Una pequeña grieta podría desencadenar una gran catástrofe: un dron con IA inspeccionará el interior del puente.

Ingenieros alemanes crearon un mini dron que inspecciona de forma autónoma puentes de hormigón desde el interior y busca grietas casi imperceptibles al ojo humano. El vehículo no tripulado se orienta en cavidades oscuras y estrechas sin GPS, elige la ruta por sí mismo y examina las zonas sospechosas con ayuda de inteligencia artificial. Por ahora, el desarrollo se prueba en laboratorio, pero el siguiente paso será comprobarlo en un puente real.

El problema es especialmente agudo en Alemania, donde miles de puentes se construyeron aún en las décadas de 1960–1980. A lo largo de décadas el hormigón ha pasado por innumerables ciclos de hielo y deshielo, y las cargas de tráfico han aumentado notablemente. Incluso una pequeña grieta puede ser el inicio de una destrucción seria: a través de la superficie dañada penetra la humedad, las armaduras de acero se oxidan gradualmente y la estructura pierde resistencia.

Según los especialistas, las grietas de apenas 0,2–0,3 mm ya merecen una atención minuciosa. Sin embargo, detectar un daño tan fino desde una distancia de dos metros es prácticamente imposible. Los ingenieros tienen que inspeccionar el hormigón con detalle, fotografiar los puntos sospechosos y luego analizar las imágenes en la oficina. Para acceder a zonas concretas hacen falta plataformas elevadoras, equipos especiales y a veces cortar el tráfico.

Es especialmente difícil inspeccionar las cavidades internas de los puentes. Muchas estructuras de hormigón contienen largas secciones huecas a las que es complicado llegar, y un dron convencional de gran tamaño simplemente no cabe. Los desarrolladores decidieron enviar al interior una aeronave compacta que pueda examinar las paredes sin control continuo desde tierra.

Al principio los ingenieros modificaron un dron comercial de solo ocho centímetros de diámetro. La compactación resultó ser a la vez ventaja y problema: casi no quedaba espacio para la batería ni para el equipo de cálculo. El aparato volaba apenas cinco o seis minutos, y para el reconocimiento de grietas dependía de una conexión constante con un ordenador externo.

Al final, el equipo ensambló su propio vehículo no tripulado de 23 centímetros de diámetro. La carcasa aumentada permitió ubicar la electrónica necesaria a bordo. Ahora el dron traza la ruta de forma autónoma, fotografía las superficies de hormigón, analiza las imágenes con una red neuronal y guarda los resultados en una tarjeta de memoria. Ya no es necesario transmitir el flujo de vídeo a un ordenador separado para el reconocimiento de daños.

Orientarse dentro de un puente es mucho más difícil que en el exterior. La navegación por satélite no funciona allí, y las paredes de hormigón pueden parecerse entre sí. Por eso el dron explora gradualmente el entorno, construye un mapa y al mismo tiempo determina su propia posición. Para ello los ingenieros emplearon el método SLAM, que ayuda a los robots a moverse sin coordenadas satelitales.

Una tarea aparte recayó en la inteligencia artificial. La red neuronal analiza las imágenes píxel a píxel y trata de distinguir las grietas reales de manchas, poros en el hormigón y telarañas. Estas últimas interfieren especialmente con el reconocimiento, ya que los hilos finos se pueden confundir fácilmente con daños en la superficie.

Para reducir el número de errores, los desarrolladores enseñaron al sistema a evaluar su propia confianza en el reconocimiento. Si la red duda, el dron puede volver al lugar sospechoso y fotografiarlo desde otro ángulo. Imágenes adicionales ayudan a determinar con más precisión si el aparato detectó una grieta o una marca inofensiva en el hormigón.

Actualmente los ingenieros prueban el dron en un laboratorio cerrado, donde reproducen las condiciones del interior de las estructuras de los puentes. Un sistema especial rastrea sus desplazamientos con precisión milimétrica, lo que permite comprobar el funcionamiento de la navegación. Por delante están las pruebas en un puente real, donde el dron tendrá que enfrentarse a obstáculos reales y a las particularidades de las cavidades de hormigón.

Para su aplicación práctica queda por resolver varios problemas. El principal es la batería: la carcasa compacta limita la reserva de energía, y la navegación y el procesamiento de imágenes requieren cálculos adicionales. Los ingenieros también deberán aumentar la precisión en la medición del ancho de las grietas y asegurarse de que todos los sistemas a bordo funcionen de forma fiable al mismo tiempo.

En el futuro, los desarrolladores quieren generar modelos digitales tridimensionales de los puentes a partir de las inspecciones. En el modelo se marcarán los daños encontrados y las zonas donde la red neuronal no pudo determinar con confianza el estado del hormigón. El especialista podrá abrir el mapa en una tableta, estudiar las zonas problemáticas y decidir cuáles requieren una comprobación adicional.

Los ingenieros todavía no piensan confiar por completo la evaluación de la seguridad de los puentes a la inteligencia artificial. La decisión final seguirá siendo humana, y el dron asumirá la parte más laboriosa del trabajo: la búsqueda y la filmación de los daños en lugares de difícil acceso. Si las pruebas tienen éxito, la inspección de puentes envejecidos podrá hacerse más rápido, más barato y con menos riesgo para los especialistas.