Configuración de sistemas de monitorización de puentes usando arboles de falla.

Abstract

Durante su vida de servicio, los puentes pueden experimentar deterioros acelerados debido a amenazas naturales o antrópicas. Los reportes de colapso de puentes disponibles en la literatura, muestran que las amenazas que frecuentemente producen colapsos de puentes son las hidrometeorológicas, sobrecargas y colisiones. La prevención de la pérdida acelerada de deterioro es una de las tareas de los sistemas de monitorización de salud estructural de puentes (SHMS). Un aspecto relevante de los SHMS es la decisión de cuales elementos instrumentar y que variables medir, para evitar sobre-costos por exceso de sensores y datos. Los métodos disponibles en la literatura para responder a este desafío son caso a caso, requieren un análisis numérico intensivo y solo se enfocan en la caracterización del comportamiento global del puente. Si bien son útiles para diseñar un SHMS, son de alto costo cuando se trata de determinar necesidades de instrumentación de grupos de puentes. En este documento se propone un procedimiento para responder a esta última interrogante en términos de la captura del comportamiento mixto del puente, es decir, global y local. El procedimiento utiliza análisis de árboles de falla, datos históricos de colapsos de puente y análisis de Pareto para detectar escenarios de colapso debido a amenazas naturales y antrópicas. Permite identificar los elementos estructurales a instrumentar e identificar los deterioros a monitorizar según elemento estructural y materialidad. El método se aplicó a un caso de estudio incorporando además una sensibilización en términos de la variabilidad de las tasas de colapso históricas reportadas en la literatura. Se concluyó que el enfoque de análisis de árboles de falla combinado con el análisis de Pareto permite identificar de manera rápida elementos estructurales a monitorizar y que resulta esencial para su aplicación la definición precisa de las trayectorias de colapso en el árbol de falla, además de contar con una adecuada serie de datos históricos de colapso de puentes.