El puente de la Tercera Avenida de Nueva York, que se abre al tráfico de barcos en el río Harlem, fue

atrapado por horasdespués de que su metal se expandiera con el calor y no pudiera cerrarse.Las carreteras se han combado en los días calurosos en varios estados, incluidoWashingtonyWisconsin.Amtrak advirtió a los pasajeros que se prepararan para problemas relacionados con el calor horas antes de un corte de un día entre Nueva York y Nueva Jersey;Los riesgos para las líneas eléctricas y rieles durante las altas temperaturas son unfuente creciente de retrasospara el sistema ferroviario.

No ayuda que el empeoramiento del calor esté afectando a un sistema de infraestructura estadounidense que ya está en problemas.

La Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles otorgó a la infraestructura estadounidense una calificación general de C- en su último Boletín de calificaciones de infraestructura nacional, publicado en 2021. Si bien ha habido algunas mejoras, aproximadamente7,5% de los puentes estadounidensesestaban en malas condiciones, en comparación con más del 12% una década antes; muchos puentes están envejeciendo, lo que dificulta su mantenimiento.cuarenta por cientodel sistema vialse consideró en malas o mediocres condiciones, yLos costos de mantenimiento han aumentado sustancialmente..

La velocidad a la que un puente ocaminose deteriora depende no sólo de los materiales y métodos de construcción utilizados sino también del clima durante la vida útil de la estructura.El calor extremo, en particular, afecta significativamenteinfraestructura de transporte.A medida que avanza el cambio climático, elFrecuencia e intensidad de las olas de calor.Se espera que aumenten, exacerbando estos problemas.

yo lideroel Laboratorio de Pruebas e Infraestructura Inteligente de la Universidad de Texas en Arlington, dondemi equipo trabaja en formaspara monitorear mejor la salud estructural de la infraestructura.He aquí por qué la infraestructura tiene dificultades con el calor y cómo los ingenieros están innovando para ayudar a prolongar su vida útil.

Las carreteras pandeadas suponen un peligro para los conductores

Cuando se construye una carretera, se corta en segmentos paracrear espacio para que el pavimento se expandadurante mucho calor o contraerse en el frío.Sin ese espacio, el pavimento puede combarse cuando el material de la carretera se calienta.El pandeo del pavimento de hormigón se ha convertido en un problema graveen varios estados.

El pavimento se vuelve vulnerable al pandeo por varias razones.El diseño de la carretera, los materiales de los que está hecha, el clima cuando se construyó y el tiempo durante su vida útil pueden afectar su vida útil, al igual que los daños a la carretera y las reparaciones inadecuadas.

Las temperaturas extremas y las fuertes precipitaciones pueden causar daños importantes a las carreteras y poner en peligro la integridad estructural de los sistemas ferroviarios.Además,aumento del nivel del maresaceleración de la erosión costeraeso puedesocavar carreteras y líneas ferroviarias.El deterioro del pavimento provoca retrasos en el tráfico y daños a los vehículos.Y, lo más grave, puede provocar accidentes de tráfico.

Los rieles calientes pueden expandirse y también combarse

La expansión ferroviaria es otra preocupación importante, especialmente con rieles soldados continuos como las líneas principales que utilizan los trenes.

Cuando las temperaturas aumentan, los rieles se expanden debido al calor.Esta expansión puede crear alta presión y tensión dentro del material del riel.Combinada con las fuerzas ejercidas por los trenes en movimiento, esta presión puede hacer que las vías se pandeen hacia un lado ydesalinearse.A veces se le conoce como "torcedura del sol".

Los rieles pandeados son un grave peligro para la seguridad que puede provocar descarrilamientos.Esa es una de las razonesAmtrak reduce su velocidadencalor extremo, lo que a menudo provoca retrasos en la programación.El Metro de Washington, D.C. reduce la velocidad de sus trenes a unmáximo de 35 mphuna vez que los rieles alcancen una temperatura de 135 grados Fahrenheit (57 grados Celsius).

Predecir estas tensiones térmicas puede resultar un desafío.Las mediciones de la temperatura del carril por sí solas no son suficientes, porque hay muchos factores desconocidos relacionados con la estructura de la vía y su movimiento.Esto dificulta pronosticar con precisión cuánto se expandirán o contraerán los rieles.

Los ingenieros pueden reducir el riesgo de expansión ferroviaria mediante el uso de materiales resistentes al calor, comoacero hipereutectoidey acero ferroviario de martensita, ajustando el diseño de la vía y garantizando reparaciones oportunas.

Para evitar que las carreteras se pandeen, los ingenieros también cuentan con medidas de protección, como el uso de juntas aserradas de un solo corte rellenas con sellador para brindar flexibilidad y al mismo tiempo evitar la entrada de agua.También pueden implementarclima frioPrácticas de hormigonado que evitan verter el hormigón a bajas temperaturas o sobre bases frías, y pueden utilizar hormigón más resistente y duradero.Realizar reparaciones oportunas cuando el pavimento se agrieta y se daña también puede ayudar a evitar el pandeo.

Mantener la infraestructura saludable

La salud de la infraestructura es similar asalud humana: Si los médicos detectan problemas como tumores o cáncer sólo en las últimas etapas, a menudo ya es demasiado tarde.Al igual que los cuerpos humanos, la infraestructura debe mantenerse desde el principio para reducir los costos y aumentar el potencial de una rehabilitación eficaz.

Un área en la que trabaja mi departamento esmétodos de evaluación no destructivospara monitorear la infraestructurasin causar daños ni requerir largos cierres de carreteras.

Usamos sistemas de escaneo móvil que soncasi como máquinas de resonancia magnética portátilespara buscar debilidades o defectos en puentes, carreteras y pistas.También estamos desarrollando sensores avanzados que utilizan fenómenos de campos mecánicos y magnéticos para evaluar el estado de la infraestructura, y estamos utilizando inteligencia artificial para detectar problemas en los materiales.

La infraestructura enfrentará desafíos cada vez mayores a medida que el clima cambie y las carreteras, puentes y otras infraestructuras envejezcan.La gran cantidad de carreteras combadas y otros problemas este verano resaltan la necesidad urgente de una infraestructura resiliente para hacer frente al futuro.

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