Entendiendo la tecnología de puentes
Los puentes son estructuras icónicas que conectan nuestras comunidades y actúan como motor económico a través del transporte de personas y mercancías. Los puentes son vínculos críticos para las personas en todo el mundo, y nuestra gente está a la vanguardia de las últimas tecnologías, lo que nos permite construir y restaurar nuestra infraestructura de puentes con un equilibrio de rentabilidad y longevidad.
En Estados Unidos, se estima que hay casi 204 millones de cruces diarios en casi 60,000 puentes estructuralmente deficientes. La demanda mundial de infraestructura segura, confiable y resiliente no hace más que crecer a medida que los fenómenos climáticos extremos aceleran la corrosión y amenazan la vida útil de los proyectos.
A principios de este año, uno de nuestros expertos residentes en ingeniería de puentes y líderes del sector, Marwan Nader, hizo una presentación ante la Orden de Ingenieros y Arquitectos de Beirut, en la que describió algunos de los últimos avances en tecnología de puentes que abordan estas preocupaciones.
Para explicarlo, puede resultar útil pensar en los componentes de un puente como si fueran partes de un automóvil:
Dobladores de defensas [eslabones de corte]
Muchos puentes se construyen en zonas con importante actividad sísmica. Los terremotos pueden ser devastadores para las comunidades con grandes impactos económicos. Restaurar un puente para el servicio rápidamente se vuelve crítico para la recuperación.
Los eslabones cortantes funcionan como los parachoques de un automóvil. Si sufre un accidente, puede reemplazar el parachoques dañado y seguir operando el vehículo. De la misma manera, los eslabones de corte instalados pueden soportar la peor parte de esa tensión sísmica, mantener intacto el resto del puente y continuar soportando las cargas. Los eslabones de corte se pueden reemplazar con relativa facilidad y luego se puede centrar la atención en otras deficiencias estructurales.
El puente de la Bahía de San Francisco-Oakland es el primero en utilizar la tecnología de enlaces de corte.
Amortiguadores [amortiguadores viscosos]
Los amortiguadores viscosos son como los amortiguadores de los automóviles: soportan múltiples impactos del terreno y, al mismo tiempo, mantienen a los pasajeros seguros y cómodos. El principio es el mismo en un puente. Las cerchas y torres son tradicionalmente las más vulnerables a la actividad sísmica.
Con los amortiguadores viscosos se reduce el desplazamiento de las juntas, aumentando la seguridad y reduciendo el mantenimiento. El modelado informático avanzado nos permite probar soluciones y mejorar el rendimiento.
De manera similar, los cojinetes pendulares de fricción permiten el movimiento de la superestructura, deslizándose sobre los pilares, reduciendo la demanda por un factor de tres.
TYLin aplicó amortiguadores viscosos en el puente Vincent Thomas en el sur de California.
Aire acondicionado [deshumidificación de cables]
El aire y el agua son los mayores contribuyentes a la corrosión de los cables. En el pasado, se podían pintar los cables para minimizar la intrusión de agua, pero quedan atrapados en agua y requieren un mantenimiento regular. Se podrían engrasar los cables, creando una barrera alrededor de cada cable, pero es difícil, costoso y, en última instancia, ineficaz. También puede envolver los cables, proporcionando protección contra los rayos UV y el ozono, pero tiene inconvenientes similares.
Una nueva tecnología de puente, la deshumidificación de cables, aplica los principios básicos de un acondicionador de aire y elimina activamente la humedad dañina y otros elementos corrosivos empujando aire seco a través del cable.
El concepto fue aprobado e instalado hace unos años en el puente de la Bahía de Chesapeake después de identificar puntos clave de inyección y escape. La modernización es rentable y detiene la corrosión. Se eliminaron aproximadamente 550 galones de agua en los primeros dos años de operación, alcanzando nuestra humedad objetivo en los primeros meses.
Panel de control [sistemas de monitoreo de salud estructural]
Para ayudarlo a evaluar el estado general de su automóvil, el tablero le muestra puntos de datos clave para que sepa cuándo detenerse para realizar tareas de mantenimiento.
Para un puente, los sistemas de monitoreo del estado estructural pueden medir el desplazamiento, la aceleración, la temperatura, la tensión del material, la inclinación, la rotación, la corrosión y más. Las conexiones inalámbricas a todos los sensores permiten obtener datos en tiempo real e inspecciones enfocadas, ahorrando tiempo, esfuerzo y dinero.
Ya sea que su próximo proyecto sea un puente nuevo, un mantenimiento programado o necesite rehabilitación, nuestro equipo de expertos tiene la experiencia que necesita con las tecnologías que marcarán la diferencia.
Marwan Nader es director técnico de la práctica de puentes de TYLin y miembro de la junta directiva de la empresa. Tiene más de 25 años de experiencia en el diseño y construcción de puentes de grandes luces.