En STRUCINSPECT hemos desarrollado un método innovador basado en la IA para mejorar el statu quo de la inspección estructural de las estructuras de ingeniería civil. El enfoque se centra actualmente en las construcciones de hormigón, especialmente en la inspección de puentes, y pretende ser una solución tecnológica de apoyo para ayudar a los equipos de inspección a hacer su trabajo más eficiente, más seguro y más sostenible. La tecnología se centra en ofrecer múltiples servicios y ventajas, como las inspecciones estructurales, la creación de gemelos digitales y el modelado de información de construcción (BIM), el análisis de daños basado en IA, la visualización, la colaboración y el intercambio de resultados, así como el análisis del ciclo de vida y la gestión de activos. STRUCINSPECT se fundó en 2019 como una empresa conjunta entre PALFINGER, VCE y ANGST .

Antecedentes

Las estructuras de ingeniería tienen que cumplir estrictos requisitos de estabilidad, seguridad del tráfico y durabilidad. Por ello, estas estructuras se someten a inspecciones periódicas para garantizar su cumplimiento y seguridad. La mayoría de los países tienen leyes y reglamentos que obligan a este tipo de mantenimiento continuo.

La innovadora plataforma de inspección basada en IA que hemos construido en STRUCINSPECT crea gemelos digitales y modelos BIM mediante fotogrametría. A partir de los modelos 3D, los daños se detectan, se clasifican y se documentan de forma más precisa y eficaz que hasta ahora gracias al apoyo de la Inteligencia Artificial. La plataforma va más allá de actuar como una mera herramienta de procesamiento. También cumple la función de herramienta de comunicación y presentación para todos los participantes en el proyecto. A continuación, nos sumergimos en los actores que lo están haciendo posible y le ofrecemos una visión detallada de los diversos beneficios que la solución proporciona.

Una plataforma colaborativa basada en la IA para ingenieros y operadores de infraestructuras

La empresa conjunta STRUCINSPECT

STRUCINSPECT es una empresa conjunta entre PALFINGER, VCE,  y el Grupo ANGST, lo que hace que haya tres especialistas de tres campos diferentes de la ingeniería civil. VCE trabaja como empresa de ingeniería de alta tecnología, especializada en inspecciones de estado y evaluaciones de construcciones de infraestructuras. PALFINGER proporciona equipos especializados para las inspecciones estructurales, permitiendo el acceso de los inspectores e ingenieros civiles a lugares de difícil acceso. Por último, el Grupo ANGST es especialista en cartografía móvil, operación profesional de drones y fotogrametría. Juntas, estas tres empresas han desarrollado la plataforma apoyada por la IA para la inspección estructural colaborativa del futuro.

La plataforma STRUCINSPECT para el trabajo colaborativo e interdisciplinar

En la plataforma STRUCINSPECT, los ingenieros que realizan las inspecciones pueden llevar a cabo un análisis estructural digital completo con ayuda de la IA y compartir simultáneamente los resultados intermedios y finales con el operador de la infraestructura. Esto permite la máxima eficiencia y el ahorro de tiempo. El resultado final puede compartirse directamente con los clientes o los propietarios de las construcciones. Además, los propietarios de edificios pueden compartir todos los resultados con terceros, como empresas de ingeniería y constructoras, y utilizarlos para otros trabajos conjuntos, como el mantenimiento o la reparación. Se puede extraer más valor de los resultados introduciéndolos en un sistema de gestión de activos y manteniendo registros precisos de los datos de inspección.

Adquisición de datos

La base de los análisis totalmente detallados es el registro de toda la superficie de la estructura con imágenes de alta resolución según criterios de calidad especificados. Los inspectores de edificios pueden adquirir las imágenes por sí mismos o solicitar y encargar el apoyo de expertos para la adquisición de imágenes a través de la plataforma STRUCINSPECT . Los expertos a los que se puede recurrir capturan las imágenes necesarias en el aire, mediante vehículos aéreos no tripulados (UAV), en tierra y en el agua (en barco), según las necesidades del proyecto y la accesibilidad. Los datos recogidos de este modo se comprueban automáticamente para verificar su integridad y calidad tras ser cargados en la plataforma STRUCINSPECT.

La calidad y la integridad de los datos son esenciales para el procesamiento posterior, como el análisis de daños con ayuda de la IA y la creación de un gemelo digital preciso y un modelo BIM conforme a la Industry Foundation Class (IFC). Para ello, STRUCINSPECT ha desarrollado un catálogo de calidad de encuadernación e interfaz con criterios estrictos como la resolución, el solapamiento, la distancia de muestreo del terreno (GSD) o el tipo de enfoque que deben cumplirse antes de aceptar los datos para su posterior procesamiento.

Gestión de imágenes de daños, gemelo digital y BIM

Al crear el gemelo digital a partir de las imágenes grabadas, la plataforma STRUCINSPECT permite seleccionar diferentes niveles de calidad. La versión básica permite crear estructuras y permite cargar, calificar y gestionar los daños de forma sencilla. Con un gemelo 3D como nube de puntos, que permite la georreferenciación para la localización precisa de los daños, se dispone de otra opción.

La versión premium incluye la creación de un gemelo 3D texturizado de alta resolución, tan preciso que permite la inspección manual virtual y el control de daños en 3D. Dentro de la versión premium también es posible la creación de un modelo BIM compatible con IFC en el nivel de detalle (LOD) seleccionado. Además, en todos los modelos 3D se registran todos los datos estructurales necesarios y existentes, como el uso, la edad de la estructura, el tipo de estructura o la longitud de un puente.

Análisis de daños de la IA

La detección de daños basada en la IA que hemos desarrollado puede detectar grietas, desconchados, refuerzos expuestos y corrosión , manchas de óxido, caries, humedad, bolsas de grava y musgo con una tasa de detección (TPR) del 99,9%, de forma totalmente automática. Además de la detección y el marcado de los daños, también se realiza un análisis geométrico automático (por ejemplo, medición de la anchura de la grieta, designación de la zona dañada). Los criterios de precisión y las clasificaciones deseadas pueden definirse de antemano. Por ejemplo, se puede especificar una anchura de grieta definida de 0,1 mm para estructuras de hormigón pretensado y de 0,3 mm para estructuras de hormigón armado. Las grietas y las fisuras capilares que se interrumpen visualmente pero están relacionadas se reconocen como un solo daño coherente. Utilizando un tamaño mínimo ajustable, la IA también reconoce, marca y mide automáticamente los daños. Todo esto es la base para la evaluación posterior de un experto que realice la inspección.

Servicio de asignación, documentación y visualización basado en la IA

Con la ayuda de la IA, los daños detectados en las imágenes 2D (imágenes originales) y 3D (gemelo digital georreferenciado) se asignan y documentan con su propio número de identificación único. Si el mismo daño se detecta también en otras imágenes y desde otros ángulos, se produce un cotejo automático y una asignación automática al número de identificación. En otras palabras, el mismo daño, aunque se detecte en varias imágenes, se reconoce como único y sólo se introduce una vez en la base de datos de daños. Todos los daños, junto con su número de identificación único, están también georreferenciados en el gemelo digital 3D. 

Caja de herramientas de hallazgos, intercambio de resultados y gestión de activos 

Todos los daños descubiertos se almacenan en la base de datos dedicada y pueden editarse en 2D y 3D con sólo unos clics. Un ingeniero de inspección puede aceptar, modificar, ampliar o rechazar las recomendaciones y evaluaciones de daños realizadas a través de la plataforma. También se pueden añadir posibles medidas de seguimiento como elementos de acción.

Además, los inspectores de estructuras pueden proporcionar un acceso definido a los resultados generados a sus clientes, a los operadores de infraestructuras y, a petición de sus clientes, también a otros socios de servicios de terceros. Esto ayuda a garantizar el máximo nivel de transparencia y simplifica la colaboración entre todas las partes implicadas. Los resultados, que pueden ser consultados por los operadores de la infraestructura, incluyen catálogos de daños, clasificaciones, medidas recomendadas, etc. Todos los resultados pueden descargarse también como conjunto de datos de daños, conjunto de datos BIM o informe en PDF.

También es posible la conexión directa o indirecta con las bases de datos de edificios y los sistemas de gestión de activos del cliente para facilitar el intercambio de datos. Además, la plataforma STRUCINSPECT permite la ejecución de análisis del ciclo de vida y la planificación del mantenimiento en función de diversos modelos de envejecimiento y de costes. Un centro de gestión permite a cada usuario tener una visión sencilla de todos sus proyectos, estructuras y datos.

Valor añadido

En comparación con la inspección estructural convencional de última generación, la plataforma STRUCINSPECT es una evolución y una base que ahorra tiempo y es eficaz para la enorme necesidad de digitalización en el negocio de la inspección. Las principales ventajas de STRUCINSPECT son el grado de objetividad y repetibilidad del tratamiento integral y el carácter exhaustivo de la documentación del estado de toda la superficie de una estructura (incluso las zonas sin daños se documentan completamente). Por último, la plataforma ofrece la importante ventaja de realizar un seguimiento sencillo y automatizado del progreso de la inspección de daños durante las inspecciones periódicas de seguimiento.

Perspectivas y novedades

La plataforma STRUCINSPECT está en constante desarrollo, lo que nos permite responder a las peticiones explícitas, los comentarios y las aportaciones de los usuarios de forma continua y oportuna. Otras características previstas en el actual proceso de desarrollo son las funciones adicionales de gestión de activos con colaboraciones o complementos para sistemas de software de gestión de activos de terceros, la inclusión y prueba de clases de activos adicionales (como carreteras y túneles), y la integración de un proceso de recopilación y evaluación de datos multiespectrales más profundo para poder incluir y evaluar tipos de daños adicionales.