Instrumentació i xarxes de control
Xarxes de control són eines indispensables que permeten localitzar, predir i mesurar l'activitat de fenòmens naturals
Els serveis de monitoratge amb xarxes de control són eines indispensables que permeten localitzar, predir i mesurar l'activitat de fenòmens naturals i antròpics que incideixen en les infraestructures i en la societat en general. La instrumentació es pot fer tant en superfície, com en el subsol a l'interior dels sondejos, i poden assolir considerables fondàries en funció del tipus de fenomen geològic que es vol estudiar.
Xarxa sísmica i acceleromètrica
Les estacions sísmiques de la Xarxa sísmica de Catalunya (CA) disposen d'antenes VSAT (Very Small Aperture Terminal) que envien la informació sísmica via satèl·lit i de manera continuada al centre de recepció de dades. En aquest centre es disposa d'un potent programari d'anàlisi per al procés de les dades que permet fer la localització automàtica dels terratrèmols regionals, l'arxivament de les dades i la difusió ràpida de la informació bàsica de la sismicitat enregistrada (servei telefònic de megafax de tramesa a Protecció Civil i administracions i eines internet de pàgina web i dades d'accés públic a la bústia FTP).
Per a la mesura de l'acceleració de moviments forts del sòl s'ubiquen equips d'accelerògrafs en emplaçaments de diferents condicions geològiques (sediment o sòl i roca).
Els estudis de caracterització del moviment del sòl i els possibles efectes d'amplificació del sòl deguts a la columna de sediment sobre la que es recolzen les infraestructures són la base dels treballs de microzonació sísmica en zones urbanes.
Aquestes mesures són clau per a la seguretat de la població i per a la planificació i la protecció d’infraestructures.
Xarxa nivometeorològica
Les Estacions nivometeorològiques d'alta muntanya recullen dades sobre la quantitat i intensitat de les precipitacions tant líquides com sòlides, la velocitat i la direcció del vent, la temperatura i la humitat de l'aire, la radiació solar incident, el gruix de neu acumulada, i dades de l'interior del mantell nival com: temperatura, estratigrafia i resistència. Les xarxes automàtiques suposen una millora quantitativa i qualitativa de les dades corresponents a les condicions de la neu i l'evolució meteorològica per sobre dels 2000 m d'altitud.
Tot el conjunt de dades enregistrades són trameses de manera continuada i en temps real al centre de recepció de dades via telefonia mòbil (GSM, Iridium) i d'enllaços de ràdio.
Amb tota la informació processada i validada es realitza el butlletí de predicció d'allaus per a les noves condiciones meteorològiques per a cadascuna de les diferents regions incloses a l'interior de la xarxa i aporta informació necessària per a la seguretat de les persones i de les edificacions i estructures.
Xarxa de control geotècnica
Un dels pilars de l’estratègia de mitigació del risc causat per les esllavissades i els enfonsaments és la monitorització dels moviments del terreny i dels seus factors condicionants. La monitorització permet obtenir dades que milloren el coneixement dels fenòmens generadors del risc, realitzar pronòstics a curt termini de la seva evolució, donar suport a la presa de decisions i informar les parts interessades. Les xarxes d’auscultació estan constituïdes per tres sistemes o components que s'integren dins la Xarxa d'Auscultació Geotècnica (XAG):
• Els sensors, que mesuren el comportament del terreny en superfície o en profunditat dins de sondatges.
• Els equips d'enregistrament de dades i els elements de transmissió de les mateixes, que permeten enviar la informació recollida a distància.
• El programari i bases de dades, que permeten validar, tractar i analitzar les dades.
En el camp del sensor podem distingir entre els sensors de contacte, dels que obtenim una mesura precisa en un punt, com ara els piezòmetres, extensòmetres, i els que es basen en la comparació d’imatges successives (com el radar d’obertura sintètica GB-InSAR o l’escàner làser terrestre TLS). Una segona distinció és en la configuració del registre en el temps, que pot ser continuo en el temps o basat en campanyes periòdiques d’adquisició de dades.
Xarxa geodèsica GNSS
La Xarxa Estacions GNSS CatNet (Catalan Network) és una xarxa d'estacions de referència GNSS que permeten el posicionament molt precís sobre Catalunya. Les principals aplicacions són les topogràfiques, l’operació de drons i l’agricultura de precisió, camps en què facilita la planificació i l’execució de projectes.
La xarxa CatNet té en servei estacions permanents que recullen dades de les diferents constel·lacions GNSS (Sistemes de Navegació Global per Satèl·lit) ininterrompudament, segon a segon, les 24 hores del dia. Aquestes dades són emmagatzemades i distribuïdes al públic mitjançant diversos serveis de posicionament, tant en temps real com per a postprocés.
Les dades de totes les estacions es combinen en una solució de xarxa que permet determinar la component espacial dels errors ionosfèrics, troposfèrics i geomètrics que afecten el senyal GPS i d'aquesta manera determinar un conjunt d'observables virtuals a qualsevol punt del territori. Amb aquesta tècnica es proveeix de serveis a l'usuari que li permeten treballar utilitzant un sol receptor per a posicionar-se amb precisió sobre el territori de Catalunya.
Xarxa geotèrmica
La Xarxa d’Estacions Geotèrmiques de Catalunya (XEGCat) és un projecte iniciat l’any 2019 per l’ICGC que té per objectiu la implementació de sondatges instrumentats en el subsol destinats a recollir dades científiques rellevants sobre el comportament tèrmic del terreny per tal de facilitar l’avaluació i el monitoratge del recurs geotèrmic superficial i el càlcul de nous sistemes d’intercanvi amb bomba de calor geotèrmica a escala urbana i periurbana. Així, es pot disposar d’una avaluació del potencial d’energia geotèrmica i afavorir el desenvolupament de sistemes energètics més sostenibles.
El funcionament d’aquests sistemes depèn de les característiques geològiques i hidrogeològiques del subsol i de la distribució de la temperatura del terreny en profunditat i, per tant, el coneixement d’aquestes variables ens ajuden a comprendre i avaluar el seu potencial aprofitament. Les estacions estan equipades amb sensors de diverses característiques per a la mesura i l’enregistrament de la temperatura del subsol a diverses profunditats i la posició del nivell piezomètric en els aqüífers existents.
Els enregistraments són continus i permeten tenir una visió de l’evolució i estacionalitat d’aquestes variables al llarg del temps. Les dades també permeten definir i cartografiar el règim tèrmic del terreny i elaborar estudis específics de l’efecte illa de calor urbana en el subsol (Subsurface Urban Heat Island effect o SUHI) o fins i tot dels efectes del canvi climàtic un cop es disposi d'una sèrie suficientment llarga de mesures.
Els sistemes d’adquisició poden estar equipats amb un sistema de telemetria alimentat amb un panell fotovoltaic de 30 W i targetes SIM que permeten enviar dades automàticament al servidor de l’ICGC, o bé s’emmagatzemen in situ per recollir-les periòdicament a camp. Les dades es bolquen i s’organitzen al sistema gestor de base de dades espacials NetMon© (Sistema de monitoratge d'estacions de mesura i control de l’ICGC) des del qual i mitjançant un servei web es poden consultar, analitzar i descarregar a través del Visor ICGC Geoíndex - Xarxa d’Estacions Geotèrmiques de Catalunya (XEGCat).
Xarxa de mesura de paràmetres físics del sòl
La Xarxa d’estacions de Mesura de paràmetres físics dels Sòls de Catalunya (XMS-Cat) és un projecte iniciat l’any 2015 per l’ICGC. Va començar a la Conca de Tremp substituint estacions manuals per estacions automàtiques amb registre continu de la humitat i temperatura del sòl, ubicades en sòls dedicats al cultiu de vinya. La xarxa s’ha anant expandint altres camps de vinya del Pirineu i, des del 2023, s’han començat a instal·lar en altres zones del territori però continuant en sòls dedicats al mateix tipus de cultiu.
El projecte XMS-Cat té com a finalitat generar i proveir dades en continu de la mesura de la temperatura i humitat del sòl a diferents profunditats i en diferents àmbits del territori de Catalunya. Aquestes dades, en combinació amb la mesura de paràmetres ambientals, permeten realitzar diferents estudis tals com: la determinació dels règims climàtics de sòls, estudis mediambientals sobre canvi climàtic (utilitzant aquests paràmetres com indicadors de la resiliència i resistència de los ecosistemes), estudis hidrològics (càlcul del balanç hídric en el sòl per estudis de recàrrega d’aqüífers, etc.) i donar suport als agricultors (predicció de plagues, optimització des sistemes de reg, etc.).
Les estacions que componen la xarxa estan formades per quatre sensors de sòl multiparamètrics a 5, 20, 50 i 100 cm de profunditat que mesuren la temperatura i la humitat del sòl. També es disposa d’una sèrie de sensors ambientals: pluviòmetre, piranòmetre i una sonda de temperatura i humitat relativa de l’aire, que estan instal·lats en una torreta d’acer de 3 m d’alçada. Dins de l’armari s’ubiquen un sistema d’adquisició de dades, un sistema d’alimentació i un sistema de comunicació de dades. El perímetre de l’estació es senyalitza amb una tanca que serveix també com a protecció.
Els enregistraments de les dades són cada 30 minuts. Els sistemes d’adquisició estan equipats amb un sistema de telemetria (mòdem) amb una targeta SIM alimentat amb un panell fotovoltaic de 30 W que permet enviar les dades automàticament al servidor de l’ICGC.
Les dades es bolquen i s’organitzen al sistema gestor de base de dades espacials NetMon© (Sistema de monitoratge d'estacions de mesura i control de l’ICGC) des del qual i mitjançant un servei web es poden consultar, analitzar i descarregar. Faciliten l’estudi del canvi climàtic, el balanç hídric i ajuden a optimitzar l’agricultura.
Aquestes dades són públiques i accessibles mitjançant el Visor ICGC - Xarxa d’estacions de paràmetres físics Mesura del Sòl (XMS-Cat), en el qual es pot accedir també a la informació edafològica de cada estació.