Necesidades de mantenimiento e innovación tecnológica orientadas a la seguridad de presas y embalses

Necesidades de mantenimiento e innovación tecnológica orientadas a la seguridad de presas y embalses

En la actualidad se debería realizar un buen diagnóstico del estado en el que se encuentran todas las presas en España, orientado a mantener el nivel de seguridad objetivo y a garantizar el adecuado funcionamiento de todos los elementos que forman parte de las citadas presas. Y un buen diagnóstico se hace con una buena auscultación, con una buena vigilancia y con una buena inspección. Y para eso es necesario destinar una partida presupuestaria anual, independientemente de los cambios económicos y políticos, ya que se trata de un tema prioritario de seguridad para el ciudadano.

Presa de Béznar en el río Izbor, Granada. Bóveda de doble curvatura.

Fuente: http://eselagua.com/2014/02/27/la-seguridad-de-las-presas-en-espana/

La auscultación es un pilar fundamental en la gestión de la seguridad de las presas. En este campo no cesa la investigación. Hoy día, además de la obtención de los datos mediante instrumentación geotécnica y topográfica tradicional, también es posible obtener datos mediante tecnología InSAR, que consiste en el tratamiento de imágenes obtenidas mediante radares que se encuentran embarcados en satélites.

Ejemplos de trabajos que usan esta tecnología lo constituyen el seguimiento de los asientos de la presa de Siles (Jaén) y la monitorización de los movimientos que están teniendo lugar en la presa de Mosul (Irak).

Por otra parte, una forma de trabajo que se está introduciendo paulatinamente, en el campo de las infraestructuras, es la metodología BIM (Building Information Modeling) que constituye una herramienta que se puede utilizar desde la fase de planificación y diseño para crear modelos en 3D detallados de una presa. Posteriormente, se trata de facilitar este modelo a la empresa encargada de la construcción de la presa, y finalmente, el citado modelo, debidamente actualizado, puede ser utilizado por el organismo responsable de la explotación y del mantenimiento de la infraestructura.

Un ejemplo del uso de esta metodología ha tenido lugar para la presa de Boqaata, en el distrito de Keserwan, Líbano.

Retos del mantenimiento de presas

La seguridad de una presa no es cuestión de una actuación puntual ante una situación de emergencia, sino que se debe abordar en el día a día, por lo tanto, el mantenimiento y la conservación es necesario realizarlos de forma continua, sin interrupciones.

En el gráfico siguiente se puede ver como entre 1950 y 1990, es decir, en cuarenta años, en España se construyeron unas 700 presas, de hecho, en la década de los años sesenta se construyeron más de 200 presas.

Evolución del número de presas en España. Elaboración propia. Fuente de datos: Ministerio de Agricultura y Pesca, Alimentación y Medio Ambiente (MAPAMA)

Pensemos que muchas de ellas han superado el medio siglo de existencia, y por lo tanto, el mantenimiento debe pasar a ser una prioridad, así como la instrumentación para su auscultación. No se debe esperar a que ocurra otra desgracia para que se les conceda la importancia que merecen estas infraestructuras. Entonces, lo que ahora toca es una tarea de conservarlas, de estudiar su comportamiento, de diagnosticarlas, de seguirlas, y esto es un reto que tenemos por delante. El cuidado de estas obras debe ser como el de las personas mayores, que pasan sus revisiones anuales.

La gestión de la seguridad de una presa necesita por una parte medios humanos y materiales, necesita también conocimiento (Normas de Explotación, Planes de Emergencia, etc.) pero lo importante no es sólo tener esos documentos, sino que también es fundamental disponer de los medios o recursos humanos, materiales, económicos, etc. necesarios para poder implementarlos, siendo éste otro gran reto que tenemos por delante.

Algunas preguntas que pueden contribuir a la reflexión en este tema serian:

¿Mantenemos y conservamos los embalses existentes de forma correcta en la actualidad?

¿Se va a realizar una gestión de sedimentos de los embalses que presentan colmatación en nuestro país?

¿Tenemos descuidada la observación y el seguimiento del comportamiento de las presas?

¿Cuántas presas tenemos que no disponen de ningún tipo de instrumentación?

¿Cuántas presas disponen de instrumentación y no está operativa?

¿Y presas que tienen instrumentación y está operativa, pero no se registran las lecturas en una base de datos?

¿Y presas en las que no se interpretan los datos de auscultación?

¿Necesitamos una normativa de seguridad de presas con rango de ley?

Auscultación de presas mediante la técnica InSAR

La técnica InSAR consiste en el tratamiento de imágenes obtenidas mediante radares que se encuentran embarcados en satélites. Las principales características de las mediciones obtenidas con esta técnica son: precisión milimétrica, rango de medida de desplazamientos desde el milímetro hasta el metro y zonas de control de hasta 50×50 km con una gran densidad de puntos de medición.

Asientos medidos mediante la técnica InSAR en la presa de Mosul, Irak.

Fuente: http://www.nature.com/articles/srep37408

Una ventaja que presenta esta tecnología es que permite estudiar los datos de los últimos 25 años, ya que se pueden tratar imágenes obtenidas a partir de 1992, lo que es muy interesante para el mantenimiento de determinadas infraestructuras o para analizar la estabilidad de la zona donde ubicarlas, y otra ventaja es que permite el estudio de zonas remotas, de difícil acceso para tomar las mediciones.

Es una técnica que se está introduciendo en el sector de las presas y los embalses dado que con la información contenida en una sola imagen es posible controlar los taludes que vierten al embalse y también otras infraestructuras asociadas.

Metodología BIM y auscultación de presas

Como se ha comentado, la metodología BIM (Building Information Modeling) constituye una herramienta que se puede utilizar en todas las fases, a lo largo de la vida útil de una presa.

La información relativa a los cimientos, ciertos bloques o las juntas de la presa puede verse eligiendo los sensores o las zonas en el modelo en 3D. También se pueden ver formularios, fotos y dibujos en dicho modelo 3D. Así de una manera sencilla e intuitiva se filtran los datos correspondientes de la base de datos.

El modelo en 3D se puede convertir en una librería visual que incluye todas las observaciones significativas de la vida útil de los elementos de la presa (cimientos, bloques, juntas, órganos de desagüe, etc.) Y se trata de relacionar cada elemento con los datos procedentes de los sensores, con los formularios de mantenimiento, con las listas de verificación de inspecciones visuales (anomalías observadas), con la documentación fotográfica, etc.

La herramienta permite visualizar los datos de auscultación y las anomalías detectadas a través de inspecciones visuales en un modelo tridimensional. Por lo tanto, es posible gestionar y organizar la información facilitada por las tareas de auscultación en tiempo real y de inspección, siendo accesible desde una plataforma informática.

La presa de Boqaata, de 50 metros de altura, es un proyecto de Khoury Contracting Company (KCC) en el distrito de Keserwan, Líbano. La empresa consultora Building Information Management Middle East (http://bim-me.com/) ha empleado el software Revit para generar el conjunto de dibujos que definen la obra.

Presa de Boqaata, en el distrito de Keserwan, Líbano. Año 2016.

Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=hSf0wbH8TJA

Cerramos el artículo incidiendo en la necesidad de concienciarnos para mantener, conservar, diagnosticar y tratar nuestras presas como se merecen, y para hacer uso de las nuevas tecnologías existentes, que pueden ayudar a mejorar la seguridad de estas infraestructuras.

R. Herrero Miñano

Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

Ejercicio libre, www.eselagua.com

Artículo publicado en el Boletín (newsletter) de SPANCOLD Nº 11. Volumen 5, nº 1 de febrero de 2.017