MSU ha desarrollado sensores que pueden detectar el desgaste de la carretera, puentes de defectos y más. Algunos sensores ya se han instalado en el icónico puente Mackinac de Michigan. Crédito:MSU
Los primeros 20 sensores de infraestructura prototipo instalados en 2016 en el puente Mackinac, alimentado únicamente por vibraciones del tráfico, han demostrado su durabilidad y han funcionado según lo previsto. Ahora, los investigadores de la Universidad Estatal de Michigan y la Universidad de Washington en St. Louis están listos para implementar la siguiente fase de pruebas, instalando hasta 2, 000 de los pequeños dispositivos para explorar la logística de una implementación a gran escala y proporcionar datos de monitoreo útiles a la Autoridad del Puente Mackinac.
"El despliegue exitoso a gran escala de esta novedosa tecnología de detección de bajo costo transformará drásticamente la economía de la conservación / gestión de puentes y, en última instancia, mejorará la capacidad de servicio de los puentes, "dijo Nizar Lajnef, Profesor asociado de ingeniería civil y ambiental de la MSU. "También exploraremos cómo se pueden utilizar los datos recopilados para mejorar la rentabilidad, mantenimiento basado en la condición de los componentes estructurales del puente Mackinac. Estamos entusiasmados de que este será el primer puente completamente instrumentado en el país que utiliza tecnología avanzada de monitoreo inalámbrico y autoamplificado ".
A partir de 2016, Lajnef y Shantanu Chakrabartty, Profesor de WUSTL, comenzó a implementar sensores prototipo debajo del puente como parte de un proyecto de demostración patrocinado por la Administración Federal de Carreteras. El puente Mackinac proporcionó un campo de pruebas de alto perfil para estos sensores autoalimentados. Desde entonces, Las versiones nuevas y mejoradas de los sensores autoamplificados se han desarrollado como parte del programa de Sistemas Ciberfísicos de la National Science Foundation y se han implementado con éxito en el puente.
Varias de las características de los sensores los hacen atractivos para los administradores de infraestructura. Debido a que los sensores no tienen una fuente de alimentación externa, eliminan el problema de requerir cambios de batería o cableado a fuentes de energía. Tampoco necesitan cables para acceder a los datos que recopilan; el personal puede acceder a la información de forma inalámbrica.
"Además de ser una necesidad en todo el estado, el desarrollo de métodos efectivos para preservar nuestros sistemas de infraestructura de transporte es una necesidad nacional crítica, ", Dijo Lajnef." A través de este despliegue a gran escala, demostraríamos que el sistema puede monitorear de manera autónoma la carga experimentada por los componentes del puente, y que la información de los sensores se puede recopilar sin una intervención humana significativa y a un costo significativamente bajo ".
MSU es un socio ideal en avances como estos debido al compromiso de la universidad de probar tecnologías emergentes para nuevas soluciones de movilidad. Como parte de esta iniciativa, la universidad está bien equipada para promover la movilidad aprovechando su experiencia y colaborando con sólidos socios de la industria.
El personal de MBA ayudará con la instalación de los sensores adicionales, ofreciendo equipamiento y acceso al puente. MBA conservará la propiedad de los datos recopilados por los sensores, WUSTL proporciona los prototipos de sensores y MSU proporciona herramientas para analizar e interpretar esos datos para que el personal del puente los utilice para guiar las decisiones de ingeniería y mantenimiento. El equipo puede utilizar los datos para la publicación de investigaciones con la aprobación del MBA.
El equipo planea comenzar la instalación de los sensores adicionales y mejorados este verano. Los investigadores coordinarán el tiempo de instalación y los cierres de carriles necesarios con el personal de MBA.