La invención corresponde a un sistema integrado de medición tridimensional sin contacto de deformaciones en ensayos triaxiales, diseñado para medir de forma directa deformaciones axiales, radiales y volumétricas de muestras cilíndricas de suelo, superando las limitaciones de la instrumentación triaxial convencional basada en sensores externos y mediciones hidráulicas indirectas. La solución está compuesta por los siguientes componentes principales: (i) Módulo de adquisición óptica (hardware): Consiste en un conjunto modular de cámaras digitales dispuestas en configuración multivista alrededor de la celda triaxial (mínimo 6 cámaras), instaladas externamente y sin contacto con la muestra. El sistema incluye iluminación controlada para asegurar estabilidad durante el ensayo. Este componente ha sido validado a escala de laboratorio, demostrando estabilidad geométrica y sincronización de captura en condiciones representativas del ensayo triaxial. (ii) Módulo de calibración geométrica y control metrológico: Incluye procedimientos de calibración multivista que permiten estimar los parámetros intrínsecos y extrínsecos de las cámaras bajo la geometría real del ensayo. El módulo incorpora indicadores de calidad como error de reproyección y consistencia inter-cámara, validados mediante pruebas controladas, alcanzando un nivel de desarrollo equivalente a TRL 4–5. (iii) Módulo de reconstrucción tridimensional y análisis de deformaciones: A partir de las imágenes calibradas, el sistema ejecuta algoritmos de reconstrucción 3D de la superficie cilíndrica de la muestra, y estima campos de desplazamiento y deformaciones axiales, radiales y volumétricas. Este componente ha sido validado mediante ensayos con desplazamientos impuestos conocidos, permitiendo cuantificar precisión, resolución y repetibilidad en condiciones controladas de laboratorio. (iv) Módulo de procesamiento, visualización y reportes: El software integra el flujo completo de procesamiento, desde la captura hasta la generación de resultados operacionales y reportes estandarizados, facilitando su uso por personal de laboratorio y asegurando trazabilidad y reproducibilidad de las mediciones. En conjunto, estos componentes conforman un sistema integrado que permite medir deformaciones sin contacto físico, reducir errores sistemáticos asociados a la instrumentación convencional y optimizar los tiempos de preparación y ejecución del ensayo, abordando de manera eficaz el problema identificado.

Qué problema resuelve esta capacidad

El ensayo triaxial es una herramienta fundamental para la caracterización del comportamiento mecánico de los suelos y sustenta el diseño de obras de edificación e infraestructura. No obstante, la instrumentación convencional presenta limitaciones importantes para la medición precisa de deformaciones, especialmente en el rango de pequeñas deformaciones, al depender de sensores externos y de la estimación indirecta de deformaciones radiales y volumétricas a partir del cambio volumétrico del fluido. Estas limitaciones introducen errores sistemáticos ampliamente documentados en la literatura geotécnica (Jardine et al., 1984; Hight & Higgins, 1995, Escribano et al. 2019). Asimismo, los procedimientos normativos requieren la saturación de las muestras para garantizar mediciones hidráulicas confiables, lo que incrementa significativamente los tiempos de preparación y ejecución de los ensayos, particularmente en suelos finos o de baja permeabilidad. Si bien existen soluciones avanzadas basadas en instrumentación local o en sistemas comerciales de correlación digital de imágenes tridimensionales, estas presentan altos costos, complejidad de implementación y una adaptación limitada a las condiciones ópticas y geométricas propias del ensayo triaxial (Stanier & White, 2013; Solav et al., 2018; Wang et al., 2023). En este contexto, existe una oportunidad tecnológica para desarrollar una solución que permita medir deformaciones axiales, radiales y volumétricas de forma directa, tridimensional y sin contacto, integrable a equipos triaxiales convencionales y con menores costos de implementación. Una solución de este tipo tiene el potencial de mejorar la calidad y confiabilidad de los resultados experimentales, reducir tiempos de ensayo y ampliar el acceso a instrumentación avanzada, generando beneficios económicos, sociales y territoriales asociados a diseños geotécnicos más seguros y eficientes.

Qué más deberías saber sobre esta capacidad

TRL 2