Sistema innovador de sensores avanzados para monitorizar construcciones del patrimonio y obras de arte. PROYECTO DIPPATINT

Finaliza la anualidad 2019 de este proyecto de I+D, en el cual se desarrolla un sistema avanzado de monitorización de construcciones del patrimonio y de obras de arte.

Está concluyendo la anualidad 2019 del proyecto DIPPATINT (Desarrollo e implementación de un sistema avanzado de monitorización en obras de arte y construcciones del patrimonio). Este proyecto de I+D pertenece a la línea estratégica de I+D de AIDIMME BIOMATERIALES, en concreto a la sublínea de trabajo BIO1 (Análisis y caracterización de estructuras de madera).

El proyecto DIPPATINT está financiado por la Generalitat Valenciana mediante el programa Planes de Mejora de la Actividad y Capacidad de I+D Fondos GVA para el ejercicio 2019, que es impulsado por el IVACE (Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial).

DIPPATINT tuvo como antecesor al proyecto PATINT, desarrollado en 2018 y que se centró en actividades de investigación aplicada para generar nuevo conocimiento que permitiese plantear el desarrollo de un sistema con mejoras significativas respecto a las herramientas actuales de monitorización preventiva y automatizada de la degradación de materiales, en concreto de la madera y materiales derivados (madera microlaminada y contralaminada, madera laminada encolada, tableros contrachapados, tableros de fibras, tableros mixtos, etc.).

En la Comunitat Valenciana y en general en el entorno mediterráneo, la madera sufre con frecuencia daños tanto bióticos (termitas, hongos de pudrición y cromógenos, carcoma fina y gruesa) como abióticos (humedad, salinidad, fuego, radiación solar). Este material sostenible y reciclable, que forma parte de obras de arte y de estructuras de muchos edificios del patrimonio histórico valenciano, necesita por ende un sistema de monitorización eficaz y basado en las tecnologías de la información y comunicación (TIC) más recientes.

La falta de monitorización preventiva de la madera tiene como principales consecuencias:

  • El deterioro del patrimonio histórico y artístico valenciano, que en algunos casos implica riesgos para la seguridad de visitantes y ocupantes.
  • La necesidad de aplicar tratamientos y rehabilitaciones costosas, que además tienen efectos muy negativos para el medio ambiente. Por ejemplo, los pesticidas usados contra las termitas contaminan los sistemas acuáticos y acaban en la cadena alimentaria.

Anualmente, las termitas subterráneas causan en Europa gastos superiores a los 730 millones de €uros en daños, tratamientos y reparación de los daños en estructuras de madera.

Detalle del corte transversal de una muestra de madera extraída del forjado de un inmueble del patrimonio histórico valenciano. Los agujeros se deben a termitas.  

Los objetivos concretos del proyecto (2019-2020) son los siguientes:

  1. Diseño electrónico de un sensor inalámbrico mejorado para monitorizar la madera en obras de arte y construcciones de patrimonio.
  2. Implementación y programación del sensor mediante algoritmos propios de Inteligencia Artificial (IA).
  3. Integración de los sensores en una plataforma TIC compatible con Smart Cities o fácilmente adaptable a ellas. 
  4. Programación de la parte de comunicaciones del sistema de sensores mediante protocolos propios y flexibles, adaptados a las necesidades del patrimonio. Las comunicaciones serán compatible con 3G/4G/WiFi.
  5. Prueba del sistema completo (sensores y plataforma TIC) en condiciones de laboratorio.
  6. Almacenamiento de la información obtenida en formatos que permitan fácilmente en el futuro realizar minería de datos (data mining) y aplicar algoritmos de IA (como los de supervised machine learning, etc.), con el objetivo de predecir el comportamiento de la madera y prever posibles problemas estructurales o de conservación.  

En DIPPATINT se ha diseñado e implementado el sistema mejorado propuesto en PATINT, integrándolo en una plataforma TIC actual, y actualmente se está probando en condiciones de laboratorio.

Esquema eléctrico de parte del módulo de radiofrecuencia del sensor desarrollado.

Prueba preliminar en laboratorio de la programación del sensor desarrollado. La espuma negra de polietileno expandido simula condiciones de oscuridad para agentes xilófagos.

Sensor desarrollado con su módulo de radiofrecuencia.
Prueba del sensor con su módulo de radiofrecuencia.

Según Miguel Ángel Abián, coordinador y director técnico del proyecto, “el sistema resultante del proyecto se ha diseñado para que pueda emplearse también para monitorizar estructuras y construcciones nuevas, además de en obras de arte y en construcciones de patrimonio”. En numerosos países está creciendo la construcción en madera e incluso empiezan a ser habituales los rascacielos de madera. Dicho crecimiento está llegando también en España y es inevitable que vaya aumentando, pues es apoyado por las directrices y normativas europeas y por la decidida apuesta de la Unión Europea por el uso de materiales reciclables y sostenibles en la construcción.

Con el sistema desarrollado, podrán monitorizarse en tiempo real estructuras nuevas de madera y derivados, y así se vencerán las reticencias que tradicionalmente han impedido el uso de la madera en construcción en nuestro país y, en particular, en la Comunitat Valenciana. Una de las reticencias es el prejuicio de que la madera es degradada inevitablemente por hongos, humedades e insectos.

Este proyecto ha sido financiado por IVACE dentro de los fondos destinados a Líneas I+D 2019.

Para más información contacte con AIDIMME.

Miguel Ángel Abián

Tecnología y Biotecnología de la Madera • Jefe Sección