Drones 5G: nuestros ojos en las vías

Juan Manuel López es técnico de vía de Ineco en Galicia. Su trabajo consiste en caminar a lo largo de las vías férreas para asegurar que todo esté en orden. Tramo a tramo, milímetro a milímetro. Haga frío, lluvia o calor, se adentra en los sinuosos y verdes paisajes gallegos para inspeccionar cada raíl, cada estructura. Camina a través de las montañas desde hace más de 20 años. Pero gracias a los drones 5G, su trabajo está a punto de cambiar.

Los técnicos de vía, como Juan Manuel, son las personas encargadas de inspeccionar las vías por las que circulan nuestros trenes. Su papel, desconocido para la mayoría, es fundamental para garantizar la seguridad de las infraestructuras férreas.

Realizan el mantenimiento de hasta 250 km de vías dobles, que revisan preventivamente una o dos veces al año, superando un gran número de dificultades que complican su labor y que, algunas veces, la hacen casi imposible, como nos explica el propio Juan Manuel: “Las inspecciones que hacemos dentro de la vía férrea tenemos que hacerlas cuando no hay circulación de trenes. Normalmente, cuando no hay circulación es por la noche, en intervalos de 3 o 4 horas, lo cual dificulta mucho las inspecciones porque, por un lado, sin luz hay muchos defectos que no podemos ver. Y que de noche no se trabaja igual que de día. Por otro lado, siempre tenemos desplazamientos que suelen ser bastante largos. Con lo cual hay veces que te lleva más tiempo ir al sitio que realizar la propia inspección. A lo que hay que añadir que, en nuestro caso, la vía va por zona muy sinuosa, muy montañosa. A lo mejor, para avanzar un kilómetro de vía, hay que hacer 15 en coche para llegar al sitio».

Los técnicos de vía recorren cientos de kilómetros a pie para la inspección de las vías férreas

Otro punto crucial para garantizar la seguridad del acceso a la vía es que en ese momento no pase ningún tren. Y aquí entra en escena el compañero inseparable de Juan Manuel: el piloto de vía, encargado de conocer con exactitud los horarios de circulación de los trenes. Por este motivo, las inspecciones siempre se realizan como mínimo con dos personas y habitualmente por la noche, cuando el tráfico se detiene durante unas horas, para garantizar su seguridad.

Las inspecciones en una infraestructura ferroviaria comprenden diversos ámbitos: la propia vía, la catenaria, las instalaciones de seguridad, la infraestructura que alberga la vía: terraplenes, trincheras, aludes y demás elementos de tierra. Y además, las estructuras: viaductos, túneles, pasos superiores, pasos inferiores, obras de drenaje… La labor de los técnicos de mantenimiento abarca un ámbito bastante completo; cada uno de estos elementos tiene sus particularidades, sus propias inspecciones y su problemática. Es en algunos de ellos donde la inspección se torna más complicada, ya que hay puentes, viaductos o trincheras donde el acceso es sencillamente imposible: “Y después, bueno, está la inspección en lugares a los que no tenemos acceso realmente. Que no podemos ver. Como en grandes viaductos, que no podemos ver lo que ocurre en las pilas ni en los apoyos”, concluye Juan Manuel.

Drones 5G: una revolución en la inspección de infraestructuras

Vías del tren

Los drones 5G van a suponer una revolución en el mantenimiento de las infraestructuras ferroviarias

Pero el trabajo de mantenimiento de las infraestructuras ferroviarias está llamado a cambiar con la llegada del 5G. Esta tecnología, junto con el edge computing, la inteligencia artificial y el uso de drones, ofrece una solución innovadora a un modelo de negocio tradicional que va a permitir inspecciones más eficientes y seguras mediante el pilotaje en remoto de un dron que transmite imágenes de las vías y otras infraestructuras en tiempo real.

Torre de alta tensión

El proyecto piloto de Drones 5G para la inspección de infraestructuras surge a partir de la primera convocatoria sobre pilotos 5G lanzada por la entidad pública Red.es. Telefónica resultó ganadora de esta convocatoria, con 8 casos de uso de 5G en diferentes campos como la salud, la televisión, el coche conectado o la Industria 4.0. Este es uno de los casos ganadores. El piloto se está desarrollando en Galicia, concretamente en la provincia de Ourense. Allí se han habilitado dos estaciones base 5G que cubren dos corredores ferroviarios de aproximadamente 5 km cada uno para probar el funcionamiento del dron.

Telefónica, Ineco y Huawei son los socios en este proyecto. Adif, el cliente que probará la solución

Ángel Alves, Jefe de Proyecto de Telefónica, nos presenta a los participantes implicados en el proyecto de Drones 5G: “En primer lugar está Telefónica, como el operador que da el servicio de comunicaciones extremo a extremo de la solución. Después contamos con Ineco, que ha equipado el dron y ha desarrollado los sistemas de control remoto e Inteligencia Artificial. Adif es el cliente que va a probar la solución y Huawei es el que proporciona la infraestructura 5G y de edge computing”.

Edge computing para el control del dron en tiempo real

Drones 5G para controlar las vías del tren

Este piloto de drones 5G es el primero en el que se realiza un vuelo BVLOS (Beyond Visual Line of Sight)

Este piloto de drones 5G es el primero en el que se realiza un vuelo BVLOS -Beyond Visual Line of Sight- con 5G. En estas operaciones, el piloto no tiene contacto visual directo con el dron ni se ayuda de un observador. Realiza el pilotaje en remoto, a través de los sistemas embarcados en el dron y la información que recibe en tiempo real desde el mismo. Y el edge computing es clave para que esto sea posible: “El edge computing consiste en poner el servidor que procesa los datos cerca de la fuente donde se procesan esos datos. En este caso, los corredores ferroviarios 5G están en Ourense y el edge computing lo hemos puesto en La Coruña”, nos explica Ángel.

“El concepto de latencia es el tiempo que tarda un dato en ir hasta el servidor y volver” – continúa – “y esto es importante en aplicaciones en las que necesitamos una respuesta inmediata. En el caso del pilotaje del dron en remoto, es importante que desde que nosotros le digamos al dron que vaya a un sitio, lo haga inmediatamente. También es importante el procesado de imágenes en tiempo real para el caso del reconocimiento de objetos, porque si la Inteligencia Artificial detecta un objeto, el piloto puede parar el avance del dron y acercarse a inspeccionarlo».

Inteligencia Artificial para un mantenimiento predictivo

Drones 5G para controlar las vías del tren

El 5G y el edge computing hacen posible pilotar el dron en remoto, la Inteligencia Artificial analiza en tiempo real en el edge las imágenes que recibe del dron, haciendo posible un mantenimiento predictivo

“Mediante la Inteligencia Artificial que tenemos en el edge computing,” – prosigue Ángel – “conseguimos una automatización del proceso de inspección. Procesando las imágenes en alta definición que se reciben del dron, se detectan los elementos de la vía y podemos hacer un inventariado automático. Con este inventariado automático, somos capaces de aplicar técnicas de mantenimiento predictivo. Esto va a hacer mucho más eficiente el mantenimiento de la vía”, afirma.

Los drones 5G también van a hacer posible obtener información más exhaustiva que la que se recoge en una inspección visual, ya que existe la posibilidad de equipar al dron con diferentes sensores para obtener esa información adicional. Por ejemplo, una cámara multiespectral para el control de la vegetación, o una cámara termográfica para la detección de puntos calientes en la catenaria que pueden producir defectos en la misma, o un LIDAR (Laser Imaging Detection and Ranging) que permite hacer modelos 3D. Y, por supuesto, va a permitir inspeccionar elementos que hasta ahora eran inaccesibles, como los pilares de puentes o viaductos, aspecto este donde actualmente radica su mayor utilidad.

Drones 5G para controlar las vías del tren

Javier Carvajal, Experto en Soluciones TI de Ineco, nos lo explica: “Los drones 5G pueden ser utilizados para una gran cantidad de cosas, sobre todo en el ámbito de infraestructuras. Pero donde se está viendo un gran beneficio es para inspeccionar zonas de difícil acceso. Un ejemplo de ello son los puentes y viaductos. Con el dron podemos volar debajo, podemos acercarnos, podemos utilizar sensores especializados como cámaras infrarrojas o cámaras de alta resolución que nos permitan ver el detalle que queremos ver. Podremos detectar fisuras, podemos detectar zonas que tengan corrosión. O podemos detectar pequeños defectos que puedan afectar a la infraestructura”.

Un conjunto de sistemas integrados

Drones 5G para controlar las vías del tren

“La parte más innovadora de este proyecto” – prosigue Javier – “es la integración de todas las tecnologías. Aquí estamos utilizando tres tipos de tecnología: la tecnología de drones, la tecnología 5G y técnicas de Inteligencia Artificial para tratar la información”.

El uso de drones para la supervisión de infraestructuras no es algo nuevo. Sin embargo, el 5G es el que aporta las capacidades para que poder pilotar los drones de forma remota, transmitir las imágenes en tiempo real y procesarlas mediante una Inteligencia Artificial también en tiempo real. Es la única tecnología inalámbrica que tiene la capacidad suficiente para realizar este tipo de tareas.

Drones 5G para controlar las vías del tren

El dron va equipado con un sistema de telemetría y un sistema de inspección visual formado por tres tipos de cámaras

Para poder hacer este tipo de operación, ha sido necesario introducir en el dron diferentes sistemas. Por un lado, un sistema de telemetría que permite saber en cada momento dónde está el dron y su comportamiento. Por otro lado, un sistema de inspección visual formado por tres tipos de cámaras: la primera ofrece una visión en primera persona, permitiendo al piloto ver exactamente qué está viendo el dron desde un punto de vista frontal.

La segunda es una cámara 360º, que ofrece una panorámica general del entorno del dron. Una visión más real de lo que ocurre y de la zona que está sobrevolando. “Le hemos puesto retrovisores al dron”, bromeaba Javier. Y, por último, está la “cámara de inspección”. Su función es analizar puntos muy concretos, por lo que cuenta con un potente zoom y una gran resolución. De esta forma, el piloto podrá ver en detalle los elementos a inspeccionar, garantizando la distancia necesaria para que el vuelo sea seguro.

Innovación al servicio del ciudadano

Drones 5G para controlar las vías del tren

Ineco es una empresa de ingeniería y consultoría de transporte con más 3.000 empleados y más de 50 años de experiencia en el sector que da servicio a sus clientes accionistas, Adif, en el mantenimiento de sus infraestructuras. Natalia Díaz, Responsable de Innovación y Vigilancia Tecnológica de Ineco, nos cuenta la importancia del proyecto y el porqué de su colaboración con Telefónica: “Este es uno de los ejemplos claros que se ha apostado por parte del ministerio y por parte de Ineco para llevar una tecnología muy avanzada como es el 5G al servicio de nuestro modelo de negocio. Necesitábamos un partner tecnológico muy avanzado para poner a disposición el 5G, como ha sido Telefónica».

El proyecto de Drones 5G está en línea con los ODS de Naciones Unidas en la agenda 2030 e incide directamente en el bienestar de las personas

Un proyecto que impacta directamente en la vida de los ciudadanos: “El proyecto de Drones 5G, en línea con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de Naciones Unidas en la agenda 2030, incide directamente en el bienestar de las personas. Vamos a poder tener un ahorro de costes, asegurar el servicio, minimizar el tiempo que esté parado y, por lo tanto, aumentar la eficiencia, la eficacia y la seguridad”, concluye.

Tecnología para las personas

Drones 5G para controlar las vías del tren

Todos los colaboradores de este proyecto piloto coinciden en sus ventajas: “Ante un imprevisto, el dron puede acudir de forma mucho más rápida para hacer una primera inspección visual de toma de contacto”, nos dice Ángel.

“Vamos a poder dedicar más tiempo al trabajo técnico sin perder tanto tiempo en desplazamientos. Vamos a ser más eficientes realizando las inspecciones. Vamos a poder hacerlas mejor porque podremos llegar donde no llegamos ahora mismo”, explica Juan Manuel.

Mayor eficiencia en la inspección de infraestructuras y mayor seguridad para operarios y usuarios son los mayores beneficios de la solución

También ayudará a aumentar la seguridad de todos. Las revisiones se harán de forma más frecuente y con más precisión, redundando en una mayor seguridad de los usuarios de los trenes. Los técnicos no tendrán que realizar largos desplazamientos ni maniobras imposibles para llegar a puntos clave. Estarán mucho menos tiempo en la vía y en sus proximidades. Solo tendrán que acudir al punto concreto en el que se ha detectado un desperfecto, con la información exacta sobre el problema que van a encontrarse, gracias al primer filtro realizado por el dron.

De momento, Juan Manuel sigue caminando por las vías, disfrutando de su trabajo y viendo a los trenes pasar y desaparecer por las infraestructuras que él y sus compañeros revisan, pero espera ilusionado la llegada de un futuro que no tardará en llegar: “El dron será un complemento perfecto, será una herramienta de trabajo más. Y, entre el equipo humano y el dron, realizaremos inspecciones de mucha más calidad, más rápidas y eficientes. Los drones van a ser nuestros ojos en la vía”, concluye Juan Manuel.


La participación de Adif ha permitido la realización de las pruebas en campo, realizadas en unos 10 km de los trayectos Monforte de Lemos-Ourense-Guillarei, definiendo, con su papel de usuario final, los diferentes casos de uso en colaboración con el resto de los socios, lo que ha permitido evaluar la viabilidad de la aplicación de estas tecnologías al mantenimiento y gestión de los activos ferroviarios. 

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