DIGITALIZACIÓN DE LA CARRETERA

La óptima gestión de las infraestructuras civiles es de vital importancia para el desarrollo de nuestra  sociedad. Más teniendo en cuenta las metas  de desarrollo sostenible (ODS) que la ONU ha fijado para todas las naciones. Este conjunto de objetivos de desarrollo sostenible adquiere cada vez una mayor importancia. Gran parte de la sociedad y sobre todo las administraciones públicas están cada vez más sensibilizadas. Estas últimas además por ser promotores y gestores de las infraestructuras en las que se apalanca nuestra sociedad.

La digitalización de las infraestructuras permitirá establecer los cimientos para la óptima gestión futura, de una forma más eficiente, y por ende más sostenible. La digitalización desde el inicio permite tener un enfoque holístico: contemplando la infraestructura de forma global en todo su ciclo de vida; desde la planificación inicial, proyecto, construcción y el mantenimiento – operación.

Las Smarts Cities, Smart Grids,  las redes energéticas, los vehículos autonómos sin conductor, el IoT, etc… y la conexión 5G precisan de una base digital de nuestro entorno. Lo que comúnmente se conoce como Digital Twin (Gemelos Digitales).  Una base de datos hiperconectada sobre la que se implementan todo tipo de tecnologías.

Solo en el ámbito de la carretera en España existen 166.000 km de carreteras (teniendo en cuenta el ámbito estatal, autonómico y provincial). La inversión en mantenimiento recomendada por la ACEX (Asociación d Empresas de conservación y explotación)  debería de aproximarse a los 4.500 millones de euros anuales. Eso supone una media de unos 27.000 €/km. Las carreteras de alta capacidad estatales como las Autopistas y Autovías requieren de unos 50.000 €/año y km. Las autonómicas unos 30.000 €/año y km y las de diputaciones unos 16.800 €/año y km.

Disponer de información de calidad y veraz de todo el inventario de elementos de la infraestructura es el punto de partida para mejorar la toma de decisiones durante la fase de operación y mejorar así la eficiencia. Es el cimiento para garantizar la óptima gestión de los recursos y fomentar el ahorro.

Además, en pro de detectar los puntos conflictivos y críticos de una infraestructura se debe de realizar el análisis de datos de la misma de una forma global. De esta manera podremos actuar de la forma más diligente posible en su actuación y mejora. No nos podemos permitir que el déficit de mantenimiento ocasione accidentes y pérdidas de vidas humanas.

APROXIMACIÓN A LA DIGITALIZACIÓN UNA RED DE CARRETERAS

Apogea recibió el encargo de realizar un proyecto de prueba de digitalización de un tramo de la red de carreteras, por parte de la Direcció General de Movilitat, del Depertament de Territori i Sostenibilitat de la Generalitat de Catalunya. El encargo se centraba en analizar la posibilidad de generar un modelo BIM de forma automática a partir de una base de datos ya existente y analizar la viabilidad de su posible aplicación a toda la red de Carreteras  que tiene una extensión  aproximada de unos  6.000 km.

Actualmente La Dirección General de Movilitat dispone de un catálogo virtual de carreteras que se ha ido desarrollando desde hace cierto tiempo a partir de la tecnología Mobile Mapping. El catálogo tiene el nombre de VIC (Visor de Inventario de Carreteras) en donde de forma conjunta se  integran diferentes tipos de datos: nubes de puntos, imágenes y datos alfanuméricos.

Las consignas del encargo tenían las siguientes directrices:

• Selección de un tramo en concreto de Carreteras.
• Realizar modelado de los elementos de forma automática a partir de la base de datos.
• Incluir los datos de propiedades de los elementos que actualmente están disponibles y que proporcionan información.
• Obtener los resultados según la actual especificación de modelos entregables BIM asBuilt de carreteras, por subsistemas y en diferentes archivos IFC.

El ámbito de proyecto escogido fue la carretera C-12, en un tramo cerca de la  población de Flix, entre el pk 85+000 y el pk 88+000.

A partir de la elección de ese tramo y antes de realizar cualquier tipo de operación de generación de elementos, de forma previa y visual se realizó un análisis de contraste y viabilidad para determinar en qué medida los datos existentes del catálogo son coherentes y poder generar de forma automática elementos BIM a partir de la elaboración de scripts.

Teniendo un resultado satisfactorio y confirmada la consistencia y coherencia de los datos se procedió a realizar la generación del modelo de los elementos de la carretera a partir de programación ad-hoc. Finalmente los elementos que se modelaron fueron: firmes, señalización (horizontal y vertical) e instalaciones de alumbrado.

Podemos decir que este ejercicio de digitalización del catálogo ha permitido en primera instancia realizar una validación de los datos existentes y comprobar la coherencia general, el grado de detalle, las tipologías de elementos representados, la capacidad de combinarse con otros tipos de datos, la precisión y otros aspectos relacionados con las necesidades de información en el ámbito de la carretera.

Su aplicación a toda la red existente y su potencial escalabilidad es viable. No obstante será necesario analizar el conjunto de técnicas, estrategias,  procesos,  herramientas y programación  necesaria para desarrollarlo en un futuro.

INTEGRACIÓN DIGITAL Y GESTIÓN DE DATOS

Uno de los principales retos a los cuales nos enfrentamos fue, sin duda alguna, el de obtener un catálogo virtual de las infraestructuras viarias  (el gemelo digital o Digital Twin).  Es la base fundamental para poder operarlas de la forma más sostenible y construirlo de acuerdo a las necesidades actuales y futuras de operación y mantenimiento.

Este catálogo virtual, a medida que la tecnología avance en los próximos años, implicará una mejor capacidad y facilidad a la hora de generarlo y gestionarlo. La mayor precisión de captura de información de satélites, UAV, etc… el avance en el desarrollo de sistemas de Deep Learning y de Inteligencia Artificial para la detección y procesamiento de los elementos capturados proporcionarán las palancas óptimas para su generación de forma eficiente.

Con los datos totalmente integrados, y el análisis de gran cantidad de información que se podrá cruzar y relacionar, los sistemas expertos podrán analizar la información y determinar el mejor conjunto posible de soluciones basados en criterios de sostenibilidad. El sector de la construcción tiene que aplicar lo que otros sectores industriales están realizando: el mantenimiento preventivo estructurado en base a la Inteligencia Artificial.

Si quieres información más detallada de este proyecto de digitalización puedes descargar este documento explicativo.