El futuro de los puentes
¿Serán los próximos cinco años una época dorada para la ingeniería de puentes, o la inflación y la escasez de habilidades socavarán la enorme cartera de trabajo y el progreso hacia el cero neto?
Para 2027, tendremos que hacer las cosas de manera muy diferente. Ese es el mensaje central de los ingenieros de puentes mientras consideran cómo navegar la próxima serie de desafíos técnicos, de productividad y descarbonización.
No solo estaremos cinco años más adelante en el camino para alcanzar los objetivos netos cero, sino que la introducción en 2027 de la segunda generación de Eurocódigos promete cambiar el panorama para el diseño de puentes.
"En muchos sentidos, el sentido de urgencia es muy emocionante, ya que nos brinda la oportunidad de demostrar lo que podemos hacer", dice el director ejecutivo de WSP y jefe de ingeniería civil y de puentes, Steve Denton.
En Hertfordshire esperamos una caída del 15% en nuestra capacidad para construir cosas.
“Siempre hemos hablado de la necesidad de cambiar y de las oportunidades de cambio; lo que veo ahora son algunos imperativos reales. Podría ser una época dorada para la ingeniería”.
El panorama económico más amplio es uno de esos factores. Denton continúa: “Hemos pasado por varias crisis en términos del mercado. Pero siempre han sido desafíos del lado de la demanda, ahora son del lado de la oferta. Actualmente hay una gran demanda de ingenieros de puentes cualificados y no veo que esa tendencia vaya a disminuir. Así que realmente necesitamos adoptar los cambios de los que hemos estado hablando durante años y que se relacionan con la productividad”.
Él cree que los avances incrementales son la mejor manera de lograr el progreso. "No es glamoroso, pero ahí es donde veremos los mayores beneficios: en la atención al detalle, la voluntad de mejorar y desafiarnos a nosotros mismos, siempre cuestionando el 'valor agregado' en lo que hacemos y descubriendo el despilfarro".
Denton destaca el hecho de que a medio plazo (para 2027) la segunda generación de eurocódigos ayudará a los ingenieros a trabajar de forma más eficiente. La facilidad de uso es uno de los requisitos clave para los nuevos códigos y dice que las mejoras en la claridad reducirán la cantidad de errores y tendrán un impacto beneficioso en la calidad del diseño y la productividad.
“Se espera que la ratificación de los borradores del Eurocódigo de segunda generación esté completa para fines de 2025 y las nuevas normas del Eurocódigo estarán en manos de los organismos nacionales de normalización para 2026”, dice.
HS2 construirá más de 500 estructuras de puentes, incluidos más de 50 viaductos importantes
"Para 2027, debemos tener preparados los nuevos anexos nacionales y estar profundamente inmersos en el proceso de educar a los diseñadores sobre los cambios y las oportunidades que brindan".
Pero si los nuevos eurocódigos pueden hacer que el diseño de puentes sea más eficiente, sacar los proyectos de la mesa de dibujo podría volverse más problemático a medida que la inflación se afiance.
La cartera de obras de puentes es considerable, y los próximos planes quinquenales de entrega de Network Rail y National Highways comenzarán en 2025 y 2026, respectivamente. También hay proyectos importantes que incluyen High Speed 2, la ruta A66 Transpennine y la carretera de enlace M54/M6.
Las autoridades locales también tienen una enorme cartera de proyectos, aunque la inflación está creando incertidumbre, advierte el presidente del Grupo Nacional de Puentes de la Asociación de Directores de Medio Ambiente, Economía, Planificación y Transporte (Adept), Keith Harwood. También es jefe de puentes en el consejo del condado de Hertfordshire.
La incertidumbre no es sólo si la tasa de inflación seguirá aumentando, sino también si las autoridades locales recibirán más dinero para cubrir los costos adicionales.
“El gobierno ha dicho que está comprometido a invertir en infraestructura, pero me preocupa que eso signifique simplemente no cancelar proyectos que ya están planeados [en lugar de inversiones adicionales para nuevos proyectos], lo que no ayudará a las autoridades locales, no Ayudan al carbono y no ayudan al mantenimiento”, afirma.
"Cada autoridad será diferente, pero en Hertfordshire esperamos una caída de aproximadamente el 15% en nuestra capacidad para construir cosas", explica Harwood. "Aproximadamente la mitad de eso se debe a que tenemos que ahorrar dinero para otras cosas, incluidos los intereses de los préstamos, y también a tener que cubrir nuestros propios costos de inflación".
Pero si bien la inflación está causando algunos problemas, los ingenieros están entusiasmados con el desafío de reducir la huella de carbono de los proyectos de puentes.
El Net Zero Bridges Group se creó en 2021 para comprobar las directrices y los consejos de descarbonización existentes para determinar su relevancia para los profesionales de los puentes. También apunta a acelerar el progreso hacia cero emisiones netas en el sector y compartir conocimientos y datos más ampliamente.
Las directrices existentes están dirigidas en gran medida al sector de la construcción, donde el rendimiento operativo es un factor importante. El carbono incorporado tiene mayor relevancia para los puentes, pero las oportunidades para reducirlo también están más limitadas. La diferencia en la vida útil del diseño es considerable: hasta 120 años para los puentes frente a 30 para los edificios.
Los clientes deben estar preparados para recompensar la innovación asignando mayores proporciones de su presupuesto a tecnologías bajas en carbono.
Hay materiales con bajas emisiones de carbono disponibles, pero su suministro es limitado. Algunos, como el sustituto del cemento, la escoria granulada molida de alto horno (GGBS), un subproducto de la fabricación de hierro y acero, nunca podrán satisfacer la demanda.
El presidente de Net Zero Bridges Group, Brian Duguid, dice que los ingenieros tienen la responsabilidad de usar menos. “Eso podría significar construir menos puentes, trabajar más duro para retener y conservar los existentes, o podría significar desafiar el tramo: ¿necesitamos un puente o podríamos usar una alcantarilla o un terraplén en su lugar?
“Entonces el objetivo es reducir el material utilizando diferentes formas o mejores análisis, o desafiando el encargo o las especificaciones del cliente. También tenemos que trabajar más duro para reutilizar nuestros activos existentes”, añade.
Si bien las reducciones del carbono incorporado en la etapa de diseño pueden ser significativas, los beneficios de mantener los puentes en servicio durante más tiempo son obvios.
“Gestionar y mantener bien nuestra infraestructura existente es una de las mayores contribuciones a la reducción de carbono que pueden hacer los ingenieros de puentes”, afirma Denton.
Pero Harwood dice que defender la reducción del carbono no es sencillo: “La principal preocupación de las autoridades locales en este momento es el costo, pero el hecho de que no comprendamos completamente la relación entre el costo y el carbono hace que sea difícil tomar una decisión informada. .”
Una mejor comprensión de la condición de un puente y el ritmo al que cambia es crucial para los ingenieros que buscan hacer que el mantenimiento de puentes sea más eficiente.
"Hay áreas interesantes en las que tenemos pruebas de concepto en torno a la inteligencia artificial y las imágenes digitales que realmente pueden ayudarnos a obtener una visión mucho mejor de cómo cambian las estructuras con el tiempo", afirma Denton.
"Esta área está lista para la disrupción y me sentiré decepcionado si no hemos dado algunos pasos significativos para 2027".
Harwood está de acuerdo: “Hay trabajo por hacer en técnicas digitales de monitoreo, para que podamos tomar decisiones más informadas sobre si realizar una renovación completa o simplemente hacer reparaciones de emergencia y regresar dentro de cinco años. Tengo la esperanza de que la tecnología de monitoreo sea mucho más barata y esté más disponible en los próximos cinco años, y que los sensores formen parte del conjunto de herramientas de un inspector de puentes, en lugar de un servicio especializado”.
Cuando los proyectos llegan a la etapa de construcción, la medida en que los contratistas pueden influir en las emisiones de carbono tiende a limitarse a la eficiencia operativa. El director comercial de FCC Construcción Reino Unido, Mian Langellier, afirma que la eficiencia de la construcción no lo es todo.
"Los clientes deben estar preparados para recompensar la innovación asignando mayores proporciones de su presupuesto a tecnologías bajas en carbono, incluidas aquellas para reducir el carbono incorporado en las estructuras, así como aquellas para reducir la huella de carbono general de la construcción".
La secretaria de puentes y directora ejecutiva del organismo de mantenimiento de puentes patrimoniales Rochester Bridge Trust (RBT), Sue Threader, insta a los propietarios de puentes que dudan sobre la descarbonización a "simplemente hacerlo".
El RBT es responsable de tres puentes históricos que cruzan Medway en Kent. Rutinariamente escucha a otros propietarios de puentes poner excusas por no medir la huella de carbono de lo que hacen, o insistir en que sus proveedores y contratistas hagan lo mismo. Algunos afirman que sus procedimientos de contratación lo impiden. Otros que aún no existen las herramientas o no encuentran los factores de carbono que necesitan. Pero Threader insiste en que estas no son razones válidas para no empezar a reducir las emisiones de carbono.
Tiene todo el derecho a insistir, ya que ha llevado a RBT a través de su propio camino hacia cero emisiones netas desde cero en sólo dos años. La comprensión de que esto era algo que debería estar haciendo sólo se produjo cuando el importante contrato de renovación de puentes del fideicomiso, que implicaba la restauración de tres puentes, ya estaba en vigor. El proyecto se completó en 2020.
RBT se comprometió a calcular la huella de carbono de todo el proyecto y plantar árboles para compensarla. Esto requirió una curva de aprendizaje pronunciada, pero al consultar la orientación disponible y los desafiantes proveedores de materiales, el fideicomiso pudo identificar el impacto que podrían haber tenido diferentes decisiones en las primeras etapas.
Relacionar cada factor con la cantidad de árboles que se necesitarían para compensarlo fue una forma enormemente efectiva de comunicar el impacto, tanto a los ingenieros como al público, dice Threader.
La elección de los materiales fue uno de esos factores: siendo el aluminio uno de los mayores contribuyentes a la huella de carbono, optar por material reciclado en lugar de virgen habría reducido el costo del carbono, al igual que el uso de piedra de las propias tiendas del fideicomiso, incluso si no fuera la mejor. coincidencia de colores.
El costo del carbono de los viajes de la fuerza laboral fue otra revelación que Threader está decidido a abordar en contratos futuros.
Se plantó un “futuro bosque antiguo” de 8.000 árboles en tierras locales propiedad del fideicomiso – 500 más que la compensación estimada, para proporcionar un excedente para futuras compensaciones.
Desde entonces, el fideicomiso ha logrado cero emisiones netas en su trabajo rutinario de mantenimiento de puentes y la base de 116 árboles por año para compensar sus operaciones se ha reducido a solo 11. Muchos de los cambios son simples, revela Threader. El barrido de puentes tuvo el mayor costo de carbono, por lo que su frecuencia se redujo gradualmente mientras se observaba el impacto, para encontrar el punto óptimo. Ahora se hace tres días a la semana en lugar de siete. Se redujo el tiempo y la intensidad de la iluminación del puente; los equipos eléctricos sustituyeron al diésel (incluido el barco de seguridad) y el personal local se desplaza en bicicletas eléctricas que cargan utilizando el suministro de energía renovable del fideicomiso.
"Si se aumenta a nivel nacional el número de árboles que tuvimos que plantar en un único contrato de renovación para compensar nuestro impacto, se da una idea de la magnitud del problema", dice Threader. "El proceso no es complicado, es simplemente una hoja de cálculo gigante, pero no podemos darnos el lujo de no hacerlo, no podemos darnos el lujo de esperar a que alguien publique un manual o nos indique cómo seguir adelante".
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Helena Russell.