Tendencias Científicas
El láser puede analizar el estado de una carretera de 4 metros de ancho, gracias a la anchura de su haz. Fuente: Lehmann & Partner.
Durante un viaje sobre un pavimento suave son muy pocos los que se paran a pensar en el desgaste que sufren las carreteras a causa de los neumáticos. Sólo cuando la superficie se deteriora y cuartea para dar paso a los baches se nota verdaderamente el estrés constante que sufre la red vial.
En un mundo perfecto los conductores no deberían nunca plantearse el estado de las carreteras; cualquier deterioro se detectaría mediante un sistema discreto, rápido y eficiente mucho antes de que supusiera un problema.
El diseño de un sistema con estas características es precisamente lo que ocupa a un equipo de investigadores del Instituto Fraunhofer para las Técnicas de Medición Física (IPM) de Friburgo (Alemania). El nuevo escáner láser de alta resolución en el que trabaja este equipo cabe en una caja de zapatos, es más barato, rápido y preciso que cualquier otro disponible y es capaz de medir un ancho de carretera de cuatro metros.
El "Escáner del Perfil del Pavimento" (Pavement Profile Scanner, PPS) del IPM permanece fijo a una altura de tres metros en el vehículo que realiza la medición. En su configuración cuenta con una construcción especular octogonal rotatoria que dirige el haz del láser hacia la carretera en una orientación perpendicular al movimiento del vehículo sobre el que va montado.
La señal se refleja en el asfalto y vuelve a un chip detector especial en el escáner. La distancia entre el escáner y la superficie de la carretera se calcula en función del tiempo que tarda la luz láser en recorrer la distancia de ida y vuelta al dispositivo con una precisión de entre 0,15 y 0,3 milímetros.
Una gran diferencia entre este dispositivo de medición y otros convencionales radica en que para el primero no es necesario instalar maquinaria de gran tamaño en el vehículo portador. Además sólo es necesario conocer con precisión la orientación y la posición del vehículo, datos que se obtienen mediante un sistema mundial de navegación por satélite (GNSS) y otro de medición inercial.
"Las mediciones no se ven afectadas por las condiciones de luz reinantes y pueden realizarse a velocidades de hasta cien kilómetros por hora", aclara Alexander Reiterer, director del Grupo Científico de Escaneado por Láser, en la información de Cordis.
En un mundo perfecto los conductores no deberían nunca plantearse el estado de las carreteras; cualquier deterioro se detectaría mediante un sistema discreto, rápido y eficiente mucho antes de que supusiera un problema.
El diseño de un sistema con estas características es precisamente lo que ocupa a un equipo de investigadores del Instituto Fraunhofer para las Técnicas de Medición Física (IPM) de Friburgo (Alemania). El nuevo escáner láser de alta resolución en el que trabaja este equipo cabe en una caja de zapatos, es más barato, rápido y preciso que cualquier otro disponible y es capaz de medir un ancho de carretera de cuatro metros.
El "Escáner del Perfil del Pavimento" (Pavement Profile Scanner, PPS) del IPM permanece fijo a una altura de tres metros en el vehículo que realiza la medición. En su configuración cuenta con una construcción especular octogonal rotatoria que dirige el haz del láser hacia la carretera en una orientación perpendicular al movimiento del vehículo sobre el que va montado.
La señal se refleja en el asfalto y vuelve a un chip detector especial en el escáner. La distancia entre el escáner y la superficie de la carretera se calcula en función del tiempo que tarda la luz láser en recorrer la distancia de ida y vuelta al dispositivo con una precisión de entre 0,15 y 0,3 milímetros.
Una gran diferencia entre este dispositivo de medición y otros convencionales radica en que para el primero no es necesario instalar maquinaria de gran tamaño en el vehículo portador. Además sólo es necesario conocer con precisión la orientación y la posición del vehículo, datos que se obtienen mediante un sistema mundial de navegación por satélite (GNSS) y otro de medición inercial.
"Las mediciones no se ven afectadas por las condiciones de luz reinantes y pueden realizarse a velocidades de hasta cien kilómetros por hora", aclara Alexander Reiterer, director del Grupo Científico de Escaneado por Láser, en la información de Cordis.
Primeros ensayos
El PPS ya ha superado los primeros ensayos prácticos. En cooperación con expertos de la consultora especializada Lehmann & Partner GmbH, el IPM ha escaneado quince mil kilómetros de autovías y otras carreteras de la red principal alemana desde el verano pasado y a partir de primavera peinará las pistas del aeropuerto de Hamburgo.
El origen alemán de este proyecto láser no es casualidad, ya que el país es conocido por su sistema de autovías y su red vial cuenta con cerca de 626 000 kilómetros, posee un valor de 470 000 millones de euros y supone más del 60 % de los activos fijos de muchos ayuntamientos.
No obstante, sus más de treinta años de servicio bajo constante uso ponen estas cifras en peligro. "La vida útil media de una carretera ronda los treinta años y la capa asfáltica no suele resistir más de doce", explica Dirk Ebersbach, director ejecutivo de Lehmann & Partner.
A pesar de los esfuerzos dedicados a desviar parte del transporte hacia las redes ferroviaria, marítima o fluvial, el sesenta y cinco por ciento del tráfico de mercancías y el ochenta y dos por ciento del de pasajeros aún depende de las carreteras.
El aumento creciente de los daños registrados en la red vial infla el presupuesto necesario para su mantenimiento, que probablemente alcanzará un récord histórico de 3.500 millones de euros en 2016. Ante este gasto, resulta absolutamente necesario dar con métodos efectivos de mantener el buen estado de las carreteras tanto en Alemania como en el resto del continente.
"De cara al futuro esperamos ampliar el sistema para que, además de supervisar la uniformidad de la carretera, detecte pequeñas grietas de manera más precisa, un sistema más adecuado para prevenir y predecir daños. Hasta ahora este trabajo lento se realiza mediante cámaras", explica Reiterer.
El PPS ya ha superado los primeros ensayos prácticos. En cooperación con expertos de la consultora especializada Lehmann & Partner GmbH, el IPM ha escaneado quince mil kilómetros de autovías y otras carreteras de la red principal alemana desde el verano pasado y a partir de primavera peinará las pistas del aeropuerto de Hamburgo.
El origen alemán de este proyecto láser no es casualidad, ya que el país es conocido por su sistema de autovías y su red vial cuenta con cerca de 626 000 kilómetros, posee un valor de 470 000 millones de euros y supone más del 60 % de los activos fijos de muchos ayuntamientos.
No obstante, sus más de treinta años de servicio bajo constante uso ponen estas cifras en peligro. "La vida útil media de una carretera ronda los treinta años y la capa asfáltica no suele resistir más de doce", explica Dirk Ebersbach, director ejecutivo de Lehmann & Partner.
A pesar de los esfuerzos dedicados a desviar parte del transporte hacia las redes ferroviaria, marítima o fluvial, el sesenta y cinco por ciento del tráfico de mercancías y el ochenta y dos por ciento del de pasajeros aún depende de las carreteras.
El aumento creciente de los daños registrados en la red vial infla el presupuesto necesario para su mantenimiento, que probablemente alcanzará un récord histórico de 3.500 millones de euros en 2016. Ante este gasto, resulta absolutamente necesario dar con métodos efectivos de mantener el buen estado de las carreteras tanto en Alemania como en el resto del continente.
"De cara al futuro esperamos ampliar el sistema para que, además de supervisar la uniformidad de la carretera, detecte pequeñas grietas de manera más precisa, un sistema más adecuado para prevenir y predecir daños. Hasta ahora este trabajo lento se realiza mediante cámaras", explica Reiterer.
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