El 23 de mayo de 2013, aproximadamente a las 19:00 horas (hora del Pacífico) , se derrumbó un tramo del puente que lleva la Interestatal 5 sobre el río Skagit en el estado de Washington (Estados Unidos) . Tres personas en dos vehículos diferentes cayeron al río y fueron rescatadas en bote, sin sufrir heridas graves. Se determinó que la causa de la falla catastrófica fue una carga de gran tamaño que golpeó varias de las vigas de soporte superiores del puente, lo que provocó un colapso inmediato del tramo más al norte. [2]
El puente de celosía transversal se construyó en 1955 y conecta las ciudades de Mount Vernon y Burlington , en el condado de Skagit , y constituye un vínculo vital entre Vancouver, Columbia Británica y Seattle . Consta de cuatro tramos consecutivos que son estructuralmente independientes. Solo el tramo más al norte se derrumbó en el río; el tramo adyacente también sufrió daños por el impacto del mismo vehículo, pero no lo suficientemente graves como para provocar un derrumbe. Se sabe que la estructura de soporte superior fue golpeada por un camión en octubre de 2012.
Poco antes del accidente, el puente había sido evaluado como seguro. Aunque no presentaba deficiencias estructurales, se lo consideró "funcionalmente obsoleto", lo que significa que no cumplía con los estándares de diseño actuales. El diseño del puente era " crítico en caso de fractura ", lo que significa que no tenía elementos estructurales redundantes para proteger su integridad estructural en caso de falla de uno de los elementos de soporte del puente.
Un mes después del derrumbe, se levantaron dos puentes temporales que se colocaron sobre las columnas de soporte del tramo dañado mientras se construía el puente permanente. En septiembre de 2013, se instalaron los puentes permanentes y comenzaron los trabajos para evitar fallas similares en los tres tramos restantes.
El puente lleva una sección de la Interestatal 5 (I-5) sobre el río Skagit entre Mount Vernon y Burlington , en el estado de Washington , a unas 60 millas (97 km) al norte de Seattle. La I-5 es la carretera principal entre las áreas metropolitanas de Seattle y Vancouver, Columbia Británica . Antes del colapso, aproximadamente 71.000 vehículos cruzaban el puente todos los días. [3]
El puente se construyó en 1955, como parte de las mejoras del gobierno estatal al corredor de la Ruta 99 de EE. UU. y un año antes de que se iniciara el Sistema de Autopistas Interestatales . El puente lleva cuatro carriles de tráfico, dos carriles en cada dirección separados por una barrera mediana. Las partes sobre el río son cuatro tramos consecutivos, cada uno de 160 pies (49 m) de largo. Los tramos están construidos con vigas de acero trianguladas, utilizando un diseño de celosía pasante donde la calzada pasa en un túnel abierto entre las cerchas izquierda y derecha y entre la celosía inferior y superior. La calzada tiene un espacio libre vertical relativamente limitado para vehículos altos debido a los miembros de la celosía superior. Los tramos contiguos comparten cimientos de pilares y parecen ser un puente continuo, pero los cuatro tramos son en realidad independientes.
El puente había sido evaluado recientemente como seguro y en buenas condiciones a pesar de tener 58 años de antigüedad; no estaba catalogado como estructuralmente deficiente . El puente fue clasificado como funcionalmente obsoleto , en este caso porque el puente no cumple con los estándares de diseño actuales para anchos de carril y espacio libre vertical en puentes de carreteras nuevos. [1] [4] El puente no era candidato para ninguna mejora o reemplazo significativo y estaba bien mantenido.
Este puente de acero con armaduras transversales tenía un diseño "crítico a la fractura " con vigas y juntas de soporte de carga no redundantes que eran esenciales para que toda la estructura se mantuviera intacta. Una falla inicial (quizás por agrietamiento) de una sola parte esencial a veces puede sobrecargar otras partes y hacer que fallen, lo que rápidamente desencadena una reacción en cadena de aún más fallas y hace que todo el tramo del puente se derrumbe. En 2007, el puente I-35W sobre el río Mississippi en Minneapolis se derrumbó repentinamente debido al agrietamiento lento de una sola placa de refuerzo de tamaño insuficiente y sobrecargada . En el acero, estas fracturas iniciales comienzan siendo pequeñas y tardan años en crecer lo suficiente como para volverse peligrosas. Después del incidente de Minneapolis, estos desastres relacionados con el envejecimiento en puentes críticos a la fractura ahora se evitan al encontrar y reparar las grietas en una inspección exhaustiva obligatoria cada dos años. Dieciocho mil puentes en los Estados Unidos están etiquetados como críticos a la fractura (por su diseño) y requieren inspecciones de grietas. [5] El puente del río Skagit había sido inspeccionado por última vez en busca de grietas en agosto y noviembre de 2012 y solo fueron necesarios trabajos menores. [6]
Además de la fractura, algunos puentes con partes críticas no redundantes también pueden fallar repentinamente por pandeo de los elementos de compresión (lo opuesto al agrietamiento de los elementos de tracción). En los puentes de celosía, las partes críticas de compresión son las vigas del cordón superior que corren horizontalmente a lo largo de la parte superior del puente, paralelas a los bordes de la carretera. Soportan la mayor parte del peso del puente y del tráfico. Los cordones normalmente se mantienen alineados y se mantienen en su lugar mediante postes verticales, diagonales y puntales de balanceo laterales. Los cordones superiores se doblarán rápidamente si sus juntas se desalinean de alguna manera. El daño por pandeo es acumulativo, pero ocurre principalmente por daños por colisión o sobretensiones en lugar de por el paso del tiempo y la corrosión. [7]
El espacio libre vertical para los vehículos está limitado por los portales y los puntales estabilizadores laterales. Estos son relativamente bajos en los puentes más antiguos. En los puentes del estado de Washington, los puntales estabilizadores suelen estar curvados hacia abajo en los extremos exteriores, con menos espacio libre por encima de los carriles exteriores y los arcenes exteriores. Las cargas altas deben utilizar los carriles interiores para obtener el máximo espacio libre. Estos puentes son vulnerables a los impactos de vehículos de gran altura, y tales impactos eran comunes. Hubo un impacto conocido en este puente que ocurrió el 22 de octubre de 2012, y los investigadores encontraron evidencia de varios otros impactos en años anteriores. [8] Los informes de inspección de puentes que datan de 1979 con frecuencia señalan daños causados por vehículos de gran altura, y un informe de inspección de fines de 2012 señaló un corte de tres pulgadas en el acero. [9]
Según Charles Roeder, profesor de ingeniería civil en la Universidad de Washington en Seattle, los puentes de celosía eran un diseño común en los años 50 (hay 10.200 puentes de celosía en los EE. UU.), pero "si se quita parte de la estructura superior, se prepara el puente para una falla de estabilidad". [10] Antes de las computadoras, los ingenieros de puentes analizaban las fuerzas de celosía con una regla de cálculo , y cada cálculo requería mucho tiempo. Aunque el método de elementos finitos y la teoría de diseño plástico , ambos capaces de analizar estructuras redundantes, se habían formulado recientemente y se habían utilizado ocasionalmente, requerían significativamente más cálculos que los métodos de cálculo simples para estructuras estáticamente determinadas , lo que impedía el uso de miembros estructurales redundantes. En ese momento se estaba diseñando una gran cantidad de puentes y no había suficientes ingenieros de diseño disponibles para diseñar muchos puentes como estructuras indeterminadas . [11]
En la actualidad, en la mayoría de los puentes nuevos de tramos de tamaño moderado se evitan los diseños de cerchas pasantes y otros diseños críticos en caso de fractura. El uso de tres o más vigas o cerchas principales paralelas permite que la estructura sobreviva a una falla de un solo componente.
El colapso fue causado por un camión semirremolque que se dirigía hacia el sur desde Canadá que transportaba una carga de gran tamaño a Vancouver, Washington , dañando directamente los puntales estabilizadores e indirectamente, las cuerdas de compresión en el marco de acero superior ( cerchas ) en el tramo más al norte del puente. [12] A pesar de que se contrató un automóvil piloto para garantizar que la carga pudiera pasar de manera segura, la conductora piloto estaba chateando por su teléfono celular [13] y nunca le comunicó por radio al conductor del camión que habría un problema para cruzar el puente Skagit, ni para advertirle al camionero que usara el espacio libre más alto del carril interior. [14] [15] El espacio libre vertical desde la calzada hasta la viga arqueada superior en el carril exterior era de 14 pies y 7 pulgadas (4,45 m), y se esperaba que todos los camiones con cargas de gran tamaño viajaran en el carril interior donde el espacio libre era de alrededor de 17 pies (5,2 m) (parte del problema de diseño " crítico para la fractura " rectificado después del incidente). El camión de gran tamaño entró en el puente por el carril exterior, mientras que un segundo camión semirremolque y un BMW lo pasaban por el carril interior. [16] El camión de gran tamaño había recibido un permiso estatal de gran tamaño para una carga ancha y alta, para una altura de 15 pies 9 pulgadas (4,80 m), y después del colapso, una "esquina superior abollada y un raspón a lo largo del lado superior [eran] visibles en la carcasa del equipo de 'carga de gran tamaño' que se transportaba en el camión". [17] La Junta Nacional de Seguridad del Transporte (NTSB) midió la altura del camión, después del choque, en 15 pies 11 pulgadas (4,85 m). [18]
El camión de gran tamaño terminó de cruzar el puente mientras que el primer tramo se derrumbó inmediatamente detrás de él. Tanto el conductor de la carga de gran tamaño como el vehículo piloto permanecieron en el lugar y cooperaron con los investigadores. [19]
No hubo víctimas mortales, pero tres personas fueron trasladadas a hospitales locales [20] tras ser rescatadas de sus vehículos caídos. Los vehículos permanecieron en la plataforma inundada del puente después de que este cayera al río. [21] [22]
El camionero, empleado por Mullen Trucking, transportaba una carga de gran tamaño que contenía una carcasa para equipo de perforación. [23] El vicepresidente de la compañía, Ed Sherbinski, dijo que se habían emitido permisos del estado de Washington que incluían la autorización para todos los cruces de puentes en la ruta. [23] El camión había sido conducido sobre el puente por un vehículo de escolta piloto . [24] [25] Un portavoz del Departamento de Transporte del Estado de Washington dijo que no hay señales de advertencia que conduzcan al puente con respecto a su altura libre. [26] En Washington, solo los cruces de menos de 14 pies (4,3 m) (el límite de altura legal normal) deben tener publicaciones anticipadas de restricciones de altura. [27]
El camión de gran tamaño también dañó un puntal estabilizador del segundo tramo, pero no lo suficiente como para provocar un derrumbe. Posteriormente, se reparó ese tramo. [ cita requerida ]
La Patrulla Estatal de Washington y la Junta Nacional de Seguridad del Transporte investigaron el accidente. El informe de la NTSB atribuye la colisión al hecho de que el camión de carga alta se encontraba en el carril equivocado (el carril exterior del puente) y a que el camión que lo pasaba lo aplastó aún más hacia el arcén. Atribuye el colapso del puente a que la colisión arrancó múltiples tirantes de balanceo, lo que desestabilizó los elementos críticos de soporte de carga (cuerda superior). [18]
Dos de las tres víctimas del derrumbe presentaron una demanda contra Mullen Trucking, el conductor del camión, el conductor del vehículo piloto y la empresa del vehículo piloto. Según la demanda, la negligencia de las empresas de camiones y de vehículos piloto provocó el derrumbe del puente. A pesar de los problemas relacionados con el hecho de que el Departamento de Transporte del Estado de Washington (WashDOT) no haya marcado el puente del río Skagit en su lista de peligros de altura para los camioneros que planifican rutas para cargas de gran tamaño, [9] WashDOT no fue nombrado en la demanda ya que las víctimas y su abogado no querían involucrar el dinero de los contribuyentes. [28]
El gobernador Jay Inslee declaró un " estado de emergencia " económico para tres condados circundantes ( Skagit County , Snohomish County y Whatcom County ) para hacer frente a las interrupciones del tráfico y la economía local. [29] El tráfico en la I-5 fue desviado alrededor de la escena del colapso en el puente adyacente de Riverside Drive río arriba, lo que causó congestión de tráfico en el área. [30] Otros desvíos incluyeron la Ruta Estatal 536 a través del centro de Mount Vernon y vía Fir Island . [31]
El tramo colapsado fue reemplazado temporalmente por un par de puentes de dos carriles fabricados por ACROW, que se colocaron sobre los pilares del puente existente. Entró en servicio el 19 de junio. [32] Las inspecciones del tramo temporal realizadas a fines de julio de 2013 revelaron que parte de una junta en "L" que mantiene el asfalto en su lugar entre el puente temporal y la calzada permanente se había desprendido. [ cita requerida ] El carril derecho del puente estuvo cerrado durante aproximadamente dos horas mientras los equipos soldaban la junta en su lugar y esparcían asfalto nuevo. [ cita requerida ]
Se adjudicó un contrato de 6,87 millones de dólares al contratista Max J. Kuney Construction de Spokane para diseñar y construir un tramo de reemplazo permanente. [33] Se construyó junto al tramo temporal sin interrumpir el tráfico y se instaló en su lugar durante un cierre nocturno el 14 y 15 de septiembre de 2013. [34]
Poco después, se realizaron cambios en los tres tramos restantes para elevar la altura máxima permitida del puente, lo que incluyó la sustitución de los tirantes curvos superiores por unos rectos. Esta modernización proporciona un espacio libre vertical total de 18 pies (5,49 m) en los cuatro carriles de tráfico, lo que permite que los vehículos con exceso de altura circulen por los carriles exteriores. La obra se completó a mediados de noviembre de 2013. [35] [36]
El derrumbe planteó interrogantes sobre la forma en que WashDOT regula los vehículos de gran tamaño. WashDOT deja en manos de los conductores la determinación de una ruta segura para llegar a su destino, a diferencia de muchos otros estados donde las rutas se asignan. Sin embargo, si bien WashDOT proporciona a estos conductores una lista de peligros en el estado, no incluyó el puente del río Skagit como peligro, a pesar de que los tirantes de amortiguación superiores del carril exterior estaban 2 pies y 5 pulgadas (0,74 m) más bajos que el carril interior. Los legisladores estatales comenzaron inmediatamente a explorar cambios en las leyes de vehículos de gran tamaño del estado. [9]
El puente construido para reemplazar al puente colapsado ha sido bautizado como Puente Conmemorativo del Soldado Sean M. O'Connell Jr. [37] El policía estatal Sean O'Connell murió mientras dirigía el tráfico a través del desvío cuando su motocicleta chocó contra un camión. [38] Poco después del accidente, tres legisladores estatales propusieron un proyecto de ley que cambiaría el nombre del puente reparado en su honor; [39] este cambio fue aprobado por la Comisión de Transporte del Estado de Washington . [40]
Antes del colapso del puente, la Sección de Seattle de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles (ASCE) publicó el Informe de 2013 sobre la infraestructura del estado de Washington. Los puentes del estado recibieron una calificación de "C−" (una puntuación media entre los estados). Había 400 puentes estructuralmente deficientes en Washington. El 36 por ciento de todos los puentes tienen más de 50 años. Los puentes más antiguos fueron diseñados para una vida útil esperada de solo 50 años; mantenerlos seguros es cada vez más difícil y costoso. [41] El grupo de defensa Transportation for America informa que el 5,1% de los puentes de Washington son estructuralmente deficientes, lo que lo sitúa en el sexto puesto del país. [42]
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