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Tecnología

Son fábricas de piedra, ladrillo, hormigón, madera o hierro que se construyen y forman sobre los ríos, fosos y otros sitios para poder pasarlos. Su establecimiento facilita los transportes, canalizando por ellos el tráfico. Históricamente se ha demostrado su participación en el desarrollo y unidad de los pueblos. La estrategia militar se ha apoyado permanentemente en su realización y destrucción. Hasta la RO de 31 dic. 1881 estuvo reconocido en España el derecho de pontazgo, inicialmente surgido del canon que los señores cobraban por el paso a modo de peaje. Este derecho fue atribuido posteriormente a los constructores, quienes de esta forma reintegrarían la inversión efectuada. Hoy los p. constituyen parte de los trazados de las vías de comunicación que con ellos mantienen características geométricas independientemente del terreno. Aisladamente subsisten regímenes de peaje.

Sobre estas estructuras, la ingeniería ha volcado su esfuerzo. Las facultades analíticas y estéticas del espíritu humano fácilmente quedan patentizadas por la exteriorización de las formas resistentes. Su belleza está estructurada en formas que finísimas líneas contornean. Su racional concepción las funde con la Naturaleza. La simplicidad de sus conceptos y la complejidad de su técnica, en un tema estructuralmente dominante, atrae y apasiona. El concepto distintivo para su clasificación debe ser la aptitud que presentan estas formas para reaccionar contra las fuerzas externas. En este orden lógico, los avances fundamentales han dejado de producirse. Solamente la tecnología, incorporando nuevos materiales, manejando fuerzas y potencias en otro tiempo inasequibles, y abordando cálculos de extremada complejidad, desarrolla este campo.

Estructuras colgantes. Los mayores vanos salvados lo han sido mediante los p. denominados "colgantes". Están formados esencialmente por una pareja paralela de cables en forma de arco en posición invertida, apoyados sus extremos en pilares verticales, que continúan mediante tirantes. El tablero es suspendido del cable. Si las reacciones horizontales de los extremos de los tirantes son transmitidas al tablero, la estructura producida es la inversa del arco atirantado; en otros casos, los cables son anclados al terreno. El tablero ha de tener cierta rigidez para resistir las flexiones que se produzcan por diferencia de sobrecargas; la rigidez no ha de ser excesiva para que no lo sean las flexiones producidas por los alargamientos del cable.

Un tema fundamental es la construcción de este tipo de p. es la resistencia a los empujes del viento. En 1940, el p. colgante de Tacoma fue destruido por la fuerza del viento, que solamente alcanzó 65 Km/h. Es normal que este problema sea estudiado mediante modelos reducidos. En uno de estos modelos pudo reproducirse la destrucción del p. citado conocida en su forma real por la existencia de una película casualmente rodada durante la misma. Desde 1937 hasta 1964 el Golden Gate de S. Francisco (fig. 1), con 1.260 m. de luz en el vano central, fue el mayor p. del mundo. En esa fecha se terminó el p. Verrazano en Nueva York, 20 m. más largo que el anterior (ambos diseñados por O. H. Amman), siendo la carga admisible para este último de 6.580 Kg/m. Sin embargo, la máxima perfección técnica ha sido conseguida en el p. de la Severn en Inglaterra, abierto al tráfico en 1966, y cuyo vano alcanza los 972 m. Sus torres metálicas pesan 2.000 t. frente a las 27.000 del Verrazano (fig. 2) y el peso propio del tablero, con perfil en ala de avión, es de 4.050 Kg. frente a los 50.000del Verrazano. La capacidad de carga, sin embargo, es de 1.620 Kg/m. Su coste fue de 33 millones de $, diez veces menor que el anterior.

En estos p., la sobrecarga sólo representa una fracción reducida del peso propio. Los alambres de acero galvanizado estirado en frío, utilizados en los cables, trabajan permanentemente a tensión elevada, produciendo el mayor coeficiente económico-resistente conocido. Los cables, que alcanzan diámetros del orden de un m. (fig. 3), son formados fibra a fibra, siendo, por tanto, relativamente sencillo su tendido y posterior formación del tablero. Por todo lo anterior resulta comprensible que puedan salvarse luces (distancia en línea recta entre los apoyos del arco o de los cables en los puentes colgantes) elevadas a costes asequibles.

Si las luces son más reducidas, la importancia de las sobrecargas puede cambiar el sentido de las flexiones. Se adopta entonces un tipo de viga rígida, de triangulación normal, que tiene perfil similar al de los p. colgantes. Ejemplo notable es el p. de Moissac. Este tipo produce dilataciones térmicas de cuantías importantes; aunque el problema puede paliarse buscando los puntos de inflexión y estableciendo en ellos rótulas que permitan absorber dilataciones parciales. El p. de Quebec consta de un vano central de 540 m. Está formado por dos ménsulas, cuyos extremos exteriores se anclan al terreno. Entre los extremos interiores se apoya una viga que forma el centro del vano. Posteriormente fue construido el p. Ambassador en Detroit, con 555 m. de vano central. En el caso del p. Firth of Forth (1890), son dos los vanos principales, con 513 m. cada uno, estando equilibrada la ménsula central, y las laterales ancladas al terreno. Los tres p. citados son los records absolutos de luz sin transmisión de empujes horizontales al terreno; todos ellos, sobre ríos de gran magnitud.

Estructuras de alma llena. A medida que los vanos a salvar son menores, las ventajas que proporcionan las estructuras trianguladas van desapareciendo, por lo que entran en consideración las estructuras de alma llena. Simplificaciones posteriores las constituyen las vigas de canto constante, y, finalmente, las losas simplemente apoyadas. Los procesos y economía de la construcción desempeñan aquí un papel importante. Si estructuralmente un p. de canto variable resulta adecuado, la repetición de estructuras, y la unificación de operaciones puede conducir a la realización de tableros rectos, con ventajas evidentes en la mecanización de trabajos.

Dentro de las estructuras de alma llena, el hormigón pretensado tiene un lugar muy importante. Los procesos de pretensado consisten, fundamentalmente, en someter las partes de la estructura que ha de recibir esfuerzos de tracción a una compresión previa. De esta forma, el hormigón trabaja siempre en regímenes de compresión, esfuerzo para el que es apto. Las máximas luces alcanzadas son de 200 m. Sin embargo, se estima que podrán llevarse a cabo obras de hasta 300 m. de luz. En estas grandes luces, se combinan la prefabricación, que permite realización de secciones muy aligeradas, con exacta distribución del cableado de pretensado y el empleo de p. de lanzamiento para las secciones prefabricadas, que se unen a las ya colocadas por cosidos provisionales y pegamentos de alta adhesión.

Estructuras abovedadas. El análisis de las estructuras abovedadas puede hacerse partiendo del orificio practicado en el terraplén a través del valle, dando continuidad al paso situado en el fondo. Este tubo se agranda buscando su bóveda la línea antifunicular de las cargas que el terraplén le transmite. La estructura del valle y la disposición de los accesos determinan el volumen de los tímpanos y su necesidad de aligeramiento. El viaducto de Ronda (fig. 4) es un ejemplo de la evolución explicada. Los romanos aligeraban los tímpanos rellenándolos con vasijas cerámicas. Sin embargo, la solución lógica es la realización de aligeramientos transversales que han conducido al arco exento sobremontado de arquerías o bien al tipo más moderno con pilares que soportan el tablero (fig. 5). El p. de Gladesville, en Sydney, realizado en 1964, tiene el record de longitud en hormigón con 305 m. La posición del tablero no ha de ser necesariamente por encima del arco y así puede quedar situado de forma que cuelgue del centro del arco y se apoye en los extremos (fig. 6). La articulación de la clave, la triangulación de tímpanos, y el mayor o menor peraltado del arco resuelven otros problemas estructurales. Las arquerías de mampostería han sido, pues, desplazadas por mayores luces y arcos más elásticos, aunque hayan quedado como bellísimas muestras de obras de ingeniería, en las que se combinan armoniosamente conceptos estéticos, racionales y tecnológicos.

Estructuras mixtas. Las estructuras anteriormente descritas se combinan en formas mixtas y repeticiones sucesivas de los mismos tipos. Entre las formas mixtas adquiere importancia el p. de tablero en cajón parcialmente suspendido. Los cables, en forma de tirantes, parten de la coronación de una o varias torres, sustentando el tablero en varios puntos. El p. de Duisburg sobre el Rin es el mayor construido, con luz principal de 350 m. y longitud total de 777 m.

Estructuras móviles. Dentro de otras categorías de clasificación se sitúan los p. móviles. Alguno de los vanos del p. se desplaza de su posición para aumentar el gálibo libre. Existen p. levadizos, en los que el tablero, contrapesado o no, es izado a una posición vertical: p. sobre la bahía de Cádiz. En otros casos, el tablero es giratorio (fig. 7). Una tercera modalidad la constituyen los p. de elevación vertical (fig. 7) en los que el vano central asciende guiado por dos torres extremas: p. del ferrocarril en Nueva Jersey.

Las carreteras elevadas, surgidas de la necesidad de desdoblamiento de vías de comunicación en las zonas urbanas, son el último tipo incorporado. Tienen un complejo diseño al estar constituidas por losas continuas apoyadas hiperestáticamente. Su fisonomía es característica en nuestras ciudades.

Procesos en la construcción. El estudio de los p. debe tener muy en cuenta el terreno sobre el que ha de cimentarse y la forma de ejecución de la estructura. Con respecto a la cimentación, debe considerarse que los esfuerzos producidos son transmitidos al terreno en un número reducido de puntos y que, en el caso de arcos, p. colgantes o estructuras con grandes superficies expuestas al viento, existen esfuerzos horizontales. La roca sana es buen fundamento, pero no siempre está somera. Son habituales las técnicas de extracción, hinca de macizos con aire comprimido, losas de apoyo y pilotajes. En el p. sobre el Hawkesbury en Sydney hubieron de realizarse pilotajes de 70 m. de profundidad para cada uno de los11 pórticos de apoyo del tablero. Si el p. está sustentado por pilares rectos, en lugar de los métodos convencionales pueden emplearse los encofrados deslizantes. Este encofrado trepa continuamente, por barras externas o embebidas en el propio pilar, permitiendo un hormigonado ininterrumpido. La construcción de arcos requiere la operación previa de cimbrado. Si la elevación del arco sobre el terreno no es excesiva puede apoyarse desde el suelo una estructura provisional. Las cimbras pueden ejecutarse desde las márgenes, con la ayuda de blondins o cables grúa (fig. 8). Este apeo, en ocasiones, queda formando parte del arco.

Las estructuras metálicas se proyectan de forma que en los procesos intermedios de construcción sean autoportantes. Los tramos simplemente apoyados, con longitudes del orden de 50 m., o partes de características similares, se construyen con pórticos de lanzamiento. Una vez construidos los apoyos, se lanza en voladizo el pórtico con misión de formar un p. provisional que permita el lanzamiento posterior de elementos prefabricados del tablero. La construcción por dovelas consiste en la prefabricación de secciones que pueden alcanzar hasta 300 t. de peso, siendo habituales de 20 ó 30. Cada dovela es transportada sobre las ya colocadas, fijándola en su posición definitiva mediante resinas epoxy. El cableado "cose" definitivamente la estructura. A partir de cada pila, se forma una T, cuyas alas llegan a unirse. Los p. denominados "cantilever" (fig. 8-9) constan de un tramo apoyado o articulado entre los extremos de dos voladizos sucesivos. Este tramo puede ser colocado por el procedimiento anteriormente descrito. El viaducto de Chillon, con 23 tramos de luces del orden de los 100 m., en curva, con cotas superiores a 70 m., fue construido por este procedimiento.

La complejidad de los trabajos de construcción ha conducido a la realización de p. con metales ligeros, como el aluminio. La facilidad de montaje, la ligereza de las cimentaciones y su durabilidad son factores que compensan el elevado coste de los materiales. El ejemplo del p. de Arvida sobre el Saguenay, en Canadá, sin duda será seguido en un futuro muy próximo.

F. J. HERRERO GARCÍA.

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