SIMIT. Proyecto: RTC Financiado por:

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1 XI ASAMBLEA PTFE Noviembre SISTEMA DE MONITORIZACIÓN INTELIGENTE DE TALUDES DE DESMONTE Y DETECCIÓN DE OBSTÁCULOS EN VÍA. MANTENIMIENTO PRO - ACTIVO DE DESMONTES SIMIT. Proyecto: RTC Financiado por: Ref. PTR Miguel Rodríguez Plaza ADIF Innovation and Technological Development Deputy Direction

2 ESCENARIO OBJETIVO Monitorización continua con fibra óptica. Monitorización con redes de sensores. Monitorización mediante visión artificial. Software de gestión y mantenimiento 2

3 ESCENARIO Primer incidente ferroviario debido a un deslizamiento, 1841 Sonning Cutting Great Western Railway (ilustración de 1846) Trains 1 Deaths 9 Injuries 16 3

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7 ESCENARIO En España, debido a factores como el accidentado relieve, la variada geología y las condiciones climáticas, los movimientos de ladera tienen gran importancia, suponiendo las mayores pérdidas económicas provocadas por procesos geodinámicos externos (sin considerar la erosión y las inundaciones), y ocasionando riesgos, sobre todo, en zonas urbanas y en vías de comunicación. La previsión de pérdidas en España para el periodo ha sido estimada para una hipótesis de riesgo medio, en más de millones de euros. Spain: Landslide damages estimated at $220 million per year. Total loss for next 30 years could exceed $6 billion (10 9 ). At least 17 people have been killed by landslides. 7

8 ESCENARIO Durante las próximas décadas se espera un incremento del riesgo de daños en puentes, terraplenes y desmontes. Esto se traducirá en un incremento de las inspecciones y tareas de mantenimiento y aumento de los retrasos. 8

9 ESCENARIO Landslides Impacts on a Global Scale Recent World Bank report states: Global land exposed to landslides = 3.7 million km 2 Population exposed = 300 million (5% world pop.) Land area in high risk zones = 820,000 km 2 Population in high risk zones = 66 million 9

10 ESCENARIO ESTABILIZACION PROTECCIÓN MITIGACIÓN Estrategias básicas en el mantenimiento de taludes MANTENIMIENTO Y MONITORIZACIÓN 10

11 OBJETIVO Objetivo: DISEÑAR UN NUEVO PRODUCTO PARA EL CONTROL DE MOVIMIENTOS EN TALUDES BASADO EN EL DESARROLLO DE UN SISTEMA DE MONITORIZACIÓN INTELIGENTE QUE FAVOREZCA LA IMPLANTACIÓN DE UN MANTENIMIENTO PRO-ACTIVO. 11

12 OBJETIVO El proyecto SIMIT busca alcanzar una solución tecnológica, que de respuesta a las necesidades detectadas, a partir del desarrollo de un nuevo producto de monitorización de taludes de desmonte que potencie un fuerte aumento en los niveles de seguridad, minimizando al máximo tanto el riesgo, como los costes de mantenimiento. Fibra óptica Redes de sensores Visión inteligente Técnicas propuestas para la monitorización 12

13 M O N I TO R I Z A C I Ó N I N T E L I G E N T E D E TA LU D ES D E D E S M O N T E DEMOSTRADOR DESMONTE LOCALIZACION PUNTO MONITORIZADO Línea de Alta Velocidad Córdoba Málaga En estudio Línea de Alta Velocidad Madrid Levante Talud margen derecha PK Boca de salida Túnel de La Atalaya CONVOCATORIA RETOS COLABORACIÓN 2014 SIMIT Sistema de Monitorización Inteligente de taludes 13

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15 M O N I TO R I Z A C I Ó N I N T E L I G E N T E D E TA LU D ES D E D E S M O N T E Línea de Alta Velocidad Madrid Levante Talud margen derecha PK Boca de salida Túnel de La Atalaya NODOS CAMARAS FIBRA OPTICA ARMARIO CONVOCATORIA RETOS COLABORACIÓN 2014 Sistema de Monitorización 15 SIMIT Inteligente de taludes

16 Bases de la monitorización continua con fibra óptica Monitorización basada en cambio de propiedades de la fibra óptica (Rayleigh, Brillouin, Raman, etc) Son inmunes a campos magnéticos y eléctricos Pequeñas dimensiones y bajo peso Permiten la monitorización en tiempo real, de forma remota y a lo largo de toda la longitud de la infraestructura, vibraciones, elongación y temperatura. Toleran altas y bajas temperaturas Son estables y duraderas frente al medio ambiente (+30 años) Son simultáneamente el elemento sensor y el canal de comunicación. Largas distancias (100 km) Están ya instaladas en muchas infraestructuras 16

17 Instalación La Atalaya Innovation and Technological Development Deputy Direction Subdirección de Innovación y Desarrollo Tecnológico Exploitation and Construction General17 Direction 17

18 FINDAS (Fiber Network Distributed Acoustic Sensor) T 1 T 2 T 3 T 4. Pulse (1m lenght). 18

19 FINDAS : ASPECTOS INNOVADORES FINDAS es capaz de: Detectar vibraciones de manera distribuida usando una fibra óptica Resolución espacial de 10 m Alcance 70 km ( ) Detecta multiamenazas Tecnología de fibra óptica estándar de comunicaciones. Tecnología patentada Da alarmas con posición. 19

20 FINDAS: Detección de caida de roca (PK 69,5 M-B) 20 20

21 FINDAS: Detección de caida de roca (PK 69,5 M-B) 21 21

22 FINDAS: Detección de caida de roca (PK 69,5 M-B) 22 22

23 FINDAS: Detección de caida de roca (PK 69,5 M-B) LOCALIZACIÓN MÁS LEJANA <5 kg <15 kg >20 kg CANALETA 100% 100% 100% TERRAPLÉN (Plataforma) 80% 93% 100% CUNETA 60% 93% 100% 100 % en los impactos controlados No funciona durante el paso de trenes 23 23

24 ANALISIS MORFOLOGICO Y LUMINICO El algoritmo de visión analiza y cataloga las condiciones del entorno. En función de estas condiciones se desarrolla las distintas situaciones del algoritmo. Siempre en base a una imagen de referencia. Terraplén Vías Medio Vías Superior Zona3 Zona Deteccion3 Armario Comunicaciones Vías Abajo Zona Deteccion2 Zona1 Zona2 Zona Deteccion1 Zona excluida para el analisis de las condiciones ambientales 24

25 ANALISIS MORFOLOGICO Y LUMINICO La búsqueda y visión de obstáculos siempre se hace en base a una imagen de referencia. Esta imagen se compara con las que van capturando la cámara y llegado el caso se comparan también entre si en un espacio temporal. 25

26 RED DE SENSORES 26

27 RED DE SENSORES NODO INALÁMBRICO SENSOR Transductor 27

28 RED DE SENSORES COMUNICACIONES Software de Control 28

29 RED DE SENSORES 1. Desarrollo del software Sistema de control de movimientos Red de sensores VEAMOS EL FUNCIONAMIENTO DE LA INTERFAZ Software 29 29

30 RED DE SENSORES Histórico de datos Ubicación de los sensores Talud instrumentado Datos estación meteorológica 30 30

31 RED DE SENSORES Posibilidad de acceder al sistema de vigilancia desarrollado por CIDAUT 31

32 RED DE SENSORES Si clicamos sobre un nodo se abrirá una ventana adicional donde obtengamos en detalle los parámetros registrados 32 32

33 RED DE SENSORES Si se detectan aceleraciones por encima del umbral establecido, aparece una señal que alerta de un registro anómalo 33

34 RED DE SENSORES Inclinación de los nodos Aceleraciones Anómalas Velocidades Inversas 34

35 RED DE SENSORES Rose, N. D., & Hungr, O. (2007, January). Forecasting Potential Rock Slope Failure In Open Pit Mines Using the Inverse-velocity Method-Case Examples. In 1st Canada-US Rock Mechanics Symposium. American Rock Mechanics Association. Si aumenta la velocidad que registran los nodos disminuirá la velocidad inversa colapsando el talud cuando esta se aproxime a cero. 35

36 Agradecimientos Miguel Rodriguez Plaza Jefe de I+D de Plataforma y Vía Jefatura de Área de Proyectos de I+D+I mrodriguez@adif.es Álvaro Pérez Mansilla aperezmansilla@adif.es Técnico de I+D Jefatura de I+D de Plataforma y Vía 36