Fisuras túneles

¿Has pensado alguna vez quién decide cuándo hay que reparar una carretera o un túnel? Lo más habitual es que un operario, a pie, vaya anotando en un cuaderno los deterioros que ve y utilice estas anotaciones para determinar el estado de la infraestructura. En muchas ocasiones los operarios caminan por el arcén, mientras el tráfico circula normalmente a su alrededor, con el consiguiente peligro tanto para ellos como para los usuarios de la vía. Esta tarea resulta realmente monótona y repetitiva, provocando fatiga visual en los operarios, lo que hace difícil que obtengan unos grados de fiabilidad aceptables. Además, aunque la inspección visual cuando es realizada por operarios se adapta muy bien a nuevas situaciones, tiene un alto grado de subjetividad, lo que provoca que ante una misma situación dos operarios distintos, o el mismo operario en distintas ocasiones, ofrezcan resultados diferentes.

La aplicación de nuevas tecnologías para realizar estas inspecciones permite reducir estos riesgos, obtener resultados objetivos, incrementar la velocidad de inspección, y disponer de estos datos digitalizados. En definitiva, mejora las condiciones de trabajo de los operarios y la calidad de los resultados.

Entre las distintas variablaplicación de tecnologías a inspecciones de túneles y carreterases que se necesita medir en las infraestructuras viarias, está el deterioro superficial. Para medir este deterioro, es preciso analizar la apariencia visual de la superficie. La tecnología que nos permite obtener está información son las cámaras. Pero debemos tener en cuenta que este tipo de superficies tiene unas peculiaridades que no nos permiten obtener los resultados deseados utilizando cámaras convencionales.

Este tipo de superficies se caracterizan por tener un ancho acotado y una longitud indeterminada, pero mucho mayor que su anchura, por lo que podríamos considerarlas superficies continuas. Las imágenes de estas superficies deben capturarse en movimiento y a la mayor velocidad posible para conseguir realizar la adquisición de forma eficiente. Para ello, aunque sería posible utilizar cámaras matriciales, es mucho más recomendable utilizar cámaras lineales. Una cámara lineal construye la imagen capturándola línea a línea, y por lo tanto construyendo una imagen continua en la dirección de avance. La cámara consta de un sensor lineal, que suele oscilar entre los 512 y los 12.000 píxeles, y para realizar la captura del objeto, éste debe desplazarse con respecto a la cámara, o bien la cámara debe desplazarse respecto al objeto.

La principal ventaja de utilizar cámaras lineales es que solo es necesario iluminar una delgada línea del objeto a inspeccionar. Gracias a ello, se reduce drásticamente la cantidad de energía necesaria y es más sencillo conseguir iluminar de forma homogénea la zona a inspeccionar. La iluminación de una línea se realiza fundamentalmente mediante fuentes de iluminación led que concentran la luz mediante ópticas en una línea del ancho deseado. Para conseguirlo, el sistema de iluminación debe encontrarse a la distancia adecuada del objeto a inspeccionar y debe alinearse con el sensor de la cámara con gran precisión. También son muy efectivas las fuentes de iluminación láser, con la ventaja de que concentran la luz a cualquier distancia. Por último, para sincronizar la adquisición de cada imagen con el desplazamiento de la superficie a inspeccionar respecto a la cámara, se utilizan codificadores incrementales, que generan un pulso cada vez que el vehículo de inspección se desplaza una distancia determinada, indicando a la cámara el instante exacto en el que debe adquirirse la línea de la imagen.

detección fisuras túnelesDisponer de las imágenes de la superficie a inspeccionar, es por sí mismo de una gran utilidad para el gestor de la infraestructura. Sin embargo, lo que realmente le da un valor añadido al sistema de inspección, es la interpretación automática de las imágenes. Recordemos que el objetivo último es detectar la presencia de deterioros en la superficie y catalogarlos según su tipo. En muchas ocasiones resulta difícil separar automáticamente los defectos de la zona sin deterioro y además deterioros de un mismo tipo tienen una apariencia visual muy dispar.

Para lograr el correcto procesamiento de las imágenes se han desarrollado complejas técnicas de procesamiento de imágenes que caracterizan las anomalías en el dominio espacio-frecuencial.

En CARTIF, en colaboración con empresas del sector de la construcción, se ha abordado la inspección de estas superficies en diversos proyectos de investigación. En uno de ellos, por ejemplo, se ha desarrollado un vehículo de inspección para detectar deterioros en la superficie de la carretera. Por otro lado, se ha desarrollado una plataforma de inspección del recubrimiento de la superficie de túneles.

Los resultados obtenidos en la inspección son mostrados al usuario final, de tal manera que le permita tomar las decisiones oportunas y, fundamentalmente, determinar cuándo debe ser reparada la infraestructura.

Roberto Medina Aparicio

Roberto Medina Aparicio

Doctor Ingeniero Industrial por la Universidad de Valladolid. Tiene una amplia experiencia en proyectos de investigación que involucran tareas de sensorización, visión artificial, reconstrucción 3D y computación distribuida combinando trabajos teóricos con trabajo de campo.
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