Tres nuevas tecnologías inusuales para la inspección y el mantenimiento de puentes

En Estados Unidos, casi la mitad de todos los puentes tienen al menos 50 años y el 7,5% se consideran estructuralmente deficientes, según la consultora WSP.

En Europa, se estima que alrededor del 10% de los dos millones de puentes de la región se encuentran en condiciones potencialmente peligrosas, según Christian Tridon, fundador de la Conferencia Eurobridge.

Y en Japón, el 30% de los puentes ya han alcanzado su vida útil de diseño de 50 años, mientras que dentro de 15 años, alrededor del 80% de ellos podrían quedar obsoletos, según una estimación.

Los recientes colapsos de puentes de alto perfil, en particular el colapso del puente Morandi en 2018 en Italia, que mató a 43 personas, y el colapso del puente Carola en Dresde, Alemania, el año pasado, resaltan la necesidad de una inspección y un mantenimiento más rápidos y eficientes.

Y se están desarrollando nuevas tecnologías para la industria de la construcción para afrontar el desafío haciendo que el proceso de inspección sea más rápido y eficiente, además de proporcionar capacidades de inspección en áreas de estructuras de difícil acceso.

En el Construction Briefing de hoy destacamos tres innovaciones inusuales de todo el mundo que se han desarrollado para este propósito:

1) El inusual dron con ventosa que puede inspeccionar estructuras inaccesibles

Los drones para topografía y cartografía, seguimiento de avances e incluso inspección y garantía de calidad se han convertido en una imagen relativamente común en la construcción en los últimos años.

El dron de Aithon Robotics utiliza ventosas de alta capacidad para adherirse a áreas de difícil acceso de las estructuras (imagen cortesía de Aithon Robotics)

Pero imaginemos un dron que no sólo vuela sobre o cerca de estructuras construidas, sino que puede acoplarse para realizar inspecciones más detalladas e incluso tomar muestras de núcleos y realizar perforaciones.

Eso es lo que ha hecho un equipo de especialistas en tecnología e ingeniería de la Universidad ETH de Zúrich (Suiza), creando una nueva empresa llamada Aithon Robotics.

Aithon Robotics ha desarrollado un nuevo tipo de dron que utiliza bombas de succión de alto flujo de aire y es capaz de engancharse a áreas de estructuras de difícil acceso.

El muestreo de núcleos o la perforación son una de las tres tareas principales que puede realizar el dron. También puede realizar escaneos de área mediante georradar, lo que le permite detectar y marcar varillas de refuerzo dentro de las estructuras, así como colocar objetos como sensores.

“Lo que buscamos es una solución de acceso más eficiente, segura y económica a activos de infraestructura como puentes”, dijo Friederike Biffar, investigadora pionera de la empresa, responsable del software y los controles.

“Podemos usarlo para volar hacia activos construidos y, una vez allí, podemos conectarnos a la estructura mediante bombas de succión de alto flujo de aire”.

La empresa emergente afirma que el dron puede adherirse de manera confiable a superficies artificiales y ha sido probado y utilizado en concreto con diversos grados de deterioro, incluidas grietas, suciedad y superficies mojadas.

"Una vez acoplados, podemos apagar los rotores y mantenernos súper estables en la pared. Luego, giramos el cuerpo del UAV hacia la superficie de trabajo para realizar esos tres tipos de trabajo", explicó Biffar.

El dron es operado por un piloto humano a través de control remoto y está atado, lo que significa que su tiempo de vuelo no está limitado a la vida útil de una batería.

La empresa espera que el robot resulte útil y más rentable para la monitorización de la salud estructural, así como para pequeñas tareas de mantenimiento.

“Tenemos muchos puentes construidos en las décadas de 1960 y 1970 [en Europa] y ahora están llegando al final de su vida útil. Así que ahora quizás se trate de evaluar qué puente se abordará primero y poder decidirlo. Espero que en el futuro no esperemos 40 años hasta que un puente se derrumbe”, dijo Biffar.

Como una nueva escisión de ETH Zürich, Aithon Robotics, dirigida por el CEO Roman Dautzenberg, está actualmente involucrada en proyectos piloto, mientras intenta encontrar tracción, y en última instancia, clientes que paguen, por su innovación.

2) Tecnología de inspección de IA

Beca, empresa de ingeniería consultora con sede en Asia Pacífico, está perfeccionando el uso de la inteligencia artificial (IA) en las inspecciones de puentes. En 2023, realizó pruebas con drones con IA en el puente Purewa, de 100 años de antigüedad, en Auckland, Nueva Zelanda, por el que transitan más de 20.000 vehículos al día.

El equipo de transporte e infraestructura de Beca utilizó drones equipados con tecnología Niricson para capturar 15.000 imágenes de alta resolución y sondeos acústicos desde múltiples ángulos. Un software de inteligencia artificial analizó los datos, identificando y cuantificando defectos como grietas, desconchados y panalización, incluyendo fallas muy pequeñas.

Un dron equipado con IA inspecciona el puente Purewa cerca de Auckland, Nueva Zelanda (Imagen: Auckland Transport, cortesía de BECA)

Tras la prueba, Beca aplicó este enfoque al puente Waipuna, de 528 m de longitud, en Auckland, en 2024. Kevin Williams, asociado de estructuras de puentes, movilidad y recintos de Beca, explicó cómo el puente, de 51 años de antigüedad y 528 m de longitud, consta de vigas cajón segmentadas en voladizo equilibrado de hormigón prefabricado en los vanos dos a ocho, y vigas doble T pretensadas gemelas en los extremos. Los vanos cuatro y seis tienen juntas de media caña con apoyos horizontales y tirantes verticales.

Un dron autónomo Skydio 2+ capturó un modelo fotogramétrico completo, lo que permitió el mapeo con IA de grietas en zonas críticas. Los datos procesados ayudaron a Beca a planificar investigaciones adicionales sobre la compleja estructura.

Desde entonces, Beca se ha trasladado al puente Grafton, de 114 años de antigüedad, en Auckland, que sólo se puede inspeccionar de noche porque se extiende sobre cuatro secciones de la autopista SH1/SH16.

Esto requiere un dron que pueda operar en la oscuridad, y Beca lo ha actualizado con el Skydio X10, con capacidades y cámara mejoradas. Beca afirma ser la primera empresa de Nueva Zelanda en poseer un dron de este tipo.

Un escaneo digital del puente Grafton en Auckland, Nueva Zelanda (imagen cortesía de Beca)

Williams explicó que, en esta ocasión, Beca quería generar un modelo fotogramétrico/de malla de realidad completa del puente. "A partir de esto, utilizaríamos una plataforma inteligente de proveedores digitales para generar informes de inspección del estado de todos los defectos significativos y, con esto, planificar el mantenimiento y el flujo de trabajo mediante la monitorización de tendencias y condiciones en un modelo de entorno de trabajo para este importante puente patrimonial", afirmó.

La empresa afirma que el enfoque basado en IA es más seguro, más rápido, más preciso y menos disruptivo que los métodos tradicionales, lo que permite realizar evaluaciones de condición digitales completas y modelos 3D en plazos más cortos.

3) Láseres para eliminar el óxido del acero estructural

La empresa japonesa Toyokoh ha creado un negocio llamado CoolLaser que utiliza potentes rayos de luz para eliminar el óxido del acero estructural.

La empresa, fundada en 2008, ha desarrollado un dispositivo portátil con una potencia máxima de 5,4 kW, lo que lo hace lo suficientemente potente como para eliminar el óxido del acero en entornos exteriores.

Todo el sistema ha sido diseñado para adaptarse a un automóvil estándar y, si bien tiene múltiples aplicaciones potenciales dentro de la industria de la construcción, una de las principales áreas de enfoque de CoolLaser es el campo de los puentes, incluidas las carreteras y los ferrocarriles (las otras son las torres de comunicaciones y transmisión, las aplicaciones marítimas y otras que incluyen plantas industriales).

El director ejecutivo de la compañía, Kasuaki Toyosawa, explicó a los inversores el mes pasado (mayo de 2025) que más del 30% de los puentes en Japón ya han alcanzado su vida útil de diseño de 50 años, mientras que dentro de 15 años, alrededor del 80% de ellos estarán obsoletos.

Imagen: Captura de pantalla del vídeo de Toyokoh en CoolLaser

Si continuamos reparando estas instalaciones dañadas después del hecho, el presupuesto nacional se agotará y el costo será enorme. Por lo tanto, la industria está cambiando al mantenimiento preventivo, reparando estas piezas antes de que se dañen y reforzándolas, afirmó.

Explicó que la principal causa de fallas en los puentes es la corrosión provocada por el óxido, que actualmente se elimina mediante granallado o arenado, que consiste en rociar arena y polvo de hierro a alta velocidad.

La tecnología CoolLaser de la empresa ha adaptado los láseres para la soldadura y el corte, junto con una rotación de alta velocidad para aumentar su potencia. Toyosawa afirmó que presenta varias ventajas sobre el granallado, ya que es más silencioso, no produce polvo y permite eliminar el óxido con mayor precisión que los métodos convencionales, incluso en zonas con geometría compleja.

Aseguró que los contratistas generales y las grandes empresas de construcción en Japón ya están alquilando el equipo a través de proveedores de equipos, mientras que las compañías eléctricas también están empezando a utilizar la tecnología.

“La mayor ventaja de usar láseres reside en la ausencia total de residuos industriales secundarios”, afirmó. “En segundo lugar, la sal se mezcla con el óxido y esta sal no se puede eliminar con la tecnología actual. Si se pinta encima sin eliminarla por completo, la pintura se deteriorará”.

Agregó que la tecnología también es más segura para los operadores, con un dispositivo de recolección de polvo en la punta de la boquilla del dispositivo que elimina sustancias dañinas como plomo y PCB que puedan mezclarse con el revestimiento.

Aún se requieren métodos de inspección manual

Un equipo de inspección de puentes de WSP utiliza cuerdas para realizar una inspección manual (Imagen: WSP)

Dependiendo de las regulaciones y mandatos que rigen las inspecciones de puentes en un mercado determinado, aún podría haber límites en cuanto a la cantidad de nueva tecnología que se puede utilizar.

En Estados Unidos, por ejemplo, donde todos los puentes deben ser inspeccionados al menos una vez cada dos años según las Normas Nacionales de Inspección de Puentes (NBIS), los requisitos federales rigen los procesos de inspección.

Y, como dice Matt Sullivan, quien dirige un equipo de inspección de puentes en la consultora WSP en EE. UU., algunas inspecciones requieren un enfoque práctico para garantizar que las cosas se examinen y midan adecuadamente.

Eso significa que aún se requieren accesos motorizados y cuerdas. "Usamos los drones siempre que podemos", dice Sullivan. "Pero un dron simplemente no puede replicar ese enfoque físico y directo. Dicho esto, los drones han demostrado ser una buena adición a nuestras herramientas".