Radar de penetración terrestre para evaluación de daños por inundaciones
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Radar de penetración terrestre para evaluación de daños por inundaciones

I

n la primavera de 2017, el sur de Quebec, Canadá, tuvo lluvias sin precedentes e inundaciones generalizadas. Los ríos en el área de Montreal se desbordaron y sumergieron comunidades. En una comunidad, un muelle peatonal local estuvo completamente sumergido bajo 3 pies de agua durante 2 semanas.

Después de que las aguas de la inundación disminuyeron, hubo daños visibles en el muelle. Había varias áreas en el muelle donde los pasillos de ladrillo entrelazados se habían derrumbado, lo que indica la presencia de vacíos. La inspección de las paredes verticales del muelle reveló grietas, lo que aumentó aún más la preocupación de que el sustrato estructural adicional se hubiera lavado. A los funcionarios municipales locales les preocupaba que el muelle pudiera tener más huecos que podrían colapsar y causar lesiones a los peatones.

El municipio contrató a un proveedor de servicios geofísicos con sede en Quebec para escanear el muelle e informar cualquier área problemática.

El contratista había considerado inicialmente el uso de inducción electromagnética para buscar los vacíos. Sin embargo, había muchos obstáculos metálicos en el muelle, incluidos botes de basura y bancos, que interferirían con los resultados. En cambio, decidieron usar GPR ya que los resultados no se verían afectados por estos objetos metálicos.

Superficie del pilar mostrando hormigón y materiales de superficie de ladrillo entrelazados y un vacío.
Figura 1:
Superficie del pilar mostrando hormigón y materiales de superficie de ladrillo entrelazados y un vacío.

El detector LMX200 GPR se utilizó para recopilar 12,500 pies de datos en un muelle que había sufrido daños después de una gran inundación.
Figura 2:
El LMX200 ™ se utilizó para recopilar 12,500 pies de datos en un muelle que había sufrido daños después de una gran inundación.

Dadas las muchas obstrucciones y la forma extraña del muelle, la recopilación de datos GPR en un patrón de cuadrícula XY sería muy difícil (Figura 3). En cambio, el contratista decidió recopilar los datos utilizando GPS para posicionar los datos GPR. Esto les permitiría cubrir el área completa del muelle mucho más rápido que colocar rejillas. Los datos se recopilaron en una serie de líneas rectas estrechamente espaciadas, utilizando marcas en el pavimento para asegurar un espaciado constante, con un promedio de aproximadamente 18 "(0.5 m) entre las líneas (Figura 4).

Figura 3:
Vista aérea del muelle mostrando muchos obstáculos.

Ruta de recopilación de datos GPR. El posicionamiento GPS permitió una cobertura de área más rápida y completa que una cuadrícula XY.
Figura 4:
Ruta de recopilación de datos GPR. El posicionamiento GPS permitió una cobertura de área más rápida y completa que una cuadrícula XY.

Con dos técnicos en el sitio, se recogió un total de 12,500 pies (2.36 millas o 3.8 km) en solo 4 horas.

Una vez que se completó la recolección de datos, utilizaron el nuevo módulo SliceView-Lines en el software de procesamiento EKKO_Project ™ GPR para generar cortes de profundidad a través del muelle. Los contratistas sabían que los grandes cantos rodados debajo del muelle, utilizados como el principal componente estructural del muelle, no habrían sido arrastrados por las aguas de la inundación, pero estaban muy preocupados de que las partes menos profundas del muelle sustentadas por arenas y gravas más finas pudieran haber sido arrastradas. sido eliminado por las inundaciones.

Al revisar los cortes de profundidad, los reflejos GPR de alta amplitud pueden ser una indicación de vacíos. Esto ocurre porque los vacíos llenos de aire o agua proporcionan un gran contraste con el material de arriba, creando una fuerte reflexión de GPR. La Figura 5 muestra el corte de 1 pie de profundidad con reflectores fuertes en rojos y amarillos y reflectores más débiles en azules y verdes. Las tres áreas que ya se habían derrumbado en la superficie se indican en la figura.

Este corte de 1 pie de profundidad muestra las áreas ya colapsadas y áreas adicionales de posibles vacíos como reflectores GPR fuertes que se muestran en rojo y amarillo.
Figura 5:
Este corte de 1 pie de profundidad muestra las áreas ya colapsadas y áreas adicionales de posibles vacíos como reflectores GPR fuertes que se muestran en rojo y amarillo.

El corte de 5.5 pies de profundidad muestra fuertes reflejos de rocas y adoquines en las profundidades del muelle, debajo del ladrillo entrelazado. Estas áreas mostraron la penetración de GPR más profunda.
Figura 6:
El corte de 5.5 pies de profundidad muestra fuertes reflejos de rocas y adoquines en las profundidades del muelle, debajo del ladrillo entrelazado. Estas áreas mostraron la penetración de GPR más profunda.

Los datos de GPR muestran algún fenómeno interesante observado durante la encuesta. Por ejemplo, la penetración de GPR más profunda ocurrió en las partes del muelle cubiertas con ladrillos entrelazados, mientras que las áreas con hormigón en la superficie tenía una penetración mucho más superficial; esto se ve en la línea GPR en la Figura 7. También se muestra por las señales GPR fuertes (rojas) en el corte de 5.5 pies de profundidad en la Figura 6.

Línea típica de GPR a través del muelle. La penetración de la señal GPR varía dependiendo de si la superficie estaba cubierta con ladrillos entrelazados u hormigón armado. Las señales de GPR son más fuertes y penetran más profundamente en las áreas con ladrillos entrelazados en la superficie debido a la menor conductividad eléctrica en comparación con el concreto.
Figura 7:
Resolucion GPR línea a través del muelle. La penetración de la señal GPR varía dependiendo de si la superficie estaba cubierta con ladrillos entrelazados u hormigón armado. Las señales GPR son más fuertes y penetran más profundamente en las áreas con ladrillos entrelazados en la superficie debido a la conductividad eléctrica más baja en comparación con el concreto.

Estas observaciones no son sorprendentes ya que el hormigón tiene una conductividad eléctrica relativamente alta y atenúa la señal GPR antes de que pueda viajar a la profundidad. La arena, la grava, los guijarros y las rocas debajo del ladrillo entrelazado tienen una conductividad eléctrica mucho menor, lo que permite que la señal GPR viaje mucho más profundo antes de que se atenúe.

Con base en el escaneo GPR del muelle completo, el proveedor de servicios GPR identificó rápidamente las áreas poco profundas con fuertes reflejos GPR indicativos de un posible vaciado y proporcionó esto en un informe al municipio. A partir de los hallazgos, el municipio centró las reparaciones en las áreas clave de preocupación en el muelle. Cuando se identificaron posibles huecos dentro de 2 pies de la superficie, quitaron el ladrillo entrelazado y agregaron relleno para arreglar los huecos poco profundos.

Para abordar cualquier riesgo de huecos más profundos en la estructura, inyectaron concreto en la pared del pilar donde las grietas verticales eran visibles.

Mediante el uso de GPR, el municipio evaluó de manera rápida y rentable el daño interno al muelle debido a las graves inundaciones y pudo tomar acciones correctivas antes de que ocurriera cualquier daño al público.

Historia cortesía de georadar-detección inc.

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