En el control de infraestructuras civiles, la instrumentación geotécnica juega un papel fundamental para asegurar la estabilidad y seguridad de obras como túneles, taludes, presas, edificios o acuíferos. Medir las deformaciones del terreno o de las estructuras permite detectar a tiempo movimientos potencialmente peligrosos y tomar medidas preventivas.

Detektia ofrece soluciones avanzadas de control de deformaciones basadas en tecnología satelital InSAR que se pueden combinar eficazmente con datos de instrumentación tradicional (inclinómetros, piezómetros, extensómetros, etc.) para brindar una visión integral del comportamiento de la infraestructura. Por ejemplo, las imágenes InSAR abarcan grandes extensiones de terreno de una sola vez, complementando las lecturas puntuales de instrumentos in-situ. Esta combinación de control remoto y local permite ofrecer servicios especializados para supervisar deformaciones en obras de construcción de túneles, taludes, presas, edificaciones entre otros, proporcionando tanto cobertura espacial amplia como precisión en la medición.

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En este artículo técnico nos centramos en los extensómetros, describiendo qué son, cómo funcionan, sus tipos, usos, consideraciones de instalación y mantenimiento, y su integración con la tecnología InSAR.

¿Qué es un extensómetro?

Un extensómetro es un instrumento de medición geotécnico diseñado para cuantificar deformaciones o desplazamientos en un material (suelo, roca o estructura) bajo diversas condiciones de carga. En esencia, su función principal es medir cambios de longitud entre dos puntos a lo largo de una dirección fija en el tiempo.

Al instalar un extensómetro fijando un punto de referencia (por ejemplo, en una estructura o en el terreno estable) y un punto de medida en la zona que se deforma, el instrumento detecta cualquier variación en la distancia entre ambos. Estas variaciones indican deformaciones del terreno o de la estructura, ya sea debida a subsidencia del terreno, levantamientos o desplazamientos relativos.

Los datos proporcionados por extensómetros son muy valiosos para evaluar el comportamiento y la estabilidad de obras geotécnicas como túneles, puentes, taludes o muros de contención​. De hecho, uno de los usos clásicos de los extensómetros es en la vigilancia de la deformación de presas (por ejemplo, en programas de rehabilitación de presas de materiales sueltos) donde ayudan a monitorear asentamientos diferenciales a lo largo de la estructura.

En términos técnicos, un extensómetro puede considerarse un tipo de transductor de desplazamiento: convierte un desplazamiento físico (un cambio de longitud) en una indicación cuantificable. Esta indicación puede ser mecánica (por ejemplo, el movimiento de una aguja en un dial) o eléctrica (una señal analógica o digital proporcional al cambio de longitud).

La sensibilidad del extensómetro permite detectar deformaciones muy pequeñas; por ejemplo, ciertos modelos de laboratorio (usados en pruebas de materiales) pueden medir microdeformaciones. En el contexto de la ingeniería geotécnica de campo, los extensómetros típicos alcanzan precisiones del orden de fracciones de milímetro, suficientes para detectar movimientos incipientes en el terreno que pueden preceder a fallas mayores.

¿Cómo funcionan los extensómetros? Tipos existentes

El principio de funcionamiento de un extensómetro se basa en registrar la variación de distancia entre un punto fijo y otro punto sujeto a movimiento. Inicialmente se establece una longitud de referencia (cuando se instala el instrumento) y cualquier cambio respecto a esa longitud inicial indicará deformación.

El extensómetro debe estar correctamente calibrado para traducir la señal obtenida (desplazamiento mecánico, cambio de resistencia, frecuencia, etc.) en unidades de longitud (mm, por ejemplo). En fábrica o laboratorio se realiza una calibración aplicando deformaciones conocidas y ajustando la respuesta del sensor para asegurar que las lecturas en campo sean fiables. Además, el comportamiento es típicamente lineal dentro del rango de operación del extensómetro, lo que simplifica la interpretación: una cierta variación de señal corresponde proporcionalmente a un cambio de longitud determinado.

Dependiendo del diseño del extensómetro, existen distintas formas de medir esa variación. Cabe mencionar que la elección del tipo de extensómetro depende de la aplicación concreta, el rango de deformaciones esperado, el entorno de instalación y si se requiere lectura manual o remota. En muchos proyectos se usan varios tipos a la vez.

Por ejemplo, en una presa se podrían instalar extensómetros multipunto de varilla en el núcleo, fisurómetros en las estructuras de concreto para grietas, y extensómetros de superficie en la zona de contacto con el cimiento, cada uno aportando información complementaria. A continuación analizamos las diferentes variaciones:

Medición mecánica (longitudinal directa)

Son los más sencillos. Emplean sistemas puramente mecánicos para medir la deformación, como palancas o engranajes que amplifican un pequeño movimiento para hacerlo visible en un dial indicador​.

Un ejemplo típico es el extensómetro de varilla simple, compuesto por una varilla o barra anclada a cierta profundidad en el terreno y un punto de lectura en la superficie: la varilla se desplaza solidariamente con el terreno de fondo, y la diferencia de posición respecto a la boca del pozo (fija al terreno superficial) se mide con un reloj comparador en la cabeza del extensómetro.

Otro ejemplo son los fisurómetros para controlar la apertura de grietas en estructuras: consisten en dos placas unidas inicialmente, que se separan según la grieta se abra; mediante una pequeña regla o vernier se lee la separación. Estos dispositivos mecánicos tienen la ventaja de su simplicidad y no requieren alimentación eléctrica, pero normalmente solo proporcionan lecturas cuando se inspeccionan manualmente.

Este método es sencillo y robusto, pero generalmente requiere intervención manual para cada lectura y es útil para variaciones relativamente pequeñas (rangos típicos de centímetros en fisurómetros para apertura de grietas). En aplicaciones de campo, también se emplean extensómetros de cinta (cintas métricas especializadas, a veces digitales) para medir distancias entre dos puntos en taludes o estructuras, ofreciendo una forma portátil de monitoreo.

Medición con sensores eléctricos

Muchos extensómetros modernos convierten el cambio de longitud en una señal eléctrica. Un método muy común es mediante galgas extensométricas (strain gauges) acopladas a un elemento que se deforma. La galga es una pequeña lámina cuyo valor de resistencia eléctrica varía al elongarse o acortarse. Así, cuando el extensómetro se alarga o acorta, la galga sufre esa deformación y su resistencia cambia proporcionalmente.

Un circuito eléctrico traduce esa variación de resistencia en una señal de voltaje que, calibrada, corresponde al desplazamiento medido. De esta forma, el extensómetro convierte directamente la deformación física en datos eléctricos que pueden registrarse continuamente. Otros principios eléctricos utilizados incluyen potenciómetros lineales (la posición de un cursor en una resistencia varía con la longitud) o LVDTs (transductores inductivos de desplazamiento). En todos estos casos, el sensor proporciona mediciones remotas y continuas de la deformación.

En esta categoría entran la mayoría de extensómetros electrónicos utilizados hoy en día (exceptuando los de cuerda vibrante que se tratan aparte). Incluye extensómetros basados en galgas eléctricas resistivas, potenciómetros lineales, LVDTs y otros transductores. Tienen en común que convierten el desplazamiento en una señal eléctrica continua que puede registrarse mediante dataloggers.

Por ejemplo, un extensómetro de varilla con transductor puede incorporar en su cabeza sensores potenciómetricos: conforme la varilla se mueve, cambia la posición del potenciómetro y se genera una señal proporcional al movimiento. Muchos extensómetros multipunto modernos vienen equipados con sensores eléctricos en el cabezal, uno por cada punto de medida.

La ventaja principal es la automatización: es posible conectar estos extensómetros a un sistema de adquisición remoto, obteniendo datos en tiempo real o en intervalos regulares sin intervención humana. Son aptos para integración en redes de monitoreo y sistemas de alerta temprana. Deben calibrarse cuidadosamente y protegidos contra la humedad y temperaturas extremas, pero bien mantenidos ofrecen lecturas fiables en el largo plazo.

Medición por cuerda vibrante

Los extensómetros de cuerda vibrante incorporan un alambre tenso en su interior unido al punto móvil. Cuando cambia la distancia entre anclajes, varía la tensión del alambre, alterando su frecuencia de vibración natural. Un pulso electromagnético induce vibración en la cuerda y un sensor detecta la frecuencia resultante, la cual se correlaciona con la tensión y por tanto con el desplazamiento.

La tecnología de cuerda vibrante es muy apreciada en instrumentación geotécnica por su estabilidad a largo plazo y baja deriva: permiten transmitir señales a largas distancias con mínima atenuación, siendo ideales para monitoreo en sitios remotos o entornos adversos (son comunes en extensómetros instalados en presas y laderas inestables). Este tipo de extensómetro proporciona lecturas muy precisas y estables en el tiempo, comparables en exactitud a los niveles topográficos de alta precisión.

Constituyen una subcategoría de extensómetros eléctricos, a veces destacada por sus ventajas. Emplean la tecnología de sensor de cuerda vibrante descrita anteriormente, donde un cable tenso cambia su frecuencia de vibración según la deformación. Estos extensómetros pueden presentarse como extensómetros de barra de cuerda vibrante, en los que una varilla fija a un anclaje acciona la tensión de la cuerda en el cabezal, o como extensómetros de cuerda largos (en línea) donde el cable vibra a lo largo de una tubería entre el fondo y la superficie.

Su diseño les confiere alta estabilidad frente a cambios de temperatura y largas longitudes de cable, siendo muy utilizados en obras donde se requiere monitorización remota con mínima deriva (por ejemplo, en taludes monitoreados telemétricamente con estaciones remotas). Muchos piezómetros y celdas de presión en geotecnia usan también cuerda vibrante; en extensómetros su uso ha probado ser igualmente exitoso para obtener datos confiables incluso en condiciones adversas.

Medición óptica

Aunque menos habituales en obra civil, también existen extensómetros basados en tecnologías ópticas. Un ejemplo son los extensómetros láser interferométricos, que emplean interferometría para detectar cambios minúsculos en la distancia entre dos puntos midiendo los desfases en un haz láser. Estos dispositivos logran resoluciones extremadamente altas (del orden de micrómetros o menos), aunque suelen usarse más en laboratorio o en monitorización de estructuras especiales debido a su costo y requerimientos (alineación cuidadosa, protección del haz, etc.).

Otra tecnología emergente es la de fibra óptica (p. ej. sensores de fibra Bragg), donde las variaciones de longitud modulan la señal óptica en una fibra, permitiendo medir deformaciones distribuidas a lo largo de un cable.

En el caso de las de fibra óptica, están ganando terreno en monitoreo geotécnico porque una sola fibra puede actuar como extensómetro en múltiples puntos (medición distribuida continua).

Extensómetros multipunto

Son extensómetros diseñados para medir deformaciones en distintos niveles de profundidad dentro de un mismo sondeo o estructura. Consisten en múltiples puntos de anclaje a diferentes profundidades conectados a un único cabezal de lectura en superficie.

Un diseño típico de este tipo de exténsometros es el extensómetro de perforación multipunto de varillas (MPBX): se instala en un pozo vertical donde varias varillas de longitudes distintas conectan el cabezal en boca de pozo con anclajes situados en profundidad (cada varilla termina en un anclaje fijo a una cierta cota del terreno)​. De este modo, cada varilla mide el desplazamiento entre su anclaje y la boca del pozo (punto de referencia). En el cabezal se incorporan sensores (pueden ser eléctricos, de cuerda vibrante, o alojamientos para lecturas manuales) que registran cuánto se ha movido cada varilla respecto a la posición inicial​. Así, un solo instrumento proporciona medidas de asentamiento en múltiples niveles.

Los extensómetros multipunto son muy útiles para perfiles de terreno donde se desea saber a qué profundidad ocurre la mayor deformación o cómo se reparte el asentamiento total entre distintas capas.

Su instalación es más compleja, pues requiere perforación e instalación cuidadosa de cada varilla con separación y protección (a menudo se usa una tubería envolvente de PVC/nylon para evitar rozamientos con el terreno). Existen versiones miniaturizadas de extensómetros multipunto (como el modelo MEXID de Sisgeo) que caben en perforaciones de diámetro reducido (~50 mm) para minimizar invasividad.

Extensómetros de superficie (horizontales)

Además de los instalados en sondeos verticales, hay extensómetros diseñados para medir movimientos horizontales o inclinados. Un caso son los extensómetros de cable para grietas: se instalan a través de una grieta o junta en roca, fijando extremos a cada lado, de modo que si las paredes se separan o acercan, el cable registra ese cambio (similar a un fisurómetro pero con lecturas continuas).

También existen extensómetros de inclinación que combinan principios de inclinómetro y extensómetro para detectar tanto desplazamientos verticales como horizontales en una misma instrumentación (por ejemplo, la cadena DEX-S combina sensores extensométricos incrementales con sensores biaxiales de inclinación para dar un perfil 3D de deformación en perforaciones​). Aunque menos comunes, estos sistemas híbridos muestran cómo la instrumentación geotécnica evoluciona integrando múltiples mediciones en un solo dispositivo.

Usos de los extensómetros

Los extensómetros se usan ampliamente en ingeniería geotécnica, minería y obras civiles para monitorizar deformaciones críticas. A continuación, se resumen sus principales ámbitos de aplicación y las ventajas que aportan:

Taludes y laderas inestables

En monitoreo de deslizamientos de tierra, los extensómetros permiten la detección temprana de movimientos en el talud, incluso antes de que sean visibles en la superficie. Esto facilita alertar con antelación sobre posibles fallas inminentes y tomar medidas preventivas (drenajes, refuerzos, evacuación).

Al registrar la evolución de las deformaciones con el tiempo, también ayudan a evaluar la estabilidad de la ladera y determinar si la tasa de movimiento se acelera, indicando un posible colapso.

Otra aplicación es la verificación de modelos geotécnicos: los datos reales de desplazamiento medidos se comparan con predicciones numéricas, permitiendo calibrar y ajustar los modelos de estabilidad de taludes​.

Túneles y excavaciones subterráneas

En la construcción de túneles, cavernas o excavaciones profundas, se emplean extensómetros para controlar la convergencia (cierres) del macizo alrededor del vacío creado. Por ejemplo, instalando extensómetros radiales en un túnel es posible medir si los hastiales o la bóveda se están desplazando hacia el interior.

En Detektia hacemos uso de tecnología InSAR satelital para hacer seguimiento y control de deformaciones en túneles y obras subterráneas. Más abajo en este mismo artículo analizamos las sinergias entre el uso de tecnología satelital y extensómetros.

Las mediciones en túneles son cruciales para verificar la efectividad del sostenimiento y la estabilidad durante la excavación. Asimismo, en excavaciones a cielo abierto con muros pantalla o anclajes, los extensómetros de anclaje miden la relajación o deformación del terreno detrás de las pantallas.

Tanto en el caso de túneles y excavaciones, los extensómetros proporcionan datos continuos de la deformación inducida por la obra, sirviendo de control de obra para asegurar que las deformaciones se mantengan dentro de límites seguros.

Presas y diques

Las presas de tierra o relleno suelen experimentar asentamientos graduales y deformaciones internas durante su llenado y operación. Los extensómetros (particularmente los multipunto en perforación) se instalan atravesando el cuerpo de la presa para medir asentamientos en diferentes estratos. Estos datos ayudan a identificar posibles zonas de compresión excesiva o anomalías (por ejemplo, subsidencia localizada que podría indicar problemas internos). El uso de extensómetros puede combinarse con tecnología satelital para hacer seguimiento de deformaciones milimétricas en presas.

En presas de concreto, extensómetros embebidos (p.ej. de cuerda vibrante) miden la deformación del hormigón bajo carga y temperatura, aportando información sobre la salud estructural. La gran ventaja es que brindan un registro continuo y de alta precisión de cualquier cambio dimensional, complementando otros instrumentos de auscultación de presas.

Cimentaciones y edificios

En obras civiles y edificaciones, se utilizan extensómetros para monitorear el asentamiento de cimentaciones a lo largo del tiempo. Por ejemplo, en la construcción de un edificio alto, se pueden instalar extensómetros de varilla desde la base de la cimentación hasta estratos profundos estables; así se mide cuánto desciende la estructura respecto al terreno firme.

Esto permite verificar si los asentamientos están dentro de lo previsto en el diseño. En presas de concreto o muros, extensómetros de cuerda vibrante embebidos pueden detectar deformaciones unitarias (microdeformaciones) del material, ayudando a controlar la aparición de fisuras o fatiga en elementos estructurales.

Minería (tajos y túneles mineros)

En minería subterránea, los extensómetros controlan las deformaciones del techo y paredes de las galerías, advirtiendo sobre convergencias que puedan preceder a un derrumbe. En minería a cielo abierto, se instalan en los taludes de la mina para detectar movimientos inducidos por las voladuras o excavaciones continuas.

Igualmente, en depósitos de relaves o escombreras, se emplean para monitorear asentamientos del material almacenado. Su robustez y capacidad de medición remota los hacen adecuados en entornos mineros difíciles, permitiendo aumentar la seguridad de las operaciones.

Suelos y acuíferos

Los extensómetros de gran longitud se han utilizado para medir la compacción del subsuelo debido a extracción de agua o petróleo. En zonas de acuíferos explotados, como valles agrícolas, se instalan extensómetros de fondo de pozo anclados en profundidad para cuantificar la subsidencia del terreno y la compactación de capas acuíferas.

Estos instrumentos pueden distinguir cuánta deformación ocurre a diferentes profundidades del acuífero, proporcionando datos específicos por estrato que ayudan a entender dónde se está produciendo la compacción. La ventaja es que logran precisiones muy altas (sub-milimétricas), superiores a técnicas geodésicas más generales, siendo junto con nivelaciones de alta precisión de los métodos más exactos para medir hundimientos​. En combinación con registros de niveles freáticos, permiten correlacionar descensos del terreno con descensos de agua, cuantificando la pérdida de almacenamiento del acuífero.

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Ventajas del uso de extensómetros

En resumen, las virtudes de este instrumento incluyen:

1. Alta precisión local, detectando deformaciones imperceptibles visualmente;
2. Monitoreo continuo (si están automatizados) o periódicamente repetible, lo que permite construir curvas de deformación vs. tiempo y evaluar tendencias;
3. Profundidad de información, especialmente en configuraciones multipunto, revelando cómo se distribuye la deformación en profundidad, algo que métodos superficiales no logran;
4. Robustez y versatilidad, existiendo modelos para distintas condiciones (sumergidos, altas temperaturas, ambientes corrosivos) y rangos de medida. Como toda instrumentación, también tienen limitaciones: miden solo en el punto o sección donde se instalan (cobertura espacial limitada) y requieren instalación cuidadosa. Es por ello que típicamente se usan en conjunto con otros métodos de monitoreo para obtener un panorama completo de la infraestructura.

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Instalación de extensómetros, factores a tener en cuenta

La instalación adecuada de un extensómetro es crítica para garantizar la fiabilidad de sus datos. En proyectos geotécnicos, la instalación de extensómetros suele complementarse con la de otros instrumentos (inclinómetros, piezómetros, etc.), siguiendo un plan integral de auscultación. La coordinación en sitio asegura que, por ejemplo, un taladro para extensómetro no interfiera con un inclinómetro cercano. Un buen plan de instalación y registro de obra (documentar profundidad exacta de anclajes, materiales usados, fecha, etc.) garantiza que los datos obtenidos más adelante puedan interpretarse correctamente.

Cada tipo de extensómetro tiene consideraciones particulares, pero en general se deben tomar en cuenta los siguientes aspectos clave:

Planificación de ubicación

Antes de la instalación, se define dónde ubicar el extensómetro para capturar la deformación de interés. Se suelen escoger zonas donde se anticipan los mayores movimientos. Por ejemplo:

• En un talud inestable se instalarían extensómetros cerca de la supuesta superficie de falla o en la base del talud donde el desplazamiento relativo será más notable​.
• En una presa, se ubican en el eje central (para medir asentamiento máximo) y eventualmente cerca de los hombros.
• En un túnel, podrían ubicarse en la clave (techo) o hastiales para registrar convergencias máximas.

La correcta orientación también es importante: el extensómetro debe alinearse con la dirección esperada del movimiento (vertical para asentamientos, horizontal para aperturas de grietas, etc.).

Método de instalación según tipo

1. Extensómetros de varilla en perforación: Requieren perforar un sondeo del diámetro adecuado (ej. 50–100 mm). Luego se introducen las varillas con sus anclajes hasta las profundidades deseadas. Normalmente cada anclaje se fija mediante lechada de cemento (grout) para acoplarlo al terreno. Las varillas deben quedar libres dentro de un tubo guía (por ejemplo, un tubo de nylon o PVC) que evita que el terreno friccione contra ellas. Finalmente, el cabezal se fija en la boca del pozo (por encima o al ras del terreno) y se protege con una tapa o caja. Es esencial que el anclaje más profundo quede en una zona estable que no se mueva, para que las mediciones sean relativas a un punto fijo; de lo contrario, los datos serían relativos y no absolutos. Por eso, se suele perforar hasta roca firme o estrato estable si el objetivo es medir asentamiento absoluto del suelo blando sobreyacente.
2. Extensómetros de superficie (fisuras o entre bloques): Se instalan fijando pernos o placas a ambos lados de la junta o grieta a monitorizar. Luego el sensor (puede ser un transductor lineal, un cable, o un dispositivo mecánico) se monta entre esos anclajes. Se debe asegurar que los anclajes estén firmemente adheridos a la estructura o roca para que no haya holguras. Estos extensómetros a veces vienen en formato de juego de montaje con todos los accesorios (resina epoxi para pegar placas, etc.). Tras la instalación, se toma una lectura cero inicial que servirá de referencia para futuras mediciones.
3. Extensómetros incrustados (construcción de presas/estructuras): En algunas obras, los extensómetros (especialmente de cuerda vibrante) se colocan antes de colar concreto o de añadir relleno, quedando embebidos en la estructura. Por ejemplo, en una losa de concreto se pueden dejar embebidas varillas con sensores para medir su elongación bajo carga. O en un terraplén, se pueden instalar placas con varillas a distintas cotas conforme se va construyendo el terraplén (similar a los extensómetros de terraplén, formados por placas horizontales unidas por tubos telescópicos)​. La instalación embebida requiere proteger el sensor durante la obra y calibrarlo luego respecto a la posición final.

Protección y acabado

Una vez colocado el extensómetro, es vital protegerlo de daños externos. Se suele instalar alguna protección física en la zona: por ejemplo, una caja de registro en superficie que resguarda el cabezal de un extensómetro de pozo de golpes, lluvia o vandalismo. Los cables eléctricos se encauzan por tuberías o canaletas para evitar cortes.

Si el extensómetro está al aire libre, se impermeabilizan conexiones para que no entre agua (la humedad puede afectar seriamente las galgas eléctricas y conectores). Para extensómetros en perforaciones, se sella la boca del pozo para que no entre agua ni suciedad que pueda trabar las varillas.

En climas fríos, hay que prever protección contra heladas (agua congelada que pueda dañar componentes). La protección contra rayos también puede ser relevante: instrumentos conectados mediante largos cables pueden incluir protectores de sobretensión.

Verificación inicial

Tras la instalación, se realiza una lectura inicial (baseline) que servirá de referencia. Es recomendable, en el caso de sensores electrónicos, verificar su calibración in-situ: esto puede implicar aplicar manualmente un pequeño desplazamiento conocido (si es factible) o comprobar que la lectura en estado “cero movimiento” coincide con lo esperado.

También se suelen anotar condiciones ambientales (temperatura del momento) ya que factores térmicos pueden influir en la lectura inicial. Algunos proyectos dejan el extensómetro “reposar” un tiempo tras la instalación (especialmente si se usó grout que necesita fraguar) antes de considerar válida la lectura inicial.

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Mantenimiento de extensómetros, lo que debes saber

Aunque los extensómetros están diseñados para funcionar por largos periodos en condiciones difíciles, requieren mantenimiento periódico para asegurar la calidad de los datos. Las buenas prácticas de mantenimiento incluyen:

Inspecciones regulares

Se deben realizar visitas periódicas para inspeccionar físicamente el estado del extensómetro. En cada inspección se revisa que no haya daños visibles en el cabezal, cables sueltos o roídos, corrosión en partes metálicas expuestas, o acumulación de agua/barro en cajas de protección. Cualquier anomalía se registra y, de ser posible, se corrige en el momento (por ejemplo, apretar una conexión floja, limpiar un conector).

Verificación y calibración

Con el tiempo, los sensores pueden presentar deriva o cambios en su cero. Es recomendable recalibrar o al menos verificar la calibración del extensómetro cada cierto intervalo (anualmente, por ejemplo).

• En extensómetros eléctricos, esto puede implicar retirar el sensor y contrastarlo con patrones en laboratorio, o en campo si se cuenta con equipo portátil de calibración.
• Para extensómetros de cuerda vibrante, se puede comprobar la tensión de la cuerda en condiciones conocidas.
• En extensómetros manuales, la calibración es más simple – verificar que el cero del dial coincide con la posición de referencia física.

Si se detectan desviaciones, se recalibra ajustando la curva de calibración en el software de adquisición o reparando el sensor. Una calibración adecuada garantiza la precisión de las mediciones a lo largo de la vida útil.

Protección ambiental continua

A lo largo del tiempo, asegurar que las medidas de protección siguen funcionando. Por ejemplo, reponer o reparar sellos impermeables desgastados, repintar recubrimientos anticorrosivos, reemplazar tapas dañadas. Los factores ambientales (temperatura, humedad, ataques químicos) pueden afectar tanto al sensor como a la estructura que lo rodea. Por eso, a veces se instalan sensores de temperatura junto con el extensómetro para luego corregir las lecturas por efectos térmicos en el material (dilatatación de varillas, etc.). El mantenimiento incluiría verificar esos sensores auxiliares también.

Lecturas de control cruzado

Es útil comparar periódicamente las lecturas del extensómetro con mediciones independientes. Por ejemplo, si se tiene un punto topográfico cercano, verificar que ambos indiquen tendencias similares de movimiento (teniendo en cuenta que el extensómetro es local y el levantamiento es global). Si hubiera discrepancias grandes, podría indicar un problema en algún instrumento. También, si hay múltiples extensómetros redundantes (ej. dos en sitios cercanos que deberían registrar comportamientos parecidos), sus datos deben ser coherentes; de lo contrario, se investiga si alguno está fallando.

Reemplazo de componentes desgastados

Con los años, algunos componentes pueden requerir recambio. En extensómetros de varilla, las juntas o bujes guía pueden desgastarse (introduciendo holgura); en ese caso habría que reemplazarlos. En sensores eléctricos, los cables pueden dañarse y ser sustituidos.

Afortunadamente, muchos extensómetros están modulares – por ejemplo, los transductores en un cabezal multipunto pueden cambiarse sin tocar las varillas de fondo. Un mantenimiento cuidadoso prolonga la vida útil del sistema de instrumentación, que idealmente debería cubrir toda la duración del monitoreo del proyecto (muchas veces varios años o décadas en proyectos de gran envergadura).

Registro y documentación

Todas las acciones de mantenimiento (fechas de inspección, calibraciones, cambios de piezas) deben documentarse. Así, cualquier cambio en la respuesta del extensómetro puede ser entendido a la luz de esa historia (por ejemplo, una discontinuidad en la serie de datos podría coincidir con una recalibración hecha tal fecha).

Mantener un registro histórico forma parte del mantenimiento, facilitando también que diferentes personal técnico puedan dar continuidad al seguimiento de los instrumentos.

Integración de extensómetros con tecnología InSAR satelital

La integración de datos de extensómetros con la tecnología InSAR satelital permite lograr un sistema de monitoreo geotécnico mucho más completo y eficiente.

En la práctica, la integración de ambas tecnologías suele realizarse a través de plataformas de datos donde se combinan las series temporales. Por ejemplo, en Detektia integramos los datos InSAR con datos provenientes de extensómetros u otras fuentes de datos en la plataforma EyeRADAR.

El uso de una plataforma como EyeRADAR ofrece a los ingenieros geotécnicos una comprensión más completa del fenómeno: pueden ver que un asentamiento medido por satélite en una zona coincide con cierta lectura profunda en un extensómetro, reforzando la confianza en la interpretación. También facilita la comunicación de resultados a gestores de infraestructura, mostrando tanto mapas de deformación (gracias a InSAR) como gráficas en profundidad (gracias a extensómetros).

La amplia cobertura espacial e histórica del InSAR complementa la precisión y especificidad local de los extensómetros, resultando en una vigilancia más fiable y robusta de la salud de nuestras infraestructuras.

Cobertura espacial vs. profundidad local

El InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar) utiliza imágenes de radar satelital para medir movimientos de la superficie del terreno en grandes extensiones con alta densidad de puntos (miles de puntos de medición en áreas amplias)​. Puedes encontrar información detallada sobre la tecnología InSAR en este otro artículo.

En contraste, un extensómetro mide en un punto específico o a lo largo de un perfil puntual en profundidad. Al combinarse, el InSAR puede ofrecer el contexto general (¿dónde y cuánto se está deformando la superficie en toda la zona de interés?) mientras que los extensómetros aportan el detalle específico y en profundidad en ubicaciones críticas.

Por ejemplo, en la subsidencia de un valle por extracción de agua, el InSAR delineará el hundimiento en todo el valle y sus variaciones espaciales, mientras que un extensómetro en un pozo revelará a qué profundidad del terreno se concentra la compactación. De hecho, en estudios de acuíferos se ha observado que InSAR midió un hundimiento ligeramente mayor que el registrado por extensómetros de pozo profundo, indicando que parte de la deformación ocurría por debajo del último anclaje del extensómetro​.

Este tipo de hallazgo solo es posible gracias a la visión global de InSAR complementada con la medición puntual en profundidad del extensómetro.

Resolución temporal y alertas

Los satélites InSAR (como Sentinel-1 de la ESA) suelen proporcionar imágenes con una periodicidad semanal a quincenal. Esto significa que el InSAR entrega un seguimiento temporal más espaciado (aunque se puede densificar combinando múltiples satélites) y a posteriori de los eventos.

Por su parte, los extensómetros, especialmente si están conectados a sistemas automáticos, pueden ofrecer lecturas en tiempo real o con alta frecuencia (minutos, horas).

En un sistema integrado, los extensómetros pueden actuar como nodos de alerta temprana local: si uno detecta un movimiento abrupto o mayor a un umbral, puede activar alarmas inmediatas, mientras que el InSAR, al siguiente paso satelital, confirmará y mapeará la extensión de ese movimiento en la zona. Esta sinergia permite una vigilancia continua: lo macro y lo micro.

No obstante, también hay que destacar que el InSAR es muy adecuado para análisis retrospectivos de largos periodos​, construyendo series históricas de deformación en áreas donde quizás no se tenían instrumentos instalados, lo que ayuda a contextualizar las mediciones actuales de los extensómetros (por ejemplo, saber si el lugar ya se hundía desde hace décadas con cierta tendencia).

Validación y calibración cruzada

Integrar ambas fuentes de datos permite validar una con la otra. Por un lado, los extensómetros pueden servir para calibrar las mediciones InSAR en términos absolutos. Dado que InSAR mide típicamente deformación relativa (cambios entre épocas) y en la dirección de la línea de visión del satélite, tener un extensómetro nos da una medida absoluta in situ (por ejemplo, hundimiento vertical de 10 mm medido directamente). Este valor puede usarse para verificar que la deformación obtenida por InSAR en ese punto equivale a esos 10 mm (proyectando en la dirección line-of-sight). Si hubiera discrepancias, podría ajustarse el análisis InSAR o entender limitaciones (multidireccionalidad del movimiento, etc.).

Por otro lado, el InSAR sirve para detectar si un extensómetro está subestimando la deformación total porque parte del movimiento ocurre fuera de su alcance. Un caso documentado: en Antelope Valley (California) un extensómetro de 256 m de profundidad midió ~31 mm de subsidencia mientras que InSAR registró ~40 mm en la superficie, indicando que un ~20% de la compresión estaba ocurriendo debajo del extensómetro​. Asimismo, InSAR puede revelar deformaciones en áreas adyacentes donde no hay instrumentos; si el extensómetro muestra estabilidad pero InSAR detecta hundimiento cerca, podríamos decidir instalar instrumentos adicionales.

En ámbito de infraestructura, InSAR también ayuda a optimizar la localización de extensómetros: sabiendo dónde la deformación superficial es máxima, se pueden colocar extensómetros puntuales allí para investigar en profundidad (evitando perder instrumentos en zonas menos activas).

Complementariedad para diferentes escalas de proyecto

En proyectos lineales extensos (p. ej. largas líneas ferroviarias, canales, tuberías), sería inviable instrumentar cada segmento con extensómetros por costo y logística. El InSAR proporciona un barrido completo identificando “puntos calientes” de deformación a lo largo del trazado. Luego, se pueden instrumentar esos puntos críticos con extensómetros u otros sensores, combinando el seguimiento masivo de InSAR con el detalle local.

Por el contrario, en un sitio muy puntual (ej. un edificio), quizá se instalen unos pocos extensómetros; el InSAR aportará información de si los terrenos circundantes también se deforman (influencia regional) o si el movimiento es únicamente de la estructura. Integrar ambos da una visión multiescala.

Limitaciones y consideraciones

Por supuesto, la integración debe considerar las limitaciones de cada técnica. El InSAR puede verse afectado por la vegetación densa o cambios en la superficie (pérdida de correlación), y tiene una incertidumbre en la medición que suele estar en el orden de unos pocos milímetros.

Los extensómetros, aunque precisos, miden solo en su entorno inmediato. De ahí que la filosofía recomendada en muchos casos de monitoreo geotécnico moderno es utilizar InSAR como herramienta de reconocimiento y seguimiento global, y extensómetros e instrumentación clásica para el seguimiento detallado​. De hecho, organismos técnicos han concluido que para el seguimiento de la evolución de inestabilidades específicas, lo ideal es complementar InSAR con técnicas clásicas como extensómetros y levantamientos topográficos.

Este enfoque híbrido aprovecha las fortalezas: el extensómetro confirma y cuantifica exactamente la deformación en profundidad, mientras el InSAR asegura que no se nos escape ningún movimiento en el panorama general.

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Referencias, atribuciones y bibliografía

• Measuring Human-Induced Land Subsidence from Space, USGS: https://pubs.usgs.gov/fs/fs06903/pdf/fs06903.pdf#:~:text=structurally%20controlled%20by%20the%20Eglington,While.
• Utilización de tecnologías insar para el control de movimientos del terreno: https://www.spancold.org/wp-content/uploads/2017/12/JT_Auscultacion_20171019_09_F_Jose_Conesa_y_Maria_Chacon.pdf.
• La imagen de portada que muestra un puente ha sido descargada desde Freepik.
• La figura 1 que muestra un extensómetro con sistema de radiotelemetría se ha descargado desde este enlace. Autor: Jfoster7991, CC BY-SA 3.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons.
• La figua 2 que muestra un operario trabajando con un extensómetro se ha descargado desde este enlace. Autor: Imagen: Jfoster7991, CC BY-SA 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, via Wikimedia Commons.
• La figura 3 que muestra una vista de una montaña con taludes y laderas ha sido descargada desde Freepik en este enlace.
• La figura 4 con la imagen del túnel ha sido descargada desde Freepik en este enlace.
• La figura 5 que muestra una imagen de una presa ha sido descargada en Freepik desde aquí.
• La figura 6 que muestra una estructura de hormigón de un edificio se ha descargado en Freepik desde esta página.
• La figura 7 que muestra una mina se ha descargado desde Freepik.
• En la figura 10 en la que se ve un satelite y un extensómetro, la imagen satelital de la izquierda ha sido descargada desde Freepik.
• En la figura 10 en la que se ve un satelite y un extensómetro, la imagen del extensómetro de la derecha ha sido descargada desde Wikimedia Commons. Autor: Jfoster7991, CC BY-SA 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, via Wikimedia Commons.