Diseño e implementación de una red de sensores para la adquisición de variables relacionadas con la vigilancia estructural de puentes

Design and Implementation of a Sensor Network to Gather Variables for the Structural Surveillance of Bridges*

En el presente artículo se presenta el diseño y la implementación de una red de sensores para la vigilancia estructural de puentes. La implementación fue comprobada en un piloto real en el viaducto César Gaviria Trujillo, en el Departamento de Risaralda, Colombia. Los resultados encontrados fueron exitosos, en términos de la solución integral y de la confiabilidad de la red.

INTRODUCCIÓN

El último siglo se ha caracterizado por la implementación de los más sofisticados sistemas de telecomunicaciones, cuyo objeto principal ha sido satisfacer la demanda de la sociedad, de mantenernos informados en cualquier momento y en cualquier lugar. Desde la implementación de las redes de telecomunicaciones, como la telefónica alámbrica, inalámbrica o internet, el paradigma de las comunicaciones modernas ha cambiado la cultura y los hábitos del ser humano, y ha hecho indispensables este tipo de sistemas hasta convertirse en un indicador de desarrollo.

La tendencia tecnológica actual muestra que las redes, además de definirse a través de sus protocolos propietarios, están conformadas por redes de redes, con jerarquías definidas. Un ejemplo de esta situación es internet, que se conformó a partir de la interconexión de algunas redes tipo LAN hasta considerarse, hoy en día, como una red global conformada por millares de redes de todos tipos. En particular, un tipo de red denominada red de sensores se ha usado desde los inicios del siglo XX en aplicaciones comerciales y militares muy específicas.

Las primeras redes de sensores comerciales surgieron con las redes de radares para el control de tráfico aéreo y en la grilla de distribución de potencia nacional en Estados Unidos, donde una gran cantidad de sensores dispuestos espacialmente lejos, dotados de comunicación y de procesamiento, aportaban a la toma de decisiones complejas en este tipo de procesos. En las aplicaciones militares, Estados Unidos formó una red de sensores de tipo acuático para detectar y seguir submarinos soviéticos en la Guerra Fría.

De la misma forma, un tipo de red conformada por radares fue desarrollada para su defensa y para la detección de cargamentos de drogas aerotransportados. Este tipo de redes iniciales tenían la característica de tener arquitecturas jerárquicas, donde el ser humano tenía un papel preponderante en la toma de decisiones de la red (Chee-Yee y Kumar, 2003).

Una definición moderna de una red de sensores puede encontrarse en (Akyildiz y Xudong, 2005), donde los autores la definen como una red compuesta por una gran número de nodos sensores que están densamente localizados dentro o muy cercano al fenómeno.