SISTEMA DE MONITORIZACIÓN DE LOS EVENTUALES MOVIMIENTOS DE LAS PARTES DE UNA CONSTRUCCIÓN.

[0001] La presente invención tiene por objeto un sistema de monitorización de los eventuales movimientos de las partes de una construcción. [0002] De forma más precisa, la presente invención se refiere a un sistema o a una instalación que permite la monitorización de los eventuales movimientos de los diferentes elementos constitutivos de una obra de ingeniería por efecto de causas externas como movimientos del terreno o riesgos de hundimiento debidos, por ejemplo, a la excavación de un túnel bajo dicha obra de ingeniería. [0003] La invención se aplica en particular, pero no de forma exclusiva, a la monitorización de edificios en una zona urbana durante la excavación de un túnel bajo estos edificios. Se entiende, en efecto, que esta excavación puede conllevar movimientos de la estructura de estos edificios y que resulta indispensable tener información de ello de forma inmediata con el fin de poder darle solución. [0004] Se conocen unos sistemas de monitorización de los eventuales movimientos de las partes de una obra de ingeniería que están constituidos por un conjunto formado, por una parte, por un teodolito motorizado y, por otra parte, por unos blancos asociados al teodolito, estos blancos estando, por un lado, colocados sobre unas partes no susceptibles de verse afectadas por los movimientos, es decir, unos blancos de referencia y, por otro lado, unos blancos de control que se fijan en unos puntos convenientes sobre las partes de la construcción que hay que monitorizar. La posición de los blancos de referencia se puede conocer con una gran precisión. El teodolito o aparato similar permite, apuntando de forma sucesiva a los blancos de referencia y a los blancos de control, determinar las coordenadas en el espacio de los blancos de referencia o de los blancos de control. Se entiende, en efecto, que, por el hecho de que el teodolito debe colocarse por lo general en la zona susceptible de verse afectada por los movimientos, es necesario poder determinar con precisión, a partir de los blancos de referencia, la posición del teodolito y, en consecuencia, la posición de los blancos de control. [0005] Como es bien sabido, en particular por el artículo R. Wilkins y otros: « A Precise, Reliable and Fully Automatic Real Time Monitoring System for Steep Embankments », (CIM, 2002, Vancouver), que describe un sistema de monitorización de este tipo, el teodolito se dirige para apuntar de forma sucesiva y periódica a los blancos de referencia y a los blancos de control midiendo para cada blanco sus coordenadas polares: distancia, ángulo horizontal y ángulo vertical. Por lo general, el teodolito está equipado con un generador de haz láser y los blancos de referencia y de control constan de un prisma que devuelve el haz láser hacia el teodolito cuando este apunta correctamente sobre el blanco. De este modo es posible medir las coordenadas polares de los blancos de referencia y de los blancos de control con respecto al teodolito, las coordenadas cartesianas de los blancos de control calculándolas el centro de control. [0006] Comparando las coordenadas de los blancos de control para unos instantes sucesivos de medición de coordenadas, se pueden detectar eventuales movimientos incluso si estos son de muy baja amplitud. En efecto, para disponer de un sistema de monitorización fiable, es necesario poder detectar desplazamientos o movimientos del orden del milímetro. [0007] Aunque los teodolitos puedan tener un alcance relativamente importante, sucede, en algunas situaciones, que las posibilidades de colocación del teodolito no permiten, utilizando un único teodolito, realizar la monitorización del conjunto de la construcción o del conjunto de los edificios. Esto es así en particular en la zona urbana. [0008] Además, no siempre es posible, en el entorno de la zona de monitorización y en particular en el caso de un entorno urbano, disponer de zonas no susceptibles de verse afectadas por los movimientos que permitan la colocación de blancos de referencia de tal manera que estos blancos permitan la determinación en las tres dimensiones de la posición del teodolito. [0009] Existe, por lo tanto, la necesidad real de disponer de un sistema de monitorización de los eventuales movimientos de las partes de una construcción que permita monitorizar de forma eficaz las diferentes partes de una obra de ingeniería de gran tamaño y en unas condiciones de difícil implantación de los blancos de control o de referencia y de forma particular en el medio urbano. [0010] Un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de monitorización de los eventuales movimientos de las partes de una obra de ingeniería que permita la monitorización de una obra de ingeniería de gran tamaño, incluso si las condiciones, por ejemplo en el medio urbano, son desfavorables para la colocación de los teodolitos y de los blancos de referencia o de control. [0011] Para alcanzar este objetivo, de acuerdo con la invención, el sistema de monitorización de los eventuales movimientos de las partes de una construcción comprende las características de la reivindicación 1. [0012] Se entiende que el sistema de monitorización, de acuerdo con la invención, comprende múltiples estaciones de medición, por ejemplo de teodolitos motorizados, que pueden, por lo tanto, estar colocados de forma conveniente para permitir la monitorización del conjunto de la obra de ingeniería. Sin embargo, debido a que las diferentes estaciones de medición siempre tienen asociado al menos un blanco de control que corresponde a al menos dos 2 ES 2 365 508 T3 estaciones de medición, se pueden combinar, en el tratamiento matemático de las coordenadas obtenidas de los blancos de control y de los blancos de referencia, las informaciones relativas a la posición del conjunto de estos blancos. Se pueden superar de este modo situaciones en las que no sería posible colocar un número suficiente de blancos de referencia asociados a cada estación de medición. En otras palabras, las estaciones de medición se combinan entre sí por medio de los blancos de control comunes a dos o más de dos estaciones de medición. [0013] Desde un punto de vista práctico, para que un blanco de control pueda ser visto por dos estaciones de medición, puede ser necesario que este blanco sea doble. Por ejemplo, el blanco constará de dos prismas cuyas posiciones relativas son rigurosamente fijas. [0014] En el presente documento, por blanco de control hay que entender, por lo tanto, bien un blanco simple o bien un blanco doble. [0015] Por otra parte, hay que precisar que no es necesario que los blancos de referencia sean rigurosamente fijos. Basta con que su posición precisa pueda determinarse y actualizarse de vez en cuando. [0016] De acuerdo con un modo preferente de aplicación, el sistema de monitorización comprende además: un centro de control que comprende dichos medios de tratamiento; y unos medios para transmitir desde cada estación hacia dicho centro de control dichas coordenadas polares de los blancos de control y de referencia obtenidas por dichas estaciones en dichos instantes sucesivos. [0017] Se entiende que, en este modo de realización preferente, el sistema de monitorización comprende, además de un centro de control que está conectado por cualquier medio conveniente, por ejemplo mediante transmisión por radio, a las diferentes estaciones de medición de tal manera que este centro de control reciba, en unos instantes sucesivos predeterminados, las coordenadas relativas de los blancos de referencia y de los blancos de control obtenidos por las diferentes estaciones de medición. Este centro de control consta de unos medios de tratamiento matemático de los diferentes datos recibidos, lo que permite correlacionar en cada instante a medida que se recibe el conjunto de las medidas realizadas por las diferentes estaciones de medición, por ejemplo mediante el método de los mínimos cuadrados, las mediciones realizadas con el fin de optimizar la determinación de las coordenadas absolutas de los blancos de control debido a la redundancia de los datos. El cálculo de las coordenadas globales absolutas de los diferentes blancos de control permite detectar en tiempo real un eventual movimiento de una parte de la obra de ingeniería asociada a uno de los blancos de control. [0018] Se observarán mejor otras características y ventajas de la invención con la lectura de la descripción que se da a continuación acerca de varios modos de realización de la invención, que se dan a título de ejemplos no excluyentes. La descripción se refiere a las figuras anexas, en las que: la figura 1 es una vista simplificada de un ejemplo de realización de una estación de medición; la figura 2 es un esquema que muestra la implantación de blancos de referencia y de blancos de control alrededor de una estación de medición; la figura 3 ilustra el conjunto del... [Seguir leyendo]

1. Sistema de monitorización de los eventuales movimientos de las partes de una construcción, dicho sistema comprendiendo: múltiples estaciones de medición aptas para apuntar a unos blancos y susceptibles de montarse al menos en parte sobre dichas partes de una construcción; múltiples blancos de referencia acoplados a al menos una estación de medición; múltiples blancos de control montados sobre dichas partes de una construcción, al menos uno de dichos blancos de control estando asociado a al menos dos estaciones; unos medios de control de cada estación para medir en unos instantes sucesivos las coordenadas de los blancos de referencia y de los blancos de control que están asociados a estos con respecto a dicha estación; y unos medios de tratamiento de las coordenadas de los blancos de referencia y de los blancos de control elaborados por dichas estaciones en dichos instantes sucesivos para deducir de estas un eventual desplazamiento de un blanco de control entre dos instantes de medición, que se caracteriza porque al menos una de dichas estaciones de medición está asociada a cualquiera de los blancos de referencia. 2. Sistema de monitorización de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque dicha o dichas estaciones de medición asociada(s) a cualquiera de los blancos de referencia está(n) asociada(s) a al menos uno, de preferencia varios, blanco de control, dicho blanco de control estando a su vez asociado a otra estación de medición. 3. Sistema de monitorización de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que se caracteriza porque los blancos de referencia tienen unas coordenadas absolutas que se conocen con precisión mientras que los blancos de control y las estaciones de medición se montan sobre unas partes de una construcción susceptibles de experimentar un desplazamiento. 4. Sistema de monitorización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que se caracteriza porque comprende, además: un centro de control que comprende dichos medios de tratamiento; y unos medios para transmitir desde cada estación de medición hacia dicho centro de control dichas coordenadas de los blancos de control y de referencia obtenidas por dichas estaciones en dichos instantes sucesivos. 5. Sistema de monitorización de acuerdo con la reivindicación 4, que se caracteriza porque dichos medios de tratamiento comprenden unos medios para aplicar, para cada instante de medición, un algoritmo matemático al conjunto de las coordenadas obtenidas de los blancos de referencia y de los blancos de control medidos por el conjunto de dichas estaciones. 6. Sistema de monitorización de acuerdo con la reivindicación 5, que se caracteriza porque dicho algoritmo matemático es un método de los mínimos cuadrados para calcular para cada instante de medición la posición absoluta en el espacio de dichos blancos de control, y porque dichos medios de tratamiento comprenden, además, unos medios para comparar la posición absoluta de cada blanco de control en los instantes sucesivos de medición. 7. Sistema de monitorización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que se caracteriza porque al menos uno de los blancos de control asociados a dos estaciones está formado por dos elementos de blanco montados sobre una parte de la construcción de tal manera que su distancia mutua sea fija, una de las dos estaciones midiendo las coordenadas de uno de los elementos del blanco de control, la otra estación midiendo las coordenadas del otro elemento del blanco de control. 8. Sistema de monitorización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que se caracteriza porque dichas coordenadas son coordenadas polares. 9. Sistema de monitorización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que se caracteriza porque dichos medios de tratamiento comprenden, además, unos medios para identificar los eventuales blancos de referencia o los eventuales blancos de control que corresponden a unos errores, obtenidos mediante el método de los mínimos cuadrados, superiores a los de los demás blancos y unos medios para no tener en cuenta las mediciones que hacen intervenir dichos blancos identificados. 7 ES 2 365 508 T3 10. Procedimiento de monitorización en tiempo real de los eventuales movimientos de las partes de una construcción en el que: se proporciona un sistema de monitorización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, procedimiento en el que: 5 en cada instante de medición, las estaciones de medición están dirigidas para medir las coordenadas polares relativas de los blancos de referencia y de los blancos de control que están asociados a estas; se realiza una etapa de cálculo, a partir del conjunto de las mediciones que se obtienen, de preferencia mediante un algoritmo del tipo de los mínimos cuadrados, para obtener las coordenadas absolutas de los diferentes blancos de control; 10 se comparan las coordenadas absolutas que se obtienen con un estado de referencia con el fin de detectar un eventual movimiento de uno de los blancos de control; y se activa una alerta si se detecta un movimiento. 11. Unidad de tratamiento que consta de un programa destinado a la aplicación del procedimiento de monitorización de acuerdo con la reivindicación 10. 8 ES 2 365 508 T3 9 ES 2 365 508 T3