El Valor de la Precisión en el Monitoreo de Estabilidad de Taludes (SSR)

Jefe de Geotecnia de GroundProbe, Peter Saunders
¿Qué es la precisión?
En el campo del monitoreo geotécnico de estabilidad de taludes, tendemos a usar mucho la palabra «precisión».
¿Qué tan preciso es cierto instrumento? ¿Necesitamos que sea tan preciso? ¿Cuándo y por qué necesitamos instrumentos de alta precisión?
En primer lugar, vale la pena detenerse y comprender la definición de la palabra en sí, específicamente en el contexto del monitoreo geotécnico, y en qué se diferencia de «repetibilidad» y «exactitud».
La precisión es el grado de variabilidad entre una serie de mediciones repetidas, o la extensión de esa distribución, la desviación estándar. La precisión es la diferencia entre el valor medido y el valor real, una medida de la media de una distribución de valores medidos.
La precisión también depende, en cierta medida, de los procesos aplicados durante la adquisición de datos y la calidad de la instrumentación que se utiliza. Podemos medir la distancia/rango con una cinta métrica con bastante precisión, pero el instrumento en sí carece de precisión y el proceso de estirar una cinta sobre una distancia puede hacer que los resultados sean aún menos precisos.
La repetibilidad es quizás un término «menos científico», pero puede relacionarse con la precisión. Depende del entorno, los procesos de adquisición de datos, el tiempo, etc. Las condiciones durante la recolección de cada muestra deben ser las mismas, y las mediciones generalmente deben tomarse con un intervalo de tiempo corto.
Los láseres pueden medir distancias y ángulos con mucha exactitud. Estaciones robóticas pueden ser inclusive más exactas comparadas con el uso del teodolito. Los láseres deben ser muy precisos para detectar pequeños prismas con un haz de luz estrecho a grandes distancias. Sin embargo, la repetibilidad puede ser baja debido a factores ambientales y depende del método de adquisición de datos (es decir, manual vs. automático). Un ejemplo en el que la repetibilidad afecta el resultado final: intentar co-registrar dos nubes de puntos generados por un escáner láser en movimiento en diferentes momentos sobre la misma superficie, para medir el desplazamiento de la superficie que ocurrió durante el tiempo entre escaneos. La repetibilidad es baja y, por lo tanto, la exactitud de la medición del desplazamiento entre los dos escaneos es baja, pero el instrumento en sí es extremadamente preciso y muy exacto.
¿Por qué valoramos la precisión para el seguimiento de taludes?
La respuesta corta es que medir el rango o el desplazamiento con mucha precisión permite que un ingeniero geotécnico operativo identifique una tendencia en los datos de desplazamiento más pronto.
¿Por qué es necesario?
La identificación temprana de un cambio en la tendencia de desplazamiento o algún aumento en la tasa esperada de fluencia, puede ser un indicio de una inestabilidad futura. La identificación más temprana posible de alguna inestabilidad potencial debería facilitar una respuesta proactiva, tal vez un cambio en la estrategia de planificación de la mina a corto plazo o en la secuencia minera que evitaría la inestabilidad catastrófica futura y las pérdidas de producción asociadas.
Cuanto más precisos sean los datos, más fácil será responder las tres preguntas que todo operador de radar debería hacerse todos los días al analizar e interpretar datos generados por el radar o de cualquier otro instrumento de medición de desplazamiento:
¿Se mueve el talud? ¿Qué tan rápido se mueve? ¿Se está acelerando?
Datos de alta precisión frente a datos de baja precisión
Los datos de baja precisión ciertamente tienen su lugar y se usan regularmente para medir la tasa de deformación a lo largo del tiempo; simplemente toma más tiempo. Generalmente, los requisitos de tamaño, costo y mantenimiento del archivo son mucho más bajos para datos de baja precisión y las aplicaciones son muy diferentes. Podemos medir, con bastante exactitud, la tasa de fluencia en el talud con datos de prisma recopilados utilizando métodos tradicionales de levantamiento manual durante muchos meses o incluso años. En tiempos más recientes, las estaciones robóticas han permitido recopilar datos más precisos, lo que permite la identificación de tendencias en ventanas de tiempo más cortas. Sin embargo, la repetibilidad es menor con LiDAR que con el radar de estabilidad de taludes debido a la mayor susceptibilidad de los láseres a la contaminación de datos atmosféricos. Para la identificación temprana de cambios muy pequeños en la velocidad en una ventana de tiempo corta, la medición de fase es más precisa y permite un tiempo de reacción más rápido debido a las condiciones cambiantes del talud donde se requiere una respuesta operativa rápida.
El radar en una mina a cielo abierto permite a los ingenieros geotécnicos medir la velocidad de la superficie de un talud en un período de tiempo muy corto. Esto se puede lograr gracias a una frecuencia de muestreo relativamente alta y a la muy alta precisión que se logra con la medición de fase.
Finalmente, comprender el valor y/o la necesidad de precisión nos ayuda como ingenieros operacionales/geotécnicos/de minería a seleccionar la tecnología más apropiada para nuestra aplicación específica de monitoreo de minas.