¿Cómo Convertir Tu Estación total En Un Sistema de Monitoreo en Tiempo Real y 24/7?

El monitoreo de deformaciones, que se centra en medir el movimiento de un objeto con el tiempo, es fundamental para apoyar los procesos de construcción y entender el estado estructural de un activo.

Propietarios, operadores y contratistas confían en sistemas de monitoreo automatizados para registrar y comunicar el desplazamiento de estos objetos, buscando garantizar la seguridad pública, salvaguardar el activo y tomar decisiones basadas en datos. Los especialistas en topografía tienen la capacidad de adaptar los principios y herramientas de levantamiento tradicionales a proyectos de monitoreo automatizado. Las estaciones totales brindan mediciones precisas y consistentes, esenciales para comprender estos movimientos cruciales. A su vez, las soluciones de software asociadas procesan y presentan los datos de manera clara y significativa.

Este artículo destaca las diferencias entre los sistemas de monitoreo automatizados y semi-automatizados (o manuales), especifica las situaciones en las que es ventajoso usar un sistema automatizado y expone los pasos para transformar una estación total robótica preexistente en un sistema de monitoreo automatizado mediante Trimble 4D Control (T4D)

Sistemas de Monitoreo Automatizados y Semi-automatizados

Sistemas Semi-automatizados

Los esquemas de monitoreo semi-automatizado, ya sean manuales, periódicos o basados en campañas, tienen una larga trayectoria en la industria. Por lo general, se aplican cuando se necesita una medición de baja frecuencia, como podría ser semanal o mensual, y cuando la instalación constante de instrumentos en el lugar, como trípodes o estaciones totales, no es esencial. Estos monitoreos son útiles para detectar movimientos sutiles y pausados, como la deriva natural del terreno. Además, el monitoreo semi-automatizado es valioso en situaciones específicas, por ejemplo, al trasladar una carga pesada sobre un puente durante un proyecto de corta duración, en el cual el personal puede supervisar en sitio constantemente.

Imagen 1: Ejemplo de un sistema para monitoreo semi-automatizado utilizando el software Trimble Access y la Estación Total Serie 'S' para la captura de datos, complementado con herramientas de reporte como Microsoft Excel para visualizar la información.

Sistemas Automatizados
Los sistemas de monitoreo automatizado se han vuelto un estándar y norma habitual en las industrias de construcción. Cuando es esencial garantizar la seguridad de las personas y se demandan tiempos de respuesta ágiles tras detectar un movimiento, emerge la necesidad de un sistema de monitoreo automatizado. Estos sistemas permiten una constante medición y análisis de datos tanto geodésicos (como GNSS y estaciones totales), como geotécnicos (incluyendo sensores de grietas, inclinómetros y multímetros).

Los dispositivos se instalan en el sitio de forma permanente o semipermanente (tal como un pilar de concreto diseñado para sostener una estación total, vinculado a infraestructura fija), minimizando así las intervenciones en el terreno y asegurando una recopilación de datos fluida. Con el objetivo de que propietarios y contratistas actúen frente a desplazamientos abruptos, los datos se adquieren con alta frecuencia. Por ejemplo: cada minuto o diariamente.

Los sistemas de monitoreo automatizados se aplican ampliamente en una diversidad de estructuras, ya sean creadas por el hombre o incluso, de origen natural. En el ámbito de transportes, cuando se construye una infraestructura, es esencial analizar las estructuras adyacentes para poder garantizar que las obras no se afecten ni comprometan la seguridad pública. Los edificios y elementos históricos, como estatuas y monumentos, se vigilan para detectar la aparición de defectos o fallos e informar a los ocupantes y propietarios para que puedan tomar decisiones.

Las minas abiertas y subterráneas se benefician de sistemas de vigilancia para garantizar la seguridad de los trabajadores y la estabilidad de las paredes de la mina durante la excavación y las operaciones. Los diques de todo tipo, de hormigón, de tierra y de estériles, pueden ser catastróficos para la seguridad de los ocupantes aguas abajo cuando se producen fallos. Con los sistemas automatizados de vigilancia, los ingenieros y propietarios pueden detectar movimientos y alertarles antes de que se produzca un fallo. En el caso de los peligros naturales, los sistemas permiten conocer los cambios del paisaje terrestre para conocer la geodinámica y los riesgos que plantean para la zona circundante.
 

Imagen 2: Un sistema de monitoreo automático colectando datos en la Mina Frontier en la República Democrática del Congo.

Imagen 3: Una estación total de la serie S mantiene la vigilancia constante en vías del Biel Railway en Suiza a medida que la carga se mueve por encima. El sistema de monitoreo en tiempo real puede alarmar a las partes interesadas y rastrear a los operadores de movimientos significativos para garantizar la seguridad de la carga y los pasajeros.
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Componentes del sistema de monitoreo automatizado

Un sistema de monitoreo automatizado consta de cuatro componentes:

Infraestructura e instalación del sistema: este es el objeto que está monitoreando, como el pilar de un puente, la fachada del edificio, el muro de una presa, etc.

Sensores con alimentación y comunicación: El sensor/dispositivo que está midiendo el estado de la infraestructura como una estación total, GNSS o sensor geotécnico.

Configuración, almacenamiento y gestión de datos: software implementado localmente en un servidor (local) que se comunica con el sensor para recibir y procesar datos en un valor significativo, así como almacenarlos en una ubicación.

Visualización, informes y alarmas: software utilizado para crear entregables de datos recopilados, como alarmas de umbral e informes sobre el movimiento de la infraestructura medido por el sensor.

Imagen 4: Componentes del sistema que conforman una solución de monitoreo automatizado.

Configuración de un sistema de monitoreo automatizado

Para configurar su primer sistema de monitoreo automatizado usando una estación total, necesitará lo siguiente:

1. Estación total Trimble serie S: se pueden utilizar instrumentos S5, S7, S9 o S9HP. T4D también admite fabricantes de estaciones totales que no son de Trimble.
2. Controlador de estación total Settop M1: este dispositivo alimenta, programa y controla las observaciones de la estación total y envía datos a la base de datos T4D. También tiene almacenamiento integrado para brechas en la comunicación de datos para evitar la pérdida de datos. Cable USB para conectar la estación total al Settop M1.
3. Cable de alimentación para Settop M1: Este cable alimenta el dispositivo Settop M1 desde una fuente de alimentación local.
4. Comunicación del decodificador M1 a T4D: mediante conexión celular (tarjeta SIM) mediante el servicio IST Connect o cable Ethernet para configuración de red de área local (LAN).
5. Licencia o suscripción a Trimble 4D Control Advanced edición: Disponible en términos de suscripción de 3 y 12 meses, y licencia perpetua. Esto debe instalarse en la computadora que aloja los datos.

Imagen 5: Configuración de hardware para un sistema de monitoreo en tiempo real utilizando la estación total Settop M1 y Trimble S-series.

Configuración del sistema de monitoreo automatizado

Una vez configurado e instalado el hardware, el siguiente paso es configurar la comunicación y el almacenamiento de datos. Esto comienza con la aplicación web Settop M1 para configurar objetivos y programar la recopilación de datos y termina con T4D Control Server para recibir, procesar, almacenar y visualizar los datos.

Imagen 6: Una descripción general del sistema de monitoreo automatizado utilizando el software Trimble 4D Control, la estación total serie S y el controlador Settop M1.

Para obtener una lista detallada de los pasos para configurar un sistema de monitoreo en tiempo real, consulte este artículo.