Vigilancia de la estabilidad
o de deslizamientos de tierra y taludes
mediante Interferometría de ondas Coda (CWI)
- Cobertura espacial limitada: A menudo pasan por alto áreas cruciales de deformación.
- Datos intermitentes: No proporcionan información continua en tiempo real sobre los procesos dinámicos de los taludes.
- Detección tardía: Muchos métodos solo detectan el movimiento después de que ha comenzado, lo que dificulta la alerta temprana.
- Alto costo e invasividad: El despliegue de redes de sensores densas tradicionales puede ser costoso y disruptivo.
La CWI (Interferometría de Ondas Coda) es una técnica de seguimiento sísmico pasivo que aprovecha el ruido sísmico de fondo continuo de la Tierra (procedente, por ejemplo, del oleaje oceánico, el viento o la actividad humana). Su funcionamiento se basa en los siguientes pasos:
1) Correlación Cruzada: Se analizan las correlaciones entre las señales de ruido ambiental registradas por un dispositivo de sensores para simular de manera efectiva fuentes sísmicas virtuales.
2) Interferometría Sísmica: Se extraen los ligeros cambios de fase a lo largo del tiempo en las funciones de correlación cruzada que se han registrado.
3) Análisis de Cambios de Velocidad: Los cambios de fase se convierten en cambios interpretables en la velocidad de la onda de cizalla (Vs), que se utilizan como un indicador de las propiedades del material.
4) Localización de los Cambios: Con esta información, se interpolan mapas 2D que muestran los cambios de velocidad Vs en el subsuelo.
Cómo se detecta la inestabilidad mediante la tecnología CWI: La inestabilidad de un talud está directamente vinculada a cambios en las propiedades mecánicas del terreno, específicamente a una reducción de su rigidez o de su resistencia al corte. Estos cambios, causados por factores como un aumento de la saturación de agua, la reptación (creep) o la fracturación, provocan un descenso en la velocidad de las ondas de cizalla (Vs).La CWI es altamente sensible a estas sutiles variaciones de Vs, lo que la convierte en un excelente indicador de una rotura inminente antes de que se produzca cualquier movimiento visible en la superficie.
Las ventajas clave de la CWI (Interferometría de Ondas de Coda) para la monitorización de taludes incluyen:
• Operación en continuo y en tiempo real: Proporciona datos ininterrumpidos, ofreciendo una imagen constantemente actualizada de las condiciones del talud.
• No invasivo: Requiere únicamente el despliegue de sensores en la superficie, minimizando las alteraciones y los costes de instalación.
• Rentable para grandes áreas: Cubre eficientemente terrenos vastos y complejos en comparación con las redes densas de sensores tradicionales.
• Alta sensibilidad: Puede detectar pequeños cambios en las propiedades del subsuelo que indican signos tempranos de inestabilidad.
• Operación pasiva: No se necesitan fuentes sísmicas activas, lo que simplifica el despliegue y el cumplimiento normativo.
• Potencial de integración: Se puede combinar con otras técnicas de monitorización (p. ej., GNSS para el desplazamiento en superficie) para una comprensión más integral.
Un sistema CWI típico incluye sensores sísmicos, unidades de adquisición de datos, un sistema robusto de transmisión de datos, una unidad central de procesamiento para el análisis de datos (incluyendo correlación cruzada, inversión tomográfica y detección de cambios) y un sistema automatizado de visualización y alertas.
La implementación de CWI ofrece importantes beneficios comerciales y económicos a través de la mitigación de riesgos y la evitación de costes:
• Prevención de Fallas Catastróficas: El beneficio más sustancial es evitar los inmensos costes asociados a los grandes deslizamientos de tierra, incluyendo la reparación de infraestructuras (de millones a miles de millones), la disrupción económica por cierres de tráfico, la respuesta de emergencia, la remediación ambiental y las posibles responsabilidades legales.
• Reducción de Pérdidas de Vidas y Heridos: Aunque su valor es incalculable, prevenir las bajas humanas es la justificación principal.
• Mantenimiento Proactivo: La detección temprana permite adoptar medidas de estabilización específicas y menos costosas antes de que ocurra una falla importante, optimizando así los presupuestos de mantenimiento.
• Reducción de las Primas de Seguros: Un sistema de monitorización robusto puede demostrar un menor riesgo, lo que potencialmente conduce a una reducción de los costes de los seguros.
• Mejora de la Eficiencia Operativa: Los datos en tiempo real respaldan la toma de decisiones informada para la gestión del tráfico y las intervenciones, mejorando la fiabilidad de las redes de transporte.
• Mejora del Historial de Seguridad y la Reputación: Un enfoque proactivo para la gestión de georriesgos refuerza la confianza del público y fortalece la reputación de la entidad operadora.
En comparación con los métodos tradicionales, los costes operativos a largo plazo de CWI son menores, y su capacidad para cubrir grandes áreas y proporcionar alertas tempranas se traduce en un Retorno de la Inversión (ROI) significativamente mayor al considerar el coste total de propiedad y los gastos evitados relacionados con desastres durante la vida útil del sistema.
Para la vigilancia en continuo y en tiempo real de la inestabilidad de laderas y taludes los métodos convencionles están muy limitados. Sin embargo, la Interferometría de Ondas Coda (CWI, por sus siglas en inglés), proporciona una respuesta tecnológicamente superior y comercialmente convincente. Su capacidad para detectar de forma no invasiva y sensible los cambios en el material previos a la falla ofrece una oportunidad inigualable para la gestión proactiva de riesgos.
Por lo tanto, se recomienda la evaluación inmediata y la implementación por fases de sistemas de Interferometría de Ondas Coda en las laderas de montaña, taludes junto a carreteras y vías férreas o bien zonas de riesgo adyacentes a infraestructuras críticas y áreas pobladas. Esta inversión estratégica promete mejorar significativamente la seguridad pública, proteger activos valiosos, optimizar los gastos de mantenimiento y construir un futuro más resiliente frente a las crecientes amenazas de los georiesgos naturales.