Los puentes son grandes metáforas para la conexión, como en "salvar nuestras diferencias" y "construir puentes". Esto puede deberse a que los puentes juegan un papel vital en la conexión de las personas en la vida real.
Y, en un desastre natural como una inundación, un huracán o un tsunami, conectar a las personas a través de puentes que funcionen puede significar la diferencia entre la vida y la muerte durante el evento en sí. Posteriormente, los puentes son vitales para los esfuerzos de recuperación.
Cuando el huracán Harvey azotó a Houston en el verano de 2017, el daño a la infraestructura de la ciudad se consideró una amenaza potencial inmediata para la salud pública y la seguridad durante la tormenta. La reparación de las estructuras dañadas después fue vital para que la ciudad volviera a funcionar, aunque el preciofue empinado. Moody's Analytics estimó que la reparación de la infraestructura de Houston costaría de $ 5 mil millones a $ 10 mil millones.
Utilizando modelos y análisis probabilísticos, así como simulación avanzada por computadora, Dan Frangopol, el Presidente inaugural de Ingeniería Estructural y Arquitectura Fazlur R. Khan de la Universidad de Lehigh, y su equipo de investigación desarrollan las herramientas y técnicas necesarias para evaluar los efectos demultirriesgos, como desastres naturales, en infraestructura. Encuentran soluciones óptimas que pueden ahorrar dinero, tiempo e incluso vidas.
En su última investigación, Frangopol y Mondoro integraron, por primera vez, los tres modos de falla más comunes para puentes expuestos a inundaciones, huracanes, tsunamis y otros eventos hidrológicos extremos relacionados con el agua en una evaluación integral de riesgosmarco de referencia.
El trabajo llena un vacío clave en la forma en que se evalúa el riesgo de tales puentes a lo largo de su ciclo de vida. Su investigación fue publicada en Estructuras de ingeniería Vol. 159, 2018 en un artículo titulado "Análisis de costo-beneficio basado en el riesgo para la modificación de puentes expuestos a eventos hidrológicos extremos considerando múltiples modos de falla".
La falla de la cubierta, el muelle y la cimentación son los tres modos más comunes de falla del puente. Sin embargo, la evaluación de riesgos de los puentes expuestos a riesgos típicamente ha incluido solo uno o dos de estos.
"Considerar solo uno o dos modos de falla proporciona una imagen incompleta porque el nivel de riesgo de cada modo difiere y, cuando se evalúan juntos, compiten entre sí", dice Frangopol. "Nuestro análisis encuentra que cualquier evaluación de riesgos debe incorporar todos los aspectos pertinentesmodos de falla de una estructura "
Frangopol y Mondoro ilustran su método analítico usando un puente fluvial como ejemplo. Calcularon el impacto de las acciones de retroadaptación del puente en los posibles modos de falla en términos de probabilidad de falla, riesgo y relación costo-beneficio usando una técnica de modelado lógico llamadaárbol de eventos.
En el estudio de caso del puente fluvial, todas las opciones de retroadaptación del puente dieron como resultado una reducción en la probabilidad de falla para el puente examinado. Sin embargo, estas opciones no proporcionaron una disminución unilateral del riesgo.
Por ejemplo, la adición de medidas de retroadaptación para evitar el desplazamiento de la plataforma disminuyó la probabilidad de falla de la plataforma y, a su vez, del puente. Sin embargo, aumentó la probabilidad de falla de la base. Como consecuencia de una falla de la basees mayor, aumenta el riesgo general.
"Las estrategias de gestión eficaces variarán según el puente y la intensidad y frecuencia del peligro al que está expuesto", dice Frangopol. "Esto puede ser de particular interés en las regiones donde se sienten los impactos de los cambios climáticos naturales y antropogénicos".más agudo "
Si bien el ejemplo ilustrativo se centra en el peligro de inundación, la metodología se puede aplicar a otros eventos hidrológicos extremos, como huracanes y tsunamis.
Tomando la vista larga
Dada la antigua infraestructura de los EE. UU., Los recursos públicos limitados y los desafíos creados por un clima cambiante, la necesidad de comprender el enfoque más rentable para el diseño, construcción y mantenimiento de estructuras es más importante que nunca.
Hace casi veinte años, Frangopol fue pionero en la ingeniería del ciclo de vida, un enfoque para analizar el verdadero costo de las estructuras que analiza el costo y el rendimiento en toda su vida útil. Desde entonces ha estado desarrollando el campo.
Frangopol reduce el concepto a la pregunta: "¿Cómo alentamos a los diseñadores de políticas e ingenieros a tener una visión a largo plazo en lugar de centrarse en el precio inicial de la etiqueta?"
¿Los beneficios de este enfoque? El costo es ciertamente uno. Según la Revista de Ingeniería Civil, un análisis de costos del ciclo de vida está ayudando a la Autoridad Portuaria de Nueva York y Nueva Jersey a ahorrar un estimado de $ 100 millones durante 20 años en reparaciones a George WashingtonPuente.
La investigación de Frangopol sobre la adaptación de puentes es parte de una iniciativa encabezada por la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles ASCE. Frangopol, como parte del Consejo de Líderes de la Industria de ASCE, ayuda a liderar los esfuerzos de ASCE para lograr un "Gran Desafío" de reducir la vida útil.Costo del ciclo de la infraestructura en un 50 por ciento para 2025.
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Materiales proporcionados por Universidad de Lehigh . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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