Dam Safety management for 45 Dams

INTRODUCCIÓN

En el titular de presas más importante de España se ha implantado un programa integral de gestión de seguridad de presas con el fin de mantener y aumentar de forma eficaz la seguridad de 45 presas. A continuación se describen los trabajos relacionados con la auscultación que está realizando OFITECO.

En general se trata de los siguientes trabajos que interactúan entre ellos:

El reto principal consiste en crear un enlace directo y continuo entre estas actividades y, de esta forma, potenciar el beneficio de cada uno y aumentar la utilidad y calidad de la auscultación.

Los trabajos requieren un alto grado de coordinación, por un lado, por la distribución geográfica de las presas (la cuenca tiene una superficie de 85 362 km2) por otro lado, por la incorporación de un equipo multidisciplinario con especialistas en presas, geología, instalaciones eléctricas e informática.

Implantación, mantenimiento y actualización de la herramienta informática DAMDATA

Con el fin de gestionar la información y los datos de auscultación de forma eficaz, se ha optado por la implantación de la herramienta informática DAMDATA. Se han incorporado todas las presas en una base de datos centralizada y se ha personalizado la configuración de cada presa en función de sus características y del sistema de auscultación instalado.

Puesto que se construyeron las presas a lo largo de más 100 años, se dispone de una gran variedad de tipos de sensores y datos de lectura. Se ha recopilado toda la información disponible e incorporado los sensores con sus datos históricos, fórmulas y constantes. Se han incorporado más de 5000 sensores, algunos de ellos con datos de más de 30 años.

Ejemplo de configuración de sensores

Gracias a un motor de cálculos transparente y programable, se ha podido incluir cualquier sensor con sus fórmulas y datos específicos. Algunas de las presas disponen de datos de varias décadas y el sistema de auscultación de todas las presas ha sido mejorado continuamente, lo que requirió incluir cambios de lecturas origen y recalibraciones.

Ejemplo de configuración de fórmulas

Seguimiento continuo del comportamiento de presas

Para conocer el estado actual de las presas se realiza un control continuo de todos los datos de auscultación. Teniendo en cuenta la gran cantidad de datos aportados en todas las presas, ha sido necesario incluir, por un lado, un control automático y, por otro lado, mostrar los datos de forma clara y estructurada para facilitar la revisión manual.

De los sensores automatizados se guarda automáticamente un valor diario en la base de datos y, de los otros sensores, se incorporan los datos según la frecuencia de lectura manual. A través de la opción SCADA de DAMDATA se muestra el último valor disponible de cada sensor sobre plano. Para ello, se prepararon diferentes vistas personalizadas para cada presa para mostrar los sensores con su lectura, en función de su ubicación.

Ejemplo de SCADA

También se incorporaron los umbrales establecidos en las Normas de Explotación y Planes de Emergencia y se comparan automáticamente con los datos de lectura. Los umbrales son tanto de tipo constante como variable, en función del tiempo, el nivel de embalse y la temperatura. Mediante la utilización de diferentes colores se indica el estado de alarma de los datos obtenidos y el funcionamiento del sensor en las pantallas SCADA.

Toda la información recogida en el DAMDATA es sujeta a una depuración automática y manual, la cual se realiza por ingenieros expertos en seguridad de presas, tras un riguroso análisis.

Instalación y mantenimiento de sistemas de auscultación y automatización

Para garantizar la toma de datos fiables y continuos con la precisión requerida es imprescindible asegurar un buen funcionamiento del sistema de auscultación. Esto se consigue a través de un programa de mantenimiento preventivo y correctivo de todos sus elementos como sensores y sistemas de automatización y comunicación. En el siguiente cuadro se muestran las diferentes tareas que se están realizando:

Se realizan visitas de comprobación con la finalidad de inspeccionar, calibrar y poner en marcha de los sistemas de auscultación, informando de su estado y proponiendo posibles mejoras para solucionar los problemas que puedan haber sido detectados. Asimismo, se aprovechará para indicar al personal encargado de la presa, las principales tareas de mantenimiento que deban realizar regularmente. Estos trabajos realizados por especialistas en sistemas e instalaciones eléctricas trabajan estrechamente con los expertos en auscultación y presas con el fin de cumplir con las necesidades de seguridad de cada presa.

Inspección visual de presas

La inspección visual es una de las tareas más importantes de la auscultación de presas. A parte de inspecciones diarias por parte de los encargados de la presa, los especialistas en presas realizan inspecciones visuales más profundas, tanto en lo que respecta a la obra civil, como en lo relativo a los sistemas de auscultación, tanto manuales como los sistemas automáticos de adquisición de datos. Las observaciones realizadas se utilizan para confirmar y completar la información obtenida a través del sistema de auscultación.

Las observaciones realizadas se reflejan en informes descriptivos y una gran cantidad de fotos. Para aclarar detalles sobre ubicación y dimensiones, se muestran las fotos de interés especial sobre planos.

Plano de inspección visual del paramento de aguas abajo de la Presa de Santolea

Lecturas Manuales

Los encargados de las presas realizan lecturas manuales según las indicaciones de las Normas de Explotación. Esto se reflejan también en la configuración de DAMDATA de tal forma, que se incluyen las Hojas de Campo personalizadas en función del tipo de lectura manual (diaria, semanal, mensual, etc.). Desglosan todos los sensores que se tienen que leer en el orden del recorrido u ordenado por tipología, según las preferencias del técnico. Además, incluyen siempre el último valor de lectura que permite una comprobación inmediata en campo del valor tomado.

Ejemplo de una hoja de campo creado por  Damdata

Ejemplo para la planificación de las lecturas

Después de la realización de las lecturas, los encargados suben los datos desde el ordenador de la presa directamente a la base de datos a través de internet. Para ello, DAMDATA dispone de un menú personalizado para cada presa que convierte automáticamente los datos de lectura en valores ingenieriles.

Evaluación del comportamiento y determinación del nivel de seguridad

Aparte del seguimiento diario de los datos de auscultación se realiza periódicamente una evaluación más profunda de los datos y observaciones obtenidas durante la inspección visual. El objetivo principal es mostrar toda la información de forma clara y descriptiva con el fin de facilitar la evaluación del comportamiento de cada presa. El resultado consiste en la determinación del nivel de seguridad y en la elaboración de propuestas de actuaciones a llevar a cabo.

Metodología aplicada para la evaluación del comportamiento y determinación del nivel de seguridad

Un elemento clave, en la interpretación de los datos de auscultación, consiste en su representación gráfica. Para ello se utiliza la función de maquetación de DAMDATA, que permite comparar diferentes variables, entre ellas, en una hoja con varios cajetines e imágenes. De esta forma se pudo agrupar sensores instalados en la misma cota o sección y compararlas directamente con las variables exteriores. También se incluyen imágenes con el convenio de signos e información sobre la ubicación de los sensores.

Ejemplo de la evolución temporal de un péndulo comparado con las variables exteriores.

Además, se preparan planos donde se indican los valores obtenidos con sensores clave como las subpresiones, isotermas o movimientos en coronación.

Presentación de isotermas y movimientos de péndulos sobre plano.

Conclusión

Los trabajos que se realizan en el campo de la auscultación, han permitido aumentar considerablemente el conocimiento sobre el estado actual de cada una de las 45 presas y ampliar la utilidad de la auscultación.

Al incorporar los datos en la nueva base de datos de DAMDATA, se ha aprovechado para depurar datos históricos y revisar las configuraciones de los sensores. De esta forma, se ha podido mejorar la calidad de los datos, tanto los históricos como los actuales. El mantenimiento continuo del sistema de auscultación ha mejorado su funcionamiento y ayudado a aumentar la cantidad de datos fiables.

Gracias a la utilización de la herramienta DAMDATA, se ha facilitado el proceso de interpretación de datos, desde su lectura, hasta la preparación del informe de comportamiento y el seguimiento en tiempo real. Siendo una plataforma en entorno web, expertos de diferentes oficinas han podido, al mismo tiempo, tener acceso a la misma información actualizada.

Al disponer de los datos en tiempo real, se ha podido enlazar la auscultación con las Normas de Explotación y los Planes de Emergencia y, de esta manera, desarrollar una solución integral para la gestión de seguridad de las presas.