Ensayos no destructivos para la gestión de puentes

Ing. Esteban Villalobos Vega, coordinador de la Unidad de Puentes del Programa de Ingeniería Estructural de LanammeUCR

El diseño de puentes implica una amplia gama de aspectos, entre los que se encuentran las características del sitio de ubicación, el material a utilizar, el proceso constructivo, el costo, la parte estética o la elegancia de la estructura, la seguridad estructural, la durabilidad, entre muchos otros. Para su seguridad estructural es necesario tomar en cuenta una serie de cargas o acciones que actúan sobre el puente de manera permanente, como lo es su peso propio, de manera continua pero variable, como lo son las cargas del tránsito o de viento, y de forma muy ocasional pero extrema como lo son los terremotos.

Para la definición de la magnitud y el uso de estas cargas durante la etapa de diseño, se utilizan códigos nacionales o internacionales de renombre y adaptados por cada país a sus condiciones locales. Con los años, el conocimiento del respectivo fenómeno mejora o las cargas por sí mismas aumentan, como en el caso de vehículos de transporte de carga, y los puentes en servicio se ven sometidos a solicitaciones mayores a las tomadas en cuenta durante su construcción.

Si bien es cierto, la apertura de un puente es un hecho significativo, es tan solo el inicio de un proceso dinámico que se debe seguir con el objetivo de no solo asegurar su vida de diseño, sino además permitir una vida útil lo más extendida posible. Con los años, los distintos componentes de un puente se van deteriorando a distintas tasas, y este proceso se ve acelerado dependiendo de distintos factores como la cantidad y composición del tránsito que circula por la vía, la ubicación de la obra, el efecto de factores ambientales, así como las decisiones de diseño y la calidad de la etapa constructiva. Es por lo anterior que al igual como se hace de forma regular con otras obras de ingeniería, incluyendo las casas de habitación, a los puentes es necesario estarles brindando continuamente mantenimiento.

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La red de puentes debe ser atendida desde un punto de vista de gestión de activos, tal y como se hace en países desarrollados, de manera tal que se tomen decisiones a corto, mediano y largo plazo, tendientes a hacer un uso lo más eficiente posible de recursos, que son ya de por sí limitados.

Ensayos No Destructivos (END) en puentes

La gestión de puentes es un proceso cíclico e iterativo, cuyo inicio es el conocer las características físicas y el estado de conservación de todos los puentes pertenecientes a ese sistema de transportes. Para ello se llevan a cabo evaluaciones periódicas de las estructuras, en donde personal calificado registra la condición del puente tal como se encontró el día de la visita. Esta información es usada luego para la toma de decisiones a diferentes niveles operativos.

La forma de llevar a cabo estas evaluaciones periódicas es de manera visual. No obstante, esta evaluación es sumamente útil, efectiva y aún vigente hoy. En algunas ocasiones no es suficiente para poder identificar el grado o potencial de deterioro de un componente de puente. Es para ello que se hace uso de los denominados Ensayos No Destructivos (END), los cuales son equipos que por medio de la medición de un parámetro indirecto, permiten determinar distintas propiedades de los materiales e identificar zonas con posibles deterioros.

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En el concreto reforzado, por ejemplo, se pueden observar, por medio de la evaluación visual, daños que son el resultado de deterioros graduales a lo largo del tiempo, los cuales habría sido mucho más económico y efectivo de corregir si se hubieran detectado al inicio.

La razón por la cual se usa el término “No Destructivo” es porque en la gran mayoría de los casos el elemento no se ve afectado ni alterado, la cual es una de sus principales ventajas. Sin embargo, existen algunos métodos en los que es necesario alterar muy levemente la estructura, y además es recomendable siempre complementar una serie de mediciones de END con una pequeña cantidad de ensayos destructivos a pequeña escala, con el objetivo de asegurar la efectividad de los demás hallazgos.

Automatización de Ensayos No Destructivos (END)

Debido a que con END se llevan a cabo mediciones de forma indirecta, siempre existe algún grado de incertidumbre en los resultados, no importa cuál sea el método utilizado. Además, muchos de estos métodos requieren de una amplia experiencia por parte del operador. Es por ello que la recomendación -y además la tendencia a nivel mundial- es primero combinar varios métodos de END que midan el mismo parámetro pero de forma distinta, y luego automatizar la mayor cantidad de procesos.

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La Unidad de Puentes del Programa de Ingeniería Estructural, del Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales (Lanamme), de la Universidad de Costa Rica (UCR), ha venido desde hace algunos años ahondando específicamente en END aplicados a puentes, debido a que estas estructuras requieren de un componente adicional en comparación con el caso por ejemplo de edificios, y es que los métodos que se utilicen deben interrumpir el tránsito de los usuarios lo menos posible.

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