TRABAJO DE INGENIERIA: LOS PUENTES

 

 

Puente, estructura que proporciona una vía de paso sobre el agua, una carretera o un valle. Los puentes suelen sustentar un camino, una carretera o una vía férrea, pero también pueden transportar tuberías y líneas de distribución de energía. Los que soportan un canal o conductos de agua se llaman acueductos. Los puentes construidos sobre terreno seco o en un valle y formados por un conjunto de tramos cortos se suelen llamar viaductos; se llaman pasos elevados los puentes que cruzan las autopistas y las vías de tren. Un puente bajo, pavimentado, sobre aguas pantanosas o en una bahía y formado por muchos tramos cortos se suele llamar carretera elevada.

Los primeros puentes

Es probable que los primeros puentes se realizaran colocando uno o más troncos para cruzar un arroyo o atando cuerdas y cables en valles estrechos. Este tipo de puentes todavía se utiliza. Los puentes de un tramo (llamamos tramo a la distancia entre dos apoyos) son un desarrollo de estas formas elementales. El método de colocar piedras para cruzar un río, mejorado con troncos situados entre las piedras para comunicarlas, es el prototipo de puente de múltiples tramos. Los postes de madera clavados en el fondo del río para servir de apoyo de troncos o vigas permitieron atravesar corrientes más anchas y caudalosas. Estos puentes, llamados de caballete, se utilizan todavía para atravesar valles y ríos en los que no interfieren con la navegación. El uso de pilas de piedra como apoyo para los troncos o maderos fue otro avance importante en la construcción de puentes con vigas de madera. La utilización de flotadores en lugar de apoyos fijos creó el puente de pontones. Los puentes de vigas de madera han sido los más utilizados desde la antigüedad, aunque según la tradición se construyó un puente de arco de ladrillos hacia el 1800 a.C. en Babilonia. Otros tipos de construcción, como los puentes colgantes y los cantilever, se han utilizado en la India, China y Tíbet. Los puentes de pontones los utilizaban los reyes persas Darío I y Jerjes I en sus expediciones militares.

Los romanos construyeron muchos puentes de caballete con madera, uno de los cuales se describe con detalle en la obra Comentarios sobre la guerra de las Galias de Julio César. Sin embargo, los puentes romanos que se mantienen en pie suelen sustentarse en uno o más arcos de piedra, como el puente de Martorell cerca de Barcelona, en España, construido hacia el 219 a.C., y el Ponte di Augusto en Rímini, Italia, del siglo I a.C. El Pont du Gard en Nimes, Francia, tiene tres niveles de arquerías que elevan el puente a 48 m sobre el río Gard, con una longitud de 261 m; es el ejemplo mejor conservado de gran puente romano y fue construido en el siglo I a.C. La utilización de arcos de medio punto derivó más tarde en la de arcos apuntados. Los arcos modernos suelen ser escarzanos o con forma semielíptica, ya que permiten tramos más largos sin interrumpir la navegabilidad y con altura moderada. El puente sobre el río Tweed (1803) en Kelso, Escocia, ejemplo de puente de arco semielíptico, fue diseñado por el ingeniero británico John Rennie.

Los puentes de vigas tienen limitada la longitud de los tramos por la resistencia de las vigas. Esta limitación se supera ensamblando las vigas en triángulos. Leonardo da Vinci esbozó puentes de este tipo, y el arquitecto italiano Andrea Palladio probablemente construyó varios. En Suiza se construyeron dos puentes de vigas trianguladas en 1760. Sin embargo, la construcción de estos puentes no se desarrolló a gran escala hasta después de 1840.

Los puentes modernos

Los puentes actuales se identifican por el fundamento arquitectónico utilizado, como cantilever o de tirantes, colgantes, de arco de acero, de arco de hormigón, de arco de piedra, de vigas trianguladas o de pontones. Cuando es necesario respetar el paso de barcos por debajo del puente y no es posible construirlo a la altura precisa se construyen puentes móviles. A continuación se indican algunos ejemplos importantes de los diferentes tipos de puentes.

Puentes de tirantes

 

Este tipo de puente se caracteriza porque los tramos no se sujetan por sus extremos, sino cerca del centro de sus vigas. El puente de Normandía, de 2.200 m de longitud, inaugurado en 1995, atraviesa el estuario del Sena desde Le Havre a Honfleur, en Francia. Su tramo central tiene una longitud de 856 m. El puente de Normandía está diseñado para soportar vientos de hasta 120 kilómetros por hora. El puente de Forth, sobre el estuario de Forth en Queensferry, Escocia, es un puente ferroviario de acero con dos tramos principales de 520 m cada uno, y una longitud total de 1,6 km; fue construido entre 1882 y 1890 por los ingenieros John Fowler y Benjamin Baker. El puente de Quebec, sobre el río San Lorenzo (Quebec, Canadá), terminado en 1917, tiene un tramo principal de 550 m; soporta una carretera y una vía de tren de dos carriles. El puente de Carquinez Strait, cerca de San Francisco, Estados Unidos, terminado en 1927, tiene dos tramos de 335 m y unos tramos de anclaje de 152 m; fue diseñado para resistir terremotos. El puente Howrah, sobre el río Hooghly en Calcuta, la India, tiene un tramo principal de 457 m, y se inauguró en 1943. El Gran Puente de Nueva Orleans (1958) sobre el río Mississippi (Estados Unidos) tiene un tramo principal de 480 m. El puente de Barrios de Luna sobre el embalse de Barrios de Luna, en España, es el mayor puente del mundo atirantado de hormigón. Entró en funcionamiento en 1985 y cubre una luz de 440 metros.

Puentes colgantes

 

 

El ingeniero estadounidense de origen alemán John Roebling diseñó y construyó en 1846 un puente colgante de 308 m sobre el río Ohio en Wheeling, Virginia, Estados Unidos. Fue el primer puente colgante de cables construido en el mundo. El Golden Gate, en San Francisco, Estados Unidos, inaugurado en 1937, tiene un tramo central de 1.280 m suspendido de unas torres de 227 m de altura. Tiene un margen de altura de 67 m. El puente sobre el estrecho del Bósforo en Estambul, Turquía, tiene un tramo central de 1.079 m. Se inauguró en 1973 y constituye la primera comunicación permanente de autopista entre Europa y Asia. Hasta 1995, el puente de Humber era uno de los puentes colgantes más largos del mundo. Se construyó en 1980 en el estuario del río Humber, en Inglaterra, con un tramo central de 1.410 m. El puente colgante más alto, 321 m sobre el nivel del agua, atraviesa el Royal Gorge sobre el río Arkansas, en Colorado, Estados Unidos. El puente General Belgrano, situado sobre el río Paraná, tiene una longitud de 2.000 m. En 1998 se inauguró en Lisboa el puente Vasco da Gama, el mayor puente de toda Europa, con casi 18 km de longitud. Este puente, situado en la desembocadura del río Tajo, aliviará el tránsito de vehículos por el puente Veinticinco de Abril, inaugurado en 1966 y con 1.013 m de luz.

Puentes en arco de acero

El ingeniero estadounidense James Buchanan Eads construyó el primer puente de acero sobre el río Mississippi en Saint Louis, Missouri, en el año 1874. El puente ferroviario Hell Gate, sobre el río East, en Nueva York, era el puente de arco de acero más largo del mundo cuando se inauguró en 1917, con un tramo principal de 298 m. El puente que atraviesa el río Niágara desde Queenston, Ontario, Canadá, a Lewiston, Nueva York, Estados Unidos, inaugurado en 1965, utiliza un arco de acero de 305 metros.

Puentes en arco de hormigón

Durante el comienzo del siglo XX, el desarrollo del hormigón armado proporcionó grandes progresos a la construcción de puentes con arcos de hormigón. El puente del Esla, sobre el río Esla, en España, con un tramo central de 197 m, se construyó en 1940. El puente de Gladesville (1964) en Sydney, Australia, se eleva 46 m sobre el río Parramatta con un arco de hormigón de 305 m. En Croacia se construyó un puente de arco de hormigón de 390 m de longitud y 67 m de altura en 1979. El puente Tancredo Neves se sitúa sobre el cañón del río Iguazú y une la localidad de Puerto Iguazú (Argentina) con la ciudad de Foz do Iguaçu (Brasil).

La construcción de viaductos se ha efectuado con puentes de arcos múltiples de hormigón. El viaducto ferroviario Tunkhannock, en Pennsylvania, Estados Unidos (1916), tiene 724 m de longitud y está formado por diez arcos de 55 m y dos de 30 m. El viaducto para automóviles Columbia, también en Pennsylvania, tiene una longitud de 2.090 m y está formado por 28 arcos de hormigón de 56 metros.

Puentes en arco de piedra

 

El desarrollo del tren provocó la reutilización de los arcos de medio punto en la construcción de puentes, realizados con piedra tallada en los lugares donde esto resultaba económico. El viaducto de piedra de Ballochmyle, que cruza el río Ayr cerca de Mauchline, en Escocia, tiene un tramo soportado por un arco de medio punto de 55 m. Un viaducto de 3.658 m compuesto por 222 arcos de piedra comunica la ciudad de Venecia con tierra firme. El tramo soportado por arco de piedra más grande, de 90 m, es el puente de Syra, en Plauen, Alemania; se terminó en 1903. No se han seguido construyendo más puentes con arcos de piedra por su alto coste.

Puentes de vigas trianguladas

La construcción de puentes con vigas de acero trianguladas o reticuladas se ha empleado mucho por su bajo coste. Desarrollos recientes han aumentado la longitud de los tramos, así como la utilización de estructuras reticuladas continuas.

En los últimos años se ha desarrollado la llamada construcción ortotrópica, en la cual unas planchas de acero de refuerzo actúan al mismo tiempo como soporte de la calzada y como soporte de las vigas transversales y de las vigas maestras longitudinales. Inaugurado en 1967, el mayor puente de este tipo es el San Mateo-Hayward, en San Francisco, Estados Unidos.

Puentes de pontones

 

Son puentes flotantes permanentes, a diferencia de las estructuras temporales militares, que se instalan en lugares donde las condiciones locales lo hacen necesario. Un puente flotante de 466 m atraviesa el río Hooghly, en Calcuta, la India; soporta una carretera a 8,2 m sobre el agua con 14 pares de pontones de hierro, de 48 m de largo y 3,1 m de ancho.

Puentes móviles

 

Además de las secciones de algunos puentes de pontones, los tramos móviles pueden ser basculantes (puentes levadizos), giratorios o de elevación vertical, según las necesidades locales. El primer tipo de puente basculante fue el ala abatible de madera que servía para cruzar el foso de los castillos y que se elevaba con cadenas desde el interior. Este tipo de puente, con uno o dos tramos de bisagra y contrapesados, es apropiado para vías navegables estrechas con mucho tráfico. El Puente de la Torre (1894) sobre el río Támesis, en Londres, es el ejemplo más famoso de este tipo de construcción.

Los puentes giratorios tienen un tramo móvil montado sobre un pivote o plataforma giratoria en su centro. El tramo más largo de este tipo de puente, con 166 m, es el de un puente para trenes y automóviles, terminado en 1927 que cruza el Mississippi en Fort Madison, Iowa, Estados Unidos.

Los puentes de elevación vertical se utilizan para tramos largos donde es necesario despejar toda la anchura del canal y a una altura considerable. El tramo de elevación vertical más largo transporta una vía de tren sobre Arthur Kill, entre Staten Island y Elizabeth, Nueva Jersey, Estados Unidos; se construyó en 1959. El tramo mide 170 m y tiene un margen de altura de 9,5 m cerrado y 41 m levantado.