Una herramienta nueva permite inspeccionar daños estructurales al instante
La degradación por envejecimiento, los fenómenos meteorológicos extremos y los daños sísmicos constituyen amenazas graves para las infraestructuras vulnerables y acarrean pérdidas económicas y de vidas. La monitorización de la salud estructural de infraestructuras y estructuras de ingeniería civil es ya obligatoria, lo que requiere una supervisión y detección de daños continua y al instante con una participación mínima de mano de obra. El equipo de la empresa MORPHOSENSE, que contó con el respaldo del proyecto financiado con fondos europeos MORPHOSAVE, desarrolló una tecnología de monitorización personalizada para varios tipos de estructuras, a saber: plataformas petrolíferas y gasísticas, puentes, presas, turbinas eólicas marinas y grandes buques. «Nuestro innovador sistema de monitorización de la salud estructural basado en las vibraciones, denominado NEURON; permite supervisar de manera continua y simultánea las características estáticas y dinámicas de las estructuras», comenta Alexandre Paleologue, director general de MORPHOSENSE y coordinador de MORPHOSAVE. La tecnología NEURON es parte de la innovación global de gemelo digital AXON de MORPHOSENSE, que se actualiza a partir de datos en tiempo real y utiliza algoritmos de convergencia de inteligencia artificial en modelos físicos. «La combinación de datos estáticos y dinámicos sincronizados de NEURON, así como una función de interoperabilidad que puede integrar datos de sensores estándar (estaciones meteorológicas, extensómetros, medidores de grietas, cámaras y sistemas de detección y medición de distancias por luz), nos permitió desarrollar crear un gemelo digital en tiempo real que evalúa la fatiga, los daños y la vida útil residual de las estructuras equipadas con el sistema NEURON», explica Paleologue.
Tecnologías de monitorización mejoradas
Hoy día, la inspección y el mantenimiento de estructuras dependen de inspecciones visuales «in situ» periódicas que, a veces, suponen el empleo de sensores o drones, pero su capacidad para verificar toda la estructura sigue siendo limitada. Por ejemplo, la inspección «in situ» de estructuras eólicas marinas no puede proporcionar información sobre zonas subacuáticas, que son bastante propensas a vulnerabilidades estructurales. «La tecnología de MORPHOSENSE permite la supervisión a distancia continua de la estructura en lugar de enfoques periódicos y no basados en datos. Adapta el número de sensores y su distribución por la estructura a los lugares críticos identificados mediante simulaciones con un modelo físico. Además, el modelo nos permite observar el comportamiento de la estructura en todos los puntos, independientemente de la posición del sensor, lo que nos permite trabajar tanto a nivel local como general», comenta Paleologue. Otra forma llevar a cabo la monitorización de la salud estructural de una infraestructura es rastrear las desviaciones de su comportamiento habitual en los datos medidos a través de modelos basados en datos. Estos modelos permiten detectar con rapidez cualquier desviación del comportamiento normal de una estructura, aunque no pueden proporcionar una comprensión física de la causa del problema. Por lo tanto, es difícil predecir una respuesta de mantenimiento adecuada. «Nuestra tecnología de gemelo digital se basa en un modelo digital restringido por mediciones que ofrece información específica sobre cualquier cambio nuevo en la integridad de la estructura. Si la profundidad del flotador o la línea de amarre cambia, el modelo digital puede identificar al instante este cambio y proporcionar una notificación precisa al operador», explica Paleologue.
Flexibilidad de uso y grandes beneficios predichos
La empresa MORPHOSENSE produjo varios sistemas de prueba de concepto para el mercado eólico marino. «Nuestra tecnología de gemelo digital podría ayudar a aumentar la rentabilidad de los parques eólicos marinos, incluso con un coste normalizado de la energía objetivo de tan solo 45 EUR/MWh para 2040. La rentabilidad de la inversión predicha es del 15 % a lo largo de los 20 años de vida útil de un parque eólico —comenta Paleologue—. En el futuro, nuestro objetivo es desarrollar una tecnología genérica de gemelo digital que permita la integración de cualquier herramienta de modelo de orden reducido disponible en el mercado».
Palabras clave
MORPHOSAVE, estructura, MORPHOSENSE, inspección, energía eólica marina, gemelo digital, monitorización de la salud estructural, modelo basado en datos
