Resumen
Recientemente, el monitoreo de la salud de cada estructura e infraestructura en diferentes periodos de su vida, incluyendo construcción, reparación y mantenimiento hasta el fin de su vida útil para prevenir colapsos repentinos antes del fin de vida calculado, los cuales causan pérdidas económicas y humanas significativas, es esencial para todas las personas que las utilizan.
Por otro lado, todas estas actividades de construcción, reparación y mantenimiento pueden dañar el medio ambiente y la sociedad. Por lo tanto, el uso de técnicas modernas para la detección de daños que consideren la evaluación del ciclo de vida sostenible y los costos totales de mantenimiento para realizar reparaciones a tiempo es valioso.
El concepto de sostenibilidad ha evolucionado desde que la Comisión Brundtland lo definió por primera vez en 1987. Desde entonces, las comunidades científicas han desarrollado principios, métodos y criterios de diseño sostenible. Sin embargo, muchos de estos enfoques carecen de viabilidad a largo plazo. Las Naciones Unidas han establecido los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) para 2030.
En este contexto, es fundamental establecer una estrategia de ciclo de vida sostenible para las estructuras de hormigón, minimizando costos y reduciendo los impactos ambientales y sociales a lo largo de toda la vida útil, desde la construcción hasta las etapas de fin de vida. Los avances en tecnología informática y sensores sofisticados han hecho posible utilizar métodos de prueba no destructiva (NDT) para monitorear y mantener de manera efectiva estructuras críticas, como puentes, reduciendo el riesgo de pérdidas financieras y humanas. Esta tesis explora la aplicación de diversas técnicas no destructivas para identificar daños estructurales y evalúa sus implicaciones para la sostenibilidad.
En este sentido, se investigó el rendimiento de métodos no destructivos como la Función de Respuesta en Frecuencia (FRF) y la Densidad Espectral de Potencia (PSD) para detectar la presencia y ausencia de daños, así como la localización de los mismos. Se evaluó la capacidad de la PSD para predecir diferentes tipos de daños en una estructura, como un puente de hormigón costero en entornos agresivos expuestos a daños y corrosión por iones de cloruro. Luego, se analizó el rendimiento del uso de este método de predicción de daños en la evaluación del ciclo de vida sostenible y los impactos ambientales y sociales, así como los aspectos económicos y de costos del uso de estos métodos en diferentes etapas durante la vida útil de un puente de hormigón tipo cajón en Arosa, en el noroeste de España.
En conclusión, esta tesis demuestra que la integración del método PSD para el mantenimiento preventivo en el diseño del ciclo de vida de puentes de hormigón mejora significativamente el rendimiento de sostenibilidad. Los hallazgos muestran que el método PSD detecta, localiza y predice de manera efectiva los daños, lo que permite una mejor gestión a largo plazo de los puentes de hormigón costeros propensos a la corrosión. El análisis integral, que incluye la evaluación del ciclo de vida y la toma de decisiones multicriterio, confirma que el uso del método PSD reduce el impacto ambiental, minimiza costos y mejora la sostenibilidad general de la infraestructura del puente, ofreciendo un marco sólido adaptable a varios tipos de infraestructura para alcanzar objetivos de sostenibilidad más amplios.
Palabras clave
Sustainability; Non-destructive damage identification technique; life cycle assessment (LCA); environmental impacts assessment; concrete coastal bridge; corrosion; power spectral densitymethod (PSD); Multi-criteria decision-making; Topsis; maintenance and repair techniques; Structural Health Monitoring; Frequency Response Function (FRF)
