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Mejora de las defensas contra las inundaciones gracias a una modelización más precisa del oleaje

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El equipo de Druck seleccionó soluciones optimizadas

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Tipo de cliente: Consultoría hidrográfica y oceanográfica

Sector: Hidrología

Aplicación: Mediciones de rebase de olas a largo plazo

Solución: Plataforma de detección de presión UNIK5000 de Druck

La Autoridad Holandesa de Defensa contra Inundaciones tenía dificultades para planificar la altura y el estilo de construcción de diques para evitar inundaciones con un coste mínimo porque no dispone de datos precisos sobre el comportamiento del mar en condiciones de tormenta.

El reto del cliente
El Mar de Wadden y, en particular, el estuario de Eems-Dollard, en los Países Bajos, es un entorno marino complejo. Esto se debe a las numerosas islas, los canales de marea y la forma de embudo del Ems-Dollard. Combinados con los vientos locales, estos elementos tienen efectos inusuales en los niveles del agua y las olas, y plantean un reto para los modelos de predicción existentes. El cliente de Druck necesitaba una solución para medir las tormentas y el desbordamiento de las olas con el fin de mejorar los modelos de predicción existentes. Situados en los diques, los tanques de rebase de olas recopilan datos precisos sobre el oleaje y la marejada, para desarrollar año tras año la comprensión del nivel del mar con el objetivo de garantizar la seguridad de los ciudadanos ante la amenaza de catástrofes derivadas del calentamiento global. Estos modelos se utilizan para fijar la resistencia y la altura de los diques, de modo que la mejora de los modelos permita reducir el riesgo de daños en la costa holandesa minimizando el coste.

Los sensores necesarios para este trabajo se enfrentan a un entorno marino que se inunda alternativamente de agua de mar fría y se expone a condiciones atmosféricas variadas. Los sensores están situados en lugares remotos, transmiten datos por GSM y se alimentan de paneles solares y baterías. La profundidad del agua en cada tanque es relativamente baja, en torno a 1 m equivalente a sólo 100 mbar.

La solución de Druck
Para realizar las mediciones a largo plazo del efecto de las tormentas, se instalan dos "depósitos de transferencia de olas", uno encima del otro, en puntos clave del dique. Las olas suben por el dique y llenan parcialmente los depósitos. A continuación, se utilizan sensores para medir la cantidad de agua en las cubetas y la velocidad a la que el agua fluye fuera de ellas. Esto indica a los científicos cómo se comportan las olas.

El equipo de Druck seleccionó soluciones optimizadas de nuestra serie UNIK5000 para las 4 ubicaciones de cada emplazamiento. Se tuvieron en cuenta aspectos como el rango de medición, la precisión, la velocidad de respuesta, la compatibilidad de materiales, el consumo de energía, la protección contra la entrada, la potencia eléctrica y el precio.

El primer sensor seleccionado fue un UNIK5000 con número de pieza PDCR5031. Este sensor se instala a gran profundidad en alta mar y detecta la ola que entra en el tanque de monitorización. Cuando la ola entra en el tanque, este sensor enciende el resto del sistema, incluidos los demás sensores y el registrador de datos.

Para el sensor de nivel del tanque en el dique se seleccionó un UNIK 5700, número de pieza PTX57N2. Se instalaron cuatro, dos en cada depósito. Se utilizan para medir la altura del agua, que está relacionada con el rebalse de las olas en el tanque.

El segundo sensor en el tanque mide cómo fluye el agua de mar fuera del tanque a través de un canal de flujo calibrado. De nuevo, se especificó un UNIK 5700, número de pieza PTX57N2, esta vez con un rango de presión ligeramente superior.

Druck aconsejó al cliente que añadiera un barómetro para poder relacionar las condiciones con la presión atmosférica local. Se optó por un UNIK5000 adicional, número de pieza PDCR5021, con un rango barométrico de 750 a 1150 mbar, para disponer de un barómetro económico. La combinación de la profundidad del agua del mar, la altura de las olas, la profundidad del tanque, el caudal de salida y la presión barométrica, permite al cliente de Druck construir un mejor modelo de predicción de tormentas, así como proporcionar un análisis de tendencias.

El valor añadido de Druck
Druck ofreció soluciones robustas con un nivel adecuado de precisión a partir de sensores con una buena estabilidad que permitirán muchos años de recopilación de datos con un bajo coste de propiedad, todo ello del mismo proveedor.

Los distintos modelos se seleccionaron por diferentes motivos:

Se eligieron dos salidas de sensor, las salidas mV para el sensor de control en alta mar y el barómetro permitían utilizar menos energía. En estas ubicaciones, los sensores están permanentemente encendidos (y en la ubicación en alta mar funcionan a una frecuencia de muestreo rápida).
Los sensores de bajo consumo reducen la demanda de grandes y costosos paneles solares. La salida en mA de los sensores de los tanques permitió mantener lecturas muy precisas en los largos recorridos de los cables.
Por razones obvias, se eligieron cables moldeados por inyección totalmente sumergibles, excepto en el caso del barómetro, en el que se optó por un cable estándar de menor coste.
Se seleccionaron diferentes rangos de presión para las distintas aplicaciones, equilibrando las necesidades de datos de alta resolución con la protección frente a sobrepresiones perjudiciales.
Se optó por la construcción en titanio para evitar la corrosión en los lugares donde se alternan el agua de mar y el aire a medida que las olas se mueven de forma natural.