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El mes pasado se aplicó una innovadora técnica de impresión en 3D a un puente occidental de Massachusetts en una demostración de prueba de concepto de su primer tipo que podría reducir el costo de reparación de la infraestructura crítica y las interrupciones al tráfico que pasa.
La reparación de pruebas, dirigida por la Universidad de Massachusetts Amherst en colaboración con investigadores del Departamento de Ingeniería Mecánica del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), se realizó en Great Barrington, Massachusetts en el Puente Rojo, anteriormente conocido como el “Puente Brown” y construido en 1949.
“Ahora que hemos completado esta reparación de prueba de concepto, vemos un camino claro hacia una solución que es mucho más rápida, menos costosa, más fácil y menos invasiva”, dijo Simos Gerasimidis, profesor asociado de ingeniería civil y ambiental en la Universidad de Massachusetts Amherst, y uno de los investigadores principales sobre el proyecto.
“Hasta donde sabemos, esta es la primera. Por supuesto, hay algunas I + D que deben desarrollarse, pero este es un gran hito para eso”, agregó.
Otros colaboradores en el proyecto incluyen el Departamento de Transporte de Massachusetts (MassDOT), la Tecnología de Massachusetts Collaborative (Masstech), el Departamento de Transporte de los Estados Unidos y la Administración Federal de Carreteras.
“Cada vez que conduces, te subes o sobre un puente corroído”, dijo Gerasimidis. “Están en todas partes. Es imposible de evitar, y su condición a menudo muestra un deterioro significativo. Sabemos los números”.
En los Estados Unidos, el 49% de los puentes de la nación solo están en condición “justa” y el 6.8% están calificados como “pobres”, según la boleta de calificaciones de 2025 para la infraestructura de Estados Unidos. El costo proyectado para restaurarlos supera los $ 191 mil millones. Aproximadamente el 9% de los 5.295 puentes de Massachusetts son estructuralmente deficientes y requieren reparación, una necesidad de que los fondos disponibles con los bufetes disponibles.
El antiguo “Puente Brown”, que cruza el río Housatonic en la intersección de las rutas estatales 7, 41 y 23, sirvió como sitio de demostración para nuevas tecnologías destinadas a abordar la crisis más amplia.
La técnica de pulverización en frío de la fabricación aditiva (a menudo llamada impresión 3D) implica rociar partículas de polvo de metal de alta velocidad para cubrir secciones de la viga. Los aerosoles repetidos crean múltiples capas, restaurando el grosor y otras propiedades estructurales al área tratada.
Este método ha demostrado ser una solución efectiva para otras estructuras grandes como submarinos, aviones y barcos, pero esta es la primera vez que se aplica a un puente. Los puentes presentan desafíos únicos debido a su tamaño y porque la impresora 3D debe ser llevada al sitio.
Una de las mayores ventajas de la técnica es que se pueden hacer reparaciones con una interrupción mínima al tráfico. “Cada vez que hace reparaciones en un puente, debe bloquear el tráfico, debe realizar controles de tráfico para cantidades de tiempo sustanciales”, explicó Gerasimidis. “Esto nos permitirá (aplicar la técnica) en este puente real mientras los automóviles van (a través)”.
Parte de este trabajo ha sido desarrollar métodos de escaneo LiDAR 3D para reemplazar las evaluaciones visuales subjetivas que requieren mucho tiempo. Esto permite a los investigadores identificar con precisión la corrosión, desarrollar un plan de reparación digital y depositar el material solo cuando sea necesario.
“Al combinar escaneo con una deposición material precisa, podemos ser muy atacados y decir: ‘Vamos a imprimir aquí y aquí y aquí y vamos a dar a este puente otros 10 años de vida”, lo cual es enorme “, explica.
Gerasimidis y su equipo han estado estudiando el deterioro del puente y trabajando con Massachusetts y otros puntos estatales durante aproximadamente una década. “Conocemos este problema bastante bien”, dice.
“Hemos visto miles de informes de inspección, hemos ido a los puentes. Hemos probado muchas vigas en nuestro laboratorio, por lo que sabemos cómo se comportan estas cosas y exactamente dónde necesitamos reparar”.
El Puente Rojo está programado para la demolición en unos años. Después de eso, el equipo de UMass llevará las vigas rociadas de regreso a su laboratorio y las probará, midiendo cómo exitosamente el polvo de acero depositado se adhirió a la estructura en el campo en comparación con un entorno de laboratorio controlado, si se corroe más después de que se roció y determina sus propiedades de resistencia mecánica.
Más información: se pueden encontrar informes de investigación sobre este esfuerzo aquí.
Proporcionado por la Universidad de Massachusetts Amherst
Cita: ¿Puede la impresión 3D ayudar a reparar los envejecimiento de los puentes de la nación? (2025, 12 de junio) Recuperado el 12 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06-3d-nation-inging-ridges.html
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