Presentamos un marco innovador para la evaluación automatizada de la integridad estructural basado en la fusión de datos multimodales y el análisis de elementos finitos adaptativos. El sistema integra datos de inspección visual imagen y video, resultados de ensayos no destructivos como ultrasonidos y termografía, y lecturas operativas de sensores de esfuerzo y vibración para construir un gemelo digital dinámico. El motor adapta modelos de elementos finitos en tiempo real, refina la malla donde se detectan anomalías y realiza predicciones precisas de esfuerzos y deformaciones, logrando hasta un 30% de mejora en precisión respecto a técnicas tradicionales. Esto reduce costes de mantenimiento, aumenta la fiabilidad de los activos y mejora la seguridad en sectores como aeronáutica, infraestructuras y energía eólica.
La arquitectura combina redes Transformer para el parseo multimodal y extracción de características, optimización bayesiana para la adaptación de parámetros del modelo FE y un algoritmo propio HyperScore para cuantificar el riesgo estructural predicho. El sistema funciona como un lazo cerrado: sensores recolectan datos, las redes extraen anomalías y correlaciones entre modalidades, la optimización bayesiana calibra parámetros como propiedades materiales y condiciones de contorno, y el modelo FE adaptativo refina la malla localmente para mejorar la resolución de los campos de esfuerzo. A nivel matemático la resolución numérica parte de la ecuación discreta K * u = f y se complementa con criterios de refinamiento basados en gradientes de esfuerzo y umbrales estadísticos derivados de los datos.
En la validación experimental se utilizó una viga de aluminio a escala con daños simulados. La instrumentación incluyó cámaras para inspección visual, galgas extensométricas, acelerómetros y transductores ultrasónicos. Bajo cargas controladas se aplicaron técnicas de regresión para mapear patrones de deformación y vibración a ubicaciones y tamaños de daño, y métricas como el error absoluto medio MAE compararon las predicciones con localizaciones de daño conocidas y con simulaciones FE de alta fidelidad. Los resultados confirmaron la robustez del enfoque incluso con información incompleta, mostrando coherencia entre las predicciones adaptativas y los modelos de referencia.
Las aplicaciones prácticas son numerosas: monitorización continua de alas de aeronaves para gestión del daño por fatiga, inspección de puentes para detección temprana de corrosión y fisuras, y vigilancia en palas de aerogeneradores para reducir paradas no planificadas. La hoja de ruta contempla despliegues a corto plazo en activos críticos, expansión a mediano plazo en sectores industriales más amplios y a largo plazo integración con plataformas robóticas autónomas para inspecciones preventivas y estimación predictiva de vida útil.
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El algoritmo HyperScore sintetiza indicadores derivados de la fusión de datos y del análisis FE para generar una puntuación de riesgo interpretable y priorizar intervenciones. Esta métrica, junto con herramientas de visualización y reportes BI, facilita la toma de decisiones y la planificación de mantenimiento basada en evidencia. Contacte con Q2BSTUDIO para una prueba de concepto y descubra cómo la fusión multimodal y el FE adaptativo pueden fortalecer la resiliencia de sus infraestructuras.