Un nuevo enfoque de la infraestructura podría ahorrar millones

Las estrategias nacionales actuales de mantenimiento de puentes favorecen el reemplazo sobre el mantenimiento. Se utiliza una fórmula de amortiguación bastante simple, lo que resulta en evaluaciones demasiado conservadoras de la salud a largo plazo del puente. En un estudio publicado en la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles Diario de rendimiento de instalaciones construidas, los científicos de la Facultad de Ingeniería de la UGA proponen un nuevo modelo por primera vez. Este nuevo enfoque tiene en cuenta la interacción de 60 a 80 elementos del puente para predecir el rendimiento del puente a largo plazo y se centra en el mantenimiento más que en el reemplazo.

“En lugar de considerar el puente como una estructura monolítica, el modelo de puente coactivo evalúa el puente como un sistema en el que los cambios en el estado de cada componente coactivo no solo afectan directamente el desempeño general del puente, sino que afectan indirectamente el desempeño de otros dependientes componentes “, dijo Brian Oyegbile, uno de los autores del estudio.

Oyegbile obtuvo su doctorado. en ingeniería con UGA en 2020 y ahora en asociación con el Departamento de Transporte de California.

Por ejemplo, Oyegbile dice que reemplazar una junta de puente dañada es económico y tiene un impacto marginal en el desempeño general de un puente a corto plazo. Sin embargo, la sal del agua descongelada o contaminada puede filtrarse a través del tiempo a través de una junta de expansión dañada, acelerando la destrucción de componentes aguas abajo más críticos, como la columna. Asimismo, una plataforma puede deteriorarse más rápidamente a medida que se acumulan escombros en la junta de expansión y restringe la expansión y contracción normales de la plataforma.

Según los investigadores de UGA, el reemplazo proactivo y oportuno de componentes, incluso tan pequeños como una junta de expansión, puede tener un gran impacto en la salud a largo plazo de un puente. Afirman que su modelo puede proporcionar datos más precisos y pronósticos de depreciación más precisos para las agencias de transporte estatales al planificar el mantenimiento, la reparación y el reemplazo de puentes. En todo el país, los puentes duran un promedio de 75 años. Los científicos dicen que gracias al uso oportuno y eficiente de los recursos disponibles, estos puentes pueden servir por más de 100 años.

“En mi opinión, la interoperabilidad es evidente en los datos de inspección del puente y podemos usarla científicamente Análisis de datos en las previsiones de vida útil de los puentes, ahorrando dinero en el mantenimiento y construcción de infraestructura en el país ”, dijo Oyegbile.

El mantenimiento regular ahorraría dinero

Stephan Durham, profesor de la Facultad de Ingeniería y uno de los coautores del estudio, dice que el sistema de calefacción y aire acondicionado de su hogar es una buena analogía.

“Como un reloj, reemplazo los filtros de aire cada dos meses, ya sea que el sistema se haya usado mucho o no, ya que esto mantiene el sistema funcionando de manera eficiente”, dijo. “Lo mismo ocurre con el puente. Si reemplaza regularmente el compensador, ya sea que esté completamente desgastado o no, el puente funcionará mejor que si lo deja degradar hasta el punto en que es absolutamente necesario reemplazar el componente “.

Los científicos analizaron datos en el Inventario de puentes nacionales de la Administración Nacional de Carreteras para Alabama, Florida y Georgia para construir y probar su modelo. Georgia sola tiene más de 15.000 puentes. La base de datos del NBI contiene informes de inspección de elementos individuales del puente, que son una fuente de mucha información para los científicos.

“Antes de nuestro trabajo, no veíamos un modelo matemático que involucrara la interacción entre los elementos del puente”, dijo Mi Geum Chorzepa, profesora asociada e investigadora principal. “Necesitamos una forma más realista de evaluar las condiciones del puente y priorizar el mantenimiento preventivo, especialmente en un entorno presupuestario tan difícil”.

Los científicos estiman que se han invertido $ 10 mil millones en una prevención oportuna y adecuada mantenimiento en puentes nacionales durante tres años, generaría $ 20 mil millones en ahorros permanentes para 2024. Según el equipo, estos ahorros podrían utilizarse en otros lugares, como la construcción de nueva infraestructura y contribuir al crecimiento económico.

El Departamento de Transporte de Georgia, que financió el estudio, aprobó recientemente una subvención para que los investigadores amplíen su trabajo. En la segunda fase del proyecto, el equipo trabajará con las Oficinas de Datos de Transporte, Investigación y Mantenimiento del GDOT para desarrollar puente Herramienta de evaluación del ciclo de vida para uso de GDOT y los gobiernos de los condados en todo el estado.

El equipo de investigación también incluye a S. Sonny Kim, profesor asociado de la Facultad de Ingeniería.