Entre los resultados del proyecto europeo Omicron, publicados recientemente por el Servicio de Información Comunitario sobre Investigación y Desarrollo (Cordis), se ha desarrollado una plataforma digital mediante drones, robótica, tecnología de gemelo digital y herramientas de planificación inteligente, para conseguir carreteras más seguras, infraestructuras viarias resilientes y realizar inspecciones más ágiles.
El mantenimiento tradicional de las carreteras depende en gran medida del trabajo manual y de métodos de inspección que a veces ralentizan las reparaciones, conllevan errores humanos, aumentan los costes y ponen en peligro a los trabajadores de mantenimiento de carreteras. Además, el deterioro de las infraestructuras viarias provoca cada año numerosos accidentes de tráfico en toda la Unión Europea.
En este contexto, Omicron arrancó en mayo de 2021 para revisar y modernizar el modo de gestionar y mantener los activos viarios, con un presupuesto de 4.999.380 euros financiado al 100% por el programa Horizonte 2020 de la UE. El proyecto llegó a su fin el pasado 31 de enero, con socios de España, Italia, Reino Unido, Grecia, Hungría, Alemania y Portugal, bajo la coordinación del Centro de estudios de materiales y control de obra (España).
La plataforma de Omicron se basa en tecnología de gemelo digital
La plataforma digital del proyecto Omicron utiliza un gemelo digital creado con modelado de información de construcción y sistemas de información geográfica para generar un modelo virtual de la infraestructura viaria del mundo real. Combina imágenes de alta resolución, mapas tridimensionales y datos de sensores y sobre el tráfico para ofrecer una visión en tiempo real de las carreteras.
A través de la simulación de diversos escenarios, esta herramienta ayuda a los planificadores a determinar las estrategias de mantenimiento más eficaces, a priorizar las intervenciones y a asignar recursos de forma eficiente. Así, permite la industrialización y automatización de varias funciones de gestión de carreteras.
Se han desarrollado tecnologías de realidad aumentada y virtual para apoyar la ejecución de intervenciones, y los algoritmos de la Herramienta de Soporte de Decisiones (DST) para la predicción del estado de los activos y la optimización de la planificación se han conectado al gemelo digital.
Esta representación virtual es accesible a través de un teléfono móvil, sin necesidad de software especializado. Ofrece una recreación en tiempo real de las redes de carreteras y, junto con la DST, ayuda a los operadores a tomar decisiones más informadas sobre mantenimiento, reparación y mejoras.
Mantenimiento inteligente de carreteras
Omicron también tenía por objeto reducir los riesgos para los trabajadores de mantenimiento de carreteras. En este sentido, se han introducido tecnologías de inspección digital, incluidos drones de largo alcance y vehículos terrestres equipados con sensores, para evaluar las superficies y estructuras de las carreteras sin necesidad de desplazar personal de manera física. Estos sistemas ofrecen resultados precisos y fiables, e introducen los datos directamente en la plataforma de gemelo digital del proyecto.
En concreto, se ha probado una herramienta de gestión de vehículos aéreos no tripulados (UAV), con tecnologías de largo alcance y multi-UAV integradas; se han realizado trabajos de calibración para la combinación de sensores en vehículos de inspección (escáner láser, cámara de visión artificial y cámara de infrarrojos) y se ha diseñado una plataforma robótica modular para las arquitecturas de hardware y software de las intervenciones de mantenimiento.
Los drones para la inspección digital han permitido llegar a todas las áreas, incluidas las de más difícil acceso como puentes altos y viaductos, incluso a gran distancia. Todo esto detectando y evitando obstáculos.
Por su parte, la plataforma robótica es capaz de realizar diversas tareas, como sellado de grietas, retirada de líneas y limpieza, colocación y retirada de señales, conos y barreras de seguridad. Controlada en remoto mediante una interfaz basada en realidad virtual y aumentada, la plataforma permite procesos más seguros, precisos y eficientes con una guía visual en tiempo real para los operadores.
Además, se ha demostrado el buen funcionamiento de la Virtual Crisis Room para dar respuestas coordinadas en remoto ante incidentes y emergencias en la red viaria.
De este modo, el proyecto ha reducido la necesidad de recursos y las incidencias, mejorando la planificación para conseguir carreteras más inteligentes y sostenibles. Los procesos automatizados implican la disminución de intervenciones repetidas, de afectaciones en el tráfico y una menor huella medioambiental.
Pruebas en condiciones reales en España e Italia
La tecnología de Omicron se ha probado en condiciones reales en España e Italia. Se han desplegado drones, vehículos de inspección y herramientas de planificación predictiva en la A2, la A7 y la A-92, en España, y en la A1, que conecta Florencia con Bolonia (Italia). Además, en la A3 (Portugal) se ha desarrollado una demostración virtual.
Como resultado, se ha validado el funcionamiento conjunto de las herramientas, incluso con tráfico intenso y condiciones meteorológicas variables. Así, el proyecto asegura que están listas para ser implementadas en entornos operativos en cualquier parte de la red de carreteras europeas.
En la autovía del Nordeste o A-2, que comunica Madrid con Barcelona, se ha probado la tecnología de comunicación inalámbrica V2X (Vehicle-to-Everything) para intercambiar información entre el vehículo de inspección y la infraestructura viaria a la altura de Guadalajara. Los datos recopilados han ayudado a entrenar las tecnologías de inteligencia artificial necesarias para calcular parámetros específicos de la carretera y han demostrado la replicabilidad.
En el caso de la A-7 o autovía del Mediterráneo, a su paso por el área metropolitana de Valencia, se ha probado la plataforma robótica modular para evitar las grietas en este tramo por el que circulan más de 20.000 camiones a diario.
En la A-92, en Sevilla, se ha comprobado la influencia de las condiciones meteorológicas y los materiales disponibles localmente en el rendimiento del pavimento sustituido. Esta demostración ha permitido monitorizar la construcción de principio a fin y obtener información útil para futuras aplicaciones.
Por último, en la A-1, que contiene puentes, túneles y todos los elementos necesarios para probar al completo los desarrollos tecnológicos de Omicron, también se ha probado con éxito la plataforma inteligente del proyecto.
Resultados escalables a otros lugares y sectores
Además de mejorar la gestión y aumentar la seguridad, las soluciones de Omicron tienen un impacto significativo en la capacidad vial y la experiencia de los usuarios, al reducir las interrupciones del tráfico causadas por las obras de mantenimiento.
El proyecto trabaja en la continuación de algunas soluciones, como el gemelo digital y la plataforma modular robotizada para el mantenimiento inteligente, que próximamente podrán implementarse en otros lugares. Asimismo, la plataforma de gemelo digital se ha extrapolado a otros sectores, como el ferroviario y el de gestión de edificios, y está previsto que también se aplique a redes de energía y agua.
Mediante la combinación de robótica, drones, inteligencia artificial y modelización predictiva, el consorcio de Omicron ha creado una forma más segura, innovadora y sostenible de circular y gestionar las carreteras europeas.