La integridad estructural de los túneles, los puentes, los oleoductos y otras estructuras grandes y costosas debe monitorizarse de forma regular y con buena eficacia de costes. El objetivo: garantizar que sean seguras y fiables.
En este tipo de situaciones, la monitorización de la salud estructural (SHM) tiene una importancia crítica [1], porque permite adoptar un planteamiento proactivo del mantenimiento y el seguimiento, en lugar de limitarnos a esperar a que se produzcan daños y entonces repararlos. Este enfoque proactivo puede ahorrar dinero y evitar tiempos de inactividad no planificados.
Sin embargo, la necesidad de aplicar una SHM fiable y precisa a las grandes infraestructuras suele obviarse por cuestiones de costes, confusión sobre qué sensores emplear o dificultades a la hora de interpretar los datos de deformación. Todo ello se convierte en un problema cuando se producen daños estructurales inducidos por la deformación. Y eso es algo que ocurre habitualmente, puesto que las obras civiles están expuestas a cargas constantes y agentes ambientales que causan desgaste y degradación a lo largo del tiempo.
Por ejemplo, los puentes sufren un deterioro estructural debido al aumento del tráfico y se ven igualmente afectados por las variaciones climáticas y por las condiciones meteorológicas adversas [2-3]. Los defectos de construcción, la actividad sísmica y las construcciones colindantes son otras tantas influencias negativas [4]. Sin una monitorización constante, no es posible detectar o predecir los fallos y los problemas estructurales, lo cual puede terminar en desastre. En Estados Unidos, por ejemplo, todos los puentes deben someterse a una inspección visual cada dos años, que ayuda a prevenir la aparición de defectos estructurales [5].
A pesar de ello, según la Infrastructure Report Card publicada por la ASCE en 2017, cerca del 10% de los puentes estadounidenses tienen algún tipo de problema estructural que los hace vulnerables [6]. Y, en Canadá, casi un tercio de los aproximadamente 75.000 puentes situados a lo largo de las autopistas presentan deficiencias estructurales [7]. Si esas deficiencias no se identifican y corrigen, se pueden producir costes de mantenimiento importantes, cierre de infraestructuras locales y, en el peor de los casos, colapso de estructuras y fallecimientos. En consecuencia, existe un mercado enorme para las tecnologías capaces de monitorizar el desgaste de las infraestructuras de forma sencilla y económica [8].