Estos tornillos inteligentes que pueden detectar cuándo están sueltos podrían ayudar a salvar puentes en mal estado

 

Trabajando para reducir la necesidad de inspecciones periódicas de grandes estructuras, los investigadores del Fraunhofer Cluster of Excellence Cognitive Internet Technologies CCIT han creado un tornillo autoalimentado inteligente que aprovecha los trucos de IoT para enviar alertas automáticamente cuando detecta que se ha aflojado más de lo que estaba el día que se instaló.

No importa cuánto aprietes un tornillo en la primera instalación, cuando se trata de estructuras como puentes, turbinas eólicas, grúas, andamios e incluso montañas rusas, todas las cuales están sujetas a movimientos sutiles y fluctuaciones de temperatura repetidas, siempre hay el riesgo de que un tornillo se afloje gradualmente. Como resultado, se necesitan inspecciones periódicas para garantizar que los tornillos y otros componentes no muestren signos de desgaste, aflojamiento o que se deshagan por completo.

Los parques de atracciones emplean equipos de personas que trepan e inspeccionan montañas rusas imponentes todas las mañanas para asegurarse de que nada se suelte. Es una precaución costosa diseñada para garantizar que nunca ocurran tragedias, pero desafortunadamente una que no siempre está debidamente presupuestada, como lo demuestran los fallos en el estado de los puentes en todo Estados Unidos. No fue la causa del colapso del puente en Pittsburgh a principios de este año, pero ese accidente es una prueba de que es importante monitorear regularmente la seguridad de una estructura. Sin embargo, ¿y si estas estructuras pudieran monitorearse a sí mismas?

La conexión de tornillo inteligente, como se llama el hardware, viene con una arandela preinstalada que contiene una película delgada de material piezorresistivo que crea una resistencia eléctrica cuando se aplica una fuerza mecánica. En este caso, cuando se aprieta el tornillo, los sensores en el cabezal miden la fuerza de precarga en tres puntos diferentes y, con el tiempo, si el tornillo se afloja y se aplica menos presión a la película, el cambio en la resistencia eléctrica puede ser detectado y utilizado para activar una señal de advertencia.

La cabeza del tornillo también contiene un módulo de radio que puede enviar una señal inalámbrica a una estación base que podría estar ubicada en la parte inferior de una turbina eólica, por ejemplo, o a varios kilómetros de distancia, ya que el protocolo inalámbrico MIoTy que se utiliza es capaz de enviar pequeñas cantidades de datos a grandes distancias. Una estación base podría controlar más de 100.000 tornillos inteligentes y podría compartir fácilmente los datos que recopila a través de Internet, lo que significa que cualquier persona en la Tierra podría monitorear el estado de una estructura sin necesidad de que alguien visite regularmente y verifique el ajuste de cada uno de los tornillos instalados. Eso no solo reduce los costes de mantenimiento, sino que permite abordar los problemas tan pronto como se detectan.

Pero los dispositivos inteligentes requieren energía, y nadie quiere construir un puente completo con tornillos que algún día requerirá un cambio de batería. Entonces, en este caso, los investigadores han recurrido a la recolección de energía, específicamente, al efecto termoeléctrico. Esto permitiría que las diferencias de temperatura entre la cabeza del tornillo y el entorno a su alrededor generen suficiente electricidad para mantenerlo encendido indefinidamente. Es el mismo principio que alimenta dispositivos electrónicos como Matrix PowerWatch, por lo que es una tecnología comprobada. Pero en este caso, en lugar de solo decir la hora y contar las calorías quemadas, la tecnología se usaría para salvar vidas y garantizar que las infraestructuras críticas siempre sean seguras para usar.