Plataforma computacional para el análisis de un sensor de desplazamiento de túneles

Abstract

Un sistema de detección basado en un tubo de PVC de diámetro 40 mm y largo 5 metros, instrumentado con fibra óptica que está conectada a un aparato Brillouin Optical Time Domain Reflectometer (BOTDR) se utiliza para monitorear deformaciones en túneles. El sensor denominado Tube Sensor (TS) está anclado a la roca en cuatro puntos y se espera que al momento de un desplazamiento del macizo rocoso a causa de la actividad minera, los soportes del TS se muevan generando una deformación en el tubo la cual es detectada por la fibra óptica. Se propone en el presente trabajo a través de resolver un problema inverso, un algoritmo iterativo que permita estimar el desplazamiento relativo de los apoyos del sensor TS para cada configuración de deformación axial detectada en el sensor usando teoría lineal-elástica de resistencia de materiales y designando diferentes condiciones de borde al problema. Para validar el modelo se utilizaron datos experimentales para luego pasar a datos de terreno, correspondientes a un periodo de tres meses. Los datos de terrenos corresponden a tres niveles, hundimiento, producción y ventilación de los cuales solo se utilizaron los datos de hundimiento ya que los de ventilación no presentaban lecturas y los datos de producción no mostraban lecturas confiables. Se detectó, gracias al algoritmo, una tendencia al hundimiento hacia la zona donde se encuentran las socavaciones, con un desplazamiento máximo de 3 centímetros. Los resultados entregados por el algoritmo en este trabajo indican que la solución en varios casos no es única y por tanto se debe usar el criterio del ingeniero para establecer el movimiento más probable de acuerdo a los antecedentes que se tienen, sin embargo a medida que la deformación detectada por la fibra es mayor, la solución tiende a ser única.