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Cómo la IA, los drones y las cámaras mantienen seguros los caminos y los puentes

“Es un asunto peligroso Frodo, salir de tu casa. Pisas el camino y si no controlas tus pies nunca sabes adónde te pueden llevar”

― J.R.R. Tolkien, El Señor de los Anillos

Los caminos de Europa son los más seguros del mundo. Cifras actuales muestran que hay 50 muertes por cada millón de habitantes, comparadas con las cifras globales de 174 muertes por cada millón. A pesar de esto, cada pérdida humana se mantiene como una tragedia. En 2017, 25,300 personas perdieron la vida en los caminos europeos.

La causa de esos accidentes puede variar, desde los errores humanos y las condiciones climáticas, a estructuras y superficies dañadas. Si bien algunas cosas están fuera de los límites del control, las condiciones del camino y los puentes son una variable que puede ser controlada.

Tan pronto como un camino es pavimentado, una combinación de tráfico y condiciones climáticas comienzan a degradar y erosionar la superficie. Grietas, abrasiones o defectos sin detectar pueden llevar a problemas más grandes de manera más rápida, como costosas reparaciones, importantes demoras en el tránsito, y en el peor de los casos, condiciones poco seguras. Estos problemas también son compartidos por los puentes, en particular cuando el concreto es crítico para mantener la integridad de la estructura. Entre más pronto se detecten la fallas, más rápido podrán resolverse, lo que ahorra tiempo y dinero, a la vez que se minimiza la disrupción. En última instancia, esto ayuda a garantizar que los caminos por sí mismos son más seguros para aquellos que viajan por ellos.

Sin embargo, la detección de esas fallas puede ser muy complicada de realizar de manera manual, en especial cuando las grietas recién formadas son complicadas de detectar a simple vista. Predecir con anticipación cuándo es probable que ocurran las fallas para que se puedan tomar por adelantado las medidas adecuadas, también presenta un desafío importante. Por fortuna, la tecnología nos puede ayudar.

Construir puentes

Construido hace más de 20 años, el Puente Great Belt es un puente suspendido que conecta a las islas danesas de Zealand y Funen. El holding Sund & Bælt, responsable del mantenimiento del puente, ha trabajado con Microsoft para desplegar una innovadora solución que combina la flexibilidad de los drones, con el poder de la inteligencia artificial (IA).

Los drones son utilizados para volar alrededor del puente y capturar miles de fotografías de la estructura de concreto – a método que es mucho más seguro y rápido que pedir a un trabajador que cuelgue a 200 metros de la superficie para tomar las fotos de manera manual. La habilidad y la experiencia de esos trabajadores es utilizada en su lugar para ayudar a entrenar al algoritmo de aprendizaje automático, el cual puede detectar de manera automática grietas en la superficie del concreto, después de que las fotos han sido subidas a la nube de Microsoft Azure. Después de que la IA crea una lista de las áreas que pueden preocupar, los mismos expertos son utilizados para seleccionar las áreas que necesitan mantenimiento y reparación.

Drones para revisar puentes

Nos dimos cuenta muy rápido que entre más utilizábamos la solución, esta se volvía cada vez mejor.

Si no se atienden, estas grietas pueden crecer a un tamaño suficiente para exponer el marco de acero subyacente del puente. Si el acero se oxida, se compromete la fortaleza de este, y la única opción que queda es volver a construir. “El concreto no se degrada de un día a otro, es un proceso lento. Por lo tanto, poder detectar y predecir puntos potenciales de daño por adelantado es muy útil”, comentó Mikkel Hemmingsen, CEO de Sund & Bælt.

El resultado final es un proceso que incrementa la seguridad mientras se ahorra tiempo y dinero. Además, también ha permitido a la compañía llevar sus aprendizajes a nuevas construcciones de puentes. También hay planes de entrenar aún más al algoritmo, al aplicar el mismo método para el Puente Little Belt, el Puente Vejlefjord y el Puente Øresund.

“Nuestro foco fue crear una solución para mantener y mejorar la eficiencia, pero nos dimos cuenta muy rápido que entre más utilizábamos la solución, ésta se volvía mejor. Esto nos ha dado un incentivo para difundir la solución con otros”, declaró Hemmingsen.

De puentes a caminos

BAM Infra Nederland, compañía multinacional de construcción, y OrangeNXT, integrador líder de software, han desarrollado un sistema que utiliza Microsoft Azure, aprendizaje automático, e IA para entrenar algoritmos que puedan detectar y clasificar de manera precisa varios tipos de daños en superficies pavimentadas.

En el pasado, BAM enviaba conductores con autos equipados con cámaras para capturar fotos y videos de la superficie de los caminos. Luego, los inspectores revisaban el contenido para identificar las áreas dañadas, antes de marcarlas y hacer un plan para repararlas. “Este proceso consumía tiempo, era costoso y tedioso”, comentó Kitting Lee, director de comercio e innovación en BAM Infra Nederland. “Necesitábamos una solución más inteligente”.

La nueva solución permite que los vehículos equipados con cámaras de 360 grados graben material en video desde cada ángulo, luego este material es subido a la nube de Azure, donde los algoritmos impulsados por IA marcan de manera automática cualquier causa de preocupación. Estas imágenes también capturan datos geoespaciales, lo que permite a los inspectores rastrearlos de manera precisa hasta su ubicación en el mundo real. Esto mejora la velocidad, calidad, eficiencia, y precisión de estas revisiones visuales del camino, lo que permite un mantenimiento predictivo del asfalto, a la vez que se reducen costos – lo que libera a los inspectores para que enfoquen su experiencia donde en verdad se necesita.

Este proceso consumía tiempo, era costoso y tedioso. Necesitábamos una solución más inteligente

Caminos en Europa
Four lane controlled-access highway in Poland.

“Muchos de los caminos”, continua Lee “se revisaban sólo una vez al año. Sabíamos que si podíamos revisarlos de manera más frecuente, podríamos prevenir que pequeños defectos se convirtieran en enormes hoyos, lo que mejoraría la seguridad pública, habilitaría el mantenimiento predictivo, y reduciría las reparaciones de emergencia que cierran los caminos y causan atascos”.

Más allá de los incrementos obvios de eficiencia en tiempos y costos, el nuevo sistema también genera empleados más felices, a la vez que atrae nuevos talentos. En lugar de rastrear por horas y horas material de los caminos sin daños, los inspectores ahora se pueden enfocar sólo en secciones que requieren atención, lo que lleva a reparaciones más rápidas, y a una mayor satisfacción en el trabajo.

Debido al éxito de la nueva solución de inspección de asfalto, OrangeNXT y BAM también consideran vender el nuevo proceso como una solución de software como servicio en otros países y para otros propósitos, para abrir una nueva oportunidad de negocios a la vez que aseguran que se mantienen competitivos.

De caminos a puentes, a todo lo que hay en medio, tecnología como la IA ayuda a garantizar que los caminos que recorremos sean lo más seguros posible.