Aspecto del dispositivo, que puesto en el centro de la estructura, es alimentado por los postes de luz del puente.

Foto: Cortesía Yesid Campos

 

 

¿El puente está quebrado?

Gracias a un novedoso sistema que permite monitorear permanentemente las estructuras de los puentes de la capital, es posible detectar las eventuales fallas que se presenten durante la vida útil de estas construcciones.

Yino Castellanos Camacho,
Unimedios

Como si se tratara de un pequeño apéndice que le envía señales al cerebro del paciente, advirtiéndole sobre el paulatino deterioro de su organismo, un dispositivo ideado por los integrantes el Grupo de Física Aplicada y Desarrollo Tecnológico del Centro Internacional de Física (CIF) de la Universidad Nacional, permite evaluar la evolución de las estructuras de concreto, especialmente de puentes y edificios.

La analogía sería exacta de no ser porque, en lugar de enviar las señales al propio cerebro, la estructura del cansado puente las envía, a través del dispositivo, al equipo del Instituto de Desarrollo Urbano, IDU, que es el que registra la información y alerta sobre cualquier cambio brusco en las mediciones que se realizan.

Esto es posible debido a la aplicación de diversos principios físicos, como la aceleración, la frecuencia y la deformación de la estructura que, relacionados, permiten obtener una especie de “radiografía” del conjunto de la estructura y monitorear su situación.

Para el profesor José Enrique García, director del grupo, la implementación de esta tecnología surgió para responder a una petición del Instituto Nacional de Vías, Invías, y su preocupación ante los serios problemas que venían presentando los puentes en el país (desde 1986 hasta el 2001, al menos 63 puentes del país colapsaron, según estudio de Édgar Muñoz, de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Javeriana). Dado este escenario, un equipo de 16 personas, coordinado por el investigador José Enrique García, se dio a la tarea de crear un sistema de monitoreo que está basado en la aplicación de los mencionados principios físicos.

De esta manera, se diseñó un equipo capaz de determinar el comportamiento dinámico de los puentes. Esto es, como comenta el profesor García; “teniendo en cuenta la naturaleza oscilante del movimiento de estas construcciones”. Para él, la estructura de los puentes tiende a tratarse como si fuera estática. Sin embargo, es obvio que los puentes se mueven. Si se logra medir permanentemente el movimiento, gracias al registro de la aceleración y con ese dato realizar el cálculo de la frecuencia y ampliación de la oscilación del movimiento del puente, es posible saber sobre qué tipo de estructura estamos parados”.

En consecuencia, con los datos de las mediciones, reportados en promedio cada seis horas al IDU, es posible obtener un registro histórico de la evolución del estado del puente y de esta manera, con la lectura de los reportes, prevenir posibles colapsos. Un cambio en los datos indica que la estructura está cambiando. Esto se consigue, además, sin realizar ensayos destructivos para analizar posibles daños. Ello supone un importante ahorro para las finanzas del Distrito.

El dispositivo

Aunque esta tecnología no es nueva en el mundo, el desarrollo realizado en Colombia por el CIF ofrece la ventaja de realizar más mediciones, lo que contrasta con otros equipos que, en palabras del profesor García, “se preocupan más por la precisión. Nuestro sistema, sin descuidar este importante criterio, es capaz de realizar muchas más mediciones (un año de reportes contiene 1.460 datos, y ellos corresponden a más un millón de medidas de aceleración), para, de esta forma, tener un monitoreo más constante y completo”.

Este monitoreo se consigue gracias a una sencilla caja metálica que contiene una batería, una tarjeta electrónica con un acelerómetro en estado sólido, de cuyas prolongaciones salen las medidas que un sistema transforma en números para ingresarlos a una memoria. De allí pasan a un controlador, capaz de leer los picos de aceleración –los valores más altos–. El controlador, centrado en los datos que han entrado antes y después del pico, hace una transformada de Fourier, que es una operación matemática que le permite saber las frecuencias en esa señal y, por ende, las frecuencias a las que osciló el puente en ese ciclo y en ese momento.

Todo el proceso descrito por el profesor García termina con los datos que procesa el software, diseñado por los miembros del grupo. Este software permite enviar las mediciones al IDU, mientras el dispositivo sigue midiendo. “El concepto y ensamblaje del dispositivo fueron realizados por el Grupo, los únicos que se compraron fueron los materiales electrónicos”, comenta el investigador.

Así, consciente de las ventajas que ofrece el sistema, el IDU en el 2002 contrató el servicio con la UN. Como comenta el profesor García, “la construcción de un nuevo puente puede demandar recursos mínimos de seis mil millones de pesos. Esta tecnología ha permitido monitorearlos y evitar su colapso. Yeso supone un ahorro para el Distrito”

Hoy, están monitoreados más de cuarenta puentes. Entre ellos se encuentran los que componen la Avenida de las Américas y la Avenida Ciudad de Quito o NQS. Cabe anotar que, gracias a la aplicación de esta tecnología, el antiguo puente sobre la calle 100 fue demolido, mientras que otros han podido ser reparados. Así mismo, según señala García, el comportamiento de las estructuras es bueno.

Sin embargo, el aumento de la frecuencia de circulación de buses de Transmilenio por puentes que no estaban diseñados para soportar tal peso con tanta asiduidad ha llevado a algunas estructuras de Bogotá a un deterioro más rápido de lo presupuestado. Por fortuna, con el monitoreo permanente que se realiza será más fácil llevar a cabo acciones preventivas.

Es de anotar que estas estructuras están diseñadas para un soportar al menos veinte años de uso. Eso se debe en parte a que los ingenieros suelen agregar más materiales a la estructura, para reforzarla. “Por esto, es bastante improbable que un puente se caiga en pleno uso. Sin embargo, conociendo el registro histórico de la evolución de la estructura, es más fácil tomar decisiones”, agrega el investigador García.

Así mismo, el sistema permite determinar en la estructura cambios que a simple vista serían imposibles de hallar y esto durante prácticamente todo el tiempo. “Es como tener ojos expertos vigilantes y altamente sensibles, para ofrecerle al Distrito una herramienta más que le permita tomar decisiones”, complementa García.

De esta manera, estos dispositivos, que usualmente se encuentran en parejas bajo los postes de la luz, en la mitad del puente, discretamente dispuestos, sirven a la estructura para reconocer sus movimientos y a la ciudadanía para recorrer confiada los puentes de la ciudad.

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