Clasificación del riesgo y gestión de las infraestructuras existentes

El caso de estudio de la autopista A3 y la aplicación de metodologías experimentales para la gestión de las infraestructuras existentes

El desarrollo económico y social está directamente ligado a los servicios que un país ofrece a sus usuarios. Uno de ellos es sin duda la red de carreteras. Hoy más que nunca, la ausencia o una conexión inadecuada entre las ciudades presenta un problema importante.

En primer lugar, en términos de seguridad para las personas que se benefician de las infraestructuras; en segundo lugar, en términos de continuidad del servicio con el fin de garantizar una red socioeconómica funcional.

En este sentido, los puntos débiles de la red son sin duda las infraestructuras como puentes, viaductos y túneles.

Es por eso que la clasificación de riesgos y la gestión de infraestructuras con un enfoque inteligente son fundamentales para garantizar la seguridad pública. Para ello es útil utilizar específicos software de gestión de puentes, capaces de monitorear todos los aspectos del proceso de mantenimiento, desde la comprensión de la decadencia de las infraestructuras a lo largo del tiempo hasta la identificación de los activos que necesitan mantenimiento o sustitución.

En este artículo describo brevemente un caso de estudio relativo al tramo de autopista A3, que conecta Nápoles con Salerno, realizado por CUGRI (Centro Interuniversitario de Investigación para la Predicción y Prevención de Grandes Riesgos) y S.P.N. S.p.A. (Salerno Pompei Napoli S.p.A.).

Gestión de infraestructuras existentes | Archivo centralizado

Introducción a las Directrices para la Clasificación de Riesgos y la Gestión de Puentes

Los puntos débiles de la red de carreteras italianas suelen ser sus puentes, viaductos y túneles. De hecho, a menudo sucede que la facilidad de uso de carreteras de varios kilómetros se ve comprometida por algunos daños presentes en un solo paso elevado. Además de esto, se debe tener en cuenta la morfología del país que conduce a un sistema muy complejo y articulado, tanto que tiene 180.000 km divididos en, aproximadamente:

• 6.700 km de autopistas;
• 19.800 km de carreteras nacionales;
• 100.000 km gestionados por las provincias.

Para tener soluciones a los diferentes problemas que pueden surgir, se publicaron en 2020, tras el colapso del viaducto Polcevera (también conocido como puente Morandi) en Génova, las «Directrices para la clasificación y gestión de riesgos, evaluación de seguridad y monitoreo de puentes existentes«. Presentan una metodología multinivel que involucra a operadores de campo y centros de investigación para llevar a cabo un proceso de gestión válido, que va desde la inspección hasta la evaluación de las condiciones de los puentes. El objetivo principal de este proceso es adquirir un conocimiento adecuado del estado actual y de su evolución en el tiempo de los edificios que componen las infraestructuras, con el fin de apoyar a las gestoras en un proceso de toma de decisiones y garantizar un servicio con total seguridad.

El uso de plataformas de software de ingeniería para la digitalización de datos

Las directrices proponen el uso de plataformas de software de ingeniería para la digitalización de los datos de las estructuras, con el fin de crear un Building Management System (BMS) en el que se recopila la información principal sobre el estado actual, que se puede actualizar continuamente. En 2020, CUGRI (Centro Interuniversitario de Investigación para la Predicción y Prevención de Grandes Riesgos) y S.P.N. S.p.A. (Salerno Pompei Napoli S.p.A.) lanzaron un innovador modelo de gestión de vigilancia, basado en un enfoque multidisciplinario de Geography Markup Language (GML), herramientas BIM, inspecciones interdisciplinarias de campo y análisis de riesgos múltiples.

Gestión de las infraestructuras existentes | Programación del mantenimiento

Metodología experimental y formación sobre el terreno de los inspectores

Esta metodología prevé la formación práctica de los inspectores, la elaboración de modelos BIM acordes a las directrices antes mencionadas y a los requisitos del AINOP (Archivo Nacional de Infraestructuras Públicas), un proceso de evaluación preliminar de los puentes, y la validación de los datos de apoyo al proceso de gestión del mantenimiento. El estudio presenta un modelo operativo innovador para el proceso de vigilancia, que integra inspecciones realizadas sobre el terreno y juicios de expertos en diferentes disciplinas, utilizando una digitalización apropiada de los puentes con tecnologías BIM y GIS.

Caso práctico: la autopista A3 que conecta Nápoles con Salerno

El estudio destaca la metodología experimental aplicada en la autopista A3, que conecta Nápoles con Salerno, identificando problemas y oportunidades, así como una contribución interdisciplinaria al modelado del mapeo y deslizamientos de tierra orientado a objetos. De este modo, se propone un modelo de gestión y monitoreo de las infraestructuras existentes que pueda garantizar la seguridad y la funcionalidad de los puentes y viaductos en el territorio italiano.

Aprovechando las nuevas tecnologías como el BIM y el GIS y su integración, es posible obtener evaluaciones sobre las condiciones de los puentes mucho más detalladas.

Teniendo en cuenta el estudio en cuestión, las actividades de vigilancia pueden dividirse en 2 macroactividades de la siguiente manera:

A. Apoyo científico e investigación aplicada

Proporciona actividades multidisciplinarias y experimentos que involucran a numerosos expertos en diferentes campos científico-disciplinarios pertenecientes a CUGRI. El objetivo es aplicar el enfoque multinivel de LG20, hasta el Nivel 2. En particular, los principales objetivos del plan son:

1. la formación del personal directivo o de otras empresas responsables de los procesos de verificación y gestión;
2. el desarrollo de una plataforma BMS para apoyar la aplicación de LG20;
3. la búsqueda de nuevos criterios para implementar los objetivos del Nivel 3 de las directrices, a través de metodologías de monitoreo innovadoras para clasificar las prioridades de manera sostenible como, por ejemplo, el uso de una Plataforma IoT BIM;
4. la comparación de los resultados obtenidos con la LG20 (L1,L2) y el enfoque anterior;
5. la revisión del «Manual de gestión para la vigilancia de la autopista A3 Nápoles-Pompeya-Salerno».

B. Actividades de vigilancia e inspección

Esta actividad se lleva a cabo respetando el marco normativo obligatorio para los activos que componen el patrimonio de infraestructuras. En particular, los principales objetivos del plan son:

1. inspecciones según la nueva LG20 para todas las infraestructuras del MG3 (implementación del L1) antes de junio de 2023;
2. evaluación de la clase de atención para todas las infraestructuras del MG3 (implementación del L2) antes de junio de 2023;
3. inspecciones in situ de los activos, llevadas a cabo por inspectores especializados, formados y coordinados por el CUGRI.

Las actividades de inspección y seguimiento se llevan a cabo a través de un modelo operativo integrado, destinado a garantizar un control de calidad dinámico del proceso de inspección, la congruencia de la descripción de los resultados de la vigilancia, y la corrección y homogeneidad de la interpretación relativa a los fenómenos de degradación observados.

Si deseas más información, descarga gratuitamente el documento «Un marco metodológico para la vigilancia de puentes» que describe en detalle el estudio realizado por CUGRI y S.P.N. S.p.A..

Gestión de las infraestructuras existentes |informe del puente

Integración de inspecciones interdisciplinarias y tecnologías avanzadas

La integración de inspecciones interdisciplinarias y el uso de tecnologías avanzadas como BIM y GIS permiten una mayor comprensión de las condiciones de las infraestructuras. Además, facilitan también la identificación de posibles problemas críticos. Gracias a estas tecnologías, es posible elaborar planes de mantenimiento e intervención más eficaces y específicos. En cosnecuencia, se reducen al mínimo los riesgos y se garantiza un servicio seguro para los usuarios de las carreteras.

Análisis multirriesgo para una gestión de las infraestructuras existentes

La adopción de un análisis multiriesgo permite evaluar y monitorear diferentes factores que pueden afectar a la seguridad de las infraestructuras. Algunos de ellos pueden ser, por ejemplo, los riesgos geológicos, hidrológicos y sísmicos. Este enfoque permite identificar oportunamente cualquier situación de peligro y tomar las medidas más adecuadas para su mitigación.

Todos los elementos que constituyen las redes de carreteras (puentes, túneles, viaductos, etc.) se identifican mediante un código único denominado IOP. Este es un ID que debe permanecer sin cambios durante toda la vida de la obra. Con las nuevas directrices se tiende a obtener un proceso de conocimiento multinivel y multidisciplinario. Esto permite una gestión más eficiente del mantenimiento de todas las obras.

Las directrices deben considerarse un estándar que tenga en cuenta los diferentes aspectos de la obra, el entorno y la exposición, con el objetivo de evaluar los riesgos en las infraestructuras.

Oportunidades y desafíos del modelo propuesto

El modelo operativo propuesto presenta varias oportunidades. Éstas incluyen un mejor conocimiento de las condiciones de la infraestructura y una mayor eficiencia en la gestión del mantenimiento. Además, reducen los riesgos asociados con la degradación de las instalaciones. Sin embargo, la implementación de este modelo también plantea algunos desafíos. Por ejemplo, la necesidad de capacitar adecuadamente a los inspectores e integrar las diferentes habilidades y tecnologías utilizadas en el proceso.

Las directrices para la clasificación de riesgos son un paso importante hacia una gestión de las infraestructuras existentes más segura y eficiente. Mediante la adopción de metodologías innovadoras y el uso de tecnologías avanzadas, es posible mejorar el conocimiento del estado de las instalaciones.

En síntesis, permite optimizar los procesos de mantenimiento y reducir los riesgos para la seguridad de los usuarios de las carreteras. Además, la aplicación de este modelo en casos concretos como la autopista A3 ofrece una importante oportunidad. El objetivo es evaluar su eficacia y aportar posibles mejoras con vistas a su difusión a gran escala.