliplining” (técnica de rehabilitación que cubre la inserción de un tubo dentro de una tubería existente) pueden reducir en gran medida los costos que acompañan a estos proyectos. Para planificar un proyecto de “sliplining” exitoso, los diseñadores necesitan información precisa sobre las tuberías existentes.

Nube de puntos de la red de control próxima a un codo en la tubería. Los puntos de los topógrafos se eliminaron durante el procesamiento.

Grandes desafíos

Cuando una empresa de servicios públicos de California necesitó rehabilitar una tubería de agua enterrada de 90 años de antigüedad, se enfrentó a enormes desafíos. Las inspecciones de la tubería de acero de 54 pulgadas (137 cm) de diámetro revelaron la necesidad de un trabajo extenso. Debido a que la tubería se encuentra cerca de las principales vías de comunicación y de una planta de tratamiento de agua, la excavación para repararla o reemplazarla sería prohibitivamente costosa y perjudicial. Los ingenieros decidieron usar “sliplining” para instalar una nueva tubería dentro de la tubería de agua existente. Con esto se evitaría una excavación importante y reduciría en gran medida el tiempo y el costo de actualizar la infraestructura antigua.

Towill, Inc., con sede en California, fue convocada para proporcionar información precisa sobre el interior de aproximadamente 550 m (1.800 pies) de la línea de tubería presurizada. Además de determinar la alineación horizontal y vertical de la tubería, necesitaban proporcionar datos sobre el estado actual de la tubería o la deformación de su forma circular original causada por cargas externas en la superficie. Los ingenieros decidieron usar deslizamiento para instalar una nueva tubería dentro de la tubería de agua existente. (Al usar el método de “sliplining”, se inserta una nueva tubería portadora dentro de una tubería existente para reparar fugas y proporcionar integridad estructural).

El topógrafo de Towill Jared McNeil opera la Trimble SX10 durante el levantamiento de la tubería. El instrumento proporcionó escaneos además de mediciones de levantamiento topográfico precisas.

La única forma de recopilar datos tan densos y detallados era entrar en la tubería enterrada. Debido a que la tubería funciona como una tubería principal de agua activa, Towill tuvo solo ocho días para completar las mediciones.

 

¡Comenzando el trabajo!

Para realizar el proyecto, el equipo de Towill decidió combinar el escaneo 3D con las mediciones de su estación total Trimble S7. El proyecto presentó una oportunidad para probar la estación total de escaneo Trimble SX10; ambos instrumentos se controlaron mediante el software de campo Trimble Access el cual se ejecutó en una tableta Trimble.

“Fue un trabajo difícil desde el principio”, dijo el especialista geoespacial de Towill, JR Gregory. Cuando comenzó el proyecto, el equipo de Towill utilizó el Trimble S7 para realizar una poligonal abierta a través de la tubería, midiendo múltiples series de ángulos en cada estación. Siguieron con el SX10, que proporcionó una verificación independiente de la poligonal y también produjo datos de escaneo sobre los puntos de control. Ambos instrumentos funcionaron bien en condiciones húmedas y con poca luz.

El topógrafo Tony Gaytan trabaja junto a las esferas y targets de control. El equipo pasó ocho días midiendo la poligonal y los escaneos 3D.

Accediendo a la tubería desde tres ubicaciones diferentes, los equipos completaron la poligonal y el escaneo en ocho días. Utilizando estaciones de control de la poligonal a una distancia aproximada de 150 a 200 pies (45 a 60 m), el equipo completó un total de 130 estaciones de escaneo con intervalos de 15 pies (5 m). Cuando los ingenieros topógrafos terminaron, la tubería se selló y se reanudó el flujo de agua. No había marcha atrás.

Los resultados fluyen rápidamente

Gregory usó el software Trimble Business Center (TBC) para procesar datos del S7 y SX10 y así obtener coordenadas en los puntos de control. Luego procesó los escaneos del SX10 y los convirtió en un proyecto en el software Trimble RealWorks (TRW). “Los resultados estuvieron dentro de las tolerancias de nuestro proyecto”, dijo Gregory. "La poligonal reiterada proporcionó un beneficio adicional de QA / QC del trabajo".

Gregory usó TRW para registrar los datos del escáner en una sola nube de puntos. Creó una alineación horizontal y vertical ajustada a lo largo del centro de la tubería. Los datos revelaron múltiples deflexiones horizontales y verticales que no se muestran en los planos anteriores o en los planos as-built.

El análisis de detección de choques muestra la línea central de mejor ajuste, las paredes de la tubería existentes y el deslizamiento propuesto. Segmentos de línea amarilla indican posibles problemas de autorización.

Para modelar la línea de deslizamiento propuesta, los técnicos de Towill utilizaron TRW para crear un cilindro de diseño y compararlo automáticamente con la nube de puntos. Este análisis permitió a Towill recomendar el tamaño óptimo para la línea de deslizamiento y a su vez identificar áreas con problemas potenciales. Además de los informes técnicos, Towill exportó los resultados en formatos de  Autodesk y la nube puntos en formato .LAS, lo que permitió al equipo visualizar y compartir datos con los ingenieros del cliente.

El levantamiento se pagó por sí solo. Utilizando los resultados de Towill, el cliente podría instalar el revestimiento más grande posible para maximizar la capacidad de la tubería sin una excavación excesiva. Evitaron millones de dólares en costos de excavación, retrasos en el tráfico y problemas económicos para las empresas locales.

“El levantamiento y el análisis de los datos permitieron a los ingenieros enfrentarse a los problemas antes de que ocurrieran. Nuestro trabajo redujo en gran medida cambios y problemas en campo que el cliente podría haber encontrado si se hubiera obligado a utilizar datos menos precisos y completos”.

- John T. May, PLSProject Manager

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Nota traducida por Ing. Luiz Manriquez, técnico especialista en Trimble Geoespacial, encuentra la original en inglés en https://tunneling.trimble.com/sites/tunnelling.trimble.com/files/2020-09/SX10%20TOWILL%20CASE%20STUDY%20FINAL_WEB%20%283%29_0.pdf