Aunque a veces lo olvidemos, los bosques proporcionan enormes beneficios al planeta en general y al ser humano en particular. Nos ayudan a mitigar los efectos del cambio climático actuando como sumideros de carbono y eliminando grandes cantidades de dióxido de carbono de la atmósfera. Los bosques nutren los suelos y sirven de barrera natural contra la erosión del suelo, deslizamientos de tierra, las inundaciones, avalanchas y los fuertes vientos. Los bosques albergan más de tres cuartas partes de la biodiversidad terrestre mundial, y representan una fuente de alimentos, medicinas y combustible para más de mil millones de personas.
Pero los bosques están seriamente amenazados por la deforestación, el cambio climático y los incendios. El avance de la frontera agrícola y la tala no sostenible de los bosques hacen que cada año se pierdan 13 millones de hectáreas de bosque. El cambio climático está permitiendo que las especies de plantas e insectos invasores tengan ventajas sobre las especies nativas incrementando así sus efectos negativos. Existe además una relación directa entre los incendios, la deforestación y las pandemias: la destrucción de los bosques, en especial los tropicales como la Amazonia, Indonesia o el Congo, posibilita que los seres humanos entren en contacto con poblaciones de fauna silvestre portadoras de patógenos.
Respecto a los incendios forestales se ha constatado que cada vez hay menos incendios, pero son más destructivos. Algunos de ellos, los más terribles, son los llamados «incendios de sexta generación«, y están asolando los bosques del planeta. Este tipo de incendios no se puede combatir e incluso tienen la capacidad de modificar la meteorología del lugar donde se encuentra el fuego. Frente a este tipo de incendios solo vale una estrategia defensiva, intentar dirigirlo a zonas no pobladas y confiar en que la lluvia ayude a controlarlo. Ni siquiera zonas que apenas han tenido incendios se libran de esta tragedia: en los últimos años se han quemado 5,5 millones de hectáreas en el Círculo Polar ártico. El Ártico se está calentando dos veces más rápido que el resto del planeta y, como consecuencia, se están generando incendios de alta intensidad.
Queda claro que es fundamental prevenir los incendios y para ello hay que plantear estrategias que permitan reducir la vulnerabilidad de los bosques. Fijándonos en nuestro contexto más cercano, la estrategia forestal de la Unión Europea promueve la gestión forestal sostenible y respetuosa con el clima y la biodiversidad, intensificando la vigilancia de los bosques y brindando un apoyo más específico a los silvicultores. Se convierte en evidente que se necesita una mejor gestión forestal con énfasis en la protección y regeneración sostenible. Sin embargo, tenemos una disminución constante de masa forestal ya que el proceso de «reforestación» no puede competir con la tasa de deforestación en toda Europa. Además, en Europa, los datos muestran un gran aumento en la explotación forestal durante los últimos años, lo que reduce la capacidad de absorción de CO2 del continente y posiblemente indica problemas más amplios con los intentos de la UE para combatir la crisis climática. Otra paradoja con respecto a los bosques dentro de la UE es que una gran parte de ellos son propiedad privada de empresas productoras de madera. Como resultado, la tala regular de esos bosques, junto con la naturaleza privada de su propiedad hacen que la concienciación pública y la ecología sean aún más difíciles de lograr. La pérdida de biomasa de 2016 a 2018, en comparación con el período de 2011 a 2015, ha aumentado un 69%, según datos de satélite.
España, como les sucede a todos los países de la zona mediterránea, es especialmente vulnerable a los incendios, dado el escenario de sequía y desertificación, acelerada por el cambio climático. En España tenemos amplia experiencia apagando incendios forestales: colaboramos a nivel internacional y conseguimos extinguir el 65% de los incendios en su fase de conato (menos de 1 hectárea), aunque esto a veces produce el efecto llamado «la paradoja de la extinción» (que consiste en que perdemos la oportunidad de que pequeños incendios vayan eliminando el matorral que hay en el sotobosque y así favorecemos que haya grandes y peligrosas acumulaciones de combustible). En España se destinan 1.000 millones de euros al año a la extinción de incendios, sin embargo, tan solo 300 millones de euros a su prevención.
La extinción es necesaria y positiva pero no es suficiente, hay que invertir en otra serie de medidas (prevención, detección y recuperación) que permitan hacer frente a los incendios forestales desde una perspectiva más amplia y completa. En este sentido es muy importante aprovechar las nuevas herramientas que ofrecen recientes tecnologías y avances científicos.
Por ejemplo, el uso de imágenes obtenidas con drones y satélites y redes de sensores junto con técnicas de inteligencia artificial permiten detectar incendios con mayor rapidez y precisión y ya hay en marcha numerosos proyectos de investigación en varios países: Bulgaria, Grecia, Portugal, Líbano, Corea y muchos otros. Incluso hay retos planteados por la Agencia Espacial Europea para usar imágenes satélite e inteligencia artificial en la detección de incendios y otros retos similares de la NASA, H20.ai y Cellnex. Otra iniciativa interesante es ALERTWildfire, consorcio de varias universidades norteamericanas que proporciona cámaras y herramientas contra incendios para descubrir, localizar y supervisar fuegos forestales. También hay sistemas comerciales para detectar fuegos forestales, como éste de Chile, que usa Inteligencia Artificial y varios tipos de sensores o éste otro de Portugal.
Ya en España, los ministerios de Transición Ecológica y Agricultura han desarrollado el proyecto Arbaria capaz de «predecir» con un considerable porcentaje de acierto dónde se producirán incendios.
Buscando un enfoque global en la prevención y gestión de incendios se acaba de lanzar el proyecto europeoDRYADS, en el que participa CARTIF. Este proyecto tiene como objetivo el desarrollo de una plataforma holística de gestión de incendios basándose en la optimización y reutilización de recursos socio-tecnológicos de última generación. Estas técnicas se aplicarán en las tres fases principales de los incendios forestales:
En la fase de prevención, DRYADS propone el uso de una herramienta de evaluación de riesgos en tiempo real que pueda recibir múltiples entradas de clasificación y trabajar con un nuevo indicador de factor de riesgo impulsado por una red neuronal. Para crear un modelo de comunidades adaptadas al fuego, en paralelo a la actividad anterior, DRYADS utilizará materiales de construcción activados por álcali que integran cenizas de madera post-incendios para edificios e infraestructura resistentes al fuego. DRUADS también utilizará una variedad de soluciones tecnológicas, como la infraestructura de satélites europeos Copernicus y enjambres de drones para una supervisión forestal precisa.
En la fase de detección, DRYADS propone varias herramientas tecnológicas que pueden adaptarse a muchas de las necesidades del proyecto: uso de realidad virtual para la formación, dispositivos portátiles para el quipo de protección de los servicios de emergencia, vehículos sin conductor -UAV (drones(, UAG y aeronaves- para mejorar la capacidad de análisis temporal y espacial, así como para aumentar la cobertura del área inspeccionada.
Por último, DRYADS construirá una nueva iniciativa de restauración forestal basada en técnicas modernas, como agrosilvicultura, drones para esparcir semillas, sensores de Internet de las cosas que podrán adaptar el proceso de siembra en función de las necesidades del suelo y al mismo tiempo con la ayuda de la IA para determinar los factores de riesgo posteriores al incendio.
Los resultados del proyecto DRYADS se demostrarán y validarán en condiciones reales en varios espacios forestales de España, Noruega, Italia, Rumanía, Austria, Alemania, Grecia y Taiwan.
En resumen y a modo de conclusión, para combatir los incendios forestales no solo hay que centrarse en su extinción sino que una buena gestión sostenible de los bosques basada en la prevención y en la introducción de técnicas modernas es imprescindible para reforzar su resiliencia, el aprovechamiento de los recursos y su capacidad de recuperación. Así se conseguirán nuevas oportunidades para el entorno rural, la conservación de la biodiversidad y la lucha contra el cambio climático. Esperemos que por una vez los árboles nos dejen ver el bosque y podamos evitar su destrucción.
Todos sabemos que las carreteras son necesarias pero normalmente solo nos acordamos de ellas cuando encontramos alguna en mal estado. Damos por hecho que deben estar siempre disponibles y en perfecto estado pero eso supone un gran esfuerzo tanto en personal como en tiempo y recursos materiales. Las carreteras españolas dan soporte al 86% del transporte terrestre de mercancías y al 88% del transporte de pasajeros. Esta elevada carga de vehículos que utilizan las carreteras junto con las condiciones meteorológicas y ambientales del entorno provocan un alto nivel de desgaste con la consiguiente pérdida de propiedades de la calzada.
Esto nos ocasiona a los usuarios una serie de inconvenientes muy graves: el primordial es que supone una reducción de la seguridad en la carretera, pero también provoca una disminución del confort en los viajes, un aumento del consumo de combustible de los vehículos con el consiguiente aumento de las emisiones de gases contaminantes, etc.
Es evidente que la rehabilitación, conservación y mantenimiento de las infraestructuras viarias es de importancia fundamental, aunque todos sabemos lo molesto que es encontrarnos obras en la carretera. En Europa y concretamente en España tenemos una buena red de carreteras, bastante densa y bien conectada pero ciertamente envejecida por la disminución del gasto en mantenimiento de los últimos años. Hay que recordar que requiere una elevada inversión en la conservación de los trazados viarios; se estima, según la patronal ACEX, que el coste de mantenimiento anual de una autovía es de 80.000€, el de una carretera convencional de 38.000€ y que nuestro país arrastra un déficit de conservación de 8.000 millones de euros. Este déficit, sin ir más lejos, parece que va a suponer la aprobación de peajes en autovías a partir de 2024. Así pues, estos aspectos económicos y la necesidad de un alto nivel de servicio de las carreteras demandados por el sector de la logística y el turismo, pero sobre todo la necesidad de tener carreteras seguras, hacen que la aplicación de nuevas tecnologías que puedan aportar soluciones innovadoras en el mantenimiento de carreteras sean muy demandadas.
La gestión moderna de carreteras implica planificar las actuaciones de mantenimiento a realizar antes de la aparición de deterioros muy graves o irreparables. Este enfoque permite acometer las intervenciones en el momento más adecuado, ocasionando las menores molestias posibles y manteniendo así la capacidad funcional de la vía y su valor económico sin permitir que la red se arruine y descapitalice. Es cierto que existen soluciones tradicionales para la conservación de carreteras que son efectivas pero que no hacen un aprovechamiento óptimo de los recursos disponibles y no tienen en cuenta la evolución prevista del firme para planificar el momento óptimo para proceder a la actuación. Para actuar con eficacia, es fundamental en primer lugar conocer el estado de la red de carreteras de la forma más precisa y objetiva posible. Este conocimiento generalmente se obtiene mediante equipos de inspección de carreteras que posibilitan la evaluación y medición de los parámetros correspondientes. De esta forma se consigue una gran cantidad de datos relacionados con el estado de las carreteras que es necesario gestionar e interpretar para poder priorizar las actividades de mantenimiento y conservación a realizar. El problema que surge entonces es el procesamiento de una cantidad masiva de información que imposibilita la evaluación manual.
Una de las mayores dificultades, por tanto, es la extracción de información útil de numerosas fuentes de datos. Para ciertos tipos de datos, existen paquetes informáticos capaces de extraer índices globales que son útiles para conocer de manera general el estado actual de la carretera, pero estas herramientas a menudo carecen de la capacidad de predecir la evolución del estado de la carretera y su degradación futura.
La inteligencia artificial está cada vez más presente en muchos ámbitos de nuestro entorno y, a menudo, sin que seamos conscientes de ello. La aplicación de estas técnicas de inteligencia artificial puede suponer también un fuerte impacto en el mantenimiento de las carreteras ya que permiten extraer información precisa de distintas fuentes de datos e identificar relaciones entre ellos que de otro modo podrían pasar desapercibidas con las técnicas aplicadas hasta ahora. El procesamiento y análisis, mediante redes neuronales convolucionales, de todos los datos disponibles (datos de los equipos de auscultación de carreteras, datos climatológicos, de intensidad del tráfico…) permite obtener resultados no alcanzables con los métodos tradicionales. Al entrenar y ajustar dichas redes utilizando cantidades masivas de datos se pueden obtener, por ejemplo, modelos altamente fiables de degradación del pavimento que permiten estimar de forma precisa las actuaciones de mantenimiento más adecuadas.
En este contexto, CARTIF y la empresa TPF colaboran activamente en el desarrollo de este tipo de herramientas que pueden suponer un gran avance a la hora de mejorar el mantenimiento de carreteras. También hay otras iniciativas que trabajan actualmente en aplicaciones similares como Roadbotics (una spin-off de la Universidad Carnegie Mellon), la empresa española Asimob, la Universidad de Waterloo en Canadá, la empresa finlandesa Vaisala o la empresa americana Blyncsy.
Estas herramientas no eliminarán la necesidad de reparaciones urgentes, ya que pueden tener muchos y variados orígenes, pero sí tiene un impacto significativo en las intervenciones preventivas y predictivas al permitir anticipar el deterioro de la vía y reducir así significativamente los costes de mantenimiento, disminuir el tiempo que la vía no estará disponible y mejorar el grado de confort de la carretera percibido por los usuarios.
Existen, por último, otros ejemplos interesantes de cómo las herramientas de Inteligencia Artificial pueden ayudar en el mantenimiento y mejora de la seguridad en carreteras, como por ejemplo el trabajo del MIT para predecir los puntos de la carretera donde pueden producirse accidentes de tráfico y actuar en consecuencia o la iniciativa AI for Road Safety que utiliza la inteligencia artificial para reducir el número de accidentes en carretera.
A modo de conclusión podemos decir que, gracias a la ayuda de estas herramientas de inteligencia artificial, en los años próximos vamos a tener carreteras más seguras y operativas a la vez que seguramente notaremos que nos encontramos con menos obras en nuestros viajes.
Se dice que el pueblo que no conoce su historia está condenado a repetirla. El Patrimonio Cultural es parte de esa historia, habla de nuestras creencias y vivencias, nos enseña de dónde venimos, nos otorga identidad. Conocerlo nos ayuda a entender los problemas del presente y conservarlo es fundamental para que las nuevas generaciones puedan seguir aprendiendo de él.
La edificación histórica es el conjunto más amplio y significativo del patrimonio cultural transmitido hasta nuestros días, ya que aglutina bienes inmuebles (los edificios en sí) y bienes muebles (lo que éstos albergan) de gran interés. Por tanto, si queremos conservar nuestro patrimonio debemos mantener la edificación histórica en el mejor estado posible. De esta forma garantizaremos su integridad física y aseguraremos que se pueda seguir utilizando por las personas que lo habitan o visitan.
La edificación convencional lleva desde 2012 sometiéndose a una inspección periódica conocida como ITE (Inspección Técnica de Edificación), la «ITV de los edificios». Esta inspección evalúa la adecuación de los inmuebles a las condiciones exigibles de seguridad, salubridad, ornato, habitabilidad, accesibilidad, uso y dotación de servicios, y se aplica a los edificios de más de 50 años1 con uso preferentemente residencial.
Por lo tanto, si se inspeccionan los edificios de hace 50 años, ¿no deberían inspeccionarse también los construidos hace 500?
La realidad es que, tal cual está planteada, la ITE convencional no resulta aplicable a los bienes históricos. Primero por la propia normativa que la rige, que la hace obligatoria en los municipios con población superior a 25.000 habitantes, caso que no representa al patrimonio edificado, que en su mayoría se encuentra en núcleos rurales de población sensiblemente inferior. Segundo, porque muy raramente tiene uso residencial (aunque se encuentre en zonas urbanas), y, si lo tiene, suele darse en áreas totalmente rehabilitadas o anexas de nueva planta, adecuadas a los usos y costumbres del siglo XXI. Pero, sobre todo, la aplicación de la ITE a la edificación histórica no es viable porque es obvio que los edificios convencionales y los edificios históricos presentan grandes diferencias constructivas, de materiales y de propio uso, por lo que deberá ser una inspección específica la que vele por verificar cómo están. Una inspección a la altura de la singularidad y la sensibilidad que exige el patrimonio cultural.
Este es el origen del proyecto ITEHIS, que estudia la aplicabilidad de tecnologías innovadoras a la inspección técnica de los edificios históricos con antigüedad superior a 100 años, provistos de un uso concreto y que sean clasificables en uno de los grandes grupos arquitectónicos: civil, militar, religioso o industrial. En otras palabras, ITEHIS pretende adaptar la ITE convencional a las características excepcionales e infinitas variaciones arquitectónicas, constructivas, funcionales y estéticas que se pueden encontrar en los edificios históricos, considerando también los bienes muebles que albergan (órganos, retablos, sillerías, colecciones, etc.). Y todo ello en el amplio contexto de la digitalización del Patrimonio, cohesionándose todos los aspectos inspeccionados mediante HBIM (Heritage-BIM), del que ya hablamos en un post específico llamado «El paradigma BIM: ¿aplicable al Patrimonio?». Una vez concluida la inspección, se emitirá un informe que propondrá medidas de mejora y otorgará al inmueble una calificación del 1 al 5 que permitirá no sólo evaluar su estado, sino también priorizar objetivamente los recursos que se destinen a su conservación. El proyecto además servirá para sentar las bases de una normativa específica que garantice su sostenibilidad a través del Comité de Normalización Español.
ITEHIS, proyecto financiado con fondos FEDER a través del Instituto de Competitividad Empresarial (ICE), es otro ejemplo de colaboración entre un centro tecnológico como CARTIF y empresas comprometidas con el Patrimonio y el territorio (TRYCSA, ALTEISA y ACITORES), que pretenden contribuir a su adecuada conservación mediante nuevas formas, más eficaces, para que podamos seguir conociéndolo, utilizándolo, disfrutándolo y, en definitiva, aprendiendo de él.
1 Salvo que las Comunidades Autónomas fijen una antigüedad distinta en su normativa
La palabra «Digitalización» es omnipresente hoy en día. Tanto se usa el término, que queda desgastado su significado cuando se le lleva a un terreno concreto. Traducirlo dando respuestas al cómo, con qué, para qué, e incluso por qué, para el caso concreto del Patrimonio Cultural no es tarea fácil, ni cerrada. Digitalización y Patrimonio es un romance cual Romeo y Julieta (por hacer un símil cultural), donde las respectivas familias miran el asunto con recelo, aun cuando está destinado a ser un matrimonio bien avenido, no de conveniencia.
Digitalización suena a tecnológico, a lo último. Patrimonio suena a arcaico, a lo viejo. Juntando lo uno con lo otro, y huyendo de definiciones formales (por otra parte, inexistentes), podemos decir que la digitalización es la incorporación de las tecnologías digitales (aquellas basadas en la electrónica, la óptica, la informática y las telecomunicaciones) a los productos, procesos y servicios que las organizaciones dedicadas al Patrimonio Cultural siguen y ofrecen para la investigación, protección, conservación, restauración y difusión del mismo.
La digitalización afecta al modo de afrontar el trabajo, al de actuar y a la propia organización, modificando su estructura y la forma de gestionarse. Esta alteración en la propia organización provoca un miedo atávico a perder la identidad gremial, artesana y sustentada en conocimiento profesional que caracteriza a las empresas del sector del Patrimonio Cultural, constituido por más de un 90% de PYMEs en la UE. Esta es la verdadera razón por la que son de las que más tardan en «digitalizarse». No se trata sólo de comprar, instalar y manejar ordenadores, programas informáticos y redes inalámbricas. El cambio es más profundo. No es una cuestión de forma, es una cuestión de fondo. Pero bien vale recordar que los talleres y personas que hoy aparecen en los libros de historia y de arte por las obras que nos han legado son precisamente famosos por haber innovado y empleado las mejores tecnologías de su tiempo.
¿Y qué tecnologías están en juego hoy en día para la Digitalización del Patrimonio Cultural? Sin ser exhaustivos y sabiendo que dejamos cosas en el tintero, las más demandadas se resumen a continuación:
Modelado y simulación multidimensional (incluyendo HBIM1 ): réplicas virtuales 3D exactas de bienes muebles e inmuebles; simulaciones mecánicas, eléctricas, acústicas, lumínicas y de cobertura de señal con softwares especializados; 4D (evolución en el tiempo). Es remarcable el modelado paramétrico HBIM para cumplir la Directiva 2014/24/EU y abordar a mayores las dimensiones 5D (costes); 6D (sostenibilidad y eficiencia energética) y 7D (mantenimiento).
Sensores, Internet de las cosas (del inglés IoT: Internet of Things) y 5G: dispositivos multipropósito para captura, combinación y comunicación de datos de todo tipo a través de Internet. El 5G permite hacer entre 10 y 20 veces más rápido el tráfico de esos datos con respecto al 4G que venimos manejando. Estas tecnologías se emplean típicamente en la monitorización estructural y la ambiental para evaluar el estado de los bienes.
Analítica de datos para conseguir información útil: aquí entran el cloud computing (computación en la nube, para tener toda la información archivada, accesible y que pueda ser consultada desde cualquier lugar y con cualquier dispositivo conectado a Internet); edge computing (computación local -en el eje-, para mejorar los tiempos de respuesta y ahorrar ancho de banda); big data (tratamiento masivo de datos estructurados y no estructurados -del orden de Petabytes: 1015 bytes-). La determinación de causas y efectos, junto a la predicción y la caracterización de comportamientos y preferencias (incluidos los flujos de visitantes) son ejemplos habituales.
Inteligencia artificial (IA): aprendizaje automático, donde contamos con machine learning (habilidad de aprender sin una programación específica para ello) y deep learning (aprendizaje basado en redes neuronales que imitan el funcionamiento elemental del cerebro humani). Un ejemplo es el Gigapixel, cuya única función es ampliar imágenes hasta ver detalles minúsculos gracias al procesamiento informático inteligente de fotografías de altísima calidad. Otro ejemplo es el reconocimiento automático de especies animales o símbolos en un grabado rupestre sobre el que a priori no se distingue nada.
Dinámica de sistemas y entropía informacional como formas de estudiar mecanismos adaptativos en sistemas complejos y cambiantes (como son todos aquellos que forjamos los humanos, que nos caracterizamos precisamente por crear arte y hacer cultura) para permitir establecer modelos de predicción ,de soporte a la decisión y de gestión.
Visión artificial: captura y procesamiento de imágenes por cámaras que operan en uno o varios rangos espectrales para ver más allá de nuestros ojos y a todas las escalas (desde el espacio con satélites COPERNICO, hasta el mundo microscópico): búsqueda de patrones, detección de plagas, humedades, cambios, irregularidades y falsificaciones, definición de autorías y técnicas artísticas, valoración de estado de conservación. Aplicada a la analítica de vídeo resulta muy eficaz para garantizar la seguridad de los bienes frente al robo, al vandalismo o el expolio.
Gemelos digitales: combinando alguno (o todos) los aspectos anteriores (modelado multidimensional, simulación, visión artificial, sensórica, IoT e IA) se da lugar a una réplica virtual con la que trabajar cómodamente de forma remota y multidisciplinar, que permite adelantarse a posibles problemas y experimentar sin correr riesgos antes de realizar cualquier intervención, ayudando a planificarlas de forma óptima. Puede aplicarse a bienes muebles, pero tiene especial significación en los inmuebles.
Audio y vídeo de alta definición: Hi-Res para audio y FullHD, 2K y 4K para vídeo son palabras que ya han entrado en nuestras vidas. Aluden a la alta calidad y durabilidad de los formatos de audio y vídeo que pueden utilizarse para el registro del patrimonio intangible o la divulgación del patrimonio en general
Realidad virtual (RV), aumentada (RA) y mixta (XR): para recrear espacios, decoraciones y configuraciones, pasadas o futuras, incluso adentrarse en las intervenciones planificadas mediante gafas especiales o sencillamente con nuestro teléfono móvil.
Ontología y semántica: para nombrar unívocamente y estructurar jerárquicamente los elementos constituyentes de bienes muebles, inmuebles y paisajes culturales de forma que sean comprensibles por especialistas y profanos con independencia de su lengua y bagaje cultural.
Interoperabilidad: para poder sincronizar datos, sistemas y procesos con independencia de su procedencia y su formato
Ciberseguridad: para defender de ataques maliciosos a los ordenadores, los servidores, los dispositivos móviles, los sistemas electrónicos, las redes y los datos. El blockchain permite evitar falsificaciones así como garantizar la autoría y el visado digital de proyectos.
Robotización e impresión 3D: los robots configurables (adaptables, embarcables y teleasistidos) permiten la construcción modular de elementos concretos in-situ. También permiten la automatización de procesos de inspección, limpieza, montaje, conservación y restauración en lugares peligrosos o de difícil acceso de forma rápida y precisa. Puede combinarse con la impresión 3D para sellados, aislamientos y filigranas en diferentes materiales y acabados. La impresión 3D por sí sóla permite la replicación funcional (total o parcial) a diferentes escalas para crear prototipos, piezas, maquetas y series de prueba.
Nanotecnología y nuevos materiales avanzados: la capacidad de procesamiento de los ordenadores y su combinación con el hardware de las máquinas permite el estudio y la manipulación de la materia en tamaños increíblemente pequeños (típicamente entre 1nm y 100 nm), dando lugar a una amplia gama de materiales y técnicas utilizables en conservación y restauración.
En marzo de 2021, la Comisión Europea publicó el informe que revisa y evalúa las acciones y los avances logrados en la UE en la implementación de la Recomendación (2011/711/UE) sobre digitalización, accesibilidad on-line y preservación digital del patrimonio cultural como uno de los principales instrumentos políticos en estas materias[2]. La transición ecológica y la transición digital son, de hecho, las claves del acuerdo sobre el tan nombrado Plan de Recuperación para Europa[3]. Los Estados miembros de la UE han coincidido en la necesidad de invertir más en la mejora de la conectividad y en tecnologías relacionadas para reforzar la transición digital y salir más fuertes de la pandemia de COVID-19, transformando nuestra economía y creando oportunidades y trabajos para esa Europa en la que queremos vivir. La ciudadanía ha demostrado durante el confinamiento que el Patrimonio Cultural en formato digital ha sido un auténtico bálsamo social, con museos y colecciones abiertos on-line las 24h. ¿Quién no ha visitado ya una exposición o un lugar emblemático de manera virtual?
Ahí queda eso… Es el momento… Y no caben soluciones generalistas. Aquí no se trata de producir miles de coches, piezas o envases al día. Todo lo contrario, cada empresa, cada proyecto, cada bien ha de considerarse como lo que es: algo único. Es como si entrásemos al supermercado y preguntásemos ‘¿qué hay para comer?’. La contestación, consonante con la perplejidad, podría ser: ‘hay desde precocinados a frescos, carnes, pescados, huevos, lácteos y dulces en todas sus variedades. Depende de sus gustos culinarios, del hambre y del tiempo que tenga, de sus necesidades nutricionales, del momento del día…’ En fin: llamen a la puerta de CARTIF y pregúntennos.
El famoso paradigma BIM (Building Information Modelling) está en boca de todos los profesionales de la Arquitectura, la Construcción y la Ingeniería, pero cuando se escarba un poco son muy poquitas las empresas que realmente lo aplican en sus rutinas diarias y, de hacerlo, distan mucho de ser homogéneas. BIM sigue siendo habitualmente confundido con paquetes de software específicos o con un tipo concreto de modelos digitales. Pero es mucho más que “lo último” en delineación por ordenador o que una potente herramienta de visualización 3D.
El paradigma BIM proporciona una caracterización digital de edificios e infraestructuras a lo largo de todo su ciclo de vida. Las informaciones que manejan diferentes profesionales pueden ser añadidas de forma local o remota en cualquier momento para tomar las decisiones apropiadas, y en el instante apropiado, en base a un modelo 3D que permite un análisis multidimensional: 4D (evolución en el tiempo); 5D (costes); 6D (sostenibilidad -incluyendo eficiencia energética-) y 7D (mantenimiento).
Aunque todavía son escasos los estudios sobre cómo el BIM y sus innovaciones están extendidos a lo largo y ancho de Europa, la Directiva 2014/24/EU impone el llamado “BIM nivel 2” en todos los proyectos sujetos a licitación pública. Esto de “nivel 2” implica que ha de seguirse un proceso colaborativo para dar lugar a modelos específicos útiles y a disciplinas que tienen que sumar esfuerzos para abordar problemas concretos. Estos modelos 3D han de constar de datos gráficos (aquellos representados mediante recursos visuales) y de datos semánticos (aquellos adicionales que son significativos), además de la documentación asociada (por ejemplo, un plan director). Toda esta información ha de ser recogida e intercambiada digitalmente usando formatos estandarizados no propietarios, como es el IFC (Industry Foundation Classes).
En consecuencia, el Patrimonio construido está sujeto también al BIM a efectos de documentación, conservación y difusión, pero el carácter distintivo, la complejidad intrínseca de los inmuebles y la sensibilidad que se requieren para satisfacer sus demandas, conducen inevitablemente a particularizaciones tecnológicas y metodológicas que han llevado a acuñar el concepto de Heritage-BIM (H-BIM, o BIM para Patrimonio). El propósito del H-BIM es proporcionar un modelo 3D que sirva de «contenedor» de toda la información que se va generando a lo largo del tiempo por diferentes procedimientos, por diferentes personas y por diferentes fuentes (tanto hardware como software). El modelo recogería así el carácter multidisciplinar del Patrimonio, muy alejado de la sencillez y modularidad de la construcción convencional, y sería muy útil para estudiar, valorar el estado de conservación y planificar las intervenciones en los bienes de forma rentable. Todo un reto para un sector donde la digitalización es una asignatura pendiente.
Tecnológicamente esto supone afrontar muchos desafíos, empezando por la cantidad mínima de datos gráficos y semánticos que serían adecuados para respaldar las actividades propias del sector. Dos de los más importantes son:
La combinación de datos 3D con diferentes tipos de imágenes (termografías, fotografías de alta resolución o multiespectrales) para dar lugar a un modelo H-BIM útil para el análisis pormenorizado
El texturizado fotorrealista de modelos 3D para tener una representación exacta de la realidad.
Ambos aspectos están siendo trabajados desde CARTIF para ayudar de forma decisiva a empresas, gestores y administraciones públicas en la digitalización del Patrimonio Cultural.
La importancia del tren desde el punto de vista económico no tiene discusión. Surgió como una de las innovaciones más extraordinarias en la Revolución Industrial, pues si bien es cierto que ya antes se habían creado las primeras locomotoras a vapor, fue durante este período cuando se pudo ver el potencial de este nuevo medio de transporte.
Y así se ha consolidado a lo largo de los años, como uno de los medios de transporte preferidos por los ciudadanos, por su seguridad y rapidez, solo superada por el avión. Además, en contraposición al uso del vehículo privado, el servicio ferroviario contribuye al ahorro de combustible por pasajero, y por tanto, es más sostenible que otros medios de locomoción.
Según datos de Adif (Administrador de Infraestructuras Ferroviarias), en España un viajero que utiliza el tren consume 5 veces menos litros equivalentes de gasolina por kilómetro que si viaja en coche, y 20 veces menos que si utiliza el avión. O, por ejemplo, transportar una tonelada de mercancía por ferrocarril consume 4 veces menos litros equivalentes de gasolina que hacerlo por carretera, y 1.380 veces menos que en avión.
Pero, ¿qué pasa con la construcción de la infraestructura ferroviaria necesaria para la circulación de los trenes? ¿Es sostenible?
Esta fue la premisa de la que partió el proyecto LIFE HUELLAS, liderado por CARTIF, junto a las empresas Vías y Construcciones e IK-Ingeniería y la Universidad de Granada. Su objetivo era mejorar el proceso de construcción de las vías ferroviarias en lo referente a su impacto ambiental, poniendo especial interés en aquellos aspectos que afectan al cambio climático.
Hay que tener en cuenta que la infraestructura ferroviaria está integrada por obras civiles como puentes, viaductos, túneles y caminos de servicio, y por la superestructura, formada por carriles, traviesas, material de sujeción, e instalaciones de electrificación, señalización y seguridad de la vía. La producción, construcción y mantenimiento de toda esta infraestructura supone un elevado impacto medioambiental.
El consorcio del LIFE HUELLAS consideró que las técnicas de análisis de ciclo de vida, combinadas con el análisis inteligente de datos, podrían ayudar a reducir la huella de carbono y la huella hídrica de las obras de infraestructuras ferroviarias en un 10% y un 5%, respectivamente.
Tras cuatro años y medio de intenso trabajo, el proyecto ha conseguido reducir una media del 12,9% de la huella de carbono, y el 14,1% de la huella hídrica por kilómetro construido en las obras que se han utilizado como pilotos, es decir, unos datos superiores a los previstos. Todo un éxito.
El proyecto comenzó con la recopilación exhaustiva de información básica para analizar el impacto medioambiental que suponía la construcción de redes ferroviarias, en base a unas variables previamente identificadas. Más tarde, las empresas implicadas centraron sus esfuerzos en el estudio de la transformación del impacto ambiental en huellas de carbono e hídrica, por medio del desarrollo de una metodología de evaluación consolidada.
A partir de esta recopilación, surge una herramienta inteligente que, aplicando diversas técnicas de inteligencia computacional, establecerá diferentes alternativas de planificación, mostrando valores específicos de huella y de indicadores ambientales previamente seleccionados. Es decir, el objetivo es servir de ayuda en la toma de decisiones en la fase de planificación de las obras.
Por otro lado, el equipo investigador ha desarrollado una herramienta online de libre acceso que permite realizar un diagnóstico ambiental detallado de los procesos implicados en la construcción de este tipo de infraestructuras. Esta herramienta, disponible en la página web del proyecto www.life-huellas.eu, permite fomentar el desarrollo de proyectos ferroviarios con criterios no solo económicos, sino también ambientales y sociales.
Para el desarrollo de ambas herramientas, el consorcio ha estudiado de manera exhaustiva más de 460 unidades de obra, junto a una colección de variables e indicadores de sostenibilidad relevantes, agrupados en:
Indicadores ambientales: huella de carbono y huella hídrica, potencial de acidificación, de oxidación fotoquímica y de eutrofización.
Indicadores sociales: valorización de las condiciones de trabajo, salud y seguridad, derechos humanos, gobernanza, infraestructura comunitaria y creación de puestos de trabajo.
Indicadores económicos: costes del proyecto.
Las pruebas se han llevado a cabo en la fase de demostración del proyecto en dos obras reales; por un lado, el tramo Ponte Ambía (Orense)-Taboadela (Orense) de la Línea Madrid-Galicia para la infraestructura de vía, es decir, para las obras de tierra (terraplenes, trincheras, túneles, etc) y para las obras de fábrica (puentes, drenajes, viaductos y pasos a nivel); y por otro lado, el tramo Antequera (Málaga)-Loja (Granada), para la superestructura de vía sobra la que circulan los trenes, cuyos elementos principales son el balasto, las traviesas, el carril, la electrificación y la señalización.
Con el objetivo de contribuir a optimizar estos procesos en términos de sostenibilidad, el consorcio ha recogido en una guía de Buenas Prácticas las principales conclusiones de la experiencia adquirida durante el desarrollo del proyecto, así como las diferentes alternativas sostenibles propuestas.
Aunque el proyecto LIFE HUELLAS ya ha finalizado, las obras ferroviarias sobre las que se ha validado han reducido de manera efectiva la huella de carbono y huella hídrica de su fase de ejecución, aportando por tanto su granito de arena a la mejora medioambiental de su entorno.
Además, el acceso libre a la calculadora seguirá disponible en www.life-huellas.eu para que cualquiera pueda usarla. También podrás encontrarnos en eventos de networking y difusión, transfiriendo el conocimiento adquirido a todos los interesados, ya que el objetivo ahora es fomentar la replicabilidad comunicando los resultados obtenidos a otras empresas y sectores. Por ejemplo, muchas de las operaciones de construcción de infraestructuras ferroviarias son comunes a las de construcción de otras infraestructuras, como carreteras, por lo que también pueden beneficiarse de los resultados del proyecto.
