Nuevas tecnologías en la construcción de carreteras

Nuevas tecnologías para carreteras futuristas: Top 13 innovaciones 2022

Te presentamos nuestra lista imprescindible de las top 13 tecnologías para carreteras futuristas en México y el mundo. 2022 y más allá.

¿Sabías que las nuevas tecnologías en la industria tienen un papel muy importante en la sociedad en general, gracias al uso de tecnologías emergentes?

A la hora de hablar de carreteras inteligentes o smart road se combinan diferentes conceptos que presentaremos en este artículo.

¿Has escuchado hablar acerca de las Smart cities?

Las vías más inteligentes posiblemente estén en estas ciudades pero también se tiene que hablar de logística inteligente, ya que el transporte de bienes está muy vinculado con la carretera, teniendo en cuenta aspectos como la circulación. De la misma manera, los vehículos autónomos promueven la seguridad en el tránsito. 

Las tecnologías que se están empleando para dar forma a las carreteras inteligentes se basan en el internet de las cosas, sensórica, big data, inteligencia artificial y conectividad inalámbrica. 

Una carretera inteligente debe emplear sistemas de visión artificial combinados con sistemas de geolocalización.  Esto permite que los vehículos que recorren la vía puedan detectar baches, problemas de pavimentado y riesgos en los arcenes; vinculados con desprendimientos, pasos de animales o de personas. 

La tecnología de visión artificial combinada con geolocalización ayuda a determinar las condiciones de la vía,  se analiza previamente la infraestructura y son capaces de evidenciar puntos conflictivos. 

Existen otros sistemas menos complejos como las cámaras de vídeo y sistemas de geoposicionamiento, generalmente funcionan con GPS, van embarcados en un vehículo y van filmando todo a su paso, estas imágenes permiten determinar visualmente el estado de la vía, la señalización de la carretera, elementos como indicadores en el límite de velocidad, etc.

• La Innovación tecnológica en carreteras y la señalización inteligente salvarán más vidas.

El sistemas para verificar el correcto estado y señalización de una vía es algo determinante, por ejemplo cuando los vehículos autónomos estén entre nosotros, estos coches estarán dotados de sensores visión artificial capaz de reconocer una señal de la carretera y adaptar la conducción a su significado.

Si falta una señal de reducción de velocidad habrá una alerta en el tránsito de personas, entonces el vehículo no podrá circular de una forma adecuada.

Una vez reconocido el estado de la vía es el momento de instalar diferentes tipos de sensores para recoger, analizar y ofrecer información. Los sensores más habituales funcionan para el recuento de vehículos mediante los sistemas de visión artificial, de esta forma, es posible cuantificar cuántos vehículos han pasado por un determinado tramo.

En el caso de que esa cantidad sea elevada, se lanzaría una advertencia a los paneles informativos colocados en la carretera, algunos analistas afirman que esa alerta podría llegar a los propios vehículos inteligentes mediante dispositivos on board.

Sin embargo, dentro de los próximos 20 años no todos los vehículos que transiten por una vía van a ser inteligentes o van a llevar este tipo de dispositivos.

¡Más información, más prevención! 

La información que nos han proporcionado los sensores, está produciendo una acumulación de coches gracias a estos sistemas de sensórica y visión artificial. 

Puede ser interesante colocar ciertos sensores, dispositivos y sistema del internet de las cosas en el asfalto para que transmitan en tiempo real información sobre el grado de adherencia teniendo en cuenta las condiciones ambientales como motivo de la lluvia, la presencia de hielo, nieve, viento fuerte, etc. 

Esta información podría llegar al coche inteligente o aparecería en carteles interactivos, puestos en carreteras. Estos paneles informativos tampoco tendrían que ser muy diferentes de los existentes, ahora mismo se trata de alertar ante posibles incidentes, mostrar información de interés sobre el tiempo o la densidad de tráfico.

• La iluminación, un asunto de la tecnología moderna para el diseño de carreteras inteligentes.

Lo más novedoso de estos paneles es que la información se mostraría de forma automática en tiempo real, sin depender de que alguien en un puesto remoto la lance o la programe. Disponer de información en tiempo real es lo que va a marcar la diferencia, otros sensores vinculados con las carreteras inteligentes o smart road tienen que ver con la iluminación de las vías.

Según un informe de la Asociación Española de Carretera, la iluminación es inadecuada en un 90% de los casos, bien sea por exceso o por defecto a todo esto, asume un gasto millonario que supone la iluminación de las carreteras en cualquier país con cientos o miles de luces encendidas durante horas, por vías en las que apenas pasan vehículos en algunos tramos. 

La tecnología moderna resuelve este inconveniente con sensores programados en las horas disponibles para que se encienden las luces al paso de un vehículo, puede suponer ahorros económicos enormes durante el año, además pueden analizar las condiciones de iluminación en un día nublado, con niebla o adaptar la iluminación a un día excesivamente soleado. 

• Las carreteras del futuro tendrán semáforos inteligentes.

La relación de la sensórica y el internet de las cosas da como resultado los semáforos inteligentes, con esta tecnología no será necesario programar las fases para que la luz verde esté encendida, mediante los sensores es factible saber cuántos coches o personas están esperando en ambos lados de un cruce para establecer cuál es la duración adecuada para que el semáforo esté en verde o en rojo. 

Los semáforos podrán regularse de forma inteligente mediante algoritmos, es decir, si tenemos un tramo de carretera con varios semáforos y en ese tramo la velocidad está limitada a 30 kilómetros por hora, se podría calcular cuánto tarda el vehículo en recorrer el espacio en tres semáforos a esa velocidad, esto evitará tener que estar parando cada cierto tiempo. 

Otro sistema interesante que se está probando es See Walk que  permite instalarse en lugares con alto tráfico peatonal y automovilístico, la cámara analiza el número de peatones en un cruce y según la información recibida, ajusta independientemente la duración de las luces rojas o verdes.

La luz roja por ejemplo, se enciende inmediatamente después de que la última persona haya pasado, los conductores no tienen que esperar.

¡El estrés que genera la espera del tiempo en los semáforos es posible evitarlo mediante la tecnología inteligente!

Predicción de eventos con inteligencia artificial

Más allá de los sensores en tiempo real, también son importantes los sistemas de inteligencia artificial para la predicción de eventos.

A través de diferentes fuentes de información de datos como sistemas de predicción meteorológica, modelos de temperatura en la carretera o datos en tiempo real, se crean modelos predictivos que lanzan recomendaciones a los centros de operaciones que coordinan las acciones de vialidad y se activan los equipos de actuación.

Este tipo de sistemas de predicción también tienen su relevancia a la hora de prever no sólo el estado de la vía, sino el tránsito por la misma; conociendo que se va a celebrar cierto evento o en operaciones de salida y regreso, será posible predecir la cantidad de vehículos que van a circular por la vía y adecuar los servicios a este tráfico.

Lo mismo ocurre con el tráfico a determinadas horas de entrada y salida del trabajo, la apertura o cierre de centros de educación.

La inteligencia artificial, por tanto, tiene mucho que aportar a las smart road, también se habla de la conectividad vinculada con las carreteras inteligentes.

Se está trabajando en corredores 5G que facilitarán el despliegue de sistemas de transporte inteligentes (intelligent transport system), sus cualidades es que son cooperativos, esto significa que los vehículos que transitan por estas vías tienen que estar preparados para intercambiar información con otros vehículos o con las infraestructuras. 

En el caso de las infraestructuras un ejemplo podría ser el de las etiquetas inteligentes para el pago de autopistas que permitirían pasar por un peaje sin hacer prácticamente nada. 

• La ciberseguridad, una cuestión de la tecnología moderna en la construcción de carreteras inteligentes. 

Este concepto con relación a la información es lo que se conoce también como Fog computing o computación en la niebla en el que hay una red muy cercana, donde se almacenan la información para ser intercambiada entre los diferentes dispositivos.

En este caso, el intercambio de información entre vehículos que están en su entorno es algo más complicado porque intervienen cuestiones relacionadas con la ciberseguridad del propio vehículo.

En teoría, este intercambio de información nos permitiría tener datos sobre el volumen de tráfico y otro tipo de cuestiones, esto supone un sistema de transmisión de información a bordo, por ejemplo, entre las ventajas del 5G figuran una baja cobertura en exteriores y que puede dar servicio a muchos dispositivos a la vez.

Se combina el 5G con tecnologías de navegación por satélite, sistemas de comunicación y posicionamiento ultra wide band; mediante radiofrecuencias o sistemas de navegación inercial que miden la aceleración y la rotación del vehículo. Esto es la comunicación entre vehículos e infraestructuras que antes hemos descrito.  

Notificaciones en tiempo real para prevenir colisiones

Si a esto le sumamos que los vehículos estén equipados de dispositivos OBU On Board United que permiten la recepción de mensajes en tiempo real, se podría evitar una colisión entre dos vehículos; en algunos países los camiones y vehículos pesados están obligados a llevar estos dispositivos o book pero la verdad es que no es algo generalizado.

A falta de que se despliegue una red 5G en condiciones que pueda ofrecer este tipo de servicios, lo que se está empleando hoy en día son comunicaciones LTE 4G como las de nuestros teléfonos móviles o comunicación cooperativa roadside y unite, colocados a lo largo de un tramo de carretera que son capaces de recibir y enviar información, cumple el papel de pequeñas antenas de comunicaciones. 

Aunque existen coches inteligentes, no quiere decir que todos los vehículos de un país vaya a ser inteligente a corto plazo, se debe pensar en otros vehículos que por sus características técnicas y su antigüedad son precisamente los más susceptibles de sufrir o provocar un accidente.

• Adiós a las infracciones de tránsito en las carreteras inteligentes. 

Una carretera inteligente dotada de sensores y sistemas de visión artificial está mejor preparada para detectar posibles infracciones de los conductores, por ejemplo, un radar de tramo permite reconocer la matrícula de un vehículo por los que ha transitado y detecta la velocidad máxima por hora.

Este sistema podría imponer un control de velocidad de tramo desde el principio hasta el final, gran parte de estas soluciones vinculadas con las carreteras también tendrían su aplicación en el ámbito ferroviario, en trenes, metros o tranvías.

Las carreteras inteligentes desde 2016 son sistemas inteligentes que pueden eliminar los problemas de tráfico para siempre y están siendo probados en la ciudad de Darmstadt, Alemania.

Los sensores de movimiento especiales con software desarrollado, se instalan en postes y semáforos tradicionalmente para detectar vehículos en la carretera, se utilizan detectores de movimiento con bucles de inducción, las pruebas han demostrado que los sistemas inteligentes son mucho más efectivos para detectar vehículos.

Además, son mucho más fáciles y rápidos de instalar, no hay necesidad de equipos especiales o personal cualificado, la cámara se instala en el lugar indicado, se configura y puede empezar a funcionar de inmediato. 

TOP 8 DE LAS INCREÍBLES TECNOLOGÍAS DE CONSTRUCCIÓN Y MANTENIMIENTO DE CARRETERAS INTELIGENTES.

• Drones impresores para la reparación de vías inteligentes.  

Las tecnologías y métodos modernos de reparación de carreteras no son perfectos, requieren enormes inversiones de tiempo y dinero. La carretera debe ser cerrada durante varios días y la mayoría de las etapas de trabajo dependen directamente de la productividad de los trabajadores. 

El proyecto self reliance cities pretende cambiar la situación y llevar la reparación de carreteras a un nuevo nivel, los científicos han desarrollado un concepto que en el futuro próximo puede ganar gran popularidad.

Según la idea, la carretera solo debe ser cerrada durante varias horas, durante el proceso de trabajo un dron autónomo circula por encima de la carretera, escanea la superficie e identifica pequeños defectos, ni los baches, ni las grietas del asfalto pueden escapar a la visión robótica; cuando se detecta un problema,

el drone aterriza y sella el defecto con una sustancia especial.

Cabe destacar que el principio de funcionamiento es el mismo que en las impresoras 3D, se utiliza una mezcla de asfalto o resina como material de impresión, por supuesto esta tecnología no resolverá los problemas más graves, pero aumentará significativamente los intervalos entre las reparaciones totales. Un sistema con un gran número de drones permitirá crear esencialmente una ciudad que se repare a sí misma. 

• Power Curber 7700 

Aunque estamos muy lejos de ver un sistema de construcción de carreteras autónoma hay avances en este ámbito, te presentamos la pavimentadora multiuso power car bar 7.700 se trata de una máquina grande, potente, capaz de crear bordillos y pavimentos de hormigón de diversas formas desde cero en cuestión de horas.

El modelo es flexible y ofrece al contratista una variedad de opciones, lo que lo convierte en una pavimentación de hormigón muy rentable.  

El bastidor telescópico hidráulico especial permite cambiar rápida y fácilmente entre los modos de trabajo, el hormigón premezclado se coloca encima de la armadura, la máquina le da inmediatamente la forma deseada y en las superficies exteriores power car bar 7.700, puede crear barreras hasta 24 metros de altura con una anchura de pavimentación de 6 metros y una profundidad de 40 centímetros.

• PlasticRoad

Si todavía piensas que el asfalto y el hormigón son los únicos materiales que pueden utilizarse para la construcción de carreteras ¡El siguiente punto de nuestra lista te sorprenderá! 

Desde hace décadas los científicos han estado buscando activamente un material que pueda resolver, al menos parcialmente, los problemas medioambientales globales.

Una de las posibles soluciones es Plastic Road como su nombre lo indica, dio una forma de utilizar el plástico que termina en la basura de forma innovadora, los residuos de plástico se trituran y se mezclan con otros ingredientes.

Los módulos de carretera se prensan a partir de la mezcla recibida y con ellos se ensamblan

carreteras completas.

La instalación de este tipo de pavimento requiere menos tiempo y esfuerzo que en el caso de las carreteras tradicionales, además, los módulos tienen varios niveles lo que mitiga los efectos de las inundaciones, ya que el agua se acumula bajo la superficie de la carretera  y la presencia de tubos o agujeros de drenaje internos permite que la superficie sea resistente a cualquier cantidad de agua.

• Gomaco C-450

Estamos muy lejos de ver todas las carreteras hechas de plástico, por eso no podemos olvidarnos de los métodos de construcción convencionales.

Esta es la nueva generación de acabadora sacyl indrhi ce 450 de la compañía Gomaco, su uso en la obra permite reducir considerablemente el tiempo necesario para construir una calzada, el diseño es modular lo que facilita el transporte y agiliza la puesta en servicio.

Las secciones que componen el bastidor permiten cambiar la anchura de trabajo Gomaco 450, se mueve de forma independiente a una distancia predeterminada.

En general, se trata de una máquina que realiza un excelente trabajo de fratasado del hormigón y alcanza una productividad extremadamente alta.           

• carreteras inteligentes de electreón.  

El aumento de la demanda de coches eléctricos ha provocado un desarrollo igualmente espectacular de la tecnología en este ámbito. Antes, la única forma de recargar la batería de un coche era visitando una estación especial de carga, pero ahora los científicos han demostrado que es posible crear carreteras especiales que carguen los coches sobre la marcha.

Este sistema se llama electrón y funciona gracias a dispositivos especiales ocultos bajo la superficie de la calzada. Estos dispositivos cargan continuamente el coche durante el viaje.

En el futuro, la introducción de esta tecnología cambiará radicalmente, para el aspecto de las ciudades por lo menos no se necesitarán estaciones de servicio; en lugar de ellas, se podrá construir algo más útil. Además, gracias al tamaño de este sistema no será necesaria la sustitución completa de las carreteras.

• Python 5000 pothole patcher.

Probablemente, hayas visto al menos una vez cómo se reparan los baches en la carretera. El proceso se realiza en una zona bloqueada con maquinaria pesada y muchos trabajadores. ¡Esta máquina puede hacer que todo eso sea cosa del pasado!

No es un dispositivo nuevo en el mundo de los equipos de reparación pero sigue impresionando por su comodidad, el hecho es que, el modelo es capaz de realizar un ciclo completo de reparación de baches y grietas, los defectos de la carretera se cierran con parches fiables, resistentes al desgaste y el operador no sale de la cabina en absoluto. Además, la reparación de carreteras es realizada por un solo operador.

• Solar roadways

Las carreteras del futuro no solo podrán cargar los coches sobre la marcha, hace unos años también se inventó una tecnología que permite que las carreteras produzcan electricidad.

La empresa estadounidense Solar Roadways ha creado unos paneles especiales que funcionan como paneles solares que también son capaces de soportar la tensión del tráfico de automóviles.

Estos paneles también pueden cubrir aceras, paseos, aparcamientos, e incluso campos deportivos. La tecnología descrita, proporciona a las carreteras funciones muy importantes.

Si tenemos en cuenta que las personas ya han conseguido cubrir la gran parte del planeta con autopistas, imagínate cuántos beneficios potenciales pueden derivarse de esta tecnología. Solo en EEUU más de 72 mil 500 kilómetros cuadrados de tierra están cubiertos de asfalto.

Un dato sorprendente: Los desarrolladores afirman que si se cubriera toda esta zona con paneles de solar roadways, se crearía 3 veces más electricidad que la que utiliza EEUU en la actualidad, aunque el producto solo funcione al 15% de su potencial.

Caso Wattway, un fracaso que puede llevar al éxito la construcción de carreteras inteligentes en México.

Hace varios años, la empresa francesa Collage Group reveló un ambicioso proyecto una carretera hecha de paneles solares, se eligió una autopista en el noroeste de Francia para su implementación, los trabajadores instalaron 2.880 paneles fotovoltaicos en un tramo de un kilómetro de carretera, según el plan la carretera iba a producir 150.000 kilovatios hora de electricidad al año y así suministraba la iluminación para las calles de la ciudad más cercanas.

La construcción de la asombrosa carretera costó 52 millones de dólares y fue financiada por el gobierno francés, para 2021 Francia planeaba construir aún más carreteras Wattway, desafortunadamente los planes no salieron como se esperaba.

 El año pasado, se supo que los paneles solares tuvieron que ser desmantelados debido a diferentes problemas:

1. Se eligió una carretera poco eficiente, sólo hay unos 50 días de sol al año en esta zona.
2. Debido al gran número de árboles a los lados de la carretera, los paneles terminaban casi completamente cubiertos de hojas. 
3. En otoño, el recubrimiento de polímero falló en la prueba con coches y maquinaria, se agrietó. 
4. El resultado, en lugar de 150 mil kilovatios horas de electricidad, la carretera sólo generó 80.000. 

Aunque el proyecto fue un fracaso, sigue siendo digno de atención, las carreteras con paneles solares son una idea prometedora, sólo necesitamos un enfoque más responsable para su implementación.   

5 TECNOLOGÍAS MODERNAS DE SEGURIDAD VIAL EN LA CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS INTELIGENTES. 

• Permeable Paving o adoquines absorbentes.

¿Te imaginas que en un futuro las carreteras y calles de asfalto estén perfectamente limpias, sin manchas y sin desagradables charcos?

La tecnología que puede hacerlo realidad ya existe a pesar del hecho de que estos adoquines se parecen a cualquier otro, son realmente únicos.

Están hechos de material cerámico reciclado, al principio las astillas finas se obtienen de un tratamiento primario, los nuevos adoquines se fabrican con este material mediante una potente prensa, luego las piezas son tratadas a 1200 grados centígrados, lo que les da una estructura única y propiedades sorprendentes.

El adoquín deja pasar el agua, evitando que se formen charcos, además el agua es absorbida por el material y retenida durante algún tiempo, lo que contribuye también a la ausencia de charcos, sólo un metro cuadrado de estos adoquines puede retener hasta 11 litros de agua, no deja manchas en la superficie, están diseñados para las condiciones del mundo real, no son diferentes de las superficies de las carreteras tradicionales. La durabilidad y resistencia al desgaste son óptimas.

• Seton Speed Bump

Los reductores de velocidad tradicionales en las carreteras se desgastan fácilmente, la carga constante causa defectos seguidos de tediosas y costosas reparaciones.

Hay una alternativa ofrecida por la compañía estadounidense Seton, se trata de un reductor de velocidad de nueva generación, tiene un diseño único. Los elementos están conectados entre sí por cerraduras especiales y se fijan a la calzada mediante raíles, el fabricante afirma que esto lo convierte en el sistema de reductores de velocidad más potente y resistente del mercado.

La instalación de este sistema es un proceso simple y rápido, los elementos reflectantes aumentan para aumentar la seguridad durante la noche, el dispositivo está hecho de cloruro de polivinilo con una garantía de por vida contra la pérdida de contraste de color y además, el diseño hueco permite instalar cables en su interior.

ETI Roller Barrier

Las carreteras serán más seguras para los usuarios, en particular para los conductores que viajan por caminos rurales peligrosos con curvas empinadas. La empresa coreana Et y el teddy, quiere reemplazar las barreras de carreteras convencionales con barreras de rodillo.

Aunque el sistema no parezca notable a primera vista puede salvar muchas vidas, cuando un coche choca con una barrera de rodillo a toda velocidad, tanto el vehículo como el conductor están sujetos a una carga menos destructiva. 

En primer lugar los rodillos absorben parcialmente la energía del impacto y en segundo lugar, la transforman en energía de movimiento redirigiendo el coche e impidiendo que se salga de la carretera.

Las pruebas han demostrado que el sistema funciona igual de bien tanto con coches como con camiones, la única diferencia es que en el segundo caso la valla se deforma más gravemente.            

¿Cómo crees que podrían ser las carreteras de México en los próximos años?