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control por visión multiespectral de los impactos ambientalesgenerados por los proyectos de obra civil empleando sensores

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VisionTech4Life es un proyecto de innovación tecnológica que pretende demostrar la aplicaciónpráctica de diversas tecnologías existentes para la detección y control de impactos ambientales enObra Civil basándose en sistemas de sensores desplegados en campo y emitiendo información entiempo real.

VisionTech4Life es un proyecto enmarcado en el concepto Internet de las Cosas (Internet of Things):

Cosas. Sensores desplegados en obra.

Comunicación. Sistema de telecomunicaciones desde la toma de datos hasta la aplicación final(GECOB21), pasando Internet.

Procesamiento. Inteligencia del sistema para interpretar las variables físicas obtenidas comoindicadores medioambientales.

Respuestas. Acciones preventivas y correctivas en un tiempo de respuesta mínimo.

Inicio del Proyecto:

Fin del Proyecto:

Duración:

Presupuesto:

Contribución LIFE+:

Contribución DFB:

Coordinador del Proyecto:

Socios:

Julio 2013

Marzo 2017

42 meses

1.876.321€

916.183€

116.066€

FULCRUM

ERABI, DEUSTOTECHContacto:

Jose Pablo Ormaechea Epalza

Aldapa 13, 48940 Leioa (España)

Tfno 00-34-94 480 70 73

jpormaechea@fulcrum.es

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planteamiento inicial4

principales objetivosLa herramienta, metodología,… que se necesita deberá al menos darrespuesta a:

• Reducir los tiempos de reacción entre que se produce el impactoambiental y se actúa

• Hacer frente a los problemas de coordinación entre los agentesimplicados en el control ambiental

• Empezar a generar una bolsa de conocimiento y resultados de laaplicación de casos prácticos de vigilancia ambiental, que permita laoptimización de medidas correctoras y la vigilancia ambiental decasos posteriores

• Asumir que los costes de la vigilancia ambiental se mantendránreducidos

• Mejorar las técnicas y metodologías de seguimiento en algunos delos indicadores incluyendo nuevas tecnologías

• La metodología propuesta ha de seleccionar indicadorescuantificables de manera objetiva

• Desligar la presencia física o no de personal especializado a pie deobra con un seguimiento básico de los indicadores más relevantes

• Contribuir a la concienciación y formación de los agentes implicadosen la materia

• Y además ser un sistema autónomo y modular, ya que el desplieguede medios en entornos ambientalmente sensibles no debe suponerimpactos derivados del mismo. Y por otro lado cada vigilancia esdiferente y por lo tanto requerirá de diferentes indicadores deseguimiento adaptados a cada caso.

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Durante el desarrollo del proyecto, se ha presentado VisionTech4Life en IHOBE, Sociedad Pública deGestión Medioambiental del Gobierno Vasco, en busca de orientación para la obtención de la distinciónmás acorde con la naturaleza y filosofía del proyecto orientandonos hacia la Ecoetiqueta Tipo III.Finalmente surge la consecución por parte de Environdec de la Ecoetiqueta Tipo III EPD1101-S-P-00919.

La certificación obtenida de vigilancia ambiental en la construcción de la variante de Ermua tienereconocimiento internacional y es el primero de un servicio de las características de VisionTech4Life.

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situación actual (1)

caldo de cultivoLa primera referencia legal relativa a la vigilancia ambiental en el sector de las obras de ingeniería civilo urbanismo en Europa comunitaria, es la recogida en la Directiva Europea del Consejo, de 27 de juniode 1985, relativa a la evaluación de las repercusiones de determinados proyectos públicos y privadossobre el medio ambiente (DIRECTIVA 85/337/CEE) (en este instante el estado Español no estaba incluidoen la Comunidad Europea) a partir de la cual comienza a aplicarse la evaluación de impacto ambientalde una serie de proyectos, y con ello llega el concepto de la Vigilancia Ambiental.

En España la primera referencia legislativa fue el Real Decreto Legislativo 1302/1986, de 28 de junio,de Evaluación de Impacto Ambiental, trasposición de la citada Directiva.

En la Comunidad Autónoma Vasca Ley 3/1998, de 27 de febrero, General deProtección del Medio Ambiente del País Vasco. (Aún parcialmente Vigente)

En ella se recogen los objetivos de la vigilancia ambiental:

“El programa de vigilancia ambiental establecerá un sistema que garanticeel cumplimiento de las indicaciones y medidas, preventivas y correctoras ycompensatorias contenidas en el estudio de impacto ambiental tanto en lafase de ejecución como en la de explotación. Este programa atenderá a lavigilancia durante la fase de obras y al seguimiento durante la fase deexplotación del proyecto. Los objetivos perseguidos son los siguientes:

a) Vigilancia ambiental durante la fase de obras:

– Detectar y corregir desviaciones, con relevancia ambiental, respecto a loproyectado en el proyecto de construcción.

– Supervisar la correcta ejecución de las medidas ambientales.

– Determinar la necesidad de suprimir, modificar o introducir nuevasmedidas.

– Seguimiento de la evolución de los elementos ambientales relevantes.

– Alimentar futuros estudios de impacto ambiental.

b) Seguimiento ambiental durante la fase de explotación. El estudio deimpacto ambiental justificará la extensión temporal de esta faseconsiderando la relevancia ambiental de los efectos adversos previstos.

– Verificar la correcta evolución de las medidas aplicadas en la fase de obras.

– Seguimiento de la respuesta y evolución ambiental del entorno a la implantación de la actividad.

– Alimentar futuros estudios de impacto ambiental.

Durante los años previos al inicio del proyecto y durante el desarrollo del mismo se detectaron una seriede limitaciones que tenía y tiene la vigilancia ambiental de las obras a través del método tradicional.

• Limitación técnica - No existían hasta la fecha tecnologías que permitan en un entorno como el deuna obra realizar mediciones fiables de ciertos indicadores.

• Legislación flexible, ambigua,... – La evolución de la legislación en materia de medio ambiente haido profundizando desde la Directiva 85/337 en la definición de metodologías y medios. A pesar deello sigue siendo ambigua a la hora de fijar directrices en materia de Vigilancia Ambiental.

• Bajos niveles de concienciación – A pesar de que la concienciación en materia de medio ambiente escada día mayor, en el campo de la formación al personal de obra y la sensibilización no se puedebajar la guardia.

• Altos precios de nuevas tecnologías

• Escasa coordinación entre agentes implicados

• Que la presencia en obra de técnicos cualificados sea muy limitada aumentando los periodos sincontrol (visitas mensuales)

• Que la inversión de los ejecutores de las obras en la protección del medio ambiente sea insignificante

Con el paso de los años se ha ido adquiriendo experiencia en el mundo de la evaluación ambiental

PERO…

Conclusiones del CONEIA (Congreso Nacional de Evaluación de Impacto Ambiental)en la última década:

IX (año 2017): “...se pusieron además de manifiesto los siguientes desafíos todavía pendientes:

-Asignar recursos suficientes para el seguimiento ambiental desde el inicio de la aprobación de losplanes y la autorización de los proyectos...”

VII (año 2013): “...Se puso de manifiesto la necesidad de que todo el conocimiento generado en la faseanterior a las obras, se incorpore realmente durante el seguimiento ambiental, y viceversa, que todoslos datos obtenidos durante los seguimientos sean aprovechados por las empresas, y por laadministración para futuros estudios ambientales...!”

VI (año 2011):”...La vigilancia debe ser efectiva y ser accesibles los datos que se obtienen en la mismapara aplicarlos en EA ulteriores…

...Es necesario un control externo a las labores de vigilancia por una entidad/persona ajena a la obra...

Son necesarios Bancos de Datos reales obtenidos en las labores de vigilancia…”

situación actual (2)

principales impactos e indicadoresAl inicio del proyecto se analizó abundante documentaciónderivada de diferentes procesos de evaluación ambientaltramitados a través de las siguientes administraciones:

• Ministerio de medio ambiente Gobierno de España

• Departamentos de medio ambiente de las diferentescomunidades autónomas

• Departamentos de medio ambiente de los Territorios históricosde Araba, Bizkaia y Gipuzkoa

Y se procedió al análisis de cuales eran los impactos querepetitivamente iban apareciendo y la importancia que adquirían,en función de su recurrencia y de su nivel de importancia.

De este análisis destacan los impactos sobre los siguienteselementos:

Aguas superficiales, Calidad del aire, Suelos , Especies (fauna oflora), Ruido…

El presente proyecto se apoya en la metodología existente en elsentido de que la vigilancia se apoyará en “indicadores”, por loque una vez detectados los impactos y priorizados se ha procedidoa diseñar una serie de indicadores. En concreto se llegaron aanalizar 111:

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1110

ESQUEMA GENERAL METODOLÓGICO VISIONTECH4LIFE

DADA LA VARIEDAD DE INDICADORES DE SEGUIMIENTO SELECCIONADOS COMO PRIORITARIOS,SE HAN ANALIZADO DIFERENTES METODOLOGÍAS DE CAPTURA DE DATOS EN CAMPO.

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geomáticaSe compone de una red de Sensores autónomos que miden diversos parámetros relacionados con elmedioambiente (temperatura, pH, Conductividad, Iones Disueltos, Ruido, Partículas, etc.). No requierende conexiones físicas ya que cuentan con alimentación por baterías y paneles solares, y se comunicanmediante tecnología M2M (Machine to Machine).

El esquema final que configura la red de sensores queda finalmente de la siguiente manera:

Es de destacar la versatilidad del sistema creado. Capaz como pocos de integrar en el propio sistemasensórica independiente, de marcas comerciales punteras que hasta la fecha funcionan comoinstrumentos cerrados sin conexión a otros sistemas. Por primera vez a través de VISIONTECH4LIFE sepuede funcionar con código abierto con instrumentos de las marcas más prestigiosas en el mundo dela sensórica ambiental.

Esto a permitido si cabe una mayor versatilidad al sistema que no se encierra en una marca concreta ypermite escalar la solución con los niveles de precisión y fiabilidad requeridos para cada solución.

Es la ciencia que se ocupa de la gestión de información geográficamediante la utilización de tecnologías de la información y lacomunicación. La gestión incluye la adquisición, modelado,tratamiento, almacenamiento, recuperación, análisis, explotación,representación y difusión de la geodesia, la fotogrametría yteledetección, Sistemas de Información Geográfica e Infraestructura deDatos Espaciales.

En Visiontech4life se han incorporado los indicadores que másdependen de la morfología del terreno y sus posibles variaciones:

Los indicadores de estabilidad de taludes y laderas y los referentes amediciones de volúmenes y acopios de tierra vegetal, fundamentalpara el correcto desarrollo de las labores de restauración ambiental,han sido controlados a través de fotogrametría embarcada en Drone oa pie y mediante laser escáner.

tecnologías empleadas (1-2)

sensores

1514

tecnologías empleadas (3-4)

hiperespectral app móvil y web

Es la tecnología más incipiente en el campo de la vigilancia ambiental, la más experimental y que a lolargo del proyecto se ha ido descubriendo como menos desarrollada para su implantación a cortoplazo en los procesos de vigilancia ambiental de la obra civil.

A pesar de ello en el proyecto se ha esbozado la potencialidad de la tecnología, llevándose a caboensayos tanto en laboratorio como en campo de diversos indicadores:

• Contaminación del suelo por vertidos de hidrocarburos,

• Estrés hídrico de las plantaciones,

• Contaminación de la tierra vegetal con vertidos o acopios sobre la misma deotras sustancias diferentes,

• …

El SW de interface con el usuario se compone de dos implementaciones.

Por un lado GECOB21 web es accesible desde cualquier navegador. Por otro lado GECOB21 Mobile paradispositivos móviles. Ambas implementaciones se basan en la autenticación de usuarios para elacceso a las mismas. Los usuarios no autenticados no pueden acceder a las aplicaciones.

GECOB21 proporciona toda la lógica del sistema, permitiendo la gestión completa de todos loselementos. Es posible consultar, actualizar y eliminar información relativa a indicadores, sensores,mediciones, alertas, etc. Desde GECOB21 se puede realizar un análisis exhaustivo de toda lainformación medioambiental así como obtener diversos informes.

GECOB21 Mobile permite consultar el estado de los sensores para cada obra o despliegue, así comolas mediciones realizadas por los mismos para los indicadores definidos en cada obra o despliegue.GECOB21 Mobile responde al patrón Responsive Design lo que hace que sea consumible desde

cualquier dispositivo, móvil o PC.

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piloto (1-2)EDAR Villapérez

variante Ermua

LUGAR.Variante de Ermua (Bizkaia)

PROPIEDAD.INTERBIAK

TIPO DE DESPLIEGUE.Obra Carreteras-Sensores

DURACIÓN.18 meses

INDICADORES.Ruido (LD, LE, LN)Partículas (PM1-PM2,5-PM10)Temperatura del aguapHConductividadTurbidezOxígeno disueltoImagen Panorámica

UBICACIONES.UretamendiCauce Beko 1Cauce Beko 2Salida DepuradoraDesmonte 4

LUGAR.EDAR de Villapérez (Oviedo)

PROPIEDAD.ACUAES

TIPO DE DESPLIEGUE.Obra Depuradora-Sensores y Drones

DURACIÓN.16 meses

INDICADORES.Ruido (LD, LE, LN)Partículas (PM1-PM2,5)TemperaturaPresión atmosféricaHumedadTemperatura del aguapHRedoxOxígeno DisueltoRedoxTurbidezImagen panorámicaDeslizamientos taludes y terraplenesVolúmenesOcupación del sueloContaminación tierra vegetalContaminación depósito de sobrantesHidrocarburos, aceites y grasas en aguasEstrés hídricoTurbidez

UBICACIONES.HórreosCaseta obraPuente romanoSalida arqueta

La Variante Sur comienza en el término municipalde Ermua, en la carretera N-634 que proviene deAreitio y a la altura de la fábrica de Metales La Vegase configura una nueva glorieta de enlace de la N-634. Desde la nueva glorieta, denominada GlorietaNorte Uretamendi, el trazado cruza hacia el suresteel monte Ureta mediante el túnel de Uretamendi,túnel bitubo de 590 m de longitud conectadosmediante dos galerías transversales, y a su salidaen la vaguada del arroyo Beko, se proyecta unaglorieta, en parte sobre la línea férrea existente.Desde la glorieta, denominada Uretamendi Sur, eltrazado discurre a cielo abierto por la vaguada delarroyo Beko en paralelo a la autopista AP-8.

La Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR)de Villapérez forma parte del sistema deSaneamiento de la cuenca del río Nora (Asturias).

El objeto de la obra a controlar es ampliar ymodernizar las infraestructuras de depuración deaguas residuales de los Concejos de Oviedo, Siero,Noreña y Llanera mediante la ejecución de obras enla EDAR de Villapérez.

Tras las obras de ampliación, la depuradora tendráuna capacidad de tratamiento de 8.500 l/s. y podráprestar servicio a 723.000 habitantes-equivalentes.

1918

piloto (3-4)

EDAR Bakio

LUGAR.EDAR Bakio (Bizkaia)

PROPIEDAD.CABB

TIPO DE DESPLIEGUE.Obra Depuradoras-Drones

DURACIÓN.Visitas puntuales

INDICADORES.Deslizamientos taludes y terraplenesVolúmenes

La EDAR de Bakio fue construida, en su día, en elemplazamiento de la antigua cantera “Hoyas deCalero”. En 1990, como paso previo a laimplantación de la obra civil, la Diputación Foral deBizkaia encargó a Euroestudios, S.A. la redacción del“Proyecto de Estabilización de la Cantera E.D.A.R.Bakio”. Las obras que se ejecutaron según la soluciónindicada en dicho proyecto comenzaron en el año1991 y con el talud estabilizado, la estacióndepuradora comenzó a funcionar en el año 1994.

Con el paso del tiempo, la estabilización del talud semostró totalmente insuficiente, llegando a afectar ala obra civil de la E.D.A.R. ubicada a los pies del taludde la cantera.

El proyecto u obra objeto de aplicación deVisiontech4Life trata de solventar dichos problemasde inestabilidad.

COGERSA

LUGAR.COGERSA (Gijón)

PROPIEDAD.COGERSA

TIPO DE DESPLIEGUE.Centro Reciclaje Residuos-Sensores

DURACIÓN.10 meses

INDICADORES.Ruido (LD, LE, LN)Partículas (PM1-PM2,5-PM10)Control de Accesos VehículosTemperatura del aguapHConductividadTurbidezOxígeno disueltoPresiónHumedadTemperaturaMetano CH4Amoniaco NH3Dióxido de carbono CO2Oxígeno O2Dióxido de nitrógeno NO2Dióxido de azufre

UBICACIONES.LixiviadosEscombreraCasa ArturoFrente vertido

COGERSA, S.A., creada en 1985, es la Compañía parala Gestión de los Residuos Sólidos en Asturias,Sociedad Anónima, y el Consorcio es el titular del100% de su capital social.

La ubicación elegida para el Depósito Central deResiduos Urbanos de Asturias fue el Valle de laZoreda. Las obras del Vertedero Central finalizaron enoctubre de 1985. En 1986 todas las basuras de losconsorciados se depositaban en el Vertedero Centralde COGERSA. En la actualidad, todos los municipiosdel Principado de Asturias (78) pertenecen a dichoConsorcio. En la actualidad se están acometiendo lasobras de ampliación de sus instalaciones.

2120

piloto (5)

EDAR Aulesti

LUGAR.EDAR de Aulesti (Bizkaia)

PROPIEDAD.CABB

TIPO DE DESPLIEGUE.Obra Depuradoras-Drones

DURACIÓN.Visitas puntuales

INDICADORES.Deslizamientos taludes y terraplenesVolúmenesOcupación del sueloMapa TemperaturaContaminación tierra vegetalContaminación depósito de sobrantesHidrocarburos, aceites y grasas en aguasEstrés hídricoTurbidez

Desechada la opción de construir un colector desdeMunitibar -pasando por Aulesti y conectando con elcolector general del río Lea en el bombeo de Oleta-,por motivos del impacto ambiental asociado a lostrabajos, por lo que resultaba necesario que ambaslocalidades tuvieran sus propias depuradoras.

La instalación principal de la infraestructuraaulestiarra se sitúa al norte del casco urbano y juntocon ella se proyecta un colector que interceptará loscolectores municipales del casco urbano y losconducirá hasta un bombeo que impulsa losvertidos.

resultados

principales resultados

2322

conclusiones beneficiosMejorar el tiempo de reacción entre que seproduce un impacto y que se aplican lasmedidas correctoras adecuadas.

Mejorar la calidad de las mediciones yobservaciones realizadas a pie de obra. Enalgún caso se proponen nuevosindicadores cuantitativos y estandarizablespara el control de impactos que hasta laactualidad solo se controlaban a juicio delos técnicos de obra, con la carga desubjetividad que podía darse.

Mejorar la coordinación de los agentesimplicados en la conservación del medionatural a través de la vigilancia ambiental

A medio plazo la estandarización ygeneralización de herramientas de estetipo podrá contribuir a partir de las basesde datos creadas a calibrar y mejorar laefectividad de las medidas propuestas enla vigilancia ambiental.

Eliminar los periodos sin control y por lotanto disminuir los riesgos que conllevan.

Facilitar herramientas que contribuyan a que la obra pública sea más transparente para la poblaciónen general. Y concienciando así a la población y a los agentes implicados de la importancia de unacorrecta vigilancia ambiental para levar a cabo un desarrollo más sostenible.

Contribuir a un mayor desarrollo del sector, para optimizar los costes aprovechar sinergias que a suvez faciliten la expansión del sistema y generalicen su aplicación.

Respecto a la normativa, a escala comarcal se empieza a influir sobre las resoluciones ambientales,en la medida en que en ellas se incluye la necesidad de aplicar sistemas de vigilancia ambientalque cumplan los criterios desarrollados en Visiontech4Life.

Con Visiontech4Life se pueden controlar losprincipales Indicadores Ambientales.

Aunque los técnicos deben mantener su presenciaen obra, el seguimiento de los indicadores básicosse puede llevar a cabo de manera continua.

Se puede disponer de Información en tiempo real.

Se ha creado un sistema de alarmas que sonidentificadas de manera autónoma para cadaindicador.

El uso de los Drones ha dotado de parámetroscuantificables de precisión a algunos indicadoresque hasta la fecha carecían de ello y haproporcionado un nuevo punto de vista al técnicoresponsable de la vigilancia ambiental.

Los sensores diseñados son autónomos y requierende un mínimo esfuerzo de calibración.

La toma de decisiones está soportada por unsistema que de manera inteligente propone altécnico responsable las medidas a aplicar enfunción de los parámetros que mide y losresultados que está obteniendo.

Se ha desarrollado una metodología propia.

Se van a hacer recomendaciones a la normativaactual.

ESTAMOS CONVENCIDOS DE QUE SE PUEDE MEJORAR LA VIGILANCIA AMBIENTAL ACTUAL EN:TIEMPO DE REACCIÓN, CALIDAD DE LAS MEDICIONES, COORDINACIÓN, ESTANDARIZACIÓN,

DISMINUIR LOS RIESGOS, OPTIMIZAR COSTES...

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