Actuaciones sobre innovación

Análisis de seguridad de la presa del Quiebrajano a partir de modelos de datos basados en inteligencia artificial.

Confederación Hidrográfica del Guadalquivir

El reto

La presa de Quiebrajano (Jaén), construida en 1976, es una presa bóveda de gran esbeltez que desarrolló desde el inicio de su explotación una fisura en el pie de aguas abajo de la estructura.

Para poder detectar en el menor plazo posible cualquier anomalía de comportamiento que evidencie un potencial fallo del conjunto presa-cimiento, era necesario dotarla de herramientas avanzadas que evaluasen los datos proporcionados por su sistema de auscultación de una manera ágil, objetiva y precisa.

¿Qué hicimos?

Desde ACIS2in creamos modelos de datos basados en métodos de machine learning capaces de predecir el comportamiento de la presa a partir de su evolución histórica. Así, mediante el contraste con las lecturas del sistema de auscultación, hicimos posible la detección temprana de comportamientos anómalos de la estructura.

De manera complementaria, del análisis de los modelos desarrollados se desprende información relevante para el conocimiento del funcionamiento real de la presa, ofreciendo herramientas adicionales para aumentar la seguridad de la explotación.

Informe preliminar sobre la mejora de la seguridad hidrológica de la presa de Plandescun, Huesca.

Confederación Hidrográfica del Ebro

El reto

En algunos casos, como el que nos ocupa, la consideración de avenidas de diseño diferentes a las empleadas durante la definición original de las obras puede dar lugar a que las presas funcionen en situación de sobrevertido por agotamiento de los resguardos, proceso para el que la mayoría de ellas no fueron diseñadas ni cumplen con los requisitos de seguridad actuales.

Por ello, nuestro objetivo ha sido plantear soluciones que garanticen la seguridad de estas infraestructuras a un coste razonable.

¿Qué hicimos?

La presa de Plandescun, con 22 m de altura sobre cimientos, responde a una tipología de materiales sueltos con pantalla impermeabilizante de hormigón.

Para resolver el problema de seguridad hidrológica, en ACIS2in planteamos hacer uso de:

  • Un aliviadero de emergencia sobre la presa.
  • Un pretil a lo largo de la coronación que permitiría la sobreelevación de la lámina por encima de la actual cota de coronación.
  • Bloques prefabricados en forma de cuña o losas convencionales de hormigón armado para el canal de descarga, resultando ambas soluciones factibles y técnicamente solventes para su función
  • Un trampolín de lanzamiento para la devolución del agua al río.

La solución planteada y definida a nivel preliminar ha permitido hacer una estimación del coste, incluyendo también los trabajos de proyecto, modelación numérica y ensayo en modelo físico de gran tamaño.

Análisis de auscultación y establecimiento de umbrales a partir de modelos de datos basados en inteligencia artificial.

Iberdrola

El reto

Realizar una propuesta de revisión de umbrales de emergencia que considere comportamientos irreversibles, sustituyendo los umbrales constantes tradicionales por expresiones variables en función del tiempo u otras variables causales.

¿Qué hicimos?

La declaración del Escenario 0 de Emergencia en presas se realiza fundamentándose en la superación de unos determinados umbrales fijados sobre variables de comportamiento medidas en el sistema de auscultación de las presas. Estos umbrales se fijan, normalmente, mediante valores límite, constantes en el tiempo.

Algunas presas presentan fenómenos evolutivos irreversibles que hacen que el valor de determinadas variables de comportamiento se vaya incrementando con el tiempo. En función de la naturaleza y grado de desarrollo del fenómeno, este puede resultar, o no, un problema para la seguridad de la presa. Cuando esta evolución no supone un riesgo, los umbrales uniformes convencionales pueden verse superados. En estos casos se hace necesario establecer otro tipo de umbral de emergencia que contemple este comportamiento irreversible.

Para ello, es necesario identificar y caracterizar la tendencia irreversible y determinar la evolución esperable para unas condiciones de explotación de la presa similares a las registradas.

Para abordar esta actuación, desarrollamos modelos predictivos basados en métodos de machine learning, entrenados a partir de los datos de auscultación de la presa.

Tras su interpretación, identificamos los mecanismos fundamentales de funcionamiento de la presa, así como la componente irreversible, y establecimos los criterios de respuesta en función de las principales acciones que intervienen en su comportamiento. A partir de estos resultados, efectuamos una propuesta de revisión de los umbrales de las variables involucradas en el Plan de Emergencia de la presa.

Anteproyecto de la instalación de ensayos de OVERCOME (International Research Programme on Overflowing Erosion of Dams and Dikes).

Électricité de France (EDF)

El reto

El proyecto OVERCOME es una iniciativa internacional de I+D promovida por EDF con la participación de HRW y la Universidad Politécnica de Madrid para la investigación de la rotura de presas por sobrevertido.

Nuestro objetivo ha sido la ejecución de una instalación de ensayos en campo, concretamente en la cola del embalse de Laverné (Ejea de los Caballeros, Zaragoza) con el apoyo de la Confederación Hidrográfica del Ebro.

¿Qué hicimos?

Desde ACIS2in hemos participado en el diseño de dicha instalación, de la que inicialmente se predefinieron 6 alternativas que fueron comparadas entre sí.

Además, incluimos el desarrollo del anteproyecto de una de las alternativas planteadas, detallando sus componentes principales y completando el diseño con diversos elementos y mejoras.

Todos los elementos han sido medidos y valorados a precios locales actualizados para obtener el presupuesto de las obras previstas. El informe final se ha estructurado atendiendo a los dos objetivos perseguidos, que eran la descripción y justificación de las principales instalaciones previstas para realizar las pruebas del proyecto OVERCOME y el desarrollo de los elementos necesarios para estimar el costo de dichas instalaciones:

  • Planos básicos y figuras de las instalaciones.
  • Medición y evaluación de las diferentes unidades constructivas.
  • Presupuesto de las instalaciones.
  • Resumen y comparación del presupuesto obtenido con anticipos presupuestarios anteriores.
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