La Inteligencia Artificial (IA) en el mantenimiento de las carreteras

1.Introducción

Desde la irrupción del ChatGPT en todos los medios de comunicación, se abre la puerta al uso de la Inteligencia Artificial (IA) en multitud de campos de aplicación entre ellos, la conservación y mantenimiento de las carreteras.

La Inteligencia Artificial continúa asombrándonos con su amplio abanico de aplicaciones, a medida que se desarrollan funciones y soluciones cada vez más avanzadas. En este contexto, disciplinas como el machine learning y el deep learning desempeñan un papel fundamental. Sin embargo, ¿qué papel juega la Inteligencia Artificial específicamente en la gestión y mantenimiento de las carreteras?

2. Usos de la IA

La IA es muy importante para conseguir que el uso de la tecnología tenga como resultado unas infraestructuras viarias más seguras. Los conductores se benefician así de las tecnologías más avanzadas puestas a disposición de la seguridad y la prevención de accidentes de tráfico.

La función de la IA en la gestión y mantenimiento de carreteras y otras infraestructuras debe ser clara: conseguir el mejor estado posible como una herramienta más de prevención de siniestros. Lo cual se consigue con las técnicas más sofisticadas de principio a fin de proceso: desde el modelado y la construcción de las carreteras convencionales, multicarril, autopistas y autovías, hasta las tareas de control y mejora con el paso de los años.

Pero, ¿cómo extraemos conocimiento a partir de bases de datos de la carretera? A partir de un proceso que incluye varias etapas tal como se muestra en el siguiente esquema:

De esta manera podemos generar un algoritmo de aprendizaje automático que lo que genera a la salida no son nuevos datos, como es habitual en la mayoría de algoritmos de ordenador, sino un modelo que representa el conocimiento extraído:

Aplicaciones IA

Este modelo resultante puede tener distintas aplicaciones:

• Modelos descriptivos: para describir la estructura subyacente de los datos
• Modelos predictivos: sirviendo para realizar predicciones en el futuro
• Base de reglas: convirtiéndose en los cimientos de un sistema de apoyo a la toma de decisiones, como puede ser en incidencias en caso de túneles.

Además de no olvidarnos de las tecnologías de las carreteras del futuro, orientadas también a la gestión del tráfico y a la conectividad para la transmisión de datos en tiempo real. Porque la IA tiene muchas aristas y posibilidades para mejorar la vida de las personas y de los conductores de vehículos particulares o flotas de transporte.

Entre algunos de los usos, tenemos:

1- Supervisión y mantenimiento inteligente de carreteras

La Inteligencia Artificial ha revolucionado la forma en que se supervisa y mantiene el estado de las carreteras. Gracias a la instalación de sensores en las infraestructuras, como cámaras, medidores de tráfico, humedad y temperatura, los gestores y operadores pueden evaluar en tiempo real las condiciones de las vías. La recopilación y análisis de grandes volúmenes de datos, a través de la conectividad 4G y 5G y el Internet de las Cosas (IoT), permite transmitir información precisa desde sensores ubicados en el pavimento, vehículos, estaciones meteorológicas, puentes, túneles y otras infraestructuras a centros de análisis de datos. Con el almacenamiento en la nube y el apoyo de la IA, estos datos pueden procesarse y brindar información relevante para la toma de decisiones, ya sea de manera autónoma o en colaboración con analistas de datos y ingenieros de programación.

2- Mantenimiento preventivo optimizado para carreteras

La monitorización previamente mencionada es crucial para el mantenimiento preventivo de las carreteras. La Inteligencia Artificial juega un papel fundamental en este proceso, permitiendo prevenir problemas potenciales antes de que ocurran, lo que a su vez reduce los costos de mantenimiento a largo plazo y mejora la seguridad vial. No se trata solo de recopilar datos precisos a través de los sensores mencionados, sino de analizarlos y presentar información en tiempo real.

Este análisis completo y prolongado a lo largo del tiempo permite detectar problemas y anomalías antes de que se conviertan en fallas graves. Algunas tareas que se pueden abordar gracias a la IA incluyen el sellado de grietas y baches, reparación de señalización, limpieza y despeje de la carretera, mantenimiento de sistemas de drenaje, así como la inspección y el mantenimiento preventivo de estructuras especiales. Al utilizar la IA en la monitorización de carreteras, es posible detectar averías antes de que causen daños irreparables y peligrosos, mejorar la seguridad vial, reducir los costos de mantenimiento, optimizar la eficiencia y fluidez del tráfico, y prolongar la vida útil de las carreteras.

3- Uso de BIM para el mantenimiento predictivo de estructuras especiales

Un tercer aspecto relevante del papel de la IA en la gestión y mantenimiento de carreteras se relaciona con el uso de la tecnología de Modelado de Información de Construcción (BIM, por sus siglas en inglés). Esta metodología colaborativa implica la creación y gestión de proyectos de construcción mediante modelos digitales detallados. En el caso de estructuras especiales como túneles, viaductos, entre otros, el BIM y la IA se combinan en simulaciones de construcción que facilitan la planificación del mantenimiento y la gestión de estas estructuras, permitiendo obtener una mayor calidad y una vida útil prolongada. El uso de la IA y el modelado 3D como parte del BIM posibilita la identificación temprana de posibles problemas antes del inicio de la construcción, lo que se traduce en un ahorro económico, una mayor eficiencia de las infraestructuras y una mayor seguridad para los usuarios.

Autor: Angel Ignacio Gascón. Máster Internacional en Tráfico, Transportes y Seguridad Vial por UDIMA.
– MBA en Administración y Dirección de Empresas por la (UCJC). Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos por la Universidad Politécnica de Valencia. Profesional con 18 años de experiencia en carreteras trabajando en los ámbitos de la ingeniería, la construcción y la conservación. Trayectoria profesional como: Director de área, Jefe de producción, Jefe de obra e Ingeniero del departamento de obras lineales. Docente de viabilidad invernal en conservación de carreteras, Operaciones de conservación de carreteras, seguridad vial, señalización.