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Inspecciones de puentes de alta tecnología
El trágico colapso total e instantáneo del puente de la autopista Interestatal 35 en Minneapolis debería obligarnos como nación a hacer una reevaluación cuidadosa de los métodos que usamos para inspeccionar y reparar nuestra infraestructura.
El deterioro del material, la fatiga, las vibraciones, los efectos de las cargas y sobrecargas sostenidas, los problemas relacionados con la integridad de los cimientos, las debilidades del diseño, todos pueden estar entre los factores que contribuyeron al colapso de Minneapolis. Lamentablemente, es posible que este puente haya sido inspeccionado en los últimos años, pero las tecnologías convencionales comúnmente utilizadas para tales inspecciones generalmente no están a la altura del trabajo. Muchas inspecciones se realizan simplemente a simple vista o con métodos muy simples, como golpear la superficie del puente con un martillo.
Podemos lograr una evaluación más definitiva del comportamiento y la seguridad del material y la estructura del puente mediante el uso de métodos de prueba no destructivos sistemáticos y efectivos que ya existen.
La mayoría de las carreteras y puentes de carreteras del país se construyeron en la década de 1950; nuestros puentes ferroviarios tienen casi un siglo de antigüedad. De hecho, muchas de estas estructuras pueden estar en un estado crítico porque las sometemos a cargas de tráfico y vibraciones mayores que su capacidad de diseño inicial y su vida útil. Los vehículos actuales suelen ser mucho más pesados que sus homólogos de mediados de siglo.
El hormigón y el acero, los materiales más utilizados en nuestra infraestructura, se deterioran naturalmente con el tiempo. Los mecanismos de congelación y descongelación que se utilizan en los duros inviernos son especialmente perjudiciales para el hormigón, al igual que las condiciones cálidas y húmedas y la aplicación de sal para derretir el hielo invernal. Las últimas condiciones pueden provocar la corrosión del acero utilizado para el hormigón armado, lo que expande el volumen del acero. El volumen expandido da como resultado una tensión interna en la estructura y puede provocar la falla del material o de todo el sistema estructural. Las columnas (pilares), el sistema de cubierta y las juntas en la estructura de un puente se ven afectados.
Se han realizado investigaciones sobre conceptos avanzados y técnicas de laboratorio para pruebas no destructivas utilizando, por ejemplo, radar, termografía infrarroja y métodos acústicos, pero generalmente estos desarrollos no se han llevado a la fase de implementación para producir dispositivos portátiles aplicables en condiciones de campo. Las herramientas de alta tecnología y no destructivas actualmente disponibles para la inspección de infraestructura no han sido adoptadas por la industria de la construcción para un uso generalizado y sistemático.
Necesitamos evaluar e implementar cuidadosamente en nuestras prácticas de ingeniería y administración los métodos de alta tecnología ya existentes para monitorear y probar puentes y otras estructuras, y debemos fomentar el desarrollo de nuevas tecnologías según sea necesario.
Debemos desarrollar especificaciones de campo para pruebas no destructivas y tecnologías de monitoreo y exigir a la industria de la construcción que adopte el uso de estas tecnologías. Las autoridades públicas responsables de nuestra infraestructura deben programar inspecciones sistemáticas, exigir niveles predeterminados de confiabilidad estructural y exigir controles rápidos e investigaciones detalladas. Un proceso de inspección sistemático de alta tecnología de este tipo nos permitiría evaluar el estado de los puentes y otras estructuras, y priorizarlos para su reparación, modernización y mejora. Las decisiones en cuanto a las opciones para reparar, actualizar, implementar una solución temporal o construir una nueva estructura deben ser tomadas por ingenieros calificados y deben basarse en hechos científicos y un juicio de ingeniería sólido, teniendo en cuenta los recursos monetarios disponibles.
Finalmente, debemos incorporar en nuestro plan de estudios de ingeniería la ciencia del deterioro de materiales, métodos para desarrollar tecnologías avanzadas para la evaluación y reparación de infraestructura y el diseño de materiales nuevos e innovadores para aplicaciones de infraestructura. Y debemos insistir en que la educación continua para los ingenieros en ejercicio y el personal administrativo en este campo es esencial.
Es posible evitar otra tragedia como la de Minneapolis, pero solo si actuamos rápidamente para realizar inspecciones rápidas y exhaustivas que utilizan dispositivos de alta tecnología desarrollados para la tarea.
Oral Buyukozturk es profesor de Ingeniería civil y medioambiental en el Instituto de Tecnología de Massachusetts.