Desarrollan nuevos métodos para evitar la vulnerabilidad de los puentes

Detectar la vulnerabilidad de los puentes y diseñar opciones para su mejor conservación y protección será ahora una tarea más sencilla gracias a los resultados obtenidos en una investigación desarrollada por un grupo de especialistas del Department of Homeland Security de los Estados Unidos, de la Federal Highway Administration y del U.S. Army Corps of Engineers Engineer Research and Development Center. El principal hallazgo es un esquema para desarrollar modelos informáticos que permitan el diseño de puentes más seguros y duraderos.

Distintos accidentes relacionados con puentes en Estados Unidos han llevado a las autoridades, ingenieros y científicos ha preocuparse por la seguridad de estas estructuras. Por ejemplo, diferentes acciones de sabotaje se pueden utilizar para debilitar las placas de acero, vigas, cables u otros elementos estructurales que resultan vitales en los puentes. Además de estas amenazas, el deterioro de las estructuras a lo largo del tiempo también puede ser un inconveniente en términos de seguridad.

Para evitar estos problemas, ingenieros e investigadores del Science and Technology Directorate (S&T), perteneciente al Department of Homeland Security de los Estados Unidos, de la Federal Highway Administration y del U.S. Army Corps of Engineers Engineer Research and Development Center han llevado a cabo una serie de experimentos para evaluar la potencial vulnerabilidad de los componentes estructurales de los puentes de acero, sobre todo de aquellos más antiguos.

Los resultados de la investigación se han difundido a través de diversos artículos publicados en medios especializados, como Phys.org y newswise.com. El propósito principal fue descubrir cómo los materiales, los accesorios de conexión y los diseños de puentes antiguos reaccionan frente a artefactos explosivos, ante el impacto cinético, los incendios y otros fenómenos y accidentes.

Nuevos modelos informáticos

Además del análisis de la vulnerabilidad, el Science and Technology Directorate del Department of Homeland Security está financiando distintos esfuerzos complementarios que tienen como objetivo desarrollar los avances de fórmulas eficaces y asequibles para fortalecer los puentes.

Los datos obtenidos a través de este tipo de investigaciones ayudarán a actualizar los modelos computacionales desarrollados en el área y a crear nuevos, que podrán ser integrados en los programas informáticos utilizados en la construcción de puentes, logrando mejores condiciones de seguridad y durabilidad.

Las estructuras que se han empleado en las muestras y experimentos se han diseñado a partir de materiales y elementos extraídos de puentes sometidos a obras de demolición o reformas importantes. En la mayoría de los casos, los materiales son transportados a las instalaciones específicas a utilizarse para las pruebas.

Sin embargo, uno de estos ensayos se llevó a cabo recientemente in situ. Fue el caso del puente Steuben Bridge de Ohio, en el que se llevaron a cabo pruebas de impacto controlado a través de dispositivos específicos y con un diseño especial. Este puente colgante había sido inaugurado en 1929, y se sometió a demolición durante este año.

La importancia de las pruebas de campo

Durante la prueba realizada, las cargas laterales de impacto se dirigieron a lugares específicos en la línea principal y las fuerzas transmitidas al resto de la estructura fueron monitoreados en tiempo real. Esta prueba, junto con experimentos similares realizados hace unos años en el puente Waldo Hancock en Maine, permitirán comprender el comportamiento de los puentes y desarrollar medidas para mitigar los daños ante accidentes o fenómenos de todo tipo.

Es casi imposible reproducir la conjunción de fuerzas estáticas y dinámicas que interactúan dentro de la estructura de un puente en un laboratorio. En consecuencia, las pruebas de campo desarrolladas son vitales para tener un mejor conocimiento de la conducta del puente en el lugar.

Además de los ensayos in situ, los cables y las secciones de acero que se recuperaron del puente Steuben Bridge tras su reciente demolición servirán como muestras, para trabajar en su evaluación y determinar así las características del material y sus vulnerabilidades durante las explosiones, con el propósito de desarrollar nuevas medidas de seguridad.

En resumen, los resultados obtenidos ayudarán a los ingenieros a predecir la susceptibilidad a las diferentes amenazas, como así también a desarrollar tecnologías eficaces y viables para proteger a los puentes. Por eso, el trabajo será compartido con la American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO). Estos enfoques innovadores permitirán conservar a los puentes actuales, como así también contribuir en la construcción de puentes más seguros hacia el futuro.