Cómo convertir un puente en una báscula: una investigación liderada por mujeres busca proteger la infraestructura vial del Pacífico

¿Cómo saber si un puente está soportando más peso del que debería? ¿Es posible medir el peso de los vehículos sin detener el tráfico ni instalar básculas en la carretera?

Un proyecto de investigación liderado por la doctora Diana Carolina Millán, del Grupo de Investigación en Ingeniería Sísmica, Eólica, Geotécnica y Estructural (G-7) de la Escuela de Ingeniería Civil y Geomática, que vinculó a la joven investigadora Jennifer Marcela López, recién egresada del programa de Ingeniería Civil, desarrolló una metodología que permite convertir los puentes en “básculas inteligentes”, capaces de estimar el peso de los vehículos mientras circulan normalmente sobre ellos.

La investigación se desarrolló en el marco de la Convocatoria Orquídeas: Mujeres en la Ciencia, del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación (MinCiencias), un programa que busca reducir la brecha de género en la investigación científica apoyando proyectos liderados por mujeres investigadoras, y contó con la orientación de los profesores Johannio Marulanda y Peter Thomson, investigadores del G-7.

El proyecto, titulado “Monitoreo y evaluación en tiempo real con inteligencia artificial de la integridad estructural de puentes de la Región Pacífico sometidos a vehículos extrapesados”, propone una alternativa innovadora para evaluar la seguridad de los puentes frente al paso de vehículos pesados, uno de los factores que más incide en el deterioro de la infraestructura vial.

El reto de medir el impacto del tráfico pesado

En regiones como el suroccidente colombiano, por donde circulan vehículos provenientes del puerto de Buenaventura y del sector agrícola, los puentes están sometidos permanentemente a cargas generadas por camiones de gran peso.

Analizar estos efectos es fundamental para garantizar la seguridad de las estructuras y planificar su mantenimiento. Sin embargo, medir el peso real de los vehículos que circulan por las carreteras no siempre es sencillo.

“Generalmente, para pesar vehículos de carga hay que desviarlos hacia básculas instaladas en las vías, lo cual es un proceso invasivo y difícil de controlar. Nosotros buscábamos una metodología que permitiera estimar esas cargas directamente desde el puente”, explica la investigadora Diana Millán.

Convertir un puente en una báscula

La metodología desarrollada se basa en técnicas de monitoreo estructural que permiten estimar el peso de los vehículos a partir de la respuesta del puente cuando estos lo atraviesan.

Para ello, los investigadores instrumentaron un puente con sensores capaces de registrar cómo se comporta la estructura ante el paso del tráfico. Estos sistemas incluyen acelerómetros, sensores de deformación y cámaras de video que permiten analizar tanto el comportamiento del puente como las características de los vehículos que lo cruzan.

La información registrada por los sensores se complementa con herramientas de análisis y procesamiento de datos que permiten estimar variables como el peso del vehículo, la carga por eje y la velocidad de circulación.

Con esta información, el sistema puede detectar patrones de tráfico pesado y estimar el impacto que estos vehículos generan sobre la infraestructura.

Dos puentes para validar la metodología

El desarrollo de la investigación se realizó en dos escenarios.

Primero, en un puente de referencia ubicado en el sur de Cali, que cuenta con instrumentación permanente para monitoreo estructural. Allí se realizaron pruebas de carga controladas con vehículos cuyo peso era previamente conocido.

Posteriormente, la metodología fue aplicada en un puente del corredor vial a la altura del municipio de Tuluá, una zona estratégica de la red vial regional por donde transitan vehículos de carga provenientes del puerto de Buenaventura y del sector agroindustrial.

“Después de desarrollar la metodología en el puente de referencia, seleccionamos un puente de la región Pacífico para validar su funcionamiento en condiciones reales de operación”, explica Millán.

Este proceso permitió registrar el paso de vehículos pesados y analizar su impacto sobre la estructura del puente.

Detectar sobrecargas antes de que causen daños

Uno de los aportes más relevantes del proyecto es que el sistema permite identificar posibles casos de sobrecarga en los vehículos que transitan por los puentes. Contar con este tipo de información resulta clave para anticipar daños estructurales y fortalecer las estrategias de mantenimiento de la infraestructura vial.

“Hemos detectado casos de posibles sobrecargas que podrían estar afectando la estructura. En el puente de referencia ya se observan algunos signos de deterioro que podrían estar asociados a este tipo de cargas”, señala la investigadora.

La metodología desarrollada abre nuevas posibilidades para implementar sistemas de monitoreo continuo en puentes y mejorar la gestión de la infraestructura vial en el país.

Ciencia con impacto en la región

El proyecto también contó con la participación de aliados externos, como la concesión vial PISA y la empresa Tenken Engineering, especializada en monitoreo estructural, que aportó equipos de medición y acompañamiento técnico durante el proceso.

La expectativa es que este tipo de metodologías pueda implementarse en otros puentes del país.

“Los desarrollos que se generan desde la universidad pueden ser implementados por empresas del sector. La idea es que esta tecnología pueda aplicarse en otros corredores viales”, explica Millán.

Formación de nuevas investigadoras

Además de los avances científicos, el proyecto tuvo un importante componente de formación.

La joven investigadora Jennifer Marcela López, egresada de Ingeniería Civil de la Universidad del Valle y actualmente estudiante de la Especialización en Estructuras, participó activamente en el desarrollo del proyecto y realizó su trabajo de grado en el marco de esta investigación.

Para ella, la experiencia representó una oportunidad clave para iniciar su camino en la investigación científica.

“Esta experiencia significó mucho más que un apoyo para mi trabajo de grado. Fue una oportunidad para adentrarme en el camino de la investigación y participar activamente en el desarrollo de proyectos científicos”, señala.

Durante el proyecto, Jennifer pudo involucrarse en los temas técnicos del monitoreo estructural, trabajar con investigadores especializados y participar en eventos académicos donde se socializaron los resultados del estudio.

“Gracias a este proyecto pude trabajar en los temas que me gustan, aprender de personas con mucha experiencia en estas áreas y compartir nuestro trabajo en eventos académicos. Incluso tuve la oportunidad de participar en un congreso internacional fuera del país”, afirma.

Para la joven ingeniera, este proceso no solo fortaleció su formación profesional, sino que también amplió sus perspectivas sobre la investigación.

Convocatoria Orquídeas: mujeres impulsando la ciencia

La investigación hace parte de la Convocatoria Orquídeas de MinCiencias, un programa que busca fortalecer la participación de mujeres en la investigación científica mediante el trabajo conjunto entre investigadoras con doctorado y jóvenes investigadoras.

Durante el desarrollo del proyecto también se realizaron encuentros entre las investigadoras que hacen parte de esta iniciativa, espacios que permitieron visibilizar el trabajo de las mujeres en la ciencia.

“En uno de esos encuentros incluso estuvimos en el Congreso de la República, donde pudimos conocer el trabajo que muchas mujeres estamos desarrollando en diferentes áreas de la ciencia. Ver todo ese trabajo es muy motivador y nos anima a seguir aportando desde nuestras disciplinas”, comenta Jennifer.

Para la joven investigadora, iniciativas como esta son fundamentales para abrir nuevas oportunidades en el ámbito científico.

“Agradezco a MinCiencias por impulsar estos espacios y a la universidad por ser el canal para iniciativas como la Convocatoria Orquídeas, que permiten que más mujeres participemos en la investigación”.