Una nueva red para una ciudad rota
por Karl-Friedrich Weber

La ciudad de Staufen en la Alta Selva Negra está literalmente rompiéndose: tras una fracasada perforación geotérmica, el terreno sobre el que se asienta el casco histórico con sus cerca de 7.800 habitantes, se ha elevado en los últimos tres años hasta en 40 cm. Con consecuencias fatales, puesto que las grietas que están apareciendo en las viviendas de una población protegida por la declaración de monumento histórico, son de hasta diez centímetros de ancho. Por encargo de la ciudad, la oficina topográfica Weber ha elaborado una red de deformación geodésica con el fin de poder observar el desarrollo de la elevación.

A 18 km al sur de Friburgo, al filo de la Selva Negra, la vista de Staufen está dominada por el castillo en ruinas que vela por el destino de la ciudad desde la Edad Media. Pero esta idílica vista de la pequeña ciudad es engañosa: con motivo del saneamiento general del histórico ayuntamiento y del posterior edificio anexo, el consistorio decidió unánimemente calefactar ambos edificios con calor geotérmico. La solicitud necesaria para la realización de las perforaciones de suelo con una profundidad de hasta 140 m fue presentada a la Presidencia de Gobierno de Friburgo, a la oficina para geología, explotación minera y materias primas, y a continuación autorizada por la autoridad competente de la prefactura de distrito. A principios de otoño del año 2007, una empresa especializada comenzó las perforaciones en siete puntos distintos próximos a los edificios del ayuntamiento.

267 edificios afectados

A finales de año aparecieron las primeras grieta finas en el ayuntamiento y en otros 179 edificios del
casco histórico que después fueron aumentando de tamaño. En primavera de 2008, la unidad de topografía de la prefactura de distrito Breisgau-Hochschwarzwald, comenzó a controlar mensualmente el movimiento preciso de 26 cotas utilizando para ello un nivel Leica DNA03. Se constataron en el centro elevaciones de hasta 12,5 mm al mes. Tres años después, las nivelaciones se habían ampliado a un total de 89 puntos a lo largo de toda la zona urbana. En un plazo de solo tres años se constataron daños en 260 edificios privados y siete edificios públicos. En el año 2011, el número de los edificios afectados se ha mantenido constante por primera vez. En el año 2008, el tribunal regional de Friburgo presentó un primer dictamen del ingeniero nombrado por la institución. Éste llegó a la conclusión de que evidentemente había entrado agua en un estrato de yeso del Keuper y que por la reacción con la anhidrita, el yeso se había expandido provocando un aumento de volumen de aprox. el 60 % . De modo simplificado: la capa de yeso situada debajo de la ciudad se hincha como un pastel con levadura. Una perforación explorativa realizada en marzo de 2009 confirmó este dictamen.

Red de deformación geodésica
En el año 2010 los geólogos acordaron registrar también las modificaciones horizontales. Se convocó por la ciudad de Staufen —asistida por la prefactura de distrito/división de geodesia y el instituto geodésico del Karlsruher Institut für Technologie (KIT)— la elaboración y mantenimiento de una red de deformación geodésica. Nuestra oficina de ingeniería obtuvo el encargo de realizar la delimitación de los puntos de medición, así como las mediciones de red geodésicas con una combinación de observaciones GNSS en el procedimiento RTK y mediciones de orientación y de distancia mediante taquímetro de precisión. Utilizamos satisfactoriamente productos de Leica Geosystems desde hace años, también en la elaboración de redes geodésicas precisas en grandes proyectos de construcción. Por ello volvimos a confiar para este encargo en la precisión de la Leica TPS1201+ y del receptor GNSS Leica GPS1200+.

La red de deformación se compone de seis puntos estables (puntos de referencia) y 72 puntos objeto
(puntos de no referencia). Se apoya en puntos de referencia catastrales, en puntos de cambio de la
altimetría, así como en nuevos puntos fijos en bordillos y en edificios con pernos de espiga para prismas de precisión. La precisión de posición requerida en la red no delimitada se preestableció en ± 5 mm. Máxima precisión con TPS y GNSS La Leica TPS1201+ se comprobó antes del inicio de la medi-ción en la base de calibración del KIT. Los valores de corrección así adquiridos que se tienen en cuenta en la compensación de red que sigue a la medición son imprescindibles para la precisión nece-saria del encargo. Para lograr un resultado preciso y fiable, la mediciones debían realizarse con dos métodos distintos: modo terrestre y modo asistido por satélite (GNSS), así como en momentos distintos. Para alcanzar una precisión aún mayor con el taquímetro, durante las mediciones se han tenido en cuenta la temperatura y la presión atmosférica. Para la medición con el receptor GNSS se solucionaron en primer lugar las ambigüedades de fase, se memorizó la posición y, a continuación, se registró una nueva medición con una segunda posición. Después de la interrupción de todas las cone-xiones de satélite, se repitió este procedimiento y se guardaron así cuatro posiciones por punto de medición. Se respetó un intervalo de tiempo de mínimo 30 minutos entre dos observaciones.Después de la preparación de los datos se evaluaron los resultados de medición en el KIT. Los datos terrestres se combinaron con las observaciones GNSS y se compensaron con el software de análisis del Instituto Geodésico de Karlsruhe. El error medio de posición logrado de 7 mm, así como la precisión resultante de aprox. 1 mm para las distancias en la dirección de los ejes de deformación principales pronos-ticados cumplían las exigencias de un análisis de deformación fiable y se situaban completamente dentro de la precisión de posición exigida de ± 5 mm. Este aspecto también fue confirmado por el KIT. La siguiente fase está prevista para invierno de 2011/2012. ¿Se encuentra Staufen estabilizada? La dimensión completa de los daños aún no puede predecirse a día de hoy —no solo para el ayuntamiento saneado en el año 2007 y que resultó especialmente afectado—, sino tam-poco para el casco antiguo protegido por la declaración de monumento histórico. Las estimaciones actuales arrojan unos daños en los edificios que van de los 42 a los 50 millones de euros. La oficina de urbanismo tuvo que ser desalojada por peligro de derrumbamiento y muchos edificios tuvieron que ser apuntalados por numerosos puntos. La grietas en las casas son de hasta diez centímetros de ancho, desde el interior de algunas viviendas sus habitantes pueden ver la calle a través de ellas, las elevaciones han llegado como media hasta los 40 cm. Desde marzo de 2011, Staufen parece que almenos ha empezado a estabilizarse: después de realizar una segunda perforación de descarga para extraer el agua, las elevaciones se han reducido de los 12 mm mensuales a los cerca de 5,5 mm por mes.

Sobre el autor: Karl-Friedrich Weber es propietario de la oficina de ingeniería del mismo nombre para técnica de medición en Müllheim. (info@weber-vermessung.de).