Análisis de viabilidad y caracterización de la señal gpr para la evaluación de obras de infraestructuras del transporte

Resumo

Las infraestructuras del transporte presentan unas necesidades de conservación y mantenimiento cada día más exigentes, especialmente en escenarios económicos adversos como el actual, en el que es prioritario mantener el patrimonio viario existente frente a la construcción de nuevas infraestructuras. Para ello, es necesario contar con herramientas objetivas de análisis y monitorización que permitan evaluar su estado y priorizar las intervenciones necesarias para su correcta conservación y mantenimiento. El presente trabajo de investigación propone estudiar la viabilidad de uso del radar de subsuelo (Ground Penetrating Radar, GPR) como técnica de inspección no destructiva en la evaluación del estado de las infraestructuras del transporte y obras de ingeniería civil relacionadas. Su desarrollo ha experimentado importantes avances en los últimos veinte años, pero su uso en este campo no se ha generalizado tanto como sería deseable, teniendo en cuenta su gran potencial de aplicación. En el ámbito de las infraestructuras lineales del transporte, las unidades de obra de firmes y pavimentos constituyen una parte fundamental de la infraestructura. El control de sus espesores y de su estado resulta crucial para garantizar su operatividad y la seguridad de los usuarios. Así pues, en el presente trabajo doctoral se ha estudiado y validado el potencial del GPR en la localización y evaluación de daños asociados a los firmes y pavimentos, analizando su utilidad en la detección e interpretación integral de patologías asociadas, de manera conjunta con otras técnicas de inspección no destructivas (el Láser Escáner Terrestre y la Termografía Infrarroja). La ubicación exacta de servicios urbanos enterrados, localizados en las inmediaciones de una obra, es otro aspecto importante que ha de tenerse en cuenta antes de acometer la construcción de las infraestructuras del transporte: de ello dependen, entre otros factores, la seguridad de su ejecución y la interrupción de los suministros a los usuarios. En este trabajo se ha analizado y validado el empleo del GPR como herramienta de prospección útil en la localización de los servicios enterrados: se probó su utilidad práctica en un tramo de pruebas real, construido “ex profeso”, constituido por tuberías de sección circular de diversas tipologías y diámetros, enterradas a diferentes profundidades. Como resultado de esta experiencia se aportan nuevos protocolos de actuación y se sugieren normas de buena práctica que mejoran la exactitud de las prospecciones y la interpretación de los resultados obtenidos. Otra de las infraestructuras del transporte que mayor complejidad técnica e inversiones económicas requieren son los túneles: se ha probado y demostrado “in situ” la utilidad del GPR para el control de calidad y monitorización de aspectos constructivos de interés en un túnel del AVE, en fases tempranas de construcción. Se ha probado que con esta herramienta se pueden monitorizar las estructuras y detectar precozmente fallos y patologías ocultas, de manera que se subsanen de la manera más rápida y económica. Por último, se presenta en esta tesis una nueva aplicación (app) diseñada específicamente en Android para el procesado básico de la señal GPR en dispositivos móviles y tablets, como una alternativa simplificada al empleo de los programas comerciales convencionales. Esta app pretende contribuir a la extensión de la técnica entre usuarios no expertos interesados en ella. Las diferentes aplicaciones del GPR analizadas en este trabajo de investigación pretenden, además, difundir las grandes posibilidades que aporta esta técnica como instrumento de control efectivo en las obras de ingeniería civil e infraestructuras del transporte, tanto en fases de construcción como en servicio. En resumen, esta tesis doctoral ha analizado y demostrado la validez e idoneidad del GPR como herramienta de aplicación práctica en un campo de estudio tan amplio como es el de la construcción y conservación de las obras de ingeniería civil e infraestructuras del transporte, abriendo el camino a futuras líneas de investigación que contribuyan a la automatización de estas técnicas de inspección no destructiva