Instrumentación aplicada a la edificación (5) Extensómetros 1 de 2

3. DEFORMACIÓN ENTRE DOS PUNTOS.

3.1 EXTENSÓMETROS.

DESCRIPCIÓN DEL INSTRUMENTO

“Los extensómetros son instrumentos para medir el cambio de distancia entre dos puntos, cuya separación inicial se conoce. Se colocan de manera externa o interna en todo tipo de estructuras para determinar la magnitud de las deformaciones lineales, ya sean horizontales, verticales o con cualquier ángulo que se necesite”1.

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UTILIDADES

“Extensómetros se utilizan para medir los movimientos de tierra y roca a lo largo de un solo eje. Las solicitudes de extensómetros incluyen:

extensometro-instrumentacion-edificacion-02• Monitoreo de asentamiento en las excavaciones, fundaciones y terraplenes.

• Control del hundimiento anterior minas y túneles.

• Monitoreo de los movimientos en deslizamientos de rocas, muros y pilares.

• Monitoreo de consolidación del suelo bajo terraplenes y recargos.

• Monitoreo de la compresión de los pilotes y el suelo bajo montones.

• Monitoreo extendido en terraplenes.

• Monitoreo de la convergencia en las aberturas subterráneas, como túneles”2.

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FUNCIONAMIENTO DEL INSTRUMENTAL

“Los extensómetros se pueden clasificar según su colocación en externos e internos.  Son externos cuando se instalan sobre una superficie al aire, e internos cuando se instalan en el interior de una masa de suelo o roca.

 A su vez, tanto los externos como los internos, se pueden subdividir en mecánicos y eléctricos. Los primeros requieren de la lectura directa de datos mediante micrómetros, indicadores de carátula, cintas, etc.; mientras que los segundos están provistos con algún tipo de transductor, como el potenciómetro lineal, el transformador diferencial variable lineal, el transformador diferencial de corriente directa, el de reluctancia variable o el de cuerda vibrante”3.

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Además de todas estas variaciones tenemos que tener en cuenta que cada casa comercial y fabricante tendrá sus propias reglas a la hora de instalar el equipo, siguiendo pautas diferentes ya que cada instrumento tiene unas características particulares.

Debido a estas clasificaciones, además una instalación diferente, cada aparato tendrá una forma de trabajo totalmente diferente. Por lo tanto, describiremos cada particularidad en el listado de tipos de extensómetros que mostraremos más adelante.

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TIPOS DE EXTENSÓMETROS:

A la hora de clasificar los extensómetros, hemos optado por diferenciarlos según sus principales usos. Distinguimos dos grupos:

• SISTEMA PARA LA MEDIDA DE ASIENTOS:

– Extensómetro magnético:

“El extensómetro magnético  se emplea para medir los asientos en terrenos comprensibles y para controlar movimientos verticales en terraplenes, presas de tierra o diques fluviales.

El sistema está provisto de un tubo guía interno y de un tubo corrugado externo sobre el cual vienen montados los anillos magnéticos provistos de soportes para el posicionamiento, ya sea en perforaciones o en el cuerpo del terraplén. La columna queda anclada en profundidad en el terreno mediante un terminal de fondo provisto de un anillo de medición y en superficie mediante una cabeza de referencia.

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Este sistema se compone de una sonda, un enrollador de cable, una cinta milimetrada, un avisador luminoso y acústico, anillos magnéticos y un tubo de guía.

Los anillos se instalan a lo largo del tubo guía, intentando que de esta forma sean solidarios al terreno en el que están colocados y se comporten igual que éste, registrando los posibles movimientos ascendentes o descendentes”4.

El principio del funcionamiento se basa en la acción generada por los asientos del terreno sobre los anillos magnéticos, estos sufrirán un movimiento en dirección vertical igual al sentido del terreno o a la cota a la cual ha sido colocado el anillo.

Cuando la sonda se introduce en el tubo guía, al entrar en el campo magnético de los anillos magnéticos, hace que en la unidad de lectura se active el avisador acústico y luminoso. Es en este momento en el que se comprueba la profundidad de los anillos.

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Los extensómetros magnéticos se deben anclar a un terreno que se considere que no haya movimientos y siempre tomando la referencia en cabeza del mismo.

La cinta con la que se realiza la lectura está marcada milimétrica. Esta cinta es de acero recubierto, haciendo que sea fuerte y duradera.

En situaciones en las que se prevé un gran movimiento se colocan tubos telescópicos para dar mayor holgura al tubo quía sin que éste llegue a romper5.

– Extensímetro removible T-REX:

“Los extensómetros incrementales tipo T-REX, cuyo fundamento es la determinación de las deformaciones axiales producidas a lo largo de un sondeo a partir de las variaciones en la separación de puntos consecutivos distanciados entre sí inicialmente 1 metro, ha sido ideado para efectuar mediciones extensimétricas incrementales en roca, arcilla y terrenos suaves.

El grado de precisión en sentido vertical es del orden de 0.001mm, y por tanto su utilización está especialmente indicada en la instrumentación de túneles perforados en roca, donde es importante la detección de movimientos incipientes.

El sistema de medición incluye una sonda provista de un sensor magneto-astrictivo, cable operativo métrico con alma de acero y central digital portátil con batería externa en grado de suministrar la corriente de alimentación a la sonda.

Las mediciones vienen memorizadas en la central y fácilmente transferible a una computadora personal por medio de un cable serial (RS232) incluido en el equipo.

El sottware T-REX permite interpretar directamente los datos que llegan de la central y de retornar, en formato tubular o gráfico, el perfil deformado de la tubería de ensayo”6.

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– Extensómetros-Inclinómetros fijos

“Los extensómetros fijos se instalan en el interior de tuberías inclinométricas provistas de anillos magnéticos de referencia y permiten un seguimiento automático de alta precisión de los asientos del terreno o del terraplén dentro del cual han sido colocados.

Los extensómetros son instalados en el interior de una tubería vertical provista de anillos magnéticos de referencia y colgados a la profundidad deseada por medio de un cable de acero.

El extenso-inclinómetro está provisto de un sensor magneto-astrictivo y de un sensor inclinómetro biaxial: esta sonda está en condición de generar un perfil tridimensional de las deformaciones del sustrato en el cual ha sido instaladas.

Conectando las sondas al sistema de almacenamiento de datos, provisto de modem, se obtiene un sistema de seguimiento automatizado capaz de recopilar datos según las frecuencias de lecturas predeterminadas y de transmitirlas a un centro remoto”7.

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Trabajo Fin de Grado ANÁLISIS DE LA INSTRUMENTACIÓN APLICADA A LA EDIFICACIÓN cedido por María del Carmen Gómez López, Ingeniero de la Edificación (margomlop5@gmail.com)

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CITAS BIBLIOGRÁFICAS:
1: Comisión Nacional del Agua. Medición de Movimientos Internos. En: Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales, Boulervard Adolfo Ruiz Cortines. Manual de Mecánica de Suelos. Instrumentación y Monitoreo del Comportamiento de Obras Hidráulicas.Vol.1 Tlalpan, México,D.F. 2012. PAG. 1-135.
2: Rstinstruments.com. Canadá: RstInstrument;2014 (citado 3 marzo 2015) Disponible en: http://www.rstinstruments.com/MEMS.html
3: Comisión Nacional del Agua. Medición de Movimientos Internos. En: Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales, Boulervard Adolfo Ruiz Cortines. Manual de Mecánica de Suelos. Instrumentación y Monitoreo del Comportamiento de Obras Hidráulicas.Vol.1 Tlalpan, México,D.F. 2012. PAG. 1-135.
4: Sisgeo. Extensómetros y medidores de juntas. Catálogo Sisgeo. 2014 Vol: (2):16-18.
5: Sisgeo. Extensómetros y medidores de juntas. Catálogo Sisgeo. 2014 Vol: (2):16-18.
6: Sisgeo. Extensómetros y medidores de juntas. Catálogo Sisgeo. 2014 Vol: (2):16-18.
7: Sisgeo. Extensómetros y medidores de juntas. Catálogo Sisgeo. 2014 Vol: (2):16-18.