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¿Cómo inspeccionar algunas de las estructuras de puentes más antiguas, más altas o más complejas del mundo? Echamos un vistazo a cinco de los puentes más emblemáticos para ver cómo se pueden proteger e inspeccionar con diferentes tecnologías
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Según la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles, hay más de 617.000 puentes en todo Estados Unidos, de los cuales el 42% tienen al menos 50 años y el 7,5% se consideran estructuralmente deficientes, lo que significa que están en "mal" estado. Y esto es sólo en Estados Unidos!
A nivel mundial, la situación varía, pero todos los países tienen algo en común: ¡el envejecimiento de las infraestructuras!
Vea los cinco puentes más emblemáticos del mundo y cómo pueden protegerse e inspeccionarse con diferentes tecnologías...
El puente Golden Gate, construido en 1937, es un magnífico puente colgante que conecta San Francisco con el Océano Pacífico. El puente, de 894.500 toneladas, se diseñó y creó en sólo cuatro años y se considera una maravilla de la ingeniería por su complejo diseño y construcción. El puente de acero está suspendido por dos cables primarios que pasan por encima de las torres y se fijan en anclajes de hormigón en cada extremo.
La Asociación Americana de Funcionarios de Autopistas y Transportes Estatales (AASHTO) recomienda que un puente sea inspeccionado cada dos años. Como informó elSan Francisco Chronicle, al hablar del informe de inspección del puente Golden Gate 2018, los ingenieros e inspectores autorizados "escalaron la longitud de las torres y los cimientos de hormigón del puente de 81 años, tomando fotos y garabateando notas en papel durante la inspección a lo largo de tres semanas."
Afortunadamente, ahora hay formas más eficaces de realizar inspecciones visuales. En lugar de utilizar bloc de notas y papel para registrar los hallazgos, un software inteligente como INSPECT puede mantenerlo todo junto, capturando los defectos con ayuda de la IA, visualizándolos en la RA y almacenando todos los datos de la inspección, las fotos y las notas juntas de forma segura en un solo lugar.
El estado del acero o del hormigón del puente no siempre es visible y requiere un enfoque multitecnológico para comprobar la salud estructural tanto por encima como por debajo del nivel del mar. Por debajo del nivel del mar se encuentran los grandes cimientos de hormigón del puente Golden Gate que soportan las dos torres principales. La inspección de estos se realiza con un equipo de sonar especializado que se baja a gran profundidad, así como con inspecciones bajo el agua con un equipo de buceo.
Por encima del nivel del mar, el emblemático puente consta de dos torres de acero y un tablero, pilares de hormigón, anclajes y enormes bloques de hormigón que sostienen los cables de soporte de acero al carbono galvanizado. Los cables de acero pueden inspeccionarse condetectores especializados de defectos metálicosy tecnologíasde ensayo de dureza. Los bloques de hormigón, los pilares y los anclajes pueden inspeccionarse mediante un radar de penetración en el suelo de onda continua de frecuencia escalonada(GPR),eco de pulso ultrasónico y tecnología de rebote.
Gracias a un software inteligente, estas tecnologías no destructivas pueden proporcionar datos profundos sobre el estado, la salud y los defectos del puente Golden Gate en tiempo real y ofrecer indicadores de gravedad para tomar decisiones de mantenimiento preventivo.
El Tower Bridge es uno de los puentes más famosos del Reino Unido, construido en 1886. La construcción tardó un total de ocho años en completarse, con más de 11.000 toneladas largas de acero utilizadas para las torres y la estructura de la pasarela, además de más de 70.000 toneladas largas de hormigón para los dos pilares que sostienen la estructura. La estructura se revistió con granito de Cornualles y piedra de Portland para proteger el acero.
En el Reino Unido, los puentes deben someterse a inspecciones visuales cada dos años y a una inspección más detallada cada seis. Cualquier hallazgo preocupante debe ser seguido de inspecciones más profundas utilizando tecnologías especializadas para ver dentro de la piedra o el hormigón y detectar la corrosión. Podemos ver en uninforme de inspección de marzo de 2021 que en la última inspección visual del Tower Bridge no hubo hallazgos prioritarios, algunos trabajos necesarios y algo de óxido menor.
Durante lasgrandes reparaciones de 1991 y 1992, se descubrió más corrosión, lo que llevó arestablecer la estructura tal y como se construyó originalmente, para restaurar la resistencia del puente y mantener su seguridad.
Lo que resulta difícil de ver en el informe es dónde se encuentra exactamente el óxido y cuál puede ser el calendario de mantenimiento predictivo para las zonas marcadas como "primeros signos de deterioro" o "defecto/daño moderado", "podría esperarse cierta pérdida de funcionalidad".
Pero no tiene por qué ser una conjetura. Con un software como INSPECT, no sólo se pueden documentar todos los hallazgos con unos pocos clics, sino que todo está geolocalizado en la posición exacta. En el caso de las estructuras que requieren inspecciones periódicas, como el Tower Bridge, saber exactamente dónde están los defectos puede ahorrar horas a los siguientes inspectores o al equipo de mantenimiento. Además, INSPECT proporciona una única fuente de verdad, con datos de inspecciones pasadas y actuales almacenados de forma segura. Esto evita el problema común de la pérdida de datos de los informes en papel o de tener varios informes de diferentes épocas todos almacenados en diferentes lugares. Esto puede incluir no sólo los datos de la inspección visual, sino también los datos de las inspecciones más profundas con diversas tecnologías.
A diferencia de los demás puentes de esta lista, el Tower Bridge es un puente combinado de basculación y suspensión que se abre para dejar pasar los barcos unas 800 veces al año. También es el mayor puente levadizo del mundo. Esto significa que las inspecciones del Tower Bridge, especialmente las más profundas, pueden ser un proceso largo y complicado.
La base de cada una de las torres primarias contiene el sistema hidráulico y los contrapesos para abrir los báculos de 1200 toneladas que hacen la calzada sobre el puente. En 2021, estos báculos fallaron al cerrarse tras dejar pasar un barco, dejando a cientos de automovilistas y peatones varados en cada extremo mientras esperaban a que se arreglara. La alta funcionalidad del Tower Bridge, combinada con su antigüedad, requiere un enfoque multitecnológico y exhaustivo de las inspecciones para obtener una visión completa.
Por ejemplo, para acceder, cartografiar y controlar la corrosión activa en el hormigón, latecnología avanzadaHalf-Cell es una solución eficaz. Para comprobar la resistencia y la uniformidad del hormigón, la tecnología derebote, lavelocidad de impulsos ultrasónicos y el eco de impulsos ultrasónicos funcionan bien como métodos portátiles y precisos.
En la durabilidad del hormigón también influye su permeabilidad al agua. En el caso de estructuras como los puentes que se encuentran dentro y por encima del agua, la comprobación de la permeabilidad puede ser un indicador de salud muy valioso. Para medir la permeabilidad del hormigón en el puente de la torre, se puede utilizar unresistivímetro de superficie para obtener una indicación precisa.
En el caso de la calzada, se puede utilizar ungeorradar de subsuelo para acceder y cartografiar el perfil de la capa de la calzada. Los componentes metálicos pueden inspeccionarse con tecnología especializada en la detección de defectos y con durómetros no destructivos.
Los datos de las inspecciones visuales y multitecnológicas pueden utilizarse para crear un calendario preciso para el mantenimiento predictivo.
El viaducto de Millau, en Francia, es el más alto del mundo. También es uno de los puentes más nuevos de esta ronda, y su construcción comenzó en 2001 y tardó algo menos de cuatro años en completarse. Fabricado con unos 127.000 metros cúbicos de hormigón, 19.000 toneladas de acero para reforzar el hormigón y 5.000 toneladas de acero pretensado para los cables y la cubierta, los constructores de este puente atirantado han afirmado que el puente debería durar al menos 120 años. El Millau cuenta con 7 pilares de hormigón que soportan la autopista de cuatro carriles con arcenes, sostenidos por 154 cables de acero.
Dado que el viaducto de Millau es uno de los puentes más nuevos, también está construido con varias características tecnológicas, como sensores de movimiento y desplazamiento, incluyendo acelerómetros, anemómetros, extensómetros e inclinómetros. Debido a su gran altura, estos sensores ayudan a localizar posibles puntos conflictivos o de desgaste que podrían acortar la vida útil del puente. Las inspecciones visuales del viaducto de Millau suelen realizarse con un dron.
Otro aspecto interesante de este puente es que ha sido objeto de unseguimiento estructural detallado desde el principio, lo que proporciona información y datos valiosos que los puentes más antiguos no tienen. Desde su inauguración, ha sido objeto de varias inspecciones periódicas detalladas, además de inspecciones anuales con equipos especializados, además de los drones.
Sin embargo, como comentamos en una recienteentrevista con Marcel Poser, el objetivo final de las inspecciones no es recopilar grandes cantidades de datos, sobre todo cuando muchos de ellos pueden considerarse "malos" o inutilizables. El objetivo es recoger datos profundos, informativos y procesables, preferiblemente en tiempo real.
En el caso del viaducto de Millau, los sensores son fundamentales para supervisar el puente, ya que soporta enormes desafíos sísmicos, climáticos y geográficos. Estos datos se supervisan continuamente en la sala de control de operaciones. La combinación de la monitorización estructural con las inspecciones periódicas es un buen ejemplo del uso de un enfoque multitecnológico para el mantenimiento preventivo. Para una estructura de esta magnitud, es necesario un cuidado especial para organizar y gestionar las grandes cantidades de datos recogidos de todos los diferentes sensores e inspecciones.
Dado que el viaducto de Millau ha sido supervisado a lo largo de su construcción, se han podido establecer los valores de referencia para la supervisión y el mantenimiento futuro. Esto demuestra el valor y la importancia de registrar toda la información y los defectos de una estructura en un certificado de nacimiento digital. Además, el viaducto también cuenta con disposiciones específicas para el mantenimiento preventivo con todos los lados de la estructura accesibles.
El puente atirantado también está equipado con sensores y dispositivos para cosas como la medición de la velocidad del viento, la temperatura media del aire y de la superficie, la humedad de la superficie de acero y la detección de fenómenos de deslizamiento. Otras tecnologías especializadas pueden utilizarse para comprobar el estado de salud, la resistencia y la integridad del hormigón o el acero del puente.
Los datos del dron, la monitorización estructural y las inspecciones se utilizan conjuntamente para detectar con precisión cualquier problema que requiera inspecciones más profundas. Por ejemplo, latecnología de rebote puede utilizarse para comprobar la resistencia del hormigón y la uniformidad de los pilares en cualquier zona que genere alguna duda.Los ultrasonidos pueden utilizarse para detectar huecos, panales o defectos, y una de las principales estrategias para inspeccionar puentes como éste es combinar el eco de pulso ultrasónico y el GPR para supervisar la salud de los conductos de los tendones.
El puente Ponte Di Rialto es un diseño de un solo arco realizado por Antonio da Ponte, arquitecto veneciano de origen suizo, y se terminó en 1591 tras tres años de construcción. Es el puente más antiguo del Gran Canal de Italia y se ha convertido en una de las principales atracciones de Venecia. El puente Ponte Di Rialto está hecho de piedra de Istria, con dos rampas en las que hay una hilera de pintorescas tiendas que conducen al pórtico central.
A lo largo de los siglos, el Ponte Di Rialto ha sido objeto de numerosas inspecciones y trabajos de restauración. En el momento de su construcción, muchos arquitectos dudaban de que la estructura fuera a durar, pero gracias a las inspecciones, las cuidadosas restauraciones y los refuerzos adicionales, el puente sigue en pie. La última gran restauración tuvo lugar en 2015 y en ella se trataron todos los componentes estructurales del puente por primera vez en más de 400 años. Los 364 pilares presentaban fracturas y se restablecieron en plomo fundido para su longevidad. Elestudio preliminar mostró que no había emergencias que requirieran atención especial.
Con el software de inspección inteligente, es posible determinar si los hallazgos del estado de la superficie en la inspección visual están en verde (no se requiere ninguna acción), en amarillo (es necesario planificar el mantenimiento preventivo) o en rojo (se requiere atención de emergencia). Cualquier grieta puede ser identificada y segmentada con inteligencia artificial y los informes pueden ser generados en el acto, construyendo un historial digital de esta famosa estructura.
Durante la restauración, los trabajadores tuvieron que retransmitir los cables de gas, electricidad y teléfono que alimentaban las 24 tiendas de las rampas. Cuando los cables eléctricos y de servicios públicos están enterrados bajo la piedra o el hormigón, se puede utilizar un radar de penetración terrestre (GPR) para localizarlos con precisión antes de realizar cualquier perforación o reparación. En particular, el GPR de onda continua de frecuencia escalonada es el más eficaz para lograr la detección de objetos tanto en profundidad como en alta resolución en tiempo real para este tipo de puentes.
Para determinar la homogeneidad y la resistencia, detectar los defectos del subsuelo o medir el grosor, se utiliza el Eco de Pulso de Ultrasonido como solución eficaz, que revela datos valiosos e históricos en visualizaciones de realidad aumentada o mapas térmicos.
El puente Sheikh Zayed de Abu Dhabi, en los Emiratos Árabes Unidos, se describe como la estructura de puente más compleja del mundo. Diseñado por la renombrada arquitecta Zaha Hadid para el gobierno de Abu Dhabi, la construcción del puente Sheikh Zayed comenzó en 2003 y tardó siete años en completarse. En total, el puente tiene 842 metros de longitud con 11 tramos de tablero, dos calzadas de cuatro carriles, un carril de emergencia y una pasarela peatonal. Hay tres arcos principales (el arco central alcanza los 63 metros de altura) con cuatro pilas principales, además de dos conjuntos de soportes. El puente Sheikh Zayed (a veces llamado puente Hadid) pretende ser una estructura icónica con una vida útil prevista de 120 años. También se puso especial cuidado en asegurar que el puente se construyera de manera que no hubiera ninguna debilidad en el hormigón que permitiera que la corrosión atacara el refuerzo de acero.
En los EAU y en todo el mundo, se ha producido un gran cambio en las inspecciones tradicionales de los puentes en la última década. Por ejemplo, hasta 2009, la Autoridad de Carreteras y Transportes de Dubai (RTA) utilizaba un sistema de papel y bolígrafo para las inspecciones y la gestión de puentes o activos. Esto costaba mucho tiempo a los ingenieros de inspección y hacía que las decisiones de mantenimiento fueran más difíciles.
A medida que la tecnología ha ido avanzando, los sistemas de mantenimiento de puentes en los EAU son ahora mayoritariamente digitales, y el papel y el bolígrafo se han cambiado por el iPad o el móvil para las inspecciones visuales. Ahora los datos de las inspecciones pueden recogerse y notificarse fácilmente desde el lugar, sin necesidad de volver a la oficina para recopilar todo, ni hay riesgo de pérdida de datos. Además, un software inteligente como INSPECT puede utilizarse para crear un gemelo digital en 3D del puente y visualizarlo en su totalidad con los resultados de las inspecciones y la supervisión.
Muchos puentes modernos se construyen ahora con sensores incorporados y monitores de corrosión integrados que, en el caso de grandes activos como el puente Sheikh Zayed, pueden ayudar a ahorrar tiempo en las inspecciones visuales. Sin embargo, las inspecciones visuales físicas también son importantes, incluso en los puentes modernos.
El ingeniero de inspección puede tomar datos de los monitores y utilizar la información para ayudar en la inspección visual y localizar cualquier problema. También pueden capturar imágenes de alta resolución que se geolocalizan en el mapa y se almacenan de forma segura con el resto de los registros del activo para el análisis posterior a la inspección. Con INSPECT, el puente también puede recibir una clasificación de gravedad basada en los hallazgos para que los responsables de la toma de decisiones tengan acceso a la información correcta en el momento adecuado. Las tecnologías avanzadas también se utilizan con unos pocos clics en las inspecciones visuales utilizando la detección de defectos de la IA para identificar y segmentar las grietas en el hormigón.
Durante la construcción, el puente Sheikh Zayed tuvo su propio programa informático para predecir con precisión los cambios geométricos paso a paso y a largo plazo. Sin embargo, hay muchos componentes de este puente único que todavía pueden requerir una inspección más profunda. Por ejemplo, los notorios arcos del puente Sheikh Zayed se diseñaron para que se parecieran a las dunas de arena para que encajaran con el paisaje, pero no son sólo un efecto. Sonvigas de caja dobladas, construidas en acero y unidas por bloques de hormigón, reforzadas con cables de acero.
En total, se utilizaron casi 500 toneladas de hormigón de alta calidad, 5.000 toneladas de acero pretensado y 2.000 toneladas de acero de cimentación. El GPR es la tecnología más utilizada y eficaz para inspeccionar el hormigón y detectar lo que hay debajo de la superficie, incluidos los defectos y las armaduras. Las imágenes estructurales detalladas con detección de defectos y la determinación de la resistencia y homogeneidad del hormigón pueden realizarse con el eco de pulso ultrasónico. Las pruebas de media celda también pueden utilizarse para comprobar la corrosión inducida por el cloruro debido a la proximidad del agua de mar.
Además de ser una estructura emblemática de Abu Dhabi, el puente Sheikh Zayed es un puente extremadamente funcional y muy utilizado por los vehículos, ya que por él pasan aproximadamente 1.600 coches cada hora. Con un total de 8 carriles más los de emergencia, la seguridad vial es una gran prioridad. Comprobar la seguridad de cada detalle, incluidas las marcas viales, es una tarea importante.
Con el complejo sistema de iluminación del puente, garantizar una buena visibilidad nocturna y diurna de las marcas viales puede ayudar a salvar vidas y proteger la estructura de accidentes. La visibilidad de las marcas viales puede comprobarse de forma segura y eficaz con el uso decomprobantes dinámicosde retrorreflectividad acoplados a un vehículo. De este modo, la carretera puede permanecer abierta y no hay riesgo para el ingeniero que realiza las pruebas.
Con tantos tipos de estructuras de puentes y varias tecnologías diferentes para inspeccionarlas, tradicionalmente ha sido un reto gestionar todos los datos de cada fuente. Ahora, se puede acceder a los datos de todas las tecnologías, los informes, los planos, las fotos y cualquier otro documento desde un espacio de trabajo seguro, Workspace. Se trata de un gran avance para la gestión de puentes, que ahorra tiempo y costes a corto y largo plazo y, lo que es más importante, garantiza la buena salud de la estructura para evitar cualquier acontecimiento desastroso.
Todavía hay una gran necesidad de concienciación en torno a las inspecciones preventivas en todo el mundo. Las tecnologías han cambiado drásticamente para que sean fáciles de usar, ergonómicas e incluso democratizadas para hacerlas más accesibles. Disponer de registros de inspección digitales e informes accesibles sobre el estado de los puentes ha demostrado ser muy valioso para tomar decisiones de mantenimiento preventivo antes de que las reparaciones sean demasiado difíciles de gestionar.
Para proteger nuestro mundo construido y nuestros puentes globales, grandes y pequeños, las inspecciones periódicas con el equipo adecuado y las estrategias de mantenimiento preventivo son las únicas formas de lograr este colosal objetivo.
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