{"id":71481,"date":"2021-12-12T23:51:44","date_gmt":"2021-12-12T22:51:44","guid":{"rendered":"https:\/\/teoriadeconstruccion.net\/blog\/?p=71481"},"modified":"2021-12-12T23:51:49","modified_gmt":"2021-12-12T22:51:49","slug":"materiales-innovadores-diseno-de-puentes-con-aleaciones-y-hormigon","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/teoriadeconstruccion.net\/blog\/materiales-innovadores-diseno-de-puentes-con-aleaciones-y-hormigon\/","title":{"rendered":"Materiales innovadores: dise\u00f1o de puentes con aleaciones y hormig\u00f3n"},"content":{"rendered":"\n

Si bien los puentes est\u00e1n dise\u00f1ados para deformarse, e incluso, sufrir da\u00f1os significativos en casos de desastres naturales, investigadores estadounidenses han estado estudiando formas de realizar dise\u00f1os de puentes m\u00e1s resistentes con materiales alternativos. Cuando un puente se somete a movimientos s\u00edsmicos, la energ\u00eda se disipa al permitir la formaci\u00f3n de r\u00f3tulas pl\u00e1sticas dentro del puente. Estas r\u00f3tulas pl\u00e1sticas ocasionan da\u00f1os irreversibles en los elementos estructurales del puente, lo que requiere costosas reparaciones, cierres e, incluso, la total sustituci\u00f3n. Pero esto se podr\u00eda evitar con nuevos materiales.<\/p>\n\n\n\n

Armaduras s\u00faper el\u00e1sticas<\/h4>\n\n\n\n

Uno de los materiales que pueden ayudar a mejorar el dise\u00f1o de puentes<\/a> <\/strong>son las llamadas Aleaciones con Memoria de Forma (SMA, \u201cShape Memory Alloy\u201d). Son una combinaci\u00f3n de n\u00edquel y titanio, aunque a veces tambi\u00e9n se usa cobre, zinc, aluminio, hierro, manganeso o silicio, que pueden deformarse y luego volver a su forma original. Si bien las armaduras de acero tienen cierta elasticidad, se deforman permanentemente si se someten a una tensi\u00f3n que supere su l\u00edmite el\u00e1stico. Con las SMA s\u00faper el\u00e1sticas, sin embargo, la armadura puede volver a su forma original incluso despu\u00e9s de someterse a tensiones elevadas, como en el caso de terremotos.<\/p>\n\n\n\n

Lo que hace \u00fanico a estos materiales es que, cuando se doblan, su estructura cristalina interna se deforma. Con otros materiales el\u00e1sticos, las mol\u00e9culas se separan o se juntan seg\u00fan se estiren o contraigan. En cambio, las SMA alternan entre un estado cristalino de austenita (duro) y otro de martensita (blando y el\u00e1stico). Aunque no son nuevas en sectores como la automoci\u00f3n, la rob\u00f3tica o la aeron\u00e1utica, las SMA no se usaban normalmente en la construcci\u00f3n; hasta ahora. Al sustituir la armadura convencional de acero por una de SMA en la zona de la r\u00f3tula pl\u00e1stica, los puentes pueden disipar la energ\u00eda de un evento s\u00edsmico y luego volver a su forma original, manteniendo as\u00ed el puente en funcionamiento.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Hormig\u00f3n flexible para el dise\u00f1o de puentes<\/h4>\n\n\n\n

Por supuesto, para que un puente disipe la energ\u00eda y vuelva a estar operativo, los materiales circundantes tambi\u00e9n han de poder manejar las tensiones y esfuerzos soportados. Se ha desarrollado un hormig\u00f3n de ingenier\u00eda para trabajar junto con las SMA, llamado compuesto cementoso de ingenier\u00eda (ECC, Engineered Cementitious Composite). Este \u00abhormig\u00f3n flexible\u00bb es un material a base de cemento similar al hormig\u00f3n, pero que incorpora fibras de alcohol polivin\u00edlico en lugar de \u00e1rido grueso. La sustituci\u00f3n del \u00e1rido por fibras le da al ECC una capacidad de deformaci\u00f3n a la tracci\u00f3n seis veces mayor que la del hormig\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

El ECC se endurece por deformaci\u00f3n bajo tensi\u00f3n uniaxial, formando microfisuras difusas. Esto significa que la sal, el agua y los dem\u00e1s escombros no pueden penetrar en el ECC, con lo que se evita la corrosi\u00f3n de la armadura y el desconchado de la cubierta de hormig\u00f3n, frecuentes con el hormig\u00f3n convencional. En algunos casos, este tipo de hormig\u00f3n puede ser hasta autorregenerable. Para los puentes sujetos a actividad s\u00edsmica, este tipo de hormig\u00f3n puede contribuir a reducir los da\u00f1os en el puente y, por lo tanto, las reparaciones.<\/p>\n\n\n\n

El dise\u00f1o de puentes del futuro<\/h3>\n\n\n\n

Las pruebas realizadas por la Universidad de Nevada, EE. UU. han demostrado que, cuando se han usado estos materiales con armaduras de SMA en los pilares-columna de puentes, se ha reducido en gran medida o incluso se ha eliminado la necesidad de reparaciones despu\u00e9s de un terremoto Recientemente, el Departamento de Transporte del Estado de Washington decidi\u00f3 probarlos en un nuevo puente en la Ruta Estatal 99 en Seattle, WA, inaugurado en febrero del 2019. El objetivo con este nuevo puente es contribuir a mitigar cualquier riesgo para el p\u00fablico en caso de actividad s\u00edsmica, y evitar la necesidad de costosas reparaciones y los inconvenientes del cierre de carreteras. Solo el tiempo dir\u00e1 si estos materiales se convierten en la opci\u00f3n preferida para construir puentes en \u00e1reas con actividad s\u00edsmica.<\/p>\n\n\n\n

ALLPLAN<\/a> es un proveedor global de software de dise\u00f1o BIM para el sector AEC. Fieles a su lema \u00abDesign to build\u00bb, cubren todo el proceso: desde el concepto inicial hasta el dise\u00f1o detallado final para la obra y la prefabricaci\u00f3n. ALLPLAN ofrece una prueba gratuita de 30 d\u00edas de su soluci\u00f3n de software para el dise\u00f1o de puentes. La soluci\u00f3n de software BIM Allplan Bridge garantiza que el dise\u00f1o y la construcci\u00f3n de puentes se realice de forma m\u00e1s efectiva.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Conceptos te\u00f3ricos sobre las aleaciones con memoria de forma<\/h2>\n\n\n\n

Existe una tesis muy interesante sobre estos materiales llamada \u00abAleaciones con memoria de forma, propiedades mec\u00e1nicas y micreoestructura. Desarrollo de sistemas de amortiguamiento basados en el efectos superel\u00e1stico<\/em>\u00bb de Hugo Soul, del a\u00f1o 2011. Este trabajo est\u00e1 centrado en la caracterizaci\u00f3n de las propiedades de disipaci\u00f3n de energ\u00eda asociadas al efecto superel\u00e1stico presente en las llamadas Aleaciones con Memoria de Forma (AMF). En particular, el enfoque est\u00e1 puesto en las aleaciones de NiTi, que son las que han logrado mayor relevancia comercial hasta el presente [Patoor 2006; Iadicola 2008]. <\/p>\n\n\n\n

Las AMF presentan un comportamiento complejo en el espacio tensi\u00f3n \u2013 deformaci\u00f3n \u2013 temperatura (\u03c3-\u03b5-T) que suele ser simplificado a trav\u00e9s de la descripci\u00f3n de ciertas trayectorias particulares. Entre estos casos particulares de singular importancia se pueden mencionar el Efecto Memoria de Forma Simple, del cual deriva la denominaci\u00f3n que reciben estos materiales, el Efecto Doble Memoria de Forma, el Efecto Superel\u00e1stico, el Efecto Doble Memoria Asistido por Tensiones Aplicadas, las trayectorias de Recuperaci\u00f3n Limitada, etc. [Duerig 1990]. <\/p>\n\n\n\n

Se han representado y descrito resumidamente en el espacio \u03c3\u2212\u03b5-T de la Figura 1.1 los Efectos de Memoria de Forma Simple y Doble, y el Efecto Superel\u00e1stico o Pseudoel\u00e1stico que, como se mencion\u00f3 anteriormente, constituye el caso de inter\u00e9s en el estudio llevado a cabo en esta tesis doctoral.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Si bien los puentes est\u00e1n dise\u00f1ados para deformarse, e incluso, sufrir da\u00f1os significativos en casos de desastres naturales, investigadores estadounidenses han estado estudiando formas de realizar dise\u00f1os de puentes m\u00e1s resistentes con materiales alternativos. Cuando un puente se somete a movimientos s\u00edsmicos, la energ\u00eda se disipa al permitir la formaci\u00f3n de r\u00f3tulas pl\u00e1sticas dentro del… Leer m\u00e1s »Materiales innovadores: dise\u00f1o de puentes con aleaciones y hormig\u00f3n<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":4036,"featured_media":71482,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","jetpack_post_was_ever_published":false,"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":"","jetpack_publicize_message":"","jetpack_publicize_feature_enabled":true,"jetpack_social_post_already_shared":true,"jetpack_social_options":{"image_generator_settings":{"template":"highway","default_image_id":0,"font":"","enabled":false},"version":2}},"categories":[546,22,568,63,80,541],"tags":[],"class_list":["post-71481","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-aleacion","category-armadura","category-estructura-metalica","category-estructuras","category-hormigon","category-sistema-constructivo"],"yoast_head":"\nMateriales innovadores: dise\u00f1o de puentes con aleaciones y hormig\u00f3n - Teor\u00eda de construcci\u00f3n<\/title>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/teoriadeconstruccion.net\/blog\/materiales-innovadores-diseno-de-puentes-con-aleaciones-y-hormigon\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"es_ES\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Materiales innovadores: dise\u00f1o de puentes con aleaciones y hormig\u00f3n - Teor\u00eda de construcci\u00f3n\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Si bien los puentes est\u00e1n dise\u00f1ados para deformarse, e incluso, sufrir da\u00f1os significativos en casos de desastres naturales, investigadores estadounidenses han estado estudiando formas de realizar dise\u00f1os de puentes m\u00e1s resistentes con materiales alternativos. 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