La vida de servicio de una estructura de concreto se define como el período durante el cual cumple su función principal sin requerir intervenciones mayores, como reparaciones extensas o reemplazos. En el contexto de puentes, donde la durabilidad es crítica debido a las cargas dinámicas y los ambientes agresivos, el concreto de ultra alto desempeño (UHPC) ha emergido como una alternativa prometedora frente al concreto convencional. Este análisis compara la vida de servicio de estructuras de UHPC y concreto convencional, explorando aspectos normativos, investigaciones de soporte, referentes internacionales y aplicaciones en construcción y rehabilitación de puentes.
El UHPC se caracteriza por una resistencia a la compresión superior a 150 MPa, frente a los 20-40 MPa del concreto convencional, según el informe de la Federal Highway Administration (FHWA) de 2013 (Ultra-High Performance Concrete: A State-of-the-Art Report for the Bridge Community [https://www.fhwa.dot.gov/publications/research/infrastructure/structures/13060/index.cfm]). Además, el UHPC tiene una permeabilidad extremadamente baja, con coeficientes de difusión de cloruros de 0.001 x 10^-12 a 0.01 x 10^-12 m²/s, comparados con 1.0 x 10^-12 a 5.0 x 10^-12 m²/s para el concreto convencional (Russell & Graybeal, 2013). Esta diferencia reduce significativamente la penetración de cloruros, retrasando la corrosión del acero de refuerzo, un factor clave en la vida de servicio.
La investigación sugiere que la vida de servicio del concreto convencional es típicamente de 30-50 años, especialmente en ambientes agresivos como zonas costeras, donde la corrosión puede iniciarse en 10-30 años (NCHRP Report 558, 2006). En contraste, el UHPC puede alcanzar vidas de servicio de 75-100 años o más, según modelos predictivos basados en la ley de Fick, que estiman tiempos de iniciación de corrosión hasta 100 veces mayores (Modeling life expectancy and cost effectiveness for UHPC bridge retrofitting techniques).
Las normativas internacionales proporcionan guías para el diseño y evaluación de la vida de servicio. El American Concrete Institute (ACI), a través de ACI 239R-18 (Report on the State of the Art of Ultra-High Performance Concrete [https://www.concrete.org/publications/aci239.aspx]), establece requisitos para el uso del UHPC, destacando su durabilidad y recomendando modelos como Fick's law para predicciones. La Federal Highway Administration (FHWA), en su informe FHWA-HRT-13-060, promueve el UHPC para puentes, estimando vidas de servicio de hasta 100 años (FHWA, 2013). La International Federation for Structural Concrete (fib), en el Model Code 2010, incluye provisiones para UHPFRC, considerando su baja permeabilidad para extender la vida útil.
Estos estándares son cruciales para la construcción de nuevos puentes y la rehabilitación de existentes, asegurando que el UHPC cumpla con requisitos de seguridad y durabilidad a largo plazo.
Varios estudios respaldan la superioridad del UHPC en términos de vida de servicio:
Estos hallazgos confirman que el UHPC retrasa significativamente los mecanismos de deterioro, extendiendo la vida de servicio.
Proyectos reales ilustran la aplicación del UHPC:
Estos casos destacan cómo el UHPC supera al concreto convencional en entornos reales, especialmente en puentes expuestos a tráfico pesado y condiciones adversas.