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versión 20.09.15
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en la frontera entre la teoría y la empiria
medida y análisis
big data & smart data
En julio de 2018, Kinesia Ingeniería cumplió 30 años de trabajo ininterrumpido en el campo del análisis experimental de estructuras. A lo largo de esas décadas, las instrumentaciones han evolucionado de un puñado de sensores estáticos medidos puntualmente unas pocas veces al día a cientos de sensores dinámicos medidos continuamente a alta velocidad. Los antiguos retos de cómo medir (1980) o cómo transmitir (2000) se han transformado en cómo analizar (2020) un volumen tan grande de datos. Hemos pasado, pues, de un problema de instrumentación a otro de conectividad y, de éste, a uno de big data. Kinesia afronta el problema con dos tecnologías propias: metabases de datos y autoanálisis. Las metabases (bases de bases de datos) permiten gestionar miles de archivos dinámicos como si de uno solo se tratara. El autoanálisis consiste en delegar en el propio sistema de monitorización una parte importante del proceso y análisis de la información, aprovechando un recurso del que toda estructura instrumentada dispone en abundancia: tiempo. Hablamos de procesos estadísticos y espectrales llevados a cabo autónomamente in situ sin la asistencia del ingeniero, a quien finalmente llega una información de alto nivel y mayor aplicabilidad: smart data.

Agradecemos a los clientes y amigos la confianza y el apoyo que durante estos años nos han otorgado, haciendo posible que esta pequeña empresa haya sido más grande en ideas y realizaciones.

precisión en la observación
equivale a precisión en el pensamiento
Wallace Stevens
Nuestra especialidad son los grandes puentes (carretera y ferrocarril) y los grandes edificios (catedrales, estadios y monumentos), tanto en fase de construcción como de explotación. El objetivo es conocer el estado y comportamiento estructurales de forma continua para facilitar la gestión integral de las obras, proporcionar conocimiento y detectar patologías. Contamos en nuestra historia con más de 100 estructuras monitorizadas que suman más de 150 años de control y más de 10,000 sensores instalados.
plataforma
Nuestra plataforma Opsis de monitorización está construida sobre la aplicación Merlin, quien provee todas las funciones necesarias en cada uno de los tres ámbitos que componen la red: estructuras (fuentes), centro de datos (nuestra oficina) y analistas (usuarios finales). Con estructuras y analistas, Merlin funciona como aplicación de escritorio, mientras que, en el centro de datos, opera como portal web.

La plataforma es universal y admite datos de terceras partes (como topografía robotizada de obra o, incluso, monitorizaciones externas completas) que se integran automáticamente en tiempo real. Así mismo, es compatible con los filtros y cortafuegos de seguridad de empresas y administraciones públicas.

Opsis es una voz griega que significa acción de ver y que ha ido evolucionando desde su antiguo sentido de espectáculo teatral a la moderna acepción de puesta en escena. Forma parte de numerosas palabras, como óptica, sinopsis o biopsia. Para nosotros, Opsis es una atenta mirada a las estructuras.



modelos
El nombre Merlin es un acrónimo de Modelo Estadístico Regresivo Lineal. Nació como una herramienta separada que posteriormente se integró en la aplicación general a la que presta el nombre. En este campo, la habilidad de Merlin es descomponer un efecto (flecha, giro, tensión, deslizamiento) en suma ponderada de causas (cargas, viento, irradiación, gradiente térmico), lo que facilita el entendimiento y la proyección a futuro de muchos fenómenos estructurales. Puede utilizar, como variables explicativas, cualquier parámetro real medido así como cualquier parámetro virtual derivado, a los cuales puede añadir funciones de alto nivel como ciclos (diarios y estacionales), comportamiento reológico (fluencia y retracción), escalones (abiertos y cerrados) y derivas patológicas. Así mismo, permite decalar libremente las variables en el tiempo para expresar efectos de inercia. El programa rechaza aquellas variables explicativas que no son suficientemente concurrentes con la variable analizada (exclusión por correlación) y sabe escoger entre parejas explicativas que representan estrechamente una misma acción (exclusión por colinealidad). Cuantifica el peso de cada causa (principio de superposición), ajustando el modelo en pocos segundos. El análisis de residuos ayuda a entender qué parte del fenómeno ha quedado sin explicación.

Merlin no hace magia, pero a veces lo parece.

historia
Desde el nacimiento de la empresa (1988) hasta nuestros días, la monitorización de estructuras ha producido un ingente volumen de datos que ha habido que gestionar, analizar y almacenar. Hace 30 años, era habitual que los sistemas instrumentales estuvieran activos sólo durante determinadas maniobras de construcción o unas pocas horas al día (eran dependientes de pequeños grupos electrógenos). De forma automática, se realizaban tomas de datos con intervalo largo de 30 minutos, en parte porque la capacidad de los discos duros era limitada y en parte porque el soporte de transmisión —el humilde diskette— tenía una capacidad mucho más limitada aún. Así, en la época de construcción del puente del Alamillo (Sevilla, 1990), cada floppy disk de 360K albergaba los datos de un mes.

Poco a poco, tras esta simbólica obra, comenzaron a generalizarse las instrumentaciones con transmisión de datos a través de modem y línea telefónica en aquellas obras cuyo entorno urbano lo permitía. Ejemplos de ello son la torre de la Giralda (Sevilla, 1999), el centro comercial Bonaire (Valencia, 1999), el puente del Iregua (Logroño, 2001) y el puente del Infante (Porto, 2003).

La aparición de internet hizo posible soñar con transmisiones inalámbricas que inicialmente requirieron aparatosas pantallas parabólicas orientadas hacia lejanos satélites estacionarios. En este grupo tenemos el icónico viaducto de Almonte (Cáceres, 2003, primero de España en utilizar esta tecnología), el viaducto de Montabliz (Cantabria, 2005) y el viaducto de Arroyo del Valle (Madrid, 2007).

El desarrollo de la telefónia móvil abrió la puerta definitiva al seguimiento continuo. Al principio, de tipo estático, como en el citado viaducto de Almonte; y, después, de tipo dinámico, como en el viaducto de Alconétar (Cáceres, 2009). Ésta fue la primera obra en que una monitorización de construcción fue ineludiblemente seguida de otra en servicio para verificar que las fuertes vibraciones aeroelásticas detectadas durante la construcción habían sido definitivamente neutralizadas.

Un caso interesante de monitorización y análisis en tiempo real ha sido el del estadio de fútbol del Real Madrid (Madrid, 2014), controlado durante varios partidos de alta tensión deportiva para cuantificar y solucionar el elevado nivel vibratorio de carácter resonante que la hinchada del fondo sur provocaba en los graderíos aledaños.

Las últimas grandes monitorizaciones de nuestra plataforma han elevado el volumen de datos a otro orden de magnitud. Hablamos de estructuras atirantadas dotadas de mucha acelerometría, como el puente de la Bahía (Cádiz, 2011), el puente de Rande (Vigo, 2016) y el puente del Centenario (Sevilla, 2019). Los datos dinámicos son incontables. En 8 años de monitorización, el puente de la Bahía ha producido 15 mil millones de valores, en tanto que el puente del Centenario genera y procesa in situ 900 millones de valores al día.

kinesiología
El nombre Kinesia proviene de la voz griega kinesis, que significa movimiento. Es una palabra utilizada en muchas disciplinas a lo largo de la historia:
  • En filosofía, para Aristóteles, kinesia es el paso de la potencia (dynamis) al acto (entelechia). Movimiento es el acto imperfecto de lo que está en potencia en tanto sigue estando en potencia. Es un estado intermedio entre potencia y acto, no siendo ni lo uno ni lo otro sino el tránsito del uno al otro
  • En física, cinemática es el área que estudia el movimiento de los cuerpos (sin considerar las causas que lo provocan) y cinética es la energía que poseen los cuerpos en virtud de su movimiento
  • En química, cinética es el área que estudia la velocidad con que ocurren las reacciones
  • En medicina, kinesia es la acción del sistema nervioso central manifestada a través de los músculos, y kinestesia es el conjunto de sensaciones que tiene una persona sobre su propio cuerpo (movimiento muscular, peso, posición, sentido del equilibrio)
  • En sociología y antropología, kinesia es la comunicación no verbal expresada a través de los movimientos del cuerpo (postura, gestos, expresión, mirada)
  • En parapsicología, psicocinesia y telequinesia son fenómenos parafísicos en los que la mente influye dinámicamente sobre la materia y la pone en movimiento. (En Kinesia Ingeniería nos hubiera gustado disfrutar de este significado. Hubiera sido útil y divertido para la siempre difícil excitación dinámica de las grandes estructuras y para el acceso a los puntos de instrumentación imposible.)

Nuestro trabajo habitual se desarrolla en torno a la arteología del movimiento. Arteología es la ciencia de los artefactos, entendidos éstos como cualquier cosa hecha por el hombre (obra de arte, aparato, programa informático, servicio). Deriva del latín ars, sinónimo del griego tekhne. Arte y técnica significaban, en los tiempos clásicos, la misma cosa: cualquier habilidad humana. El neologismo arteología surge de la necesidad de expresar conceptos distintos de los abarcados por la tecnología, que es la ciencia de la producción de cosas (particularmente, de las relacionadas con la industria y la ingeniería). Lo de artefactos nos sienta como anillo al dedo, pues siempre estamos rodeados de cachivaches.

Estudiamos el movimiento de las cosas en dos vertientes:

  • En sentido físico
  • Como tránsito aristoteliano entre estados

Es decir, hacemos:

  • Ensayos dinámicos
  • Seguimiento estructural

Tratamos de rellenar el espacio existente entre Proyecto y Obra, tomando datos que convertir en conocimiento, habitando la frontera entre la teoría y la empiria.

Los datos son información. El conocimiento es ciencia. La sabiduría es... ese algo más de imposible definición.

Pero la sabiduría requiere conocimiento:

  • El grado sumo del saber es contemplar el porqué
    (Sócrates, filósofo griego)

Y el conocimiento requiere datos:

  • La brecha entre teoría y práctica no es tan grande en teoría como en la práctica
    (Anónimo)

Entonces:

  • ¿Dónde está la sabiduría que hemos perdido con el conocimiento?
    ¿Y dónde está el conocimiento que hemos perdido con la información?
    (TS Elliot, poeta estadounidense)