Empleo de VANT para determinar fallas superficiales en pavimentos flexibles

Use of UAV for the Determination of Surface Faults inFlexible Pavements

El  objetivo   de   este   estudio   fue   evaluar   las   fallas   superficiales  presentes  en   un   pavimento   flexible   de   aproximadamente  500  m  de  longitud  mediante  el  uso  de  VANT  y  demostrar  la  capacidad  de  las  imágenes  capturadas.  La  investigación  es  de  tipo  aplicada  tecnológica  y  el  enfoque  que  se  utilizó  fue  cuantitativo.  La  metodología se centró en tres etapas: inicialmente, la planificación de la zona de estudio, luego la recolección y procesamiento de datos, para culminar con el análisis de resultados. La muestra de estudio fue aleatoria, con 13 tipos de baches y fisuras sobre el pavimento. Los datos se obtuvieron a una elevación de 40m capturando imágenes  cada  2  s.  El  procesamiento  se  hizo  a  través  de  un  software  fotogramétrico  basado  en  el  algoritmo  SfM.  Como  resultado,  se  aprecia  que  la  diferencia  entre  las  mediciones  visuales  y  las  obtenidas  por  SIG  oscila  entre 0,17 y 5 cm. La desviación estándar del conjunto de muestras fue de 2,32 cm. Se demostró la capacidad de la imagen capturada con VANT para la extracción de distintas fallas superficiales. Este sistema proporciona una medición detallada y precisa de la ruta de la carretera y de la geometría del bache, y, por lo tanto, mejora la eficiencia del monitoreo del estado de la carretera.

Introducción

Las fallas superficiales que se presentan en los pavimentos, sean estos flexibles o rígidos, se originan principalmente por un debilitamiento de su estructura, ya sea por factores climáticos, esfuerzos o por deficiencia en los materiales empleados. Si no se lleva a cabo un mantenimiento periódico de las vías, estas fallas constituyen un riesgo para la circulación de los vehículos, por los daños mecánicos que se generan, así como por la generación de accidentes de tránsito. Esto hace que sea necesaria una evaluación del estado de la superficie del pavimento con mediciones fiables y de buena calidad para su posterior mantenimiento. La entidad rectora del Sistema Nacional del Transporte Multimodal en Ecuador es el Ministerio de Transporte y Obras Públicas (MTOP), encargado de formular e implementar políticas y proyectos que garanticen una red de transporte seguro y competitivo. Su alcance llega a la Red Vial Estatal, integrada por vías primarias y secundarias. Las vías terciarias y caminos vecinales están a cargo del Gobierno Provincial de la zona. Ambas entidades brindan mantenimiento a todas las carreteras del país, y con ello contribuyen al desarrollo social y económico.

Para ello, asignan a una persona el monitoreo de la condición de cada carretera; sin embargo, se presentan varios inconvenientes en el momento de adquirir información sobre la zona que se encuentre en mal estado. No se puede predecir el lugar ni el momento de la formación del deterioro. Además, el tiempo de detección es alto, debido a obstáculos, malas ubicaciones por parte del informante, etc., por lo que se han empezado a buscar otras opciones que optimicen los procesos.

Existen investigaciones para detectar fallas superficiales con métodos basados en la reconstrucción 3D del pavimento. También el empleo de escaneo láser 3D y estereovisión; pero son costosos y requieren mucho esfuerzo computacional. Por tal razón, se necesita un método adicional para evaluar el estado de la carretera, que proporcione detalladamente la profundidad, el área, el perímetro y el volumen del deterioro.