El 25 de febrero de 2026, un puente en construcción en el municipio de Moniquirá, en zona rural del departamento de Boyacá, colapsó mientras un grupo de trabajadores realizaba la fundición de la placa de concreto que serviría como piso de la estructura. Este hecho se suma a una serie de fallas estructurales registradas en los últimos años en Colombia que, además de dejar víctimas mortales y generar graves afectaciones al patrimonio y a la conectividad de la nación, han reavivado cuestionamientos sobre el estado de la infraestructura vial y la forma en que esta se ve impactada, al ser el principal medio de transporte de carga del país.
En respuesta a estas preocupaciones, las investigadoras Diana Carolina Millán Yusti y Jennifer Marcela López Martínez desarrollaron un sistema que permite monitorear, en tiempo real, la condición estructural de los puentes del Pacífico colombiano. La metodología integra sensores, indicadores de desempeño, técnicas de pesaje dinámico y monitoreo por video, todo ello potenciado mediante inteligencia artificial, con el fin de analizar el comportamiento de las estructuras frente al paso de vehículos de carga pesada y extrapesada, e identificar su estado, posibles daños y niveles de riesgo.
Infraestructura vial: motor del desarrollo
Según el Banco Mundial, el transporte es fundamental para respaldar el crecimiento económico, generar empleo y conectar a las personas con servicios esenciales como la salud y la educación. Una lógica que también aplica en Colombia.
En nuestro país, la red vial cumple un papel clave en la integración regional, el acceso a servicios esenciales y el desarrollo de sectores como el turismo, la agricultura, la ganadería, la piscicultura y la minería. Esto resulta especialmente relevante en zonas rurales, donde el mejoramiento de las vías facilita la conectividad y permite optimizar el tiempo disponible para actividades económicas, lo que puede traducirse en incrementos cercanos al 9 % en los ingresos y entre el 8,4 % y el 10,4 % en el consumo de los hogares.
Además, de los 205.745 km de carreteras existentes en Colombia depende la movilidad de toda la población y el 80 % de la carga nacional. El transporte terrestre, dominado por los vehículos, representa aproximadamente el 4,14 % del PIB nacional. Asimismo, según el Banco de la República, cada aumento del 1 % en la inversión en infraestructura núcleo (carreteras, redes de energía y telecomunicaciones) se asocia con un incremento del PIB del 0,18 %.
Dada esta relevancia, resulta fundamental que las vías y los puentes estén sometidos a procesos permanentes de observación, análisis y mejora. Esto cobra mayor importancia si se considera que estas infraestructuras comienzan a deteriorarse desde su construcción, debido a factores físicos y químicos asociados a su uso, a sus materiales y a condiciones externas como la variabilidad climática y la ocurrencia de eventos naturales. Según el Departamento Nacional de Planeación, estos factores han contribuido a que actualmente el 56 % de las carreteras del país se encuentre en estado regular o malo.
Cómo monitorear en tiempo real la salud de los puentes
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| Jennifer Marcela López Martínez y Diana Carolina Millán Yusti desarrollaron la investigación en el marco de la Convocatoria Orquídeas de Minciencias. |
En este contexto, las ingenieras Diana Carolina Millán Yusti y Jennifer Marcela López Martínez, con el apoyo de los profesores Johannio Marulanda y Peter Thomson, desarrollaron el proyecto “Monitoreo y evaluación en tiempo real con inteligencia artificial de la integridad estructural de puentes de la región Pacífico”.
La investigación, financiada por el Fondo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Francisco José de Caldas en el marco de la Convocatoria Orquídeas de Minciencias, se centró en diseñar una metodología para monitorear en tiempo real el comportamiento de los puentes del Pacífico colombiano, con el fin de evaluar su estado estructural y prevenir emergencias y afectaciones en la movilidad.
“Nos enfocamos en los puentes del Pacífico colombiano porque allí circula un alto volumen de vehículos pesados y extrapesados, en gran parte por la conexión con el puerto de Buenaventura, por donde se moviliza cerca del 30 % de las importaciones marítimas del país. Todo esto, sumado a las condiciones ambientales de la región, acelera el deterioro de la infraestructura”, explicó Diana Millán, doctora en mecánica de sólidos e investigadora principal del proyecto.
La metodología integra instrumentación (sensores), cálculo de indicadores de desempeño, técnicas de pesaje dinámico y monitoreo por video, todo ello optimizado mediante inteligencia artificial, para analizar el comportamiento estructural de los puentes en condiciones reales de operación.
Instrumentación: mejor medición, mejores datos
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| En la instrumentación, las investigadoras contaron con el apoyo Tenken Engineering empresa experta en monitoreo de infraestructura a gran escala. |
El análisis estructural de un puente depende, en primera instancia, de la medición precisa de las señales físicas que este manifiesta en su interacción con el entorno. En este sentido, la instrumentación comprende la selección, instalación y calibración de sensores destinados a captar dichas señales.
La metodología desarrollada define este proceso con un alto nivel de precisión, abarcando desde la selección de los sensores hasta su ubicación óptima.
“Para ello, contamos con el apoyo de Tenken Engineering, empresa experta en monitoreo de infraestructura a gran escala, que nos brindó acompañamiento técnico y equipos para realizar las mediciones”, indicó Millán, quien también es docente de la Escuela de Ingeniería Civil y Geomática Univalle.
Con este respaldo, se implementó un sistema de medición compuesto por acelerómetros bidimensionales, que registran las vibraciones verticales de la estructura; sensores láser de desplazamiento, que miden la deflexión de las vigas; y galgas extensiométricas, que permiten detectar la deformación de los materiales.
Asimismo, para optimizar el desempeño del sistema, se realizaron pruebas en un puente ubicado en Cali.
“A este puente se le realizó una caracterización dinámica, mediante la cual se identificaron sus formas modales y frecuencias naturales de vibración. Con esta información, se desarrolló un modelo numérico calibrado que representa adecuadamente su comportamiento. Esto permitió realizar simulaciones y definir la ubicación óptima de los sensores para captar las señales de interés”, detalló la profesora.
A partir de estas pruebas, se calibró el sistema de medición y se consolidó una estrategia de instrumentación que garantiza la calidad de la información recolectada, base para el cálculo de indicadores de desempeño y la aplicación de técnicas de pesaje dinámico.
Pesaje dinámico: cuando los puentes funcionan como básculas
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| Mediante técnicas de pesaje dinámico, es posible usar los puentes como básculas para pesar vehículos de carga. Tomado de: ATSA. |
A partir de esta información, es posible convertir los puentes en básculas para el tráfico de carga mediante técnicas de pesaje dinámico (Bridge Weigh-In-Motion, BWIM). Estas analizan la respuesta estructural (expresada en vibraciones, deformaciones o desplazamientos) ante el paso de los vehículos, lo que permite estimar su peso en movimiento.
“Estas técnicas se optimizaron mediante la integración del análisis de video basado en inteligencia artificial para determinar de forma automática la velocidad y la distancia entre los ejes de los vehículos que circulan por los puentes. Una información fundamental para calcular su peso y que ahora puede obtenerse con precisión”, explicó Jennifer López, ingeniera civil y joven investigadora del proyecto.
De este modo, el pesaje dinámico optimizado con inteligencia artificial ofrece estimaciones más confiables del peso, tanto por eje como del peso bruto de los vehículos de carga. Esto permite comprender con mayor precisión su impacto sobre los puentes y caracterizar mejor su comportamiento estructural, facilitando la identificación de si las estructuras operan dentro de márgenes adecuados.
“El peso de los vehículos es clave porque representa las fuerzas que actúan sobre las estructuras. Conocerlo permite mejorar el cálculo de indicadores de desempeño y determinar con mayor precisión el estado de los puentes”, añadió López.
Indicadores de desempeño: diagnóstico estructural avanzado
Con este cúmulo de información, también es posible caracterizar el estado de los puentes mediante indicadores de desempeño. Estos son parámetros que permiten analizar la respuesta de las estructuras ante distintas condiciones y facilitan la identificación de posibles daños o niveles de riesgo.
En la metodología, el cálculo de estos indicadores se basa en el análisis de la interacción dinámica vehículo–puente (Vehicle–Bridge Interaction, VBI), entendida como la influencia mutua entre los vehículos y la estructura.
“Este entendimiento nos permite obtener indicadores más precisos y fortalecer la capacidad de diagnóstico estructural”, comentó López.
Entre los indicadores contemplados por la metodología se encuentran las variaciones en las propiedades dinámicas de la estructura y del sistema vehículo–puente, así como el factor de impacto vehicular. En conjunto, estos parámetros permiten identificar comportamientos anómalos en los puentes, reflejados en cambios en sus patrones de vibración y deformación ante el paso de vehículos pesados y extrapesados.
Videoanálisis: control inteligente del tránsito
La metodología también incorpora un sistema automático de detección y control del transporte de carga mediante video, basado en redes neuronales, capaz de contar y clasificar, en tiempo real, los vehículos según su número de ejes, la distancia entre ellos y su velocidad.
“Con ello, es posible llevar un registro y control automatizado de los vehículos que transitan sobre el puente, lo que proporciona información valiosa para comprender el comportamiento del transporte de carga”, destacó López.
Así, la metodología integra la medición de señales físicas ante el paso del tránsito de carga, el pesaje dinámico de los vehículos, el cálculo de indicadores de desempeño y el monitoreo visual del tránsito para ofrecer una visión integral del estado de los puentes del Pacífico colombiano, lo que facilita la toma de decisiones informadas sobre su operación y mantenimiento.
Verificación y viabilidad
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| Puente sobre el río Tuluá. Tomado de CW+. |
La metodología fue validada en un escenario real: el puente sobre el río Tuluá, ubicado en el corredor vial Tuluá–Zarzal. Se trata de una estructura de concreto de 150 metros de longitud, sometida a un alto flujo de vehículos de carga pesada y extrapesada.
“Durante las pruebas, el sistema demostró su efectividad para monitorear el estado estructural del puente, incluyendo el control del tráfico de carga. En particular, el pesaje dinámico alcanzó una alta precisión en la estimación del peso de los vehículos, con márgenes de error inferiores al 10 % por eje y del 5 % en el peso total”, destacó la profesora Millán.
Una herramienta para la seguridad vial
Presentación de los resultados del proyecto Monitoreo y evaluación en tiempo real con inteligencia artificial de la integridad estructural de puentes de la región Pacífico.
Los resultados de la validación evidencian la alta viabilidad de la metodología y abren la posibilidad de implementarla a gran escala en la región. En tal caso, esta podría contribuir a mejoras sustanciales en la seguridad vial, en aspectos como:
- El conocimiento oportuno del estado de los puentes, que permite prevenir fallas estructurales y mitigar las emergencias asociadas.
- El control continuo y en tiempo real del transporte de carga, sin afectar la movilidad, lo cual fortalece la verificación del cumplimiento de las restricciones de peso y dimensiones y contribuye a reducir la accidentalidad relacionada.
- La generación de información clave sobre las exigencias reales de la infraestructura vial, que favorece el diseño de soluciones más eficientes y acordes con las necesidades del territorio.
“Si bien existen aspectos susceptibles de mejora, esta metodología es lo suficientemente robusta como para representar un avance significativo en el monitoreo de puentes del país. Además, puede convertirse en una herramienta clave para el estudio de la malla vial y, a partir de ello, contribuir a la formulación de políticas públicas orientadas al desarrollo de la infraestructura vial y, en consecuencia, al bienestar de las comunidades”, concluyó la docente.
De esta manera, el proyecto “Monitoreo y evaluación en tiempo real con inteligencia artificial de la integridad estructural de puentes de la región Pacífico” representa un avance en la frontera del conocimiento sobre la evaluación de puentes en servicio. Asimismo, aporta herramientas que, de implementarse, podrían fortalecer la seguridad vial al mejorar la movilidad, prevenir la accidentalidad y reducir el riesgo de pérdidas humanas y de emergencias derivadas de fallas en la infraestructura.
Por este gran avance, felicitamos a Diana Carolina Millán Yusti y Jennifer Marcela López Martínez, a quienes instamos a seguir trabajando por el desarrollo de la ingeniería en favor del bienestar social.
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