DISPOSITIVO DE MONITORIZACIÓN DE MOVIMIENTOS DE TERRENO.

1. Dispositivo de monitorización de movimientos de terreno que comprende:

- una sonda

(2) adaptada para ser introducida en una tubería inclinométrica (1), comprendiendo la sonda (2) un sensor (29) configurado para medir unos datos de posición de la sonda (2) en al menos dos ejes ortogonales;

caracterizado porque comprende además:

- una cabecera (5) que comprende un motor (8) y unos medios de desplazamiento (10) adaptados para desplazar la sonda (2) a lo largo de la tubería inclinométrica (1), y unos medios de control (23) configurados para controlar automáticamente el motor (8);

- un contenedor portátil (3), adaptado para contener la cabecera (5) y la sonda (2), comprendiendo dicho contenedor portátil (3) unos medios de sujeción (4) adaptados para fijar el contenedor portátil (3) a un extremo de la tubería inclinométrica (1) y un orificio en una base del contenedor portátil (3) adaptado para introducir la sonda (2) en la tubería inclinométrica (1).

2. Dispositivo según la reivindicación 1 caracterizado porque comprende además unos primeros medios de comunicación inalámbrica (24) en la cabecera (5) y unos segundos medios de comunicación inalámbrica (25) en la sonda (2), estando los segundos medios de comunicación (25) configurados para enviar los datos de posición medidos por el sensor (29) a los primeros medios de comunicación inalámbrica (24).

3. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la cabecera (5) comprende además unos terceros medios de comunicación inalámbrica (19) configurados para transmitir los datos de posición medidos por el sensor (29) a una estación remota (20).

4. Dispositivo según la reivindicación 3 caracterizado porque los terceros medios de comunicación inalámbrica (19) están también configurados para recibir de la estación remota (20) instrucciones de configuración para los medios de control (23) del motor (8).

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la cabecera (5) comprende además medios de captación de energía solar (14) adaptados para recargar una primera batería (7) de la cabecera (5).

6. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende además medios de recarga adaptados para recargar por inducción una segunda batería (27) de la sonda (2) desde la cabecera (5).

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la sonda (2) comprende además medios de medida de temperatura (30).

8. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el sensor (29) está adaptado para medir la posición de la sonda (2) en tres ejes ortogonales.

9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la sonda (2) comprende en su superficie lateral una pluralidad de brazos extensibles (12), comprendiendo cada brazo extensible (12) una rueda (13).

10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los medios de sujeción (4) comprenden una brida elástica.

11. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los medios de desplazamiento (10) comprenden una polea.

Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201431284.

Solicitante: FUNDACION TECNALIA RESEARCH & INNOVATION.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: BARROSO PRADOS,Francisco Javier, MUÑOZ NAVASCUÉS,Óscar, LATAPIA LLINAS,Jaime Luis.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > GEOFISICA; MEDIDA DE LA GRAVITACION; DETECCION DE... > Sismología; Prospección o detección sísmica o... > G01V1/24 (Registro de datos sísmicos)
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Fragmento de la descripción:

DISPOSITIVO DE MONITORIZACIÓN DE MOVIMIENTOS DE TERRENO Campo de la invención

El presente modelo de utilidad se refiere al campo de la monitorización de inestabilidades en un terreno, y en particular, a un dispositivo de detección y medición de movimientos en profundidad de dicho terreno.

Antecedentes de la invención

Existen un gran número de fenómenos geológicos, metereológicos y resultantes de la acción humana, que pueden afectar a la estabilidad de un terreno, llegando a provocar deslizamientos o hundimientos de tierra. La detección temprana de estas inestabilidades es de vital importancia para garantizar la seguridad de las personas y las infraestructuras localizadas en dichos terrenos. Esta necesidad se acentúa en aquellos escenarios proclives a los deslizamientos, como por ejemplo, taludes o zonas con riesgo de avalanchas.

Una de las principales técnicas conocidas en el estado de la técnica para la detección de movimientos de terreno se basa en el uso de una tubería inclinométrica que se introduce verticalmente en el terreno a monitorizar. Una sonda, también denominada 'torpedo, se introduce en el interior de la tubería inclinométrica de forma manual realizando medidas de posición a diferentes produndidades predeterminadas, normalmente cada medio metro. Las medidas obtenidas se utilizan para determinar de manera sencilla y precisa la inclinación de la tubería, y las variaciones en dicha inclinación a lo largo del tiempo permiten detectar de manera eficiente los desplazamientos del terreno monitorizado. Para controlar los movimientos de la sonda, típicamente se descuelga el torpedo hasta el fondo de la tubería inclinométrica y se va elevando tomando una medida cada medio metro, todo ello llevado a cabo de forma manual.

Otra de las técnicas para la detección de movimientos de terreno se basa en disponer en un sondeo de un array de acelerómetros dispuestos en una tubería de fibra o similar, que se encuentran separados normalmente cada medio metro. Esta tubería de array de acelerómetros se deja embebida en el sondeo de forma fija disponiendo una lechada de cemento o similar para su fijación a la tubería del sondeo. Cuando se realiza una medida, se recoge la medición de cada acelerómetro del array a lo largo de la profundidad de la tubería en los puntos donde se han dispuesto los acelerómetros, determinando la posición de cada punto.

De estas dos técnicas citadas, las limitaciones e inconvenientes más relevantes en cada una de ellas consisten en que en la primera técnica, la medición se realiza de forma manual, necesitando desplazamiento de personal con unas mediciones en la tubería inclinométrica realizada de forma discontinua en el tiempo. Esta limitación es salvada en la segunda técnica ya que la medición se realiza de forma automática. Pero la mayor limitación en esta segunda técnica consiste en que la instalación se realiza de forma fija en la tubería inclinométrica por lo que la instalación del sensor es más compleja y sobre todo, que el sensor no es reutilizable quedando perdido en la tubería no pudiendo ser trasladado a otra tubería inclinométrica cuando se considere finalizado el periodo de medición.

Lo deseable es disponer de un sistema de instalación sencillo, que disponga de medición remota, continua y autónoma y que sea reutilizable para ser transportado e instalado de forma rápida y sencilla en otra tubería inclinométrica después de terminada la medición en la primera. Existe, en definitiva, en el estado de la técnica, la necesidad de un dispositivo de monitorización de movimientos de terreno autónomo, eficiente y de fácil transporte e instalación.

Descripción de la invención

El presente modelo de utilidad soluciona los problemas anteriormente mencionados mediante un dispositivo portátil y autónomo de monitorización de movimientos de terreno. El dispositivo comprende una sonda para la toma de medidas de posición a lo largo de una tubería inclinométrica sobre la que se realiza la monitorización, y una cabecera que se coloca en la parte exterior de la tubería inclinométrica y que controla automáticamente los movimientos de la sonda y la recepción y reenvío de las medidas tomadas. Todo el conjunto se instala de forma fácil sin necesidad de medios ni materiales auxiliares y puede ser desinstalado y transportado para su posterior reutilización en otra tubería de forma rápida y eficaz.

La sonda comprende por lo tanto un sensor que determina una posición en, al menos, dos ejes ortogonales, mientras la sonda se desplaza a lo largo de la tubería. Cuando la tubería inclinométrica se encuentra en posición perfectamente vertical, dichos dos ejes ortogonales forman un plano perpendicular al eje de la tubería. Preferentemente, el sensor mide la posición en tres ejes ortogonales, completando así la información espacial de la sonda. En caso contrario, la información del tercer eje ortogonal, correspondiente con el eje de la tubería por el que se desplaza la sonda, puede inferirse de los desplazamientos de dicha sonda. Los datos de posición capturados por la sonda a lo largo de su recorrido a través de la tubería son tratados para determinar la

inclinación de dicha tubería, y por lo tanto, detectar si se producen desplazamientos en el terreno en el que dicha tubería está introducida.

La cabecera, a su vez, comprende unos medios de desplazamiento (por ejemplo una polea) que hace descender y ascender la sonda a lo largo de la tubería inclinométrica. El movimiento de los medios de desplazamiento está controlado por un motor eléctrico, que a su vez está regido de manera automática por unos medios de control integrados en la propia cabecera. Se consigue asi automatizar la toma de medidas, sin requerir la interacción manual del operario del dispositivo una vez ha sido instalado en un extremo de la tubería inclinométrica.

Cuando no se están realizando medidas, la sonda y la cabecera quedan contenidas dentro de un contenedor portátil que facilita su transporte e instalación. El contenedor portátil cuenta con unos medios de sujeción que permiten fijar el dispositivo al extremo exterior de una tubería inclinométrica, y con un orificio que permite introducir la sonda en la tubería inclinométrica. Preferentemente, los medios de fijación son una brida elástica adaptada a la morfología y tamaño de la tubería inclinométrica.

Preferentemente, el dispositivo comprende unos primeros medios de comunicación en la cabecera y unos segundos medios de comunicación en la sonda que establecen una conexión inalámbrica entre ambos elementos. Dicha conexión inalámbrica permite la transmisión de los datos medidos por la sonda a la cabecera para su posterior análisis, asi como la recepción en la sonda de cualquier instrucción o comando de configuración. Preferentemente, la cabecera comprende además unos terceros medios de comunicación inalámbrica que conectan el dispositivo con una estación externa. La estación externa puede asi recibir los datos medidos por la sonda, así como configurar remotamente los medios de control del motor. Dependiendo de la implementación particular, los datos enviados a la estación externa pueden ser analizados previamente por un programa de ordenador integrado en la cabecera del dispositivo, o bien transmitirse sin ninguna alteración para su análisis en la propia estación externa.

La alimentación de la batería de la cabecera se realiza preferentemente a través de unos medios de captación de energía solar comprendidos en la cabecera del dispositivo, aumentando así su autonomía y evitando tener que detener la monitorización de una tubería para realizar recargas de batería. También preferentemente, la sonda se recarga desde la cabecera, favoreciendo por lo tanto el incremento...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de monitorización de movimientos de terreno que comprende:

- una sonda (2) adaptada para ser introducida en una tubería inclinométrica (1), comprendiendo la sonda (2) un sensor (29) configurado para medir unos datos de posición de la sonda (2) en al menos dos ejes ortogonales;

caracterizado porque comprende además:

- una cabecera (5) que comprende un motor (8) y unos medios de desplazamiento (10) adaptados para desplazar la sonda (2) a lo largo de la tubería inclinométrica (1), y unos medios de control (23) configurados para controlar automáticamente el motor (8);

- un contenedor portátil (3), adaptado para contener la cabecera (5) y la sonda (2), comprendiendo dicho contenedor portátil (3) unos medios de sujeción (4) adaptados para fijar el contenedor portátil (3) a un extremo de la tubería inclinométrica (1) y un orificio en una base del contenedor portátil (3) adaptado para introducir la sonda (2) en la tubería inclinométrica (1).

2. Dispositivo según la reivindicación 1 caracterizado porque comprende además unos primeros medios de comunicación inalámbrica (24) en la cabecera (5) y unos segundos medios de comunicación inalámbrica (25) en la sonda (2), estando los segundos medios de comunicación (25) configurados para enviar los datos de posición medidos por el sensor (29) a los primeros medios de comunicación inalámbrica (24).

3. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la cabecera (5) comprende además unos terceros medios de comunicación inalámbrica (19) configurados para transmitir los datos de posición medidos por el sensor (29) a una estación remota (20).

4. Dispositivo según la reivindicación 3 caracterizado porque los terceros medios de comunicación inalámbrica (19) están también configurados para recibir de la estación remota (20) instrucciones de configuración para los medios de control (23) del motor (8).

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la cabecera (5) comprende además medios de captación de energía solar (14) adaptados para recargar una primera batería (7) de la cabecera (5).

6. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende además medios de recarga adaptados para recargar por inducción una segunda batería (27) de la sonda (2) desde la cabecera (5).

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la sonda (2) comprende además medios de medida de temperatura (30).

8. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el sensor (29) está adaptado para medir la posición de la sonda (2) en tres ejes ortogonales.

9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la sonda (2) comprende en su superficie lateral una pluralidad de brazos extensibles (12), comprendiendo cada brazo extensible (12) una rueda (13).

10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los medios de sujeción (4) comprenden una brida elástica.

11. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los medios de desplazamiento (10) comprenden una polea.