RESUMEN:
Generalmente cuando discutimos sobre la definición de puente y sobre la diferencia entre el significado de las palabras puente y viaducto, tenemos desiguales puntos de opinión y es ésta la pregunta principal cuando se trata de hablar de este tipo de estructuras. La siguiente definición puede ser de gran ayuda para quienes deseen divagar sobre este tema en particular: puente puede definirse como toda estructura que proporciona una vía de paso sobre el agua, una carretera o un valle. Los puentes suelen unir un camino, una carretera o una vía férrea, pero también pueden transportar tuberías y líneas de distribución de agua, gas, hidrocarburos, energía o fibras. Dentro de este contexto, tenemos los pasos construidos sobre un terreno seco o un valle y formados por un conjunto de tramos o luces a los cuales suele llamarse viaductos.
Jorge Enrique Restrepo, ingeniero de puentes en el proyecto Cisneros-Loboguerrero (Valle del Cauca), escribe para 360° en concreto la historia detrás de la construcción de megaestructuras en concreto con la técnica de dovelas o voladizos sucesivos.
Para hablar de estas construcciones, debemos también aprender a identificar los diferentes tipos que existen, los cuales difieren en su concepción física por la manera de recibir y transmitir las cargas provenientes de la estructura y/o el tablero. Presentamos algunas de las diferentes clases de puentes y la forma como estructuralmente trabajan. En nuestra época se clasifican en 5 tipos, los demás son derivados de estos:
- Puentes en vigas: (sección tipo I, sección en cajón, o sección en cajón variable): estos puentes transmiten la carga a los apoyos ejerciendo acciones verticales normalmente descendentes. A partir de este principio, los progresos en la técnica de los materiales y su conocimiento han ido dando lugar a otra formas más complejas pero que responden a una misma idea como son los tramos en voladizos sucesivos (viga cajón de sección variable), los puentes en viga cajón o dovelas prefabricadas, los puentes levadizos y los puentes basculantes.
- Puentes en arco: En este tipo de puentes trabaja a compresión la mayor parte de la estructura. Su característica más importante es el empuje horizontal que transmite sobre los apoyos. El arco es el elemento que sustenta el tablero y se pueden construir con el tablero en posición inferior, en posición superior o en posición intermedia respecto a la ubicación de este, pero siempre se ha de disponer de estribos capaces de absorber los empujes creados por dichos arcos.
- Puentes colgantes: Son sostenidos por un arco invertido formado por numerosos cables de acero. De él se suspende el tablero del puente mediante tirantes verticales llamados pendolones. Los cables que constituyen el arco invertido deben estar anclados en cada extremo del puente, en sus cámaras de anclaje, ya que son los encargados de transmitir una parte importante de la carga que tiene que soportar la estructura. Las fuerzas principales en un puente colgante son de tensión en los cables principales y de compresión en los pilares o columnas.
- Puentes flotantes: Se apoyan sobre flotadores y por ello no tienen el arraigo en la tierra que toda estructura fija debe tener. Los flotadores deben ser de un tamaño tal que se pueda reducir su movilidad y se pueda conseguir que su movimiento sea incluso menor que el de algunos puentes fijos. Pero esto no elimina el movimiento que pueda tener el agua produciendo siempre un movimiento relativo entre el puente y la conexión a los apoyos fijos en tierra.
- Puentes atirantados: Es aquel cuyo tablero está suspendido mediante cables de acero de uno o varios pilones centrales. En estos puentes, el pilón central es esbelto y su altura puede oscilar entre el 20% y el 25% de la luz principal; generalmente, se utilizan para salvar grandes luces. Un puente atirantado se diferencia del colgante porque en este tipo de puente los cables principales se disponen de pila a pila, sosteniendo el tablero mediante cables secundarios verticales y porque los puentes colgantes trabajan principalmente a tracción. Los atirantados tienen partes trabajando a tracción y otras a compresión. Cuando el pilón es de menor altura, aproximadamente entre el 7%-13% de la luz y los tirantes tienen una menor inclinación se llaman puentes extradosados, Un puente extradosado es un híbrido resultante de los puentes por dovelas sucesivas y los atirantados. Además su luz óptima esta alrededor de los 150 m.
De otro lado, cuando hablamos de puentes siempre nos preguntamos cuándo o cómo se iniciaron a construir en el mundo esas grandes estructuras que vemos en fotografías emblemáticas y que de inmediato relacionamos con el sitio, la ciudad o el país donde están construidas. Por esto traigo una pequeña reseña histórica sobre la evolución de los puentes. Iniciando, quizás, con el primer puente construido por la naturaleza cuando esta derribó el primer árbol sobre un lecho de agua, pasando por los puentes en roca labrada construidos por el Imperio Romano, los puentes en madera, los primeros puentes en acero, los primeros puentes en concreto reforzado y postensado, hasta los grandes puentes atirantados construidos en nuestros días.
Hacia el año 1700, la construcción de puentes renació con la aparición de nuevas ideas y conceptos, a pesar de que el hierro para esta época no contaba con la resistencia elástica para las cargas que se le aplicaban. Así se redactó el primer libro de ingeniería para la construcción de puentes del que se tiene noticia, escrito por Hubert Gautier.
A partir de la Revolución Industrial, el mencionado metal permitió la creación de puentes más grandes, hasta la aparición del acero que con su alto límite elástico permitió la elaboración de largos puentes gracias a las ideas del Ingeniero Gustave Eiffel. En Francia, hacia el año 1854, se iniciaron los primeros intentos para conseguir concreto reforzado. Posteriormente en Alemania y en Estados Unidos, hacia 1875, se introduce esta técnica aplicándola en construcciones de entrepisos. Pero sólo hasta 1890 se generaliza y se adopta este sistema de construcción para las obras en general en Europa y Estados Unidos.
Para el año de 1920, el Ingeniero francés Eugene Freyssinet desarrolló la técnica del concreto pre-esforzado, la cual se divide en dos procedimientos que se pueden aplicar dependiendo de la necesidad estructural:
- Pretensado: método aplicado mediante tensionamiento o tesado de barras de acero, alambres y torones, antes de fundir el elemento con concreto. Procedimiento que es utilizado hoy en día generalmente para elementos prefabricados.
- Postensado: metódo aplicado mediante el tensionamiento de torones o grupos de cables en estructuras después de su fundición.
Pretensar o postensar un elemento estructural consiste en introducir en él, mediante un procedimiento establecido antes o después de la aplicación de las cargas externas, esfuerzos de compresión de tal magnitud que al combinarse con las resultantes de dichas cargas externas anulen los esfuerzos de tensión o los disminuyan, manteniéndolos bajo las tensiones admisibles que pueda resistir el material. Los esfuerzos de compresión aplicados a la estructura se consiguen mediante barras, alambres o cables de acero los cuales son tensados o tesados y anclados al concreto (Ley de Hooke).
Hacia 1945, la escasez de acero en Europa durante la segunda guerra mundial y los efectos de la post-guerra le dieron gran auge al desarrollo de esta técnica del concreto pre-esforzado, debido a que se necesita mucho menos acero para su construcción comparándolo con el concreto simplemente reforzado. De ahí en adelante, el desarrollo de esta técnica permitió a países como Alemania, Austria, Suiza, Rusia e Italia impulsar su reconstrucción desarrollando grandes puentes por el sistema de concreto pos-tensado. Así se inició en el mundo la construcción de puentes por voladizos sucesivos.
En Colombia, durante el año de 1974, se construye el puente sobre el río Juanambú, sobre la Carretera Popayán – Pasto. Esta estructura es considerada como el primer viaducto construido en el país por el sistema de voladizos sucesivos, utilizando el sistema de pos-tensado y destacándose en su momento con el Premio Nacional de Ingeniería.
En la década de los años 90, se construyen en Colombia puentes importantes con este sistema constructivo como el puente de la Transversal de los contenedores en Plato sobre el río Magdalena, los puentes de Casa de Teja y Aserrío del sector comprendido entre Guayabetal y Pipiral, de la Carretera Bogotá-Villavicencio, y el puente Puerta del Nowen que une los Departamentos de Meta y Guaviare entre otros.
Para los años 2001 y 2004, se construyen el viaducto de Pipiral de la Carretera Bogotá-Villavicencio y el puente de Barranca-Yondó sobre el rio Magdalena. Éste, con su luz central de 200 metros, se convierte a la fecha en el puente en voladizos sucesivos con la luz más grande construida en el país.
En el año 2008, con el inicio de los grandes proyectos de infraestructura en el país también comienza en Colombia el auge de construcción de los puentes en voladizos sucesivos muy apropiados para salvar las diferentes depresiones propias de nuestra topografía colombiana. Se destacan los construidos sobre el corredor Bogotá – Buenaventura, la Ruta del Sol y las vías para los grandes proyectos de infraestructura energética en el país.
Conoce la metodología de diseño y construcción de un puente por voladizos sucesivos.
