Crean sistema “inteligente” para prevenir futuros desastres de infraestructura

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Cuando el puente Francis Scott Key en Baltimore, Maryland, se derrumbó el 26 de marzo de 2024, ingenieros y administradores municipales de Estados Unidos y del mundo se apresuraron a evaluar la seguridad de la infraestructura en sus comunidades.

Investigadores de la Universidad Estatal de Michigan han desarrollado un sistema “implementable y listo” que combina sensores con inteligencia artificial (IA) para evaluar el estado de infraestructuras como puentes, carreteras y presas, antes y después de eventos que podrían dañarlas.

“Tenemos más de 620.000 puentes en Estados Unidos y necesitamos identificar la manera de mantener nuestra infraestructura obsoleta, ya que no tenemos el dinero para reconstruirla toda“, declaró Nizar Lajnef, profesor y director asociado de estudios de posgrado en la Facultad de Ingeniería.

“Por eso la evaluación es tan importante para priorizar qué puentes necesitan mantenimiento primero”.

De la misma manera que un reloj inteligente monitoriza tu ritmo cardíaco y te alerta sobre posibles problemas de salud antes de que te sientas mal, esta misma tecnología puede aplicarse a puentes y edificios.

Lajnef y Vishnu Boddeti, profesor asociado de la Facultad de Ingeniería y Movilidad de la MSU, colaboraron en este proyecto.

La tecnología, denominada MIDAS para la Evaluación de Daños Estructurales Basada en la Mecánica, es un sistema inteligente que monitoriza silenciosamente las estructuras mediante sensores económicos e IA.

MIDAS aprende el comportamiento de una estructura en buen estado para poder detectar y localizar daños imprevistos de forma temprana, antes de que se vuelvan peligrosos.

Esta IA va más allá del simple análisis de datos.

Está entrenada con conocimientos mecánicos, lo que la hace mucho mejor para detectar problemas que otros sistemas podrían pasar por alto.

MIDAS detecta daños en tiempo real mediante la creación de un modelo de referencia personalizado para cada estructura, que puede identificar de forma autónoma la ubicación y la gravedad del daño.

Idealmente, MIDAS se instalaría en un puente y se registraría una medición de referencia personalizada.

Posteriormente, el puente se monitorizaría continuamente.

Tras un terremoto, incendio, impacto o cualquier otro evento importante, MIDAS volvería a revisar el puente y alertaría a los ingenieros en tiempo real sobre cualquier daño o debilidad en la estructura para que se puedan realizar reparaciones antes de que se produzca un colapso.

“Es como una herramienta de salud de precisión para la infraestructura“, afirmó Lajnef.

“Realizamos un electrocardiograma del puente para observar y detectar anomalías que nos indiquen que algo anda mal”.

En el caso del puente Francis Scott Key, MIDAS podría haber identificado debilidades y deficiencias antes del accidente, lo que permitió reforzar el puente y reducir su vulnerabilidad ante la barcaza desbocada que lo impactó.

Otro ejemplo son los recientes incendios de Los Ángeles.

MIDAS podría evaluar, en tiempo real, el impacto en los puentes, edificios y carreteras afectados, y proporcionar datos para facilitar evacuaciones masivas seguras.

Esta investigación también está formando a la próxima generación de expertos en infraestructura.

Los estudiantes de doctorado Xuyang Li y Mahdi Masmoudi contribuyeron al desarrollo y las pruebas de la tecnología MIDAS como parte de su investigación avanzada en la MSU.

“Escuchamos para que cuando algo malo suceda, estemos preparados“, dijo Lajnef.

Fuente: Nature communications