Inspección Scantubes©

Para inspeccionar los pozos de ventilación profundos de 700 metros en el túnel del Fréjus, los equipos de SITES llevaron a cabo una misión excepcional utilizando métodos innovadores.

El Túnel del Fréjus conecta Italia y Francia a través de una galería de 12,9 km entre Modane y Bardonecchia. Entró en servicio en 1980 y es el noveno túnel de carretera más largo del mundo. Debido a su alto tráfico, con más de 1,5 millones de vehículos al año, es un punto de paso clave en Europa. La SFTRF y su homóloga italiana, la SITAF, gestionan la explotación de este túnel.

Varios pozos permiten la circulación de aire fresco en el túnel y la expulsión de aire viciado hacia el exterior. La SFTRF quería conocer el estado estructural de estas estructuras. SITES propuso entonces utilizar las capacidades de su gama de servicios de inspección ScanTubes® para llevar a cabo esta misión.

Obras excepcionales que presentan desafíos únicos en términos de inspección.

El túnel cuenta con dos pozos de ventilación, uno en cada lado de la frontera francoitaliana. Las características geométricas de estas estructuras presentaban retos para la misión de inspección:

• Lado francés:
  • La boca del pozo se encuentra a una altitud de 1950 metros, con acceso únicamente mediante una carretera de montaña.
  • Falta de iluminación en toda la longitud del pozo.
  • Pozo vertical de 700 metros de profundidad.
  • El pozo está dividido en dos por una pared de hormigón para asegurar circulaciones independientes de aire fresco y aire viciado.
• Lado italiano:
  • La boca del pozo se encuentra a una altitud de 1750 metros.
  • Dos estructuras separadas (una para aire fresco y otra para aire viciado) inclinadas a 45 grados respecto a la vertical, cada una con una longitud de 700 metros.

Nuestros servicios también debían tener en cuenta las restricciones de acceso y operación de estas estructuras. Por razones de seguridad, el acceso al interior de los pozos solo era posible si sus sistemas de ventilación estaban apagados. Debidos a restricciones operativas del túnel, nuestras intervenciones debían realizarse durante la noche en intervalos de tiempo limitado (5 horas).

Accès tête de puit côté français

La gama de servicios ScanTubes® para abordar fuertes restricciones.

La gama de servicios ScanTubes® permite la automatización de la digitalización de estructuras lineales para fines de inspección. En el marco de la misión confiada por SFTRF, se desplegó una versión dedicada a estructuras verticales. El levantamiento se realizó utilizando 10 cámaras de alta resolución fijadas en una plataforma. La plataforma, colocada en el centro de los pozos, fue descendida utilizando un cable a lo largo de toda la profundidad de estos. Las cámaras estaban orientadas de manera que en cada disparo se obtuviera una imagen de 360° del revestimiento del pozo. El sistema también incluía sensores para identificar la posición de la plataforma en el pozo. Basándose en las mediciones de estos sensores, una unidad de adquisición activaba las tomas de fotografías a intervalos regulares. La velocidad de descenso de la plataforma se limitó a 0.5 m/s para garantizar un recubrimiento suficiente y permitir después tratamientos fotogramétricos de calidad. Desarrollamos un cabrestante para garantizar la estabilidad del sistema de toma de imágenes y evitar cualquier rotación de este. Un flash posicionado debajo de la plataforma proveía la iluminación necesaria de los paramentos.

Le sommet du puit et le ScanTubes® paré pour la descente

Para completar la captura de datos, se utilizó un dron (modelo ELIOS® diseñado por FLYABILITY) dedicado a la inspección de espacios confinados. La jaula de protección del dron permite volar en contacto con las paredes del pozo de ventilación y tomar así videos de alta resolución. Los primeros 50 metros fueron inspeccionados desde la base del pozo de ventilación utilizando este método complementario. El equipo de intervención estaba compuesto por un piloto de dron y un experto en Ingeniería Civil para dirigir las investigaciones y asegurar que la calidad de las imágenes fuera suficiente para análisis detalladas en la oficina. Menos de una decena de vuelos en un total de 2 horas fueron necesarios para realizar estas inspecciones complementarias

El servicio ScanTubes® reduce considerablemente el tiempo de inspección de las estructuras. En el caso del túnel de Fréjus, cada pozo fue inspeccionado en su totalidad en menos de 5 horas, lo que es compatible con el período de cierre del túnel. Esta duración de inspección es de 3 a 4 veces menor que la requerida para una intervención de técnicos en acceso mediante cuerda. Esta metodología disminuye la exposición de nuestro personal a situaciones peligrosas y, para el operador, reduce los costos asociados con el cierre total o parcial del activo.

Los instrumentos utilizados permiten evitar el montaje de andamios o el despliegue de cordistas, lo cual requeriría una interrupción prolongada de la instalación y medidas de seguridad extremadamente restrictivas.

Le drone en action depuis le pied du puit

La valorización de los datos visuales mediante el procesamiento de imágenes.

Los datos adquiridos fueron procesados en la oficina. El objetivo era generar un modelo digital de la obra a partir del cual un inspector pudiera identificar y medir todos los defectos aparentes de la estructura. El procesamiento de imágenes permitió reunir todas las imágenes de alta definición tomadas. Este proceso incluyó el uso de técnicas de fotogrametría y datos de georreferenciación para crear ortofotografías de los pozos de ventilación.

El modelo digital permitió luego a un inspector detectar grietas del orden de 0.3 mm con una precisión de posicionamiento absoluto inferior a un centímetro. El inspector identificó los defectos en un plano en formato digital. Las características de estos defectos también se registraron en una base de datos. Luego, el inspector se basó en esta base de datos para evaluar el estado de la estructura y justificar las recomendaciones de trabajos y mantenimiento consideradas necesarias. El soporte digital ofrece la posibilidad de volver a inspeccionar las imágenes de manera ilimitada. Se pueden proporcionar opiniones adicionales si el inspector desea confirmación por parte de otro experto. Este tipo de intercambio de información no es posible durante una inspección física, donde solo se tienen en cuenta los defectos detectados durante la visita.

Extrait orthophoto, support pour réaliser l’inspection

La realización de la inspección del túnel del Fréjus con el servicio ScanTubes® presenta varios beneficios:

• Rapidez y confiabilidad en los levantamientos. Esto reduce significativamente los costos de inmovilización de una infraestructura clave en el tráfico transfronterizo.
• Inspección de ciertas partes de la estructura utilizando un dron especializado en operaciones en espacios confinados. Esta metodología adicional permite obtener imágenes de alta resolución desde múltiples puntos de vista. El fácil despliegue (menos de 15 minutos) y el tiempo de adquisición de datos reducen considerablemente el tiempo de inmovilización de la infraestructura.
• La duración y el método de inspección mediante ScanTubes® reducen la exposición del personal a situaciones peligrosas.
• Mejora en la detección de defectos. La inspección se realiza minimizando las restricciones (tiempos compatibles con los horarios de cierre). En el caso del túnel del Fréjus, la carga de trabajo del equipo de inspección es significativa: detectar grietas a cientos de metros del suelo en un entorno totalmente oscuro durante intervalos de tiempo muy cortos.
• Archivado digital que permite a los inspectores revisar los defectos o áreas sospechosas de manera ilimitada para confirmar el diagnóstico.
• Creación de una base de datos sobre la vida útil de la estructura que puede ser aprovechada en proyectos de investigación o en el desarrollo de software de detección automática. Esto permite un seguimiento de la evolución de los defectos en el tiempo gracias a la precisión de las mediciones y la geolocalización.