Informe de análisis del tamaño, la participación y las tendencias del mercado de monitoreo de la salud estructural por componente (hardware, software, servicios), por conectividad (cableada, inalámbrica), por usuario final (civil, aeroespacial, defensa, energía, minería, otros) y por región (América del Norte, Europa, Asia-Pacífico, Oriente Medio y África, Latinoamérica). Previsiones para el período 2025-2033.

Factores de crecimiento del mercado de monitoreo de la salud estructural

La eficiencia del monitoreo de la salud estructural en comparación con los métodos tradicionales

La evaluación en tiempo real de la integridad estructural y el rendimiento de las estructuras en servicio ha cobrado gran relevancia con el tiempo. El monitoreo de la salud estructural (SHM, por sus siglas en inglés) reemplaza las inspecciones de mantenimiento programadas y periódicas con un mantenimiento basado en la condición, lo que reduce la dependencia del mantenimiento basado en mano de obra. Además, el estado de una estructura se inspeccionaba anteriormente mediante ayudas visuales y ensayos no destructivos (END, por sus siglas en inglés). Estos métodos presentan limitaciones, como el alcance óptico limitado, la falta de uniformidad en las pruebas y la imposibilidad de detectar amenazas potenciales, entre otras.

El monitoreo de la salud estructural (SHM, por sus siglas en inglés) utiliza sensores para recopilar y analizar datos en diferentes momentos de la vida útil de la estructura. Esto permite detectar e identificar el grado de daño o deterioro del sistema. Además, ayuda a determinar las necesidades de reparación y mantenimiento del edificio para evitar daños estructurales permanentes y, por consiguiente, accidentes. De esta manera, la eficacia del SHM frente a los métodos tradicionales, como los ensayos no destructivos (END) y la inspección visual, impulsa el crecimiento del mercado global.

Desarrollo en tecnología de sensores

El monitoreo de la salud estructural (SHM, por sus siglas en inglés) se ha implementado y desarrollado para supervisar continuamente el estado de una estructura mediante la recopilación de datos en tiempo real utilizando sensores. Se emplean diversos sensores inalámbricos y cableados para aplicaciones de SHM, los cuales se someten a constantes avances y actualizaciones. Entre los múltiples tipos de sensores utilizados para SHM se incluyen celdas de carga, transformadores diferenciales variables lineales (LVDT), sensores de fibra óptica, transductores de cuerda vibrante, galgas extensométricas, sensores de temperatura, inclinómetros y otros. Las principales empresas dedicadas al desarrollo de sensores para SHM se centran en la implementación de nuevas tecnologías para recopilar datos más precisos y así mejorar el análisis estructural.

• Por ejemplo, la empresa Toshiba Corporation, con sede en Japón, utiliza las vibraciones generadas por los vehículos que circulan sobre el puente, en forma de ondas elásticas, para monitorizar la ubicación de grietas. Este método, denominado Emisión Acústica (EA), mide las ondas emitidas para inspeccionar el interior de objetos sólidos mediante sensores de EA. También ha resultado útil para medir el impacto de las gotas de lluvia sobre la superficie de la carretera, que generan ondas elásticas. Estos avances en las tecnologías de sensores impulsan el crecimiento del mercado global.

Restricción del mercado

Altos costos de implementación

Los costos de instalación e implementación de sistemas de monitoreo de la salud estructural son comparativamente más altos que los de otros métodos de monitoreo del estado de la infraestructura civil. La mayor parte de estos costos se relacionan con la ingeniería y la falta de recursos necesarios para incorporar un sistema de monitoreo de la salud estructural en una estructura.

• Por ejemplo, según un informe publicado sobre el análisis de costo-beneficio del monitoreo de la salud estructural, el costo del hardware, incluyendo sensores como acelerómetros e inclinómetros 2D, es de aproximadamente 700 USD por unidad, cantidad que puede requerirse en grandes volúmenes para un solo proyecto de monitoreo de la salud estructural. Por lo tanto, el alto costo de este sistema ha limitado su adopción generalizada, lo que a su vez frena el crecimiento del mercado global.

Oportunidad de mercado

Crecimiento de la inversión en infraestructura

El crecimiento de la urbanización y el auge de la inversión en infraestructura representan una importante oportunidad para la adopción generalizada del monitoreo de la salud estructural. Según un informe del Banco Mundial, la participación privada en la inversión en infraestructura (PPI) ascendió a 96.700 millones de dólares en 409 proyectos. Además, la inversión promedio durante los últimos cinco años fue de 103.500 millones de dólares. Alrededor del 19% del patrocinio de proyectos en países en desarrollo provino de entidades con sede en China. Esto refleja un alto crecimiento en las actividades de desarrollo de infraestructura, lo que se prevé que genere oportunidades de crecimiento para el mercado.

Análisis regional

Asia-Pacífico es la región dominante y de más rápido crecimiento. Se estima que crecerá a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 15,2 % durante el período de pronóstico. Incluye China, Japón, India y el resto de Asia-Pacífico. Se espera que el rápido crecimiento de la urbanización y el aumento de las inversiones de inversores extranjeros en infraestructura y transporte impulsen la demanda de monitoreo de la salud estructural. Asia-Pacífico cuenta con el mercado de la construcción más importante a nivel mundial. El crecimiento de la industria de la construcción se debe principalmente al rápido aumento del ingreso per cápita, la urbanización y la alta adopción de tecnologías. Los países en desarrollo, incluidos Myanmar, Tailandia, Filipinas, Vietnam y otros, están muy comprometidos con la mejora de la infraestructura local. Por lo tanto, se prevé que el aumento del desarrollo de infraestructura, especialmente en las economías en desarrollo, impulse el crecimiento del mercado global en Asia-Pacífico.

Tendencias del mercado de monitoreo de la salud estructural en Norteamérica

América del Norte es la segunda región más grande. Se estima que alcanzará los 1670 millones de dólares, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 14,1 % durante el período de pronóstico. El mercado global es más prominente en países norteamericanos como Estados Unidos y Canadá, principalmente debido a la alta adopción de las últimas tecnologías en infraestructura, aeroespacial y otros sectores. Además, se espera que el aumento en el gasto en infraestructura basada en energía en Estados Unidos impulse la demanda de sistemas de monitoreo de la salud estructural. Asimismo, la generación de electricidad a partir de fuentes renovables aumentó del 18 % en 2019 al 20 % en 2020 y se espera que alcance el 22 % en 2021. Esto se debe principalmente al incremento en las inversiones para el desarrollo de infraestructura basada en energía, lo que se espera que impulse la demanda de sistemas de monitoreo de la salud estructural. Esto impulsa el crecimiento del mercado de sistemas de monitoreo de la salud estructural.

Tendencias del mercado europeo de monitorización de la salud estructural

Se prevé que Europa experimente una buena adopción del mercado de monitorización de la salud estructural (SHM, por sus siglas en inglés) debido al creciente interés en la seguridad estructural de las infraestructuras antiguas en la región. Además, los sistemas SHM facilitan la reducción de los costes de inspección en diversos sectores. El firme compromiso del gobierno europeo con el desarrollo y la adopción de tecnología de vanguardia es un factor clave para el aumento del uso de sistemas de monitorización de la salud estructural. Estas iniciativas impulsan el crecimiento del mercado SHM en la región.

Segmentación del mercado

Información sobre componentes

El mercado global se segmenta en hardware, software y servicios. El componente de hardware ostenta la mayor cuota de mercado y se estima que crecerá a una tasa compuesta anual del 14,2 % durante el período de pronóstico. Esto se debe al alto costo de los sensores, la adquisición de datos y los dispositivos de almacenamiento. El desarrollo de tecnologías de hardware es un factor clave para el crecimiento de este segmento. Las tecnologías de sensores se utilizan ampliamente en los sistemas de monitorización de la salud estructural (SHM), desarrollados para monitorear y recopilar datos sobre el estado de la estructura de forma continua. Los sensores ofrecen características como inmunidad a las variaciones de temperatura y un rango de hasta 10 000 microdeformaciones, además de ser compatibles con aplicaciones en entornos marinos, parques eólicos y el sector aeroespacial. Estos avances en las tecnologías de hardware impulsan el crecimiento del mercado de monitorización de la salud estructural.

El componente de Servicios es el segmento de más rápido crecimiento. El mercado global incluye instalación de sistemas, monitoreo de información crítica en tiempo real, ruido ymonitorización de vibracionesLas pruebas de carga, la identificación y evaluación de daños y los servicios de capacitación son servicios que, al externalizarse, permiten a las empresas obtener importantes ahorros y evitar paradas de producción. Estos factores contribuyen al crecimiento del mercado.

El componente de software constituye el segundo segmento más importante. Los proveedores de software para el monitoreo de la salud estructural deben actualizar constantemente sus productos para mantenerse al día con la evolución del sector. CIVA incluye un módulo de monitoreo de ondas guiadas elásticas, especialmente diseñado para materiales compuestos y metales. Se espera que estas herramientas contribuyan a optimizar los sistemas de monitoreo de la salud estructural. El software CIVA actualizado también permite ahorrar costos computacionales en campañas de simulación a gran escala, en comparación con los métodos convencionales. Estos avances en software impulsan la demanda de software relacionado con el monitoreo de la salud estructural, lo que a su vez impulsa la expansión del mercado.

Información sobre el usuario final

El mercado global se clasifica en Civil, Aeroespacial, Defensa, Minería, Energía y Otros. El segmento Civil es el que más contribuye al mercado y se estima que crecerá a una CAGR del 14,3% durante el período de pronóstico. La creciente demanda de SHM en ingeniería civil también ha impulsado la creciente necesidad de garantizar la seguridad de las estructuras y las vidas humanas asociadas a ellas. Además, los mayores costos deconstrucciónLas operaciones hacen necesario garantizar la seguridad en la obra. Además, los sensores pueden integrarse en prácticamente todas las actividades de construcción para gestionar y acceder a datos en tiempo real. Estos productos impulsan la demanda de sistemas de monitorización de la salud estructural (SHM) en el sector de la construcción civil.

El sector energético es el de mayor crecimiento. Se prevé que la creciente concienciación sobre los beneficios de las tecnologías renovables aumente la demanda de ejes, rotores y otros componentes de turbinas. Los países europeos y de otras regiones están centrando sus esfuerzos en métodos alternativos de generación de energía para superar la demanda de gas natural.

• Por ejemplo, la instalación de parques eólicos en China, Estados Unidos e India durante la última década ha incrementado la demanda de componentes para aerogeneradores que requieren un monitoreo constante de su estado. Se espera que este creciente interés en el desarrollo de infraestructura para la energía eólica y otras fuentes de energía impulse la expansión del mercado global durante el período previsto.

La monitorización de la salud estructural en la industria aeroespacial implica la inspección no destructiva de componentes críticos para detectar la degradación y los daños antes de que se produzcan accidentes graves. Además, empresas como Testia (parte de Airbus, con sede en los Países Bajos) y CURTISS-WRIGHT, con sede en EE. UU., tienen una sólida presencia en la monitorización de la salud estructural para la industria aeroespacial. Asimismo, los sistemas de monitorización de la salud estructural proporcionan los datos necesarios para que los equipos soporten condiciones de funcionamiento extremas y exigentes. Por lo tanto, se espera que el creciente interés en la industria aeroespacial impulse la demanda de sistemas de monitorización de la salud estructural, lo que a su vez impulsa el crecimiento del mercado de monitorización de la salud estructural.

Información sobre conectividad

El mercado global se segmenta en sistemas cableados e inalámbricos. El segmento de sistemas cableados representa la mayor cuota de mercado y se estima que crecerá a una tasa compuesta anual del 14,2 % durante el período de pronóstico. El monitoreo de la salud estructural mediante cableado requiere mucho tiempo y dinero. Además, la disposición del cableado es compleja en estructuras como puentes, presas, rascacielos, estructuras marinas, entre otras. La conectividad entre los cables debe mantenerse independientemente del entorno. Sin embargo, la alta tasa de adopción de sistemas de monitoreo de la salud estructural cableados en aplicaciones de análisis a largo plazo, donde se recopilan datos durante un período prolongado y donde el retorno de la inversión es considerablemente mayor, impulsa el crecimiento del mercado global.

El segmento inalámbrico es el de mayor crecimiento. Los sistemas inalámbricos de monitorización de la salud estructural están ganando terreno en el sector. La facilidad de implementación de las redes inalámbricas inteligentes ayuda a superar las limitaciones de sus contrapartes cableadas. Los constantes avances en las tecnologías de sensores inalámbricos están impulsando la reducción de los costos generales de los sensores, que son un componente fundamental de un sistema de monitorización de la salud estructural.