Metodología y validación
Cómo se mide, cómo se decide y cómo se valida
Esta página explica qué señales mide PortSync en un pilote, cómo pasa de un dato a una decisión y cómo pensamos comprobar que los sensores funcionan en condiciones reales. Última revisión: . Responsable: equipo PortSync.
Qué es esto y qué no. Es el plan y los supuestos del equipo. No hay sensores instalados, ningún umbral está validado por un profesional externo y ningún valor del panel es una medición. PortSync es un apoyo a la inspección profesional: la decisión sobre un muelle es del responsable técnico del puerto.
El problema, bien acotado
Los muelles sobre pilotes se revisan de forma episódica con buzos o vehículos submarinos. El manual ASCE MOP 130 (2015) contempla intervalos máximos de inspección rutinaria de medio año a seis años según edad, condición y ambiente; no encontramos una norma chilena que fije esa frecuencia. Entre una revisión y la siguiente no hay información, y en ese lapso ocurren sismos, temporales e impactos de atraque. Después de un evento, el responsable del puerto decide sin datos recientes si un sitio sigue apto.
Un buque se puede retrasar por muchas causas. PortSync solo toca una: la que nace del estado de la infraestructura.
| Causa del retraso | Qué dice la evidencia | ¿Lo aborda PortSync? |
|---|---|---|
| Cierre del puerto por oleaje o viento | Lo decreta la Autoridad Marítima. Según un estudio de la Universidad de Valparaíso (2022, citado por prensa especializada), las horas de cierre en siete puertos estatales pasaron de 17 en 2008 a 3.022 en 2018. El propio estudio no permite concluir que el clima sea la única causa: también influyen criterios de seguridad más exigentes para naves grandes. | No evita el cierre. Puede aportar la medición del oleaje en el sitio y un dictamen del muelle después del evento. |
| Congestión, sitio ocupado o patio saturado | La macrozona central opera cerca del 70-75 % de su capacidad de contenedores, según la prensa especializada que cita datos de la Fiscalía Nacional Económica. | No. Indirectamente: un sitio que sale de servicio sin aviso agrava la cola (simulación en el panel). |
| Paros, productividad de grúas, práctico, remolcadores | Causas operativas y laborales que no dependen de la estructura. | No. |
| Restricción o salida de servicio por el estado de los pilotes | Una concesionaria del puerto de Valparaíso planteó ante el Tribunal de Defensa de la Libre Competencia que el Espigón opera fuera de norma sísmica. Es una afirmación de una parte interesada, no un hecho verificado. | Sí: medir de forma continua, comparar con una línea base y priorizar la inspección. |
Cifras de cierres y capacidad: ver Fuentes y supuestos. Todavía no leímos los estudios originales; estamos entrevistando a la industria para medir cuánto cuesta hoy esta incertidumbre.
Qué se mide, con qué y dónde
Los sensores de referencia son los de mercado en los que se basa el diseño; el prototipo de bajo costo (cerca de US$114 en componentes, estimación del equipo) aún no está construido. Los umbrales se leen directamente del panel, así que esta tabla y el panel nunca se contradicen.
| Variable | Qué indica | Sensor de referencia | Dónde | Umbrales (provisionales) | Limitación |
|---|---|---|---|---|---|
| Pérdida de espesor (acero) | Corrosión: menos sección resistente. | Ultrasonido puntual o ondas guiadas (GWUT) | Zona de salpicadura y sumergida | Adv. 8 % · Crít. 15 % | Solo acero. En hormigón se mide otra cosa (potencial de media celda). Cambia muy despacio. |
| Corrimiento de frecuencia natural | Pérdida de rigidez del pilote. | Acelerómetro MEMS (del MPU-6050 de prototipo al ADXL355 industrial) y análisis de frecuencias | Cabeza del pilote | Adv. −5 % · Crít. −10 % | Se calibra con línea base en el lugar; marea y organismos adheridos cambian la masa. |
| Inclinación (deriva) | Asentamiento, socavación, sismo o impacto. | Inclinómetro MEMS | Cabeza del pilote | Adv. 0,3 ° · Crít. 0,8 ° | Una inclinación de fábrica de 0,4° a 0,75° es normal: importa la tendencia. |
| Vibración (RMS) | Fatiga o evento. | Mismo acelerómetro | Cabeza del pilote | Adv. 1,5 × · Crít. 2,5 × | Un pico breve es un evento; un aumento sostenido es una tendencia. |
| Socavación | Pérdida de suelo de apoyo en la base. | Ecosonda | Base del pilote | Adv. 0,3 m · Crít. 0,8 m | Fuera del alcance original; ya está en el modelo. |
| Temperatura, salinidad, oleaje y viento | Contexto que acelera o frena los procesos anteriores. | Sensor de temperatura sumergible, de conductividad y de oleaje | Muelle o sitio de atraque | Sin umbral de salud | Son contexto, no daño. |
Bandas del índice: Sin Novedad 95-100, Advertencia 50-94, Crítico 0-49. Son un supuesto del equipo hasta que las revise el profesor asesor técnico.
Dos modelos simples para entender las señales
1 · Por qué baja la frecuencia cuando baja el espesor
Modelo simplificado: un pilote delgado cuya masa dominante es el tablero que sostiene en la cabeza. Su frecuencia natural depende de la raíz de la rigidez (E·I). Si el espesor de pared baja una fracción p de forma pareja, la rigidez baja en esa misma proporción y la frecuencia cae en 1 − √(1 − p). Es una aproximación: no incluye agua, suelo ni masa propia, y la medición real se calibrará en el lugar.
2 · Por qué un piloto corto no puede medir la corrosión
La corrosión es lenta: del orden de 0,1 a 0,3 mm al año en la zona de salpicadura (referencia general de ingeniería marítima, sin protección catódica; el valor real depende del lugar). Con tu propia tasa y espesor se ve cuánto tarda en cruzar los umbrales.
Por eso el primer piloto prioriza el cambio de rigidez, la inclinación y la detección de eventos, que sí ocurren en 6 a 12 meses. La corrosión se aborda con una línea base ahora y su tendencia en el tiempo.
De la señal a la decisión
La cadena completa: lectura del sensor → rechazo de valores imposibles → comparación con la línea base del propio pilote → comparación con el umbral → clasificación con la causa que la disparó → acción recomendada → decisión de una persona, que queda registrada. Cada alerta dice qué señal cambió y contra qué línea base.
| Señal observada | Interpretación | Decisión que habilita | Quién decide |
|---|---|---|---|
| Frecuencia baja de forma sostenida; espesor estimado baja | Pérdida de sección. | Inspección dirigida de espesor; evaluar encamisado preventivo. | Responsable técnico |
| Salto de inclinación y pico de vibración en un pilote | Posible impacto de atraque. | Inspección puntual de ese pilote. | Ingeniero de monitoreo y responsable técnico |
| Saltos simultáneos en varios pilotes tras un sismo | Evento sísmico o licuefacción. | Inspección post-evento antes de reabrir el sitio. | Autoridad del puerto |
| Inclinación con deriva continua | Socavación activa. | Revisión geotécnica; protección de base; restricción de carga. | Responsable técnico |
| Cambio en un sensor y no en sus vecinos | Posible falla del sensor. | Verificar o recalibrar; no escalar. | Ingeniero de monitoreo |
| Vibración alta que vuelve a la línea base | Evento ambiental sin daño. | Ninguna; queda en el registro. | — |
Cómo se definirán los niveles de alerta
- Línea base de cada pilote, medida al instalar durante una semana, no valores de tabla.
- Umbral inicial conservador tomado de la literatura (la zona de evaluación de reparación suele ubicarse en torno al 10 % a 15 % de pérdida de espesor). Las normas de referencia, como NCh2369, API RP 2A-WSD o las ROM, no se citan como criterio propio hasta que el asesor confirme cuál aplica.
- Calibración con el piloto: si el sensor dice 8 % y la inspección mide 3 %, se corrige el modelo.
- Aprobación del responsable técnico de cada puerto: el umbral final es configurable por cliente.
- Registro de cada cambio de umbral: qué, cuándo, quién y por qué.
Cómo se validarán los sensores en condiciones reales
Plan por escalones, de lo más controlado a lo más real. Es un plan, no un resultado: aún no hemos ejecutado ningún escalón.
| Escalón | Qué se hace | Se aprueba si (propuesta) |
|---|---|---|
| L0 · Banco | Sensores sobre una mesa inclinable y vibración controlada, contra un patrón. | El error es menor que la resolución que exige el umbral. |
| L1 · Estanque con agua salada | Caja sumergida 30 días con ciclos de temperatura. | Cero ingreso de agua; la deriva por temperatura se compensa con un modelo. |
| L2 · Muelle de baja criticidad | Uno a tres pilotes (caleta o muelle pesquero) con inspección de referencia por un inspector. | El sensor concuerda con la inspección; al menos 95 % de datos recibidos; se cuantifica el efecto de marea y organismos adheridos. |
| L3 · Piloto en un puerto | Seis a doce pilotes de acero en un puerto, con acuerdo previo. | Se cumplen los indicadores de más abajo. |
Prueba de sensibilidad: en los escalones L1 y L2 se introduce un cambio conocido (una masa calibrada en la cabeza del pilote, un ángulo conocido de inclinación, un golpe con martillo instrumentado) y se verifica que el sistema lo detecta. Si no detecta un cambio inducido, no puede confiarse en que detecte uno real. Para no confundir un daño con una falla del sensor, se compara cada pilote con sus vecinos y se compensan temperatura, marea y organismos adheridos. Puedes ver cómo se distingue un daño de un dato malo y cuántas falsas alarmas esperar en Calidad de dato, y ocho casos completos en los escenarios.
Indicadores del piloto y ODS
Las metas son propuestas que se fijarán con el piloto. No son compromisos ni resultados.
| Indicador | Cómo se mide | Meta propuesta |
|---|---|---|
| Anticipación de alerta | Días entre la primera alerta y el umbral de intervención, en procesos graduales. | 30 días o más |
| Inspecciones dirigidas | Porcentaje de inspecciones motivadas por una alerta que confirman un hallazgo. | Referencia a medir |
| Intervenciones innecesarias evitadas | Casos en que la medición en terreno descartó intervenir tras una alerta, o la tendencia permitió postergar. | Contar en el piloto |
| Tiempo de dictamen post-evento | Horas entre el evento y el semáforo por sitio con la lista de pilotes a inspeccionar primero. | Menos de 6 horas con datos; comparar con el proceso actual |
| Falsas alarmas | Alertas descartadas por mes y por 10 pilotes. | Se fija tras L2 |
| Disponibilidad de datos | Porcentaje de lecturas esperadas que llegan. | 95 % o más |
| Cobertura | Porcentaje de los pilotes de un sitio con sensor operativo. | Según el plan con el puerto |
Objetivos de Desarrollo Sostenible, uno por resultado
| ODS y meta | Resultado esperado | Indicador |
|---|---|---|
| 9 · Meta 9.1, infraestructura fiable y resiliente | Mantenimiento oportuno de pilotes con datos continuos. | Anticipación de alerta; inspecciones dirigidas; disponibilidad de datos |
| 12 · Meta 12.2, uso eficiente de los recursos | Menos reemplazos y refuerzos innecesarios. | Intervenciones innecesarias evitadas |
| 13 · Meta 13.1, resiliencia ante riesgos climáticos y desastres | Dictamen más rápido y con datos tras temporales, marejadas y sismos. | Tiempo de dictamen post-evento |
Capacidades del equipo, con sus brechas
| Capacidad | Qué hay | Brecha | Cómo se cubre |
|---|---|---|---|
| Criterio de ingeniería civil | Formación en Ingeniería Civil y un modelo físico documentado. | Sin experiencia propia de campo en monitoreo estructural. | Profesor asesor técnico; entrevistas con ingenieros de puertos. |
| Sensores y electrónica | Diseño del prototipo con microcontrolador, sensores MEMS y de ambiente. | El prototipo no está construido ni validado bajo el agua. | Plan de validación por escalones; laboratorio o proveedor como contraparte. |
| Plataforma y datos | Panel de demostración con índice trazable, escenarios, informe y diseño de seguridad multicliente. | Backend y datos reales. | Hoja de ruta hacia la versión con datos reales. |
| Relación con los puertos | Propuesta comercial referencial. | Sin clientes ni contactos formalizados. | Entrevistas a la industria en curso. |
Alternativas y en qué se diferencia PortSync
PortSync complementa la inspección profesional; no la reemplaza. Lo que los proveedores dicen de sus propios resultados es afirmación comercial y aquí no se reutiliza.
| Alternativa | Qué es y dónde se usa | Qué la distingue de PortSync |
|---|---|---|
| Inspección presencial (buzos, vehículos submarinos) | Revisión visual e instrumentada, estándar de práctica. El manual ASCE MOP 130 define tipos de inspección e intervalos máximos. Resumen en AAPA (se abre en otra pestaña). | Da una foto de un momento con un profesional en el lugar. PortSync busca dar datos entre revisiones y priorizar dónde inspeccionar. |
| IEV Poseidon | Plataforma de monitoreo estructural y gemelo digital con sensores eléctricos y de fibra óptica, para activos marinos como plataformas y aerogeneradores. Página del proveedor (se abre en otra pestaña). | Producto comercial maduro y de otra escala. PortSync apunta a pilotes de muelles chilenos, con hardware de bajo costo y suscripción por puerto; esa diferencia es una hipótesis por validar. |
| Acteon | Sensores y paneles en vivo para activos offshore y submarinos, con gemelo digital. Página del proveedor (se abre en otra pestaña). | Igual que el anterior: otra escala y otro tipo de activo. |
| Gemelos digitales de puertos grandes | Modelos con LIDAR, sonar, drones y sensores en puertos como Amberes y Guangzhou, según la literatura. Artículo en J. Mar. Sci. Eng. (2024) (se abre en otra pestaña). | Proyectos de gran escala, no un producto por suscripción centrado en pilotes. |
| Monitoreo de muelles en la investigación | Sensores de fibra y acelerómetros con modelos físicos y aprendizaje automático en muelles de alta pilotación. Estudio en Sustainability (2023) (se abre en otra pestaña). | Respalda técnicamente el enfoque (vibración e inclinación para detectar daño); es investigación, no un producto disponible. |
Aún no sabemos si alguien ofrece hoy en Chile monitoreo continuo de pilotes de muelles; lo estamos averiguando con la industria. No decimos «único» ni «primero».
Qué falta por validar
- Que el profesor asesor técnico revise umbrales, pesos y escenarios.
- Fuente y alcance de las cifras de costo de inspección y de paralización que el equipo usó antes y que no publicamos.
- Entrevistas con empresas portuarias y de inspección para medir la práctica actual.
- Construir el prototipo y ejecutar los escalones L0 a L2.
Fuentes y supuestos del resto del sitio: Fuentes y glosario. Para ver las señales en acción: escenarios y operación del muelle (datos simulados).