Los puentes pueden protegerse de colisiones de barcos: un experto en estructuras en desastres explica cómo

El portacontenedores Dali se muestra con el puente Francis Scott Key derrumbado el 28 de marzo de 2024 en Baltimore (Foto: Guardia Costera de EE. UU.)

El MV Dali, un carguero de 984 pies y 100.000 toneladas, se estrelló contra el puente Francis Scott Key al salir del puerto de Baltimore el 26 de marzo de 2024, provocando el colapso de una parte del puente.

En una entrevista, el ingeniero civil de la Universidad de Michigan, Sherif El-Tawil, explicó con qué frecuencia los barcos chocan con los puentes, qué se puede hacer para proteger los puentes de las colisiones y cómo se produjo un desastre similar en Florida en 1980, apenas tres años después de la apertura del puente Key. Cambió la forma en que se construyen los puentes.

No es la primera vez que un barco destruye un puente. ¿Cuál es la historia de las colisiones entre puentes y barcos?

Este es un evento extremadamente raro. Hasta donde yo sé, hay alrededor de 40 eventos registrados en los últimos 65 años que involucraron un tipo similar de daño a un puente causado por un barco. Por lo tanto, parecen ocurrir en promedio una vez cada año y medio o dos en todo el mundo. Si tenemos en cuenta que hay millones de puentes en todo el mundo (y la mayoría de ellos cruzan vías fluviales), podemos imaginar lo raro que es esto.

El caso más influyente fue la colisión del puente Sunshine Skyway en Florida en 1980, que impulsó al gobierno federal a tomar medidas en términos de desarrollar directrices para el diseño de puentes en caso de colisión de barcos. A principios de la década de 1990, las disposiciones se desarrollaron e incorporaron al código de diseño de puentes, las especificaciones AASHTO. La Asociación Estadounidense de Funcionarios Estatales de Carreteras y Transporte produce el código de diseño que todo puente en los Estados Unidos debe cumplir.

¿En qué se diferencia el desastre del puente Sunshine Skyway de colisiones de puentes anteriores?

Hubo víctimas. El hecho de que un accidente pudiera derribar un puente, como en el caso de Baltimore, generó la preocupación: ¿Podemos hacer algo al respecto? Y ese algo fueron esas especificaciones que surgieron y finalmente se incorporaron en el documento de diseño nacional.

Lo que dicen esas especificaciones es que o se diseña el puente para la fuerza de impacto que un barco puede generar o se debe proteger el puente contra esa fuerza de impacto. Entonces debes tener un sistema de protección. Por eso me sorprendió que este puente no tuviera un sistema de protección, algún tipo de barrera, a su alrededor. No he examinado los planos estructurales de este puente. Lo único que pude ver fueron las imágenes que se publicaron en línea, pero los sistemas de protección serían muy visibles y reconocibles si estuvieran allí.

¿Qué se exige actualmente para la construcción de nuevos puentes? ¿Es suficiente para manejar los enormes buques de carga actuales?

Calculo, basándome en la velocidad y el peso publicados del MV Dali, que la fuerza del impacto estuvo en el rango de 30 millones de libras. Esta es una fuerza enorme y se necesita una estructura masiva para resistir ese tipo de fuerza. Pero es factible si tienes un muelle enorme. Eso podría dictar el diseño del puente y su aspecto. Lo más probable es que no sea un puente de armadura. Puede ser un puente atirantado que tiene una torre muy grande que es capaz de soportar esa carga.

Si no puede diseñar para esa carga, entonces debe considerar otras alternativas. Y eso es lo que dicen las especificaciones. Lo tienen muy claro. Y esas alternativas podrían ser construir una isla alrededor del muelle o una pared de roca, o colocar delfines (estructuras independientes colocadas en el lecho del río) adyacentes, o colocar defensas que absorban la energía para que el barco no entre tan rápido. . Todas estas son formas de mitigar el impacto.

Los ingenieros diseñan estructuras (y los puentes no son una excepción) con una cierta probabilidad de falla, porque si no lo hiciéramos, el costo sería prohibitivo. En teoría, se podría construir una estructura que nunca fallaría, pero habría que invertir dinero infinito en ella. Para un puente crítico de este tipo, consideraríamos que una probabilidad aceptable de falla sería de 1 entre 10.000 años.

Basándome en la información publicada, intenté calcular cuál sería la probabilidad de que se produjera este evento, y resultó ser de 1 cada 100.000 años aproximadamente. El barco se dirigió directamente al muelle que era vulnerable. Fue simplemente impactante ver cómo se desarrollaba un evento tan raro.

La autoridad del puente debe haber considerado protegerlo, y la baja probabilidad de que esto ocurriera debe haber influido en si invertirían o no en medidas de protección. Porque cualquier tipo de construcción en agua o sobre agua es muy cara.

¿Es factible proteger puentes más antiguos?

Creo que sí. Para algunos de ellos podría ser una tecnología menos avanzada, como la idea de la isla. Y podría usar tal vez rocas o componentes de concreto que impidan que el barco llegue al muelle.

Era un barco enorme con una proa ensanchada. La parte inferior del barco, que se extiende más allá de la proa, creo que chocó contra el sistema de cimientos, pero la proa llegó al muelle. El muelle tenía forma de A, por lo que el arco rompió un lado de la A. El otro lado no pudo soportar el peso del puente y todo se derrumbó. Si alguien te patea los pies, simplemente te caerás. Eso es exactamente lo que pasó.

¿Cuántos puentes son vulnerables a las colisiones de barcos?

No sé el número, pero sé que los puentes que están en esta categoría, que son de gran luz, puentes importantes como este, son probablemente menos del 0,1% de los puentes en los EE. UU. Y algunos de ellos no necesariamente cruzan vías fluviales. , entonces ese es un subconjunto que representa un porcentaje aún menor. Así que es un evento raro que ocurre en un tipo raro de puente.

¿Los buques de carga son cada vez más grandes? ¿Es eso una consideración para proteger los puentes?

Eso espero porque hay una economía de escala. Los barcos más grandes serían más baratos para transportar mercancías. Pero no puedo imaginar que el diseñador de este puente hace unos 50 años hubiera pensado que un barco de este tamaño podría impactar el puente. Estoy seguro de que habrían tomado medidas para solucionarlo. Simplemente no se les pasó por la cabeza.

Si este puente hubiera sido diseñado según las especificaciones actuales, creo que habría sobrevivido. Hay dos razones por las que un barco entregaría este tipo de fuerza: se mueve demasiado rápido o es demasiado pesado. Y esos dos factores se tienen en cuenta en la fuerza de impacto para la que diseñamos. Entonces, si los tomamos en consideración explícitamente, entonces un barco más grande, sí, es una fuerza más grande, y diseñaríamos para eso.

Pero avancemos otros 50 años e imaginemos que surge un barco mucho más grande. En ese momento, los puentes se habrán diseñado para barcos más pequeños y se volverá a tener el mismo problema. Es difícil predecir qué tan grandes llegarán estas cosas. Se pueden diseñar para barcos actuales, pero a medida que evolucionan, es difícil predecir dentro de muchos años.

¿Hay otras conclusiones de este desastre?

La pérdida de este puente, más allá de la trágica pérdida de vidas, se sentirá durante muchos meses, si no años. No es un proceso sencillo reemplazar un puente de esta magnitud, de esta distancia de luz. Es algo que requerirá mucha planificación y muchos recursos para volver a donde estábamos antes.

(Fuente: La Conversación )