Las tecnologías de sensorización, radar y comunicaciones permiten anticipar fallos en la infraestructura y reducir riesgos asociados a fenómenos extremos.
Tras los recientes accidentes ferroviarios, como el ocurrido en Adamuz en la red de alta velocidad y en Gelida en la red de cercanías, en Cataluña, vuelve a ponerse de manifiesto la necesidad de reforzar las estrategias de prevención y supervisión de las infraestructuras críticas como las de transporte y movilidad.
Más allá de los métodos tradicionales de inspección periódica, hoy existen tecnologías capaces de ofrecer una monitorización continua, precisa y anticipativa del estado de la red ferroviaria.
Las técnicas avanzadas de radar, teledetección y comunicación permiten detectar deformaciones del terreno, subsidencias, incluso de desplazamientos milimétricos. También permiten detectar tensiones estructurales o cambios progresivos en la geometría de la vía antes de que se traduzcan en un fallo operativo. Estas metodologías se apoyan en la integración de datos procedentes de satélites, sensores e instrumentación in situ y modelos digitales de alta resolución, ofreciendo una visión global y dinámica de la infraestructura.
Uno de los enfoques más prometedores es la creación de réplicas digitales de la infraestructura ferroviaria, conocidas como gemelos digitales (digital twins). Estos modelos virtuales se actualizan constantemente con datos reales y permiten simular escenarios, evaluar riesgos y anticipar el impacto de factores como la climatología extrema, la fatiga de materiales o los movimientos del terreno. De este modo, las decisiones de mantenimiento dejan de ser reactivas y pueden ser preventivas, basándose en evidencias objetivas y predicciones fiables.
Frente a las inspecciones manuales o campañas puntuales, estas soluciones aportan mayor cobertura espacial, continuidad temporal y capacidad de detección temprana, reduciendo costes a largo plazo y, sobre todo, incrementando los niveles de seguridad. La combinación de análisis avanzado de datos y modelización digital abre la puerta a una gestión más resiliente de la infraestructura ferroviaria, alineada con los retos actuales de sostenibilidad y seguridad.
Desde el ámbito de la investigación y la innovación tecnológica, se trabaja activamente para trasladar estas capacidades al entorno operativo, colaborando con administraciones y gestores de infraestructuras. El objetivo es claro: anticiparse a los riesgos, minimizar la probabilidad de accidentes y garantizar un transporte ferroviario más seguro y fiable.
Entre las tecnologías avanzadas de directa aplicación para la monitorización ferroviaria destacan aquellas basadas en las redes de comunicación 5G y sistemas avanzados de información, la teledetección y tecnologías radar (en Tierra o desde el espacio), destacando la interferometría SAR aplicada a las imágenes de satélite. Su eficiencia y fiabilidad han sido constatadas en diversas pruebas de campo y experimentos, dando lugar además a herramientas y servicios de uso gratuito que ya se encuentran operativos.
La interferometría SAR (InSAR) aplicada a imágenes de satélite permite monitorizar amplias áreas geográficas y detectar deformaciones o movimientos del terreno, como la inestabilidad de laderas afectadas por procesos meteorológicos o geológicos, que pueden comprometer gravemente la seguridad de vías férreas y puentes.
La disponibilidad gratuita de imágenes SAR generadas por la misión Sentinel-1 de la Agencia Espacial Europea ha supuesto un avance clave para la monitorización del territorio a gran escala. Estos datos han permitido el desarrollo de herramientas de teledetección fiables que cubren la mayor parte del territorio europeo y que hacen posible el seguimiento continuo de deformaciones del terreno y movimientos del suelo con alta precisión.
Sobre esta base se ha desarrollado el Servicio Europeo de Movimiento del Suelo (EGMS), que se encuentra operativo y se actualiza anualmente. Este servicio constituye un recurso fundamental para monitorizar la integridad estructural de presas, puentes, ferrocarriles y edificios, y permite a administraciones públicas y empresas tomar decisiones basadas en datos para la planificación, el mantenimiento y el control de infraestructuras. Gracias a esta información, es posible evaluar la probabilidad de peligros naturales como deslizamientos de tierra o subsidencias, identificar señales precursoras de fallos —como el colapso de muros de contención— y activar servicios de prevención de forma temprana.
La trayectoria del CTTC en el desarrollo de tecnologías radar para la monitorización de la superficie terrestre y de infraestructuras críticas, a distintas escalas y a partir de múltiples fuentes —como satélites, radares en tierra y otros sensores—, lo ha consolidado como uno de los principales referentes científicos en el desarrollo del Servicio Europeo de Movimiento del Suelo (EGMS) y de sus herramientas asociadas. Estas herramientas permiten procesar y curar los datos procedentes de los satélites para hacerlos más accesibles y operativos, facilitando su uso por parte de administraciones, empresas y comunidades técnicas, y favoreciendo el desarrollo de nuevas aplicaciones en el ámbito de la gestión de infraestructuras y la prevención de riesgos.
Además, el mismo principio de interferometría radar puede utilizarse a menor escala para centrarse en estructuras individuales o en una región limitada de particular interés con el fin de implementar una estimación rápida de la respuesta a vibraciones en el paso de trenes. Los interferómetros de microondas terrestres pueden ayudar a salvar el análisis dinámico del comportamiento, que es un proceso crítico para garantizar el funcionamiento seguro de las estructuras. Este enfoque avanzado puede, de hecho, proporcionar la medición de características de vibración fundamentales para el monitoreo de la salud de la estructura (SHM), que suele realizarse con sensores desplegados a lo largo de la propia infraestructura.
El despliegue de infraestructuras específicas de medida suele implicar costes elevados. Sin embargo, en amplios tramos de la red ferroviaria ya existe una infraestructura de comunicación basada en fibra óptica desplegada en paralelo a la vía, que hasta ahora no se ha explotado de forma generalizada como elemento sensor. Aunque las propiedades transductoras de la fibra óptica se han utilizado para fabricar sensores específicos de muy alto coste, normalmente estos requieren fibras dedicadas y configuraciones intrusivas. La apuesta de investigación ha sido desarrollar capacidades sensóricas directamente sobre la propia red de comunicación, de forma no invasiva y a menor coste.
Esta aproximación se basa en analizar la respuesta de la fibra óptica al transmitir señales de comunicación y en las capacidades que ofrecen las redes 5G, utilizando técnicas de computación en el extremo para aplicaciones críticas de seguridad y segmentación dinámica con calidad de servicio adaptada a las necesidades operativas. De este modo, se posibilita la operatividad simultánea de comunicación y monitorización. Paralelamente, se impulsa el desarrollo de una red de sensado multimodal basada en una arquitectura modular de coordinación centralizada, capaz de procesar y validar flujos de datos heterogéneos procedentes de distintos sensores, incorporando marcas de tiempo y geolocalización.
Esta arquitectura ofrece una elevada flexibilidad, permite la recopilación de datos de telemetría en tiempo real y en streaming, y facilita el despliegue dinámico y bajo demanda de instancias durante campañas de medición, optimizando el uso de recursos y energía y actuando como puente entre los sistemas de infraestructura y los usuarios finales.
Una prueba reciente se llevó a cabo en entornos operativos reales de la red ferroviaria de los Ferrocarrils de la Generalitat de Catalunya (FGC), en la línea Lleida-La Pobla y en la estación de Martorell-Central, en el marco del proyecto europeo Int5Gent. La monitorización experimental, liderada por el CTTC, utilizó diferentes tipos de sensores desplegados a lo largo de la vía y alrededores para monitorizar diferentes parámetros, como vibraciones, inclinación, y desplazamientos de tierra, e integrarlas en sistemas de prevención de fallos en infraestructuras.
El CTTC también ha realizado estudios análogos a los publicados sobre la monitorización de redes ferroviarias en otros países (ej. China), especialmente en puentes, utilizando tecnología radar con equipos propios. Las medidas obtenidas mediante estas técnicas remotas y no invasivas permiten captar desplazamientos del puente inducidos por el paso de los trenes o la aparición de comportamientos inesperados, contribuyendo a evaluar la estabilidad en marcha de trenes de alta velocidad y su interacción con la vía.
Sobre estas bases, la experiencia del CTTC en el desarrollo de sensores de microondas, metodologías de interferometría SAR, transceptores ópticos y tecnologías de comunicación, así como en la gestión y control de redes y sistemas digitales, representa un activo de gran valor para contribuir de forma decisiva a la mejora de la seguridad en el transporte y la movilidad.
- [R1] E. Kyriazi et al., “End-to-End Evaluation of the Int5Gent Platform: Integrating 5G Enabling Technologies in a Holistic Service to Physical Layer Platform,” in IEEE Communications Magazine, doi:10.1109/MCOM.001.2500076.
- [R2] J. M. Fabrega et al., “Cost-efficient Non-intrusive Performance Monitoring in Optical Networks Using Polarization-Diverse Spectrum Analysis,” 2025 25th Anniversary International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON), Barcelona, Spain, 2025, pp. 1-4, doi: 10.1109/ICTON67126.2025.11125336.
- [R3] Josep M. Fabrega, Laia Nadal, Michela Svaluto Moreolo, F. Javier Vílchez, and Raül Muñoz “Apparatus and corresponding method for universal non-intrusive distributed optical fiber sensing”, Patent Application No. EP25382665, June 2025.
- [R4] Ramon Casellas, Ricardo Martínez, Ricard Vilalta, Raul Muñoz, Alfredo González-Muñiz, Oscar González de Dios, and Juan-Pedro Fernández-Palacios, “Advances in SDN control and telemetry for beyond 100G disaggregated optical networks [Invited],” J. Opt. Commun. Netw. 14, C23-C37 (2022)
- [R5] R. Vilalta et al., “Applying Digital Twins to Optical Networks with Cloud-Native SDN Controllers,” in IEEE Communications Magazine, vol. 61, no. 12, pp. 128-134, December 2023, doi: 10.1109/MCOM.003.2300105.
- [R6] S. Shahbazi, A. Barra, J. A. Navarro and M. Crosetto, “From EGMS to Potential Damage Maps: Assessing the Potential Impact of Ground Motion on Exposed Buildings,” in IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, vol. 18, pp. 26699-26715, 2025, doi: 10.1109/JSTARS.2025.3618479
- [R7] Luzi, G.; Crosetto, M.; Fernández, E. Radar Interferometry for Monitoring the Vibration Characteristics of Buildings and Civil Structures: Recent Case Studies in Spain. Sensors 2017, 17, 669. https://doi.org/10.3390/s17040669
- [R8] Palamà, R., Luzi, G., Barros-González, B., Riveiro-Rodríguez, B., Breschi, M. (2023). Stability Monitoring of Bridges via Dual Frequency Terrestrial Radar Measurements. In: Rizzo, P., Milazzo, A. (eds) European Workshop on Structural Health Monitoring. EWSHM 2022. Lecture Notes in Civil Engineering, vol 254. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-07258-1_88
- [R9] Huang, Q.; Wang, Y.; Luzi, G.; Crosetto, M.; Monserrat, O.; Jiang, J.; Zhao, H.; Ding, Y. Ground-Based Radar Interferometry for Monitoring the Dynamic Performance of a Multitrack Steel Truss High-Speed Railway Bridge. Remote Sens. 2020, 12, 2594. https://doi.org/10.3390/rs12162594