Estabilidad de taludes. Control y monitoreo en vías de alta capacidad

 Antecedentes

Nuestro cliente es una empresa multinacional líder en la gestión de infraestructuras viarias de alta capacidad y soluciones inteligentes de movilidad, con presencia en 10 países y una facturación superior a los 5.000 millones de euros.

Impulsor de soluciones innovadoras para una movilidad más eficiente, segura y sostenible, invierte en tecnología, ingeniería y construcción más de 1.000 millones de euros al año, para mejorar la experiencia de los clientes que utilizan las vías.

Las infraestructuras de transporte requieren de una gestión y mantenimiento continuas. Existen multitud de activos que requieren un especial control y seguimiento, en particular los firmes, puentes, túneles, muros de contención, taludes, etc. Existen programas de gestión de todos, existiendo múltiples tecnologías de control del estado de los distintos componentes que forman parte del activo. 

El reto

Para el control de los taludes de más de 5m se realizan inspecciones oculares. Esta actividad por tanto presenta cierto grado de subjetividad y no se dispone de tecnologías globales que mejoren la relación calidad/coste, reduzcan los errores de apreciación, pongan de manifiesto patologías no visibles que especialmente permitan anticipar acciones que minimicen el riesgo de eventos de colapso

Existen distintos tipos de taludes: naturales o artificiales (de tierras de relleno), con muros de contención, de roca o tierra, con vegetación abundante… (se adjuntan fotografías con ejemplos).

El proceso actual consiste en realizar visitas periódicas a cada uno de los taludes para su inspección visual (no automatizada), chequeando una serie de parámetros y cumplimentando un formulario de inspección (se adjuntan ejemplos de los formularios de un talud correspondientes a 3 años consecutivos).

En algunos casos existe una ficha inventario del talud, correspondiente a un estudio geológico detallado, que sirve de punto de partida (se adjunta ficha de ejemplo).

En función de lo que el inspector aprecia y de los parámetros de la ficha, se establece un nivel de estado-riesgo del talud, y su clasificación conforme a unos índices de riesgo para cada caso y se decide si requiere alguna actuación para la disminución del mismo.

La principal dificultad es la "identificación del riesgo de derrumbe”, antes de que ocurra, pues cuando empieza ya es tarde para actuar; 

* Nota: Es necesario darse de alta en el reto para tener acceso a los anexos.

Lo que el cliente está buscando

El cliente busca alternativas eficientes para la gestión y control de estabilidad de taludes de más de 5m, ante los principales eventos como: Condiciones atmosféricas, Sismos u otro y así disponer de indicadores de preaviso, monitoreo de incidentes y movimientos anómalos con el fin de minimizar los riesgos.

Además de propuestas de especialistas en taludes, se desea encontrar soluciones de otros solucionadores como por ejemplo:

- empresas de otros sectores

- centros tecnológicos y startups 

- ingenieros o académicos a título individual o en equipos

que propongan enfoques innovadores, en cuanto a metodología y procesos, parámetros de medida, única o múltiples tecnologías de monitoreo, enfoques colaborativos, o cualquier otro elemento disruptivo.

Para conseguir este objetivo, se quiere avanzar en algunos de los indicadores que pueden servir de ayuda (mostrados en el anexo). Se admiten soluciones parciales, que sean capaces de medir alguno de los indicadores solicitados. así como ideas fundamentadas y desarrolladas que conduzcan a la consecución del objetivo.

Dado que existen miles de taludes, mantenerlos todos monitorizados es costoso, por lo que se necesitará emplear distintas tecnologías para su monitorización y clasificación en función de su tipología, estado y riesgo. 

Es presumible que existan distintas soluciones que sumadas optimicen el factor coste-riesgo: una tecnología de bajo coste para una gran mayoría de taludes de riesgo bajo, y otras soluciones de mayor coste cuando un mayor riesgo lo justifique.

El objetivo principal es por tanto implementar un sistema que automatice la monitorización de taludes y mejore el actual grado de anticipación a los daños y minimice los riesgos. Dicho sistema será validado mediante una o varias pruebas piloto. Este sistema deberá ser capaz de ir aprendiendo y mejorando su eficiencia.

Descripción del sistema

Se busca un sistema completo, o una solución que sea parte del sistema, que incluya, en todo o en parte, los siguientes puntos:

1. Datos de partida específicos de cada talud

El sistema debe incorporar, de forma automática (si fuera posible) o manual, los datos de partida de la ficha inventario de cada talud, o incluso calcular alguno de ellos por sí mismo, incluyendo por ejemplo: Ubicación, Tipología, Geología, Geometría, Datos históricos, etc.

2. Indicadores a medir de forma continua

El sistema debe ser capaz de medir de forma automatizada y con cierta periodicidad, mediante satélite, herramientas móviles, sensores, o cualquier otra tecnología, alguno o varios de los siguientes parámetros:

• Presencia de agua: Humedad de la tierra, regueros en superficie. pluviometría, niveles freáticos
• Movimiento de masas, deslizamientos (movimiento de puntos concretos del talud)
• Sistemas de sostenimiento y protección: Variaciones de carga, desplazamiento pernos de anclaje, rotura de malla
• Sismicidad: Magnitud, Frecuencia, Dirección y Ubicación de la fuente

3. Sectores a monitorear

Es conveniente que el sistema controle también el entorno del talud. Hoy se monitorea una longitud máxima de 1km paralelo al eje de la carretera y dentro del dominio de la carretera. Sería interesante para el análisis abarcar más allá del dominio de la vía, de forma que incluya accidentes geográficos cercanos (ríos o arroyos, por ejemplo) y otras variables específicas de cada talud.

4. Resultado: Índice de criticidad

Como resultado el sistema debe ser capaz de determinar si existe o no inestabilidad en el talud para poder asignar grados que indiquen la criticidad o nivel de riesgo para cada talud ante los principales eventos: Condiciones atmosféricas y Sismos; y disponer de indicadores de preaviso.

La solución propuesta deberá especificar, al menos:

• Indicadores: indicadores medidos, umbrales de alerta, fiabilidad estimada.
• Tecnología utilizada. Evidencias de utilización con éxito en algún proceso similar (o relacionado) documentado, si las hubiera.
• Algoritmos a utilizar. Consistencia, interpretación y especificación de datos.
• Idealmente, el sistema produce un Modelo digital 3D del talud detectado de riesgo
• Rellenar la plantilla resumen facilitada como anexo para cada una de las soluciones (subirla en formato excel comprimido en un archivo zip).

En el caso de proponer varias soluciones, se debe especificar cada una por separado (como solución independiente) y detallar en otro documento en qué casos se aplicaría cada una y cual sería el mix resultante para monitorizar el conjunto de taludes.

No se pretende reemplazar completamente la inspección visual, al menos de inicio, pero sí que sirva de ayuda, y que el sistema tenga una fiabilidad suficiente en las mediciones.

*Ver ANEXO “Descripción del sistema” donde se detalla cada apartado (es necesario darse de alta en el reto para tener acceso a los anexos).

Oferta para prueba piloto

Se deberá presentar una oferta para la realización de una prueba piloto en alguno de los taludes existentes. En esta oferta se debe precisar:

• Especificación de cómo se propone realizar la prueba piloto: Tecnología, alcance, equipamiento, tiempo estimado, etapas previstas y especificación del nivel de soporte ofrecido.

• Presupuesto, a definir por el solucionador (a priori se considerarán los 20.000 € de presupuesto base para el piloto, pero el importe será evaluado conforme a lo ofrecido y no está limitado a esta cantidad dependiendo de lo justificado técnicamente por el proveedor).

•  Perspectiva de escalado y convertirse en proveedor de la empresa en los distintos países del grupo.

Criterios de evaluación

Las propuestas serán evaluadas de acuerdo con los siguientes criterios:

• Evidencias de viabilidad del sistema (madurez de la solución, fiabilidad)

• Mayor simplicidad de la solución (requerimientos de espacio, de uso, de equipos…) y facilidad de implementación

• Frecuencia de disponibilidad de las medidas

• Menores costes estimados de la solución

Los 3 finalistas seleccionados tendrán una reunión con el cliente para defender su propuesta. Podrá haber uno o varios ganadores con soluciones complementarias.

Este es un torneo de 1 ronda con las siguientes presentaciones:

Un documento PDF que incluya los puntos descritos anteriormente.

Estructura y cronograma del torneo

Este es un desafío de una ronda con los siguientes plazos:

● 6 semanas para la presentación (el plazo termina el 24 de Julio de 2023)

● 4 semanas para la evaluación

Confidencialidad

Según términos y condiciones generales.

Propiedad intelectual

La propiedad de la PI y la cesión (o no cesión) de derechos de uso de la solución,  serán definidos por el participante en su solución propuesta.

En caso de no mencionar nada por el participante, se aplicarán los términos y condiciones generales.