Si hay algo que define a Ineco, es su capacidad para adaptarse a los cambios y proponer soluciones que afronten los escenarios del futuro, un valor que nace de sus equipos. Más de 4.000 profesionales que aportan su sólida experiencia, su conocimiento especializado y su espíritu innovador para progresar hacia modelos acordes a los nuevos tiempos, donde la sostenibilidad y la digitalización se erigen como pilares donde descansa la estrategia de nuestra compañía.

En este marco, la digitalización y la aplicación de las nuevas tecnologías está permitiendo mejorar los procesos de inspección y monitorización de estructuras y puentes, avanzando en un modelo en el que Ineco tiene más de tres décadas de experiencia y que, al igual que el proyecto de innovación desarrollado por la compañía y probado con éxito para el sistema de calibración de radioayudas, se apoya en las múltiples oportunidades que aporta el uso de los drones.

La experiencia acumulada, así como el espíritu vanguardista y emprendedor de los profesionales de la compañía, está permitiendo a Ineco, junto a otras empresas de nuestro país, integrar el talento de la ingeniería española en proyectos que están revolucionando la movilidad a lo largo y ancho del mundo

La experiencia acumulada, así como el espíritu vanguardista y emprendedor de los profesionales de la compañía, está permitiendo a Ineco, junto a otras empresas de nuestro país, integrar el talento de la ingeniería española en proyectos que están revolucionando la movilidad a lo largo y ancho del mundo. En esta edición, destacamos nuestra participación en la ejecución del nuevo túnel bajo el río Támesis,  en Londres, en la implementación del sistema ERTMS en la red ferroviaria danesa o en la gestión administrativa, ambiental y legal del programa de modernización de carreteras impulsado por Costa Rica. Actuaciones, todas ellas, que tienen como objetivo mejorar la sostenibilidad, la seguridad y la conectividad de la movilidad, un hecho que redunda en beneficios para la ciudadanía. Mejoras en la experiencia del usuario como la que aporta el Sistema Automático de Tratamiento de Equipajes (SATE), diseñado por Ineco en aeropuertos como el de Kasteli, en Grecia, y Schiphol, en Ámsterdam.

Diseños que apuestan por la inclusión, como nos presenta en este número el equipo de Arquitectura con perspectiva de género de la compañía, un proyecto pionero en el sector que persigue integrar este aspecto y garantizar una igualdad plena en el ámbito de las infraestructuras y el transporte. Un objetivo que forma parte de nuestro Plan Agenda 2030, espacio en el que también mostramos cómo poner la ingeniería al servicio de los más desfavorecidos; lo que a través de los proyectos desplegados en África, Asia y América, ha permitido dotar de servicios básicos y mejorar la calidad de vida a más de 44.000 personas.

Galicia ha sido la comunidad autónoma seleccionada para poner en marcha un proyecto piloto 5G impulsado por Red.es, la entidad pública empresarial del Ministerio de Economía y Empresa que promueve el avance de la digitalización en España. El piloto de 5G incluye ocho casos de uso que se van a desarrollar en esta comunidad autónoma a cargo de la UTE compuesta por Telefónica, Ericsson, Nokia, Cinfo, Idronia, Telnet Redes Inteligentes y Centro Internacional de Oftalmología Avanzada Fernández-Vigo. Con una duración de 24 meses, cuenta con un presupuesto de más de 11 millones de euros, para el que se ha solicitado una ayuda de más de 4 millones que será cofinanciada por Red.es con cargo al FEDER.

Ineco, que participa como agente colaborador, pondrá en marcha junto con Adif uno de los casos que se implantarán en Galicia: la supervisión de la infraestructura ferroviaria en Ourense utilizando drones con cámaras que recogen imágenes de las vías para facilitar su inspección y mantenimiento.

Para llevarlos a cabo se va a desplegar red 5G y a experimentar e innovar sobre las capacidades de esta tecnología, en concreto su gran ancho de banda y baja latencia; la arquitectura de red NSA (non-standalone) y SA (standalone); network slicing (segmentado de red); edge computing (computación en el borde de la red) y tecnología de antenas activas.

Las aeronaves no tripuladas (UAS, RPAS o drones) no son algo novedoso; este tipo de aeronaves han venido utilizándose como blancos aéreos para probar armamento desde de hace más de un siglo y, de hecho, el popular término ‘dron’ (drone, zángano en inglés) surgió ya entonces entre los militares británicos aludiendo al sonido que producían estos artefactos. Prueba de ello es que ya en el denominado Convenio de Chicago (1944), por el que se creaba la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), ya se aludía a ellos; de hecho, en el artículo 8 se prohibía la utilización de aeronaves sin piloto sin la autorización expresa de cada Estado.

España es uno de los países más activos, a tenor del número de operadores registrados en AESA y es, además, el décimo fabricante mundial de drones

Sin embargo, ha sido la evolución de la microelectrónica la que ha permitido un desarrollo masivo. Desde principios del siglo XXI, los drones se han usado cada vez con mayor intensidad en el terreno militar, si bien ha sido a lo largo de esta década cuando esta tecnología ha comenzado a estar disponible para uso civil gracias a su progresivo abaratamiento. El bajo coste y la facilidad de uso de estas pequeñas aeronaves controladas remotamente, generalmente multicópteros, ha popularizado rápidamente su uso, tanto recreativo como profesional. El crecimiento del sector en los últimos cinco años ha sido exponencial, como demuestra el número de patentes sobre drones publicadas. Este crecimiento no es sorprendente dado que las aplicaciones de esta tecnología son innumerables; sobre todo en imagen y fotografía, cartografía y topografía, vigilancia y seguridad, pero también en agricultura, soporte en emergencias, medioambiente, mantenimiento de infraestructuras, etc.

España es uno de los países más activos a tenor del número de operadores registrados en AESA y es, además, el décimo fabricante mundial de drones, según el informe Global Trends of Unmanned Aerial Systems publicado por el Danish Technological Institute en 2019. Ineco, de hecho, es una empresa pionera en el uso de esta tecnología para la inspección de puentes desde 2015.

Ineco participa activamente en los proyectos de SESAR relacionados con el desarrollo de U-space: TERRA, IMPETUS y DOMUS

Primeros pasos

Sin embargo, la utilización de drones también conlleva riesgos, especialmente si se pretende operar en zonas habitadas, en espacio aéreo controlado junto con aeronaves tripuladas, y también cuando se pretende volar el dron más allá de la vista del piloto. Estos riesgos deben ser cuidadosamente considerados tanto en los usos recreativos, como, y muy particularmente, en los profesionales: incluyen fallos del aparato, pérdida del enlace de control, suplantación del control y pérdida del sistema de navegación o de las separaciones.

Por este motivo, la Agencia Europea de Seguridad Aérea (EASA) estableció que los drones cuyo peso al despegue es superior a 150 kg debían someterse a un proceso de certificación, similar al de las aeronaves tripuladas, tanto para su fabricación como para su operación. Sin embargo, los drones de menor peso, al no estar destinados a llevar personas a bordo, no están sometidos a mecanismos de seguridad tan rigurosos. En consecuencia, sus componentes y fabricación son menos robustos, y especialmente en el caso de los fabricados en grandes series, cuyos estándares son más propios de juguetes que de aeronaves.

Al objeto de minimizar los riesgos, los estados miembros de la Unión Europea comenzaron hace unos años a restringir sus operaciones mediante regulaciones. En España, la Ley 18/2014 reguló por primera vez el uso de drones, limitando sus operaciones a una altura de 120 metros sobre el terreno, fuera de aeropuertos y sus regiones de control (CTRs), fuera de ciudades y aglomeraciones de personas, y permitiendo solo las realizadas en línea de vista (VLOS), es decir, a menos de 500 metros del piloto. Y, por supuesto, pilotadas remotamente (RPAS) y no operaciones autónomas.

Esta regulación limitaba mucho el tipo y la complejidad de las operaciones con drones, por lo que tres años más tarde se publicó el Real Decreto 1036/2017 para compatibilizar el desarrollo del sector con la seguridad de las operaciones. La nueva norma seguía permitiendo las operaciones sencillas, pero también otras más complejas, previa autorización de la Agencia Española de Seguridad Aérea (AESA).

Para conseguirla, requiere la realización de un estudio de seguridad, además de capacitación y equipamiento específicos para limitar el riesgo, así como coordinación con los afectados si los hubiera; por ejemplo, proveedores de servicios de navegación aérea en caso de operaciones en espacio aéreo controlado. Ineco, en el contexto del Plan de Innovación del Transporte y las Infraestructuras del Ministerio de Fomento, ha desarrollado este tipo de estudios de seguridad para obtener la autorización necesaria para realizar proyectos pilotos complejos como el registro de datos de radioayudas en un aeropuerto.

Normativa europea

No obstante, los requisitos de operación en los diferentes países europeos presentan notables diferencias. Para paliar la dispersión normativa, la UE ha publicado una nueva regulación que divide las operaciones en tres categorías (Open, Specific y Certified), en función de su complejidad,  y que permitirá tener unas condiciones homogéneas en todos los países, facilitando la prestación de servicios en cualquier estado miembro.

En resumen, hoy en día ya es posible realizar con drones casi cualquier tipo de operación en cualquier entorno, pero siempre que no se realicen de forma simultánea. Por tanto, si la demanda sigue creciendo como se prevé, será necesario coordinar los vuelos para mantener la seguridad. Para hacer posible este gran desarrollo de operaciones con drones, la UE, en la Declaración de Varsovia de 2016, acordó la necesidad de desarrollar el concepto U-space, para permitir la operación segura de múltiples drones a baja altura (por debajo de 150 metros) y especialmente en entornos urbanos.

U-space hará posible la coordinación entre múltiples  operaciones de drones, de modo que se puedan realizar de forma simultánea

U-space es un conjunto de servicios, tecnologías y procedimientos para permitir la operación segura y eficiente de un gran número de drones. El desarrollo conceptual y tecnológico de estos servicios se está llevando a cabo a través del programa SESAR (Single European Sky ATM Research) pues la UE considera clave facilitar un entorno adecuado para poder explotar todos los beneficios que los drones pueden aportar a la sociedad. Hará posible la coordinación entre múltiples operaciones de drones, de modo que se puedan realizar de forma simultánea. Sin embargo, el nivel de coordinación será diferente en función del riesgo y densidad de este tipo de aeronaves en las zonas en las que se pretenda operar; por ello, el proyecto CORUS ha definido diferentes tipos de espacio aéreo para drones: X, operaciones sencillas (VLOS) sin coordinación; Y, operaciones complejas en entornos sencillos, por lo que solo necesitarán coordinación previa de trayectorias mediante planes de vuelo, y Z, operaciones de alta complejidad (urbanas-Zu, aeropuertos-Za) que requieren coordinación en tiempo real, tanto por el riesgo para las personas, como por el número de ellas.

Ineco está participando activamente en los proyectos de SESAR relacionados con el desarrollo de U-space: lidera el proyecto TERRA, encargado de definir las tecnologías de tierra que deberán dar soporte a la prestación de servicios; y participa también en los proyectos IMPETUS, que tiene como finalidad diseñar los sistemas de información para uso de drones, y en el proyecto de demostración DOMUS, liderado por ENAIRE.

EVOLUCIÓN DEL SECTOR EN ESPAÑA

Actividades con RPAS

Técnicos de Ineco, homologados por AESA, han realizado una demostración de las utilidades del dron de la compañía en el viaducto de El Salobral, en la línea de alta velocidad Madrid–Valladolid. La cita del pasado verano sirvió para presentar este nuevo producto que la compañía ofrece como complemento y mejora a los trabajos de inspección de estructuras.

El proyecto Arid Lap ha sido financiado por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) –entidad pública española– a través del Programa Feder-Innterconecta Andalucía 2013. Como su título da a entender, “Minimización de los efectos originados por climatologías extremas sobre las infraestructuras ferroviarias de altas prestaciones localizadas en zonas áridas”, su objetivo era desarrollar soluciones tecnológicas que permitan minimizar el impacto negativo de las condiciones meteorológicas propias de las zonas áridas sobre la operación de líneas ferroviarias de altas prestaciones. El proyecto se centra en el impacto de la arena (tanto eólica como en suspensión), y de los elevados gradientes térmicos y sus consecuencias sobre carril e hilo de contacto.

Durante los años 2013 y 2014, las Universidades de Granada, Sevilla y Madrid, las tierras de Andalucía, en el sur de España, y el Centro de Tecnologías Ferroviarias de Málaga han servido de campo de pruebas para ensayos con drones, sensores térmicos, trampas de arena, estaciones meteorológicas, sistemas de medición, barreras de contención de arena y un largo etcétera de proyectos innovadores.

El análisis del impacto ambiental producido sobre las infraestructuras ferroviarias en países de climas áridos revela que el viento y la arena en suspensión, así como los amplios gradientes térmicos pueden poner en riesgo el correcto funcionamiento de la línea, ya sea por el efecto abrasivo, la erosión o la acumulación de arena sobre las vías, fatiga en los materiales, etc. Con objeto de afrontar esta situación, el consorcio se ha centrado en el desarrollo de tecnologías que permitan prever y adelantarse a la incidencia de las condiciones meteorológicas sobre la infraestructura y el material rodante, de manera que se pueda contar con tiempo para tomar medidas.

Ineco ha participado en este proyecto en consorcio con las empresas Adif, Elecnor Deimos, Abengoa, Nervados, OHL y Win Inertia, trabajando de manera colaborativa

Los resultados del proyecto se materializarán en forma de conocimientos científico-técnicos que permitirán poner en el mercado nuevas metodologías y servicios de ingeniería como la predicción de fenómenos meteorológicos adversos y su cuantificación para la construcción de infraestructuras en entornos áridos. La adaptación de estos servicios al entorno árido permitirá disponer de nuevos sistemas y recomendaciones de diseño. En resumen, permitirán optimizar el diseño, la construcción y el mantenimiento de elementos como el carril, la plataforma ferroviaria, la catenaria, el balasto y los sistemas de telecomunicaciones y de seguridad.

Trabajos en equipo

Ineco ha participado en este proyecto en consorcio con las empresas Adif, Elecnor Deimos, Abengoa, Nervados, OHL y Win Inertia, trabajando de manera colaborativa a la vez que cada una ha centrado su investigación en un área específica. Además, han colaborado con el proyecto la Universidad de Granada, la Estación Experimental Zonas Áridas del CSIC, la Fundación de Investigación de la Universidad de Sevilla, la UCM, la Asociación de Investigación y Cooperación Industrial de Andalucía y la Fundación Andaluza para el Desarrollo Aeroespacial.

Ineco, Elecnor Deimos y Adif, con la colaboración de Fada-Catec, han realizado tres campañas de vuelo de drones para determinar su utilidad en la detección de arena, rocas y obstáculos en vía; anomalías en el equipo de compensación de tensión en catenaria; y fisuras, fluencias de agua y deslizamiento en taludes. Se ha estudiado también la compatibilidad de vuelos de UAV (Unmanned aerial vehicle, o dron) en entornos de alta velocidad; la inspección de viaductos de difícil acceso y la generación de ortomapas y modelos digitales del terreno de alta resolución.

En cuanto al impacto ambiental sobre la infraestructura, Ineco y OHL han llevado a cabo análisis de riesgos geomorfológicos y procesos ecológicos en zonas desérticas. Ineco y Adif han analizado las líneas en explotación, su problemática y las soluciones adoptadas. Ineco y Abengoa han realizado un estudio de requisitos y respuestas a tener en cuenta en los aparatos de vía frente a condiciones ambientales adversas en zonas desérticas.

Siete empresas, 14 proyectos I+D+i

1. Ineco: Modelos predictivos, drones y plataforma web

Ineco, en colaboración con la Universidad de Granada, ha desarrollado un modelo meso-meteorológico predictivo del viento y transporte de arena, esto es, una aplicación que informa con, al menos 48 horas de antelación, de la dirección e intensidad del viento en aquellos puntos concretos que interesen, así como de la tasa de arena transportada asociada a ese viento en dichos puntos. Para ello, la compañía instaló en el campo de dunas de la Reserva Biológica de Doñana (Huelva), una estación meteorológica y trampas de arena con las que calibrar el modelo.

Ineco también ha desarrollado la plataforma web MARTE, en la que se aglutina el resultado de las actividades de Arid Lap. Así, MARTE gestiona la información de monitorización, gestión de alarmas y predicciones. La herramienta gestiona y procesa los datos registrados por los sensores ubicados en la línea de alta velocidad Córdoba-Málaga, concretamente en la estación de Málaga (sensores de acumulación de arena, temperatura de carril, tensión de carril, temperatura de hilo de contacto y tensión de hilo de contacto), así como los ubicados en la estación meteorológica de Doñana. Además, envía alarmas cuando se superan los umbrales en los sensores. Cuenta con un módulo para la visualización espacial e integra las imágenes de satélite, drones y aerosoles (materia con partículas en suspensión) que han sido generadas durante el proyecto.

2. ABENGOA: Sistemas de sensores y alerta. Protecciones en elementos sensibles de la infraestructura

Abengoa, como líder del consorcio, ha tenido una participación muy activa en el proyecto, centrando su trabajo en el estudio de distancias de aislamiento eléctrico en ambientes con alto contenido de arena/polvo en aire, y en el desarrollo de métodos de sensorización para monitorizar y supervisar en tiempo real el estado de los carriles y del hilo de contacto. Su objetivo es enviar alertas cuando se superen valores que comprometan la operativa o seguridad.

El área de desarrollo tecnológico del departamento de Ingeniería Ferroviaria, ubicado en el CTF de Málaga, ha investigado también en sistemas que eviten la acumulación de arena en los desvíos, como pueden ser estructuras elevadas de sustitución de balasto o estructuras de aceleración del viento; diseños de protección de partes articuladas y partes grasas de elementos que necesitan lubricación en la línea aérea de contacto frente a los efectos de la acumulación de la arena, cambios extremos de temperatura y condensación de agua, y por último, diseño de nuevos mecanismos de protección de elementos del sistema de compensación de poleas y contrapesos para ambientes áridos.

3. Win Inertia: La electrónica como solución. Sensores de arena y comunicaciones

Esta empresa andaluza ha desarrollado un sensor de acumulación de arena, que mide tanto el peso como la altura de arena acumulada. En paralelo ha realizado el sistema concentrador, que recoge en campo la información de los sensores (tanto de Abengoa como de Win Inertia), y los envía a MARTE para su gestión.

4. Elecnor Deimos: Tecnología Aeroespacial al servicio del ferrocarril

Su participación se ha centrado en la aplicación de novedosas tecnologías de tipo aeroespacial. Se han desarrollado principalmente tres líneas de trabajo. La primera, utilizando imágenes de satélite para identificar y cuantificar fenómenos adversos en zonas áridas y los cambios que pueden ocasionar, como imágenes de concentración de aerosoles. Estas han permitido valorar su uso en el estudio del riesgo de afectación del polvo en la infraestructura con antelación. Asimismo, se han empleado imágenes de muy alta resolución Deimos-2 con el fin de estimar la viabilidad técnica de la aplicación de algoritmos de detección de cambios para localizar invasiones de arena y polvo.

También se han ultilizado imágenes de drones para conseguir resoluciones subcentrimétricas que han posibilitado detectar por diferencia de altura de modo semi-automático la caída de rocas en vía. Por último, Elecnor Deimos ha desarrollado una infraestructura de procesado, almacenamiento, distribución y visualización de imágenes de satélite, UAV y productos derivados basada en tecnologías cloud o ‘en la nube’, integrada con la aplicación de control MARTE, desarrollada en el proyecto.

5. OHL: Sistemas de contención y restauración ecológica

OHL y Nervados han desarrollado conjuntamente un sistema de contención que produce un efecto “trampolín”, concentrando y proyectando el flujo de aire incidente con arena en suspensión por encima de la infraestructura ferroviaria. A través de simulaciones en 2D y ensayos en túnel de viento, se ha llegado a un diseño que impide el avance de la arena (velocidades de viento menores de 15 m/s), o bien la arroja lejos y por encima de la vía gracias a su diseño aerodinámico (velocidades mayores de 15 m/s). Paralelamente, OHL ha llevado a cabo un análisis crítico de la aplicación de la restauración ecológica en el ámbito ferroviario en medios áridos.

6. NERVADOS: El know how del hormigón. Prefabricados personalizados

Nervados se ha encargado de optimizar la parte del diseño y modelación de la barrera prefabricada de hormigón que afecta a la durabilidad, así como a los procesos de fabricación, transporte y puesta en obra. Ha investigado la necesidad de hormigones resistentes a la erosión y a extremas condiciones climáticas tanto durante su fabricación como durante su vida útil. En sus instalaciones se ha realizado todo el proyecto de la pieza prefabricada de hormigón exceptuando la fabricación de los moldes.

7. ADIF: Validación de las nuevas tecnologías, auscultación por radar con GPR y drones para el Ferrocarril

Adif, por su parte, se ha encargado de la integración y validación en un entorno de alta velocidad de todos los sistemas desarrollados por el resto de los socios, estableciendo los requisitos de cada desarrollo. Ha instalado los sensores en la estación María Zambrano y la aplicación MARTE en el Centro de Tecnologías Ferroviarias, ambos en Málaga, y ha facilitado el uso de sus infraestructuras para las pruebas con drones para aplicaciones ferroviarias. Además, ha realizado pruebas de detección del grado de contaminación del balasto mediante Ground Penetrating Radar (GPR), en las que se ha demostrado que esta técnica de auscultación no destructiva es una buena solución.