Instalar sensores inteligentes de bajo coste para alertar de fallos en la construcción, monitorizar obras civiles y predecir su vida útil. Este es el objetivo principal de un proyecto de investigación en el que participa el equipo liderado por el investigador de la Universidad de Córdoba Rafael Castro.

Imagen de uno de los sensores empleados.

El grupo de investigación se centra actualmente en la monitorización de estructuras civiles mediante dispositivos autónomos de bajo coste para el apoyo en construcción y el mantenimiento y explotación de infraestructuras, especialmente ante eventos de cambio climático, una técnica que permite la detección de anomalías por posibles fallos o daños estructurales en diferentes construcciones como puentes o presas.

Mediante esta aplicación -Adaptación de infraestructuras de obra civil ante el cambio climático (AIC3)-, el grupo utilizará modelos numéricos de las estructuras para ver qué zonas de las mismas están más expuestas al cambio climático. Mediante el uso de sensores se podrá evaluar los fallos provocados por los efectos del fenómeno ambiental, su evolución, localización y la predicción de vida útil de las estructuras.

La monitorización se llevará a cabo con sensores inalámbricos de bajo coste personalizables y basados en el Internet de las Cosas (IoT). Para ello, se usarán nanosensores de base de cemento compuesto con nanotubos de carbono. Éstos confieren a los materiales de base cemento mejoras mecánicas y eléctricas, que permiten obtener información acerca del funcionamiento estructural en servicio. Estos nanosensores fueron anteriormente propuestos y desarrollados en un Proyecto del Plan Nacional de Investigación.

Finalmente, se identificará el daño de las construcciones mediante métodos de gran carga computacional implementados en la nube, como por ejemplo el análisis modal operacional -que utiliza los parámetros modales (intrínsecos) de las estructuras, determinados a partir de las vibraciones registradas mediante los sensores–.
Una vez se desarrolle el sistema, se aplicará en distintas infraestructuras como el Puente arco de Palma del Río (N-453, Córdoba); tramos de conservación de carreteras; el Viaducto de Hernani (tramo Hernani-Astigarraga de la Línea de Alta Velocidad Vitoria-S.Sebastián-Bilbao); o la presa embalse de Bornos (Cádiz).

El trabajo, que se ejecutará hasta 2023, se desarrolla a través de un proyecto para la Asociación de Investigación y Cooperación Industrial de Andalucía (AICIA), gestionado mediante un artículo 83 por la OTRI y que lidera la empresa constructora AZVI. Tras ver su funcionamiento real, se plasmará en guías metodológicas de construcción y procedimientos de actuación a la hora de determinar el peso del cambio climático en las mismas.

Actualmente, el grupo de la UCO también investiga sobre la posibilidad de aplicar técnicas de “energy harvesting” para autoabastecer los nodos sensores a través de dispositivos piezoeléctricos que generen energía a partir de la propia vibración estructural.