Presentation of Primary Data of Sample Group One: Senior Executives

Para controlar los movimientos y deformaciones en una presa de hormigón se instalan, algunos obligatoriamente durante y otros durante o después la construcción, una serie de sensores que miden la apertura de las juntas verticales, las deformaciones en el cimiento, la temperatura del interior de la estructura, las propiedades del hormigón o los movimientos tangenciales o radiales de la estructura.

Una presa de hormigón está dividida, a lo largo de su eje longitudinal, en bloques de 15 metros. Uno de los movimientos medidos es la apertura o cierre de las juntas verticales que se forman entre bloques. Para la medida de este parámetro se coloca cada una de las dos partes del sensor en un labio de la junta a controlar. Ambas partes quedan unidas por medio de un tornillo. Cuando la distancia entre los bloque aumenta o disminuye la parte móvil tensa o destensa el hilo unido al muelle provocando un cambio en la frecuencia de vibración del hilo. Con la fórmula correspondiente y las constantes de conversión se calcula el desplazamiento, en milímetros. En la figura 39 se puede apreciar el interior del aparato y las partes descritas.

69 Otro de los parámetros importantes a controlar en una presa es la deformación del cimiento y particularmente en el contacto entre el hormigón de la estructura y la roca sobre la que apoya. Para controlar este parámetro se instalan aparatos denominados extensómetros de varilla. Para su instalación es necesario realizar una perforación en el terreno hasta la profundida requerida (la profundidad dependerá de las características geológicas del terreno y de la presa. De forma muy general estas profundidades pueden variar desde los 20 hasta los 50 metros). En esta perforación se introducen las varillas enfundadas (típicamente tres a tres profundidades distintas) con un anclaje en el extremo inferior de cada una. Una vez colocada la cabeza del extensómetro (en el extremos superior de las varillas) se rellena el taladro con lechada de cemento. De esta forma por cada varilla introducida se tiene un anclaje unido firmemente al terreno y una varilla que se desliza por el interior de su funda transmitiendo los movimientos hasta la cabeza del extensómetro. Para la medida automática de estos aparatos se utiliza un sensor tipo LVDT explicado anteriormente. Se fija en el extremo superior de la varilla el núcleo del LVDT de tal forma que traduce el movimiento de la varilla en una variación en la señal eléctrica entregada por el LVDT.

70 Como se ha avanzado anteriormente los dos principales parámetros externos a una presa que provocan variaciones en su cuerpo son la temperatura de la misma y la carga hidrostática a la que se ve sometida. Con esto resulta fundamental conocer, de una manera más o menos precisa, la temperatura en distintos puntos de la estructura. Para controlar este parámetro se instalan termómetros repartidos por los bloques que forman la presa. Estos termómetros están formados por una vaina metálica en la que se introduce un sensor de temperatura tipo RTD. El tipo de sensor utilizado, típicamente, es una NTC que ofrece características de precisión suficientes y no exige sistemas de medida con una gran precisión. Hay que decir que con precisiones mejores que 1ºC es suficiente para el estudio del comportamiento de una presa.

Otro de los parámetros que se controlan en una presa son las deformaciones que se puedan dar en el hormigón. Este parámetro se mide con extensómetros de cuerda vibrante. Estos sensores son capaces de detectar desplazamientos

71 menores de una micra entre los dos anclajes de sus extremos. Éstos anclajes al registrar un desplazamiento varían la tensión del hilo y por tanto su frecuencia natural de vibración. Un estudio adecuado de la información aportada por estos aparatos permite conocer, con mucha antelación, deterioros que pueden darse en la estructura en el futuro.

Figura 42 – Extensómetro de hormigón de cuerda vibrante

Unos de los aparatos que mayor información aporta, y más fiable si la instalación es buena, de los movimientos de una presa son los sistemas de péndulo. Este tipo de aparatos consiste en un hilo vertical de arriba a abajo de la presa. Normalmente se divide el hilo en dos o más tramos verticales formando así el péndulo inverso y el o los péndulos directos.

El tramo de péndulo inverso consiste en un hilo anclado al terreno a unos cuantos metros de profundidad y que en su parte superior se encuentra sujeto a un flotador sumergido en aceite. El flotador se encuentra en el interior de un recipiente que está fijado a la estructura de tal forma que cuando la estructura se mueve hace moverse solidariamente con ella el recipiente del flotador, el flotador permite que el hilo se mantenga vertical y midiendo el desplazamiento que ha sufrido el hilo, respecto a su posición anterior, se puede obtener el

72 movimiento de la estructura. En el péndulo directo se fija la parte superior del hilo a la estructura y en la parte inferior se coloca un peso y se sumerge en aceite. Al igual que en el péndulo inverso un movimiento de la parte alta de la estructura hace que el hilo se intente mover con ella pero al estar sumergido en aceite el hilo mantiene la vertical y se produce un movimiento respecto a la situación anterior.

Para medir los movimientos en el hilo de los péndulos directo e inverso se coloca, a distintas alturas, un coordinómetro que mide la posición del hilo en dos ejes de tal forma que, conociendo el punto inicial en el que se encontraba el hilo se pueden medir los movimientos que se dan en la estructura.

Para la medida de estos movimientos se utilizan sensores ópticos tipo CCD que detectan la posición del hilo sin entrar en contacto con él. En cada punto de medida se colocan dos sensores que miden los dos ejes de movimiento. Los sensores CCD están formados por una línea de píxeles que entregan una señal eléctrica variable en función de la cantidad de luz que les llega. Para detectar la posición del hilo se ilumina el entorno de los sensores, se coloca una pantalla negra que no refleja la luz y que hace la luz reflejada por el hilo pueda ser detectada por el sensor CCD.

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