“Sensor integration” para un mundo más seguro: los resultados CAE y Fondazione Politecnico

CAE es especializada en sistemas de alerta capaces de mitigar el riesgo mediante la activación de alarmas locales o la señalización a las autoridades responsables de peligros, más o menos inminentes. La integración de estos sistemas locales con redes más distribuidas geográficamente, como las que pertenecen a los Centros Funcionales Descentralizados de las Regiones, es un gran valor añadido para todos los niveles implicados.

Para reforzar su oferta y disponer de soluciones cada vez más eficaces, adecuadas a escenarios de riesgo específicos, CAE decidió invertir en innovación e implicar a la "Fondazione Politecnico" en la realización de un ambicioso proyecto, denominado "L-Link2, un proyecto de innovación para reforzar las actividades de gestión de emergencias a nivel local".

El objetivo del proyecto, en términos de producto, consistió en poner a disposición del mercado modelos aptos para la integración de datos procedentes de varios sensores de diferentes clases. Para esto, se han desarrollado dos productos computacionales: "Smart Slope" relacionado con los umbrales de activación de las inestabilidades gravitacionales de superficie y "Smart Channel" relacionado al control en tiempo real del funcionamiento de los canales de flujo libre.

El grupo de trabajo del Politecnico de Milán, coordinado por el profesor Giovanni Menduni como responsable de la innovación se ha dedicado al estudio y al trabajo en sitio durante un periodo total de casi dos años, incluyendo a los ingenieros Ilaria Boschini, Federica Zambrini y Manuel Bertulessi. Para testar las soluciones elaboradas, el equipo trabajó en casos de aplicación reales. En particular, se han utilizado datos e información cedidos amablemente para la investigación por la Società Valdostana delle Acque y la Regione Valle d'Aosta.

Uno de los aspectos innovadores de todo el proyecto fue el uso del esquema lógico de sensor integration, cuya aplicación y evolución puede alcanzar niveles en los que un sistema inteligente, equipado con varios sensores, puede interactuar y operar en un entorno desconocido y en constante cambio sin control humano. Cuando el espacio de acción no se conoce a principio, los sensores pueden investigar y actualizar continuamente el modelo del mundo circundante. Se trata de un tema relativamente reciente y en los últimos años está creciendo el interés por el uso sinérgico de múltiples sensores para aumentar las capacidades y posibilidades de las máquinas y sistemas inteligentes. 

A su vez, los canales de las centrales hidroeléctricas se instalan en pendientes impracticables, caracterizados por criticidades hidrogeológicas y en altitudes que podrían resultar inaccesibles durante el periodo invernal. Por lo tanto, el monitoreo de este tipo de infraestructuras críticas es difícil y es necesario recurrir al monitoreo a distancia. La necesidad de monitorizar este tipo de infraestructuras lineales es un tema emergente y la innovación ha generado un producto llamado "Smart Channel".

La conceptualización del canal se confía a un modelo de movimiento vario con integración de las ecuaciones completas de De Saint-Venant según un esquema implícito. Este aspecto se aborda mediante el perfeccionamiento ad hoc de un código computacional específico. El resultado del modelo matemático, implementado con las condiciones de contorno apropiadas, proporciona el conocimiento del estado de funcionamiento normal del canal y permite evaluar la desviación del estado de funcionamiento real mediante la comparación con los datos adquiridos por los instrumentos.

La data integration permite, por tanto, obtener un instrumento de apoyo a la decisión para el operador encargado del control de la instalación. De hecho, el sistema permite identificar y localizar problemas estructurales en el canal, como roturas y desprendimientos en las orillas o la presencia de cuerpos extraños que obstruyen el flujo. De este manera, el operador puede decidir si intervenir y cómo, haciendo una evaluación de la peligrosidad de la anomalía a efectos de producción y de la posible generación de escenarios de riesgo en la zona. Pensemos, por ejemplo, en una filtración en el canal que puede provocar la imbibición del pendiente abajo del mismo y, en consecuencia, un desprendimiento superficial.

El producto "Smart Slope", tal y como está concebido, es un instrumento capaz de proporcionar información sobre la seguridad de personas, edificios y infraestructuras, por lo que su utilidad en el ámbito de la protección civil y en la gestión de infraestructuras críticas es indiscutible. La integración de datos horarios de lluvia espaciados en una superficie estadística con una malla del mismo calibre que las de cálculo para el modelo de equilibrio de la capa de escombros permite obtener un sistema capaz de predecir la evolución de la saturación del suelo en zonas especialmente sometidas a fenómenos gravitacionales de las capas superficiales.

"Smart Slope" permite evaluar la predisposición al desencadenamiento de fenómenos superficiales en relación con las precipitaciones registradas por los instrumentos de medición instalados cerca de la zona. El producto incluye una parte de consultoría de análisis del problema, un conjunto de sensores y su sistema de transmisión, adquisición de datos geométricos/topográficos para apoyar el modelo y una personalización del software para el caso en cuestión, así como la personalización del cuadro de visualización.

Este instrumento es especialmente adecuado para las zonas de montaña caracterizadas por pendientes pronunciadas y altitudes no demasiado elevadas, donde el fenómeno de la inestabilidad gravitacional de capa de escombros está muy presente.



Volver al indice de noticias