Los drones de caca mantienen las alcantarillas en funcionamiento para que los humanos no tengan que hacerlo

En la mañana de Nochebuena de 2016, los residentes de una casa en Fraser, Michigan, oyeron un curioso chasquido proveniente de sus paredes. Tras creer inicialmente que se trataba de nieve derretida que caía del techo, pronto se dieron cuenta de la verdad: el ruido se debía a que los ladrillos se desprendían de su lugar mientras su casa se derrumbaba lentamente en un socavón.

La casa y varias cercanas fueron evacuadas mientras las autoridades evaluaban la situación y determinaban la causa: un interceptor de alcantarillado colapsado, que amenazaba varias viviendas y un largo tramo de la transitada 15 Mile Road de Fraser. No fue el comienzo de la temporada festiva que nadie desearía.

“Esto tuvo un gran impacto en nuestro sistema y comunidad”, afirma Vince Astorino. Como Director de Operaciones de la Oficina de Obras Públicas del Condado de Macomb, es responsable de supervisar las operaciones diarias de la infraestructura de aguas residuales del condado, incluyendo unos 109 kilómetros de líneas de alcantarillado. “Una alcantarilla de 3,3 metros de diámetro y aproximadamente 21 metros de profundidad sufrió una falla que redujo drásticamente el caudal de aguas residuales. Este tramo de tubería se encuentra cerca de la salida principal de nuestro sistema y aproximadamente 800.000 residentes dependen de ella para transportar sus aguas residuales río abajo”.

La rápida actuación de Astorino y su equipo permitió instalar a tiempo sistemas de derivación para evitar que las aguas residuales se desbordaran hacia las casas de los residentes, y al final solo un edificio —la casa donde se escuchó el chasquido— tuvo que ser demolido. Sin embargo, pasaron nueve meses hasta que el tramo de tubería afectado, de aproximadamente 1224 metros, fuera reemplazado por completo. El costo directo para los contribuyentes fue de aproximadamente 75 millones de dólares, sin considerar los costos adicionales para los residentes y los negocios cercanos como resultado de la interrupción.

La clave para prevenir desastres como este es la inspección regular de las tuberías de alcantarillado, buscando grietas y fisuras que, de no atenderse, pueden provocar la infiltración de tierra y el colapso de la tubería. Sin embargo, las tuberías de alcantarillado pueden ser oscuras, estrechas y estar llenas de bolsas de gas, lo que hace que la inspección de grandes redes con métodos tradicionales (normalmente una excavadora conectada, operada a distancia y equipada con una cámara, o incluso en persona) sea un proceso lento, costoso y, a menudo, peligroso.

Aquí es donde entran los drones. Diseñados y fabricados para operar en espacios confinados, una nueva generación de robots voladores se está enviando a las alcantarillas para realizar inspecciones de una manera más segura y eficiente.

Uno de estos drones es el Elios 3, diseñado y fabricado por la empresa suiza Flyability y utilizado por importantes empresas del sector como Veolia. Equipado de serie con una jaula protectora, un exoesqueleto resistente a impactos, un sistema de iluminación de 16.000 lúmenes, una cámara 4K y un LiDAR, puede navegar por tuberías oscuras y polvorientas mientras crea un modelo 3D en vivo del entorno. Su diseño modular permite equiparlo con cargas útiles especializadas, como sensores de gases explosivos o medidores de espesor ultrasónicos.

Eloise McMinn Mitchell, Gerente de Comunicación de Flyability, afirma que la empresa está experimentando un gran crecimiento de ventas gracias a las capacidades y la eficiencia del Elios 3 en comparación con las inspecciones presenciales, especialmente en el caso de las alcantarillas. "Para inspeccionar un tramo de alcantarillado bajo una carretera, se necesitan equipos de al menos cuatro personas y desviar el tráfico en varios puntos. Con el dron, solo se necesitan dos personas y nadie tiene que meterse en la alcantarilla, lo que elimina los riesgos de los espacios confinados y la exposición a entornos peligrosos".

Como resultado, las normas de seguridad que rigen los drones son mucho menos estrictas que cuando intervienen humanos, lo que, según McMinn Mitchell, reduce considerablemente el coste de las inspecciones. «Hay una reducción media del 40 % en el coste en comparación con los métodos tradicionales, y se pueden inspeccionar 900 metros al día con el dron, en comparación con 400 metros».

En mayo de 2024, para optimizar su proceso de inspección, el condado de Macomb adoptó un enfoque tecnológico que combinaba un dron Asio X pilotado remotamente, construido por Flybotix, rival de Flyability, con un programa llamado SewerAI. El costo total de ambos fue de aproximadamente $100,000. Anteriormente, el condado gastaba $1 millón en inspecciones cada tres años, inspeccionando manualmente las imágenes para detectar defectos, muchos de los cuales podían pasar desapercibidos debido a la mala calidad de la imagen.

Con aproximadamente 40 cm de diámetro y equipado con potentes luces de 40 000 lúmenes, una cámara 4K y una jaula de protección contra colisiones, el Asio X puede capturar videos nítidos del sistema de alcantarillado mientras navega por todas las tuberías, excepto las más estrechas. Astorino lo describe como una diferencia radical con respecto al método anterior.

A diferencia de algunos de los drones de consumo más recientes, que vuelan casi de forma autónoma, el Asio X requiere principalmente control manual, y además en algunos lugares muy difíciles, como señala Astorino: «Es oscuro, el flujo de aire puede cambiar rápidamente en un espacio reducido, y gestionar una trayectoria de vuelo sobre agua corriente en una tubería restringida es un desafío». Por ello, deja el vuelo en manos de los expertos: «Nuestro operador principal, el capitán Zach, es capaz de volar en entornos muy difíciles».

Dicho esto, el proceso de inspección en sí es sencillo. "Se baja una antena al pozo para proporcionar la intensidad de la señal del controlador del dron al dron", explica Astorino a WIRED. "El operador volará el dron de un pozo a otro, grabando video a lo largo de esa trayectoria". Con una batería de unos 20 minutos de duración, el Asio X puede documentar unos 300 metros de tubería en un solo vuelo, capturando no solo video, sino también escaneos LiDAR e infrarrojos, y lecturas de gas a su paso por una sección de alcantarilla.

Con el sistema anterior, los datos de video se analizaban en campo, y el operador de la cámara registraba los defectos a medida que recorría las tuberías. Ahora, los datos capturados por el dron se envían a los contratistas de SewerAI, quienes los procesan con sus algoritmos de IA para identificar defectos automáticamente. Astorino me cuenta que ha sido un punto de inflexión, ahorrándole a su equipo una gran cantidad de tiempo y dinero.

Realizamos meses de pruebas con videos codificados de varios contratistas en el campo, comparando lo que SewerAI pudo hacer con las mismas imágenes, y en cada ocasión, SewerAI superó con creces la capacidad de encontrar y codificar correctamente. Anteriormente, inspeccionar una sección de tubería de alcantarillado podía llevar meses, pero SewerAI tiene un acuerdo para enviar el análisis de datos al condado en un plazo de 10 días; Astorino afirma que suele hacerlo en 24 horas.

El equipo quedó tan impresionado con el paquete de software que, incluso en zonas donde el dron no puede acceder y se requieren métodos de inspección más tradicionales (por ejemplo, tuberías de pequeño diámetro), los datos resultantes ahora se envían para su análisis en lugar de codificarse en campo. Además, los datos antiguos pueden revisarse y reanalizarse rápidamente, detectando defectos que los contratistas originales pudieron haber pasado por alto en su momento. Esto permite realizar reparaciones donde más se necesitan, previniendo el empeoramiento de las condiciones que pueden provocar incidentes desastrosos y costosos como el socavón de 2016.

El condado de Macomb ha sido pionero en este campo. Es el primer condado de Michigan en utilizar esta combinación de drones y software de IA para la inspección de infraestructura subterránea y ha ganado dos premios estatales gracias a su visión de futuro. Pero Vince Astorino me comenta que él y su equipo siempre buscan nuevas formas de modernizar las operaciones. "Es difícil descartar grandes avances tecnológicos en este ámbito, especialmente con la gran carrera de la IA que se está librando a nuestro alrededor. Mantenemos nuestras opciones abiertas".