jueves, 20 de agosto de 2009

Manual de Puentes / Introducción

por William Read

El tratamiento de los puentes precisa del conocimiento de todas las vertientes de la Ingeniería Civil, empezando por las Fundaciones y la Mecánica de Suelos, siguiendo con las Estructuras, el Hormigón Armado y las Construcciones de Acero, la Hidrología y la Hidráulica Aplicada, hasta llegar a las Ingenierías de Transporte, Sanitaria, Mecánica y Eléctrica. Por eso en la Roma Antigua, a los constructores de puentes se les suponía el mayor grado de conocimientos en el arte de la construcción, adquiridos durante años de práctica y mediante la experiencia transmitida por renombrados maestros a sus auxiliares y por generaciones: se les llamaba pontífices a los artífices de la construcción de puentes.

Con el tiempo el vocablo olvidó la raíz puente y quedó con su significado global de amplios y profundos conocimientos. En la Iglesia Católica se le llama "Sumo Pontífice" al Papa y "pontificado" a su gestión. También las instituciones educativas que lo enseñan todo, llevan en el mundo católico el calificativo de Pontificia o Pontificia Universidad como prefijo en su denominación; de manera similar como hoy la denominación de universidad se aplica a los centros educativos de alto nivel que ofrecen la carrera de Filosofía.

Los puentes existen desde el origen mismo del hombre. Cuando tuvo la necesidad de cruzar un vano que no podía salvar de un salto, el hombre primitivo se las ingenió para usar el tronco de un árbol caído como medio auxiliar para lograr su meta. La civilización se manifiesta, sin embargo, por las construcciones de piedra que nos han legado desde hace siglos aquellos que iniciaron el arte y la cultura de la construcción de puentes. Con cada progreso técnico en los campos relacionados con los puentes, se producen también cambios en la técnica de diseño y construcción de puentes, no sólo en lo relacionado con lo utilitario y los materiales y nuevas tecnologías a emplear, sino también en lo relativo a su aspecto estético y su función de complementación e integración al paisaje circundante.

Por muchos siglos el tráfico principal que hacía uso de los puentes era el peatonal y el de carretas tiradas por fuerza animal. Se transitaba por caminos apegados al terreno, usando desvíos si aparecían pendientes largas y empinadas. Por eso los antiguos puentes de piedra y de mampostería de ladrillos no precisaban de grandes luces y se hacía uso extensivo de los arcos contínuos de poca luz; en Roma se construyeron puentes también para trasladar por gravedad el agua desde sus fuentes hasta las ciudades –a falta de tuberías- sobre canales que cruzaban una hondanada manteniendo constante la velocidad del flujo y la sección del canal. El Acueducto de Tarragona fué construído por los romanos años A.C.



Aueducto de Tarragona en España
Si las hazañas de los pontífices romanos de entonces son obras tan admirables, imagínese el lector las proezas de construcción de puentes en la China, donde hace mas de 1000 años se construyó el puente de Djang-Tung con formas similares a la de los puentes romanos pero con elementos de mayor tamaño y peso. A modo de vigas ese puente usa piedras de 19 m x 1.50 m x 1.30 m que pesan 130 toneladas! ¿Cómo fué posible manejar cargas tan pesadas en la construcción? Es un misterio de la misma magnitud que el de las piedras de las pirámides de Egipto o los monolitos de la Isla de Pascua; se observa que las mencionadas piezas del viejo puente en China tienen en algo la forma de un casco de embarcación y que pudieron ser llevadas hasta allí flotando….

Con la aparición de vehículos mas pesados con su mayor masa, velocidad y consiguiente impulso –mucho mayor de lo que hasta entonces se conocía- , fué variando la concepcion del diseño de puentes en lo que respecta a la pendiente: ya las pendientes empinadas comienzan a sentirse molestas. El tráfico impuso entonces nuevas reglas de diseño para la sección transversal, la posición de la calzada, de las pilas, de las estructuras que a su vez influenciaron la formación de lo que el ser humano llama "un puente".
La construcción de puentes de piedra de luces mayores se consiguió cuando se pudo ya comprender la actuación de piedras partidas de cantera en la formación de bóvedas que transmitían las cargas verticales a los apoyos y al subsuelo. De algunos hallazgos de los tiempos faraónicos en Egipto y Tebas debe sospecharse que la construcción de bóvedas propiamente dichas, ya era conocida. También en la llamada Casa del Tesoro del Atrio de Micenas se han encontrado techos en forma de cúpula.
La grandiosidad del Imperio Romano estuvo acompañada de la sobresaliente y recia construcción de sus puentes; estaba condicionada por su magnífica red de caminos que existía desde siglos A.C. Los romanos aprendieron también a construír sus puentes con enseñanzas de los etruscos, de quienes datan construcciónes de importancia de épocas previas al desarrollo del Imperio Romano. Eligieron el arco semicircular o de algo menos de 180° que hoy son testigos la majestuosidad arquitectónica de la época.


Civilización etrusca
Junto con el Acueducto de Tarragona ya arriba mencionado, el Acueducto de Nimes es el mas perfecto y atrevido puente romano erigido en tiempos de Agripina del 63 al 13 A.C. Está constituído por arcos de 24.50 m en tres pisos, uno sobre otro, con una altura total de 49 m. A éstos se agregan muchos otros como los Acueductos de Aqua Claudia y Anio Novus, el Pons Molle en las afueras de Roma construído por Milvio, el Pons Fabricius y el Pons Aelius (Puente del Ángel), el puente de Augusto sobre la Marechia de Rimini, el Acueducto de Valens en Constantinopla y el de Cesarea Marítima en Israel construído por Poncio Pilatos.

Puente del Ángel s. Tíber en Roma
Las construcciones mas antiguas, que hoy aún pueden verse –parcialmente- eran casi todas puentes-canales o bien construcciones fundadas en lechos de aguas trnquilas y/o sobre roca sólida. El hecho de que queden pocos puentes sobre ríos se debe a la fuerza destructiva de las corrientes torrenciales en los cauces de los ríos. En general, las fundaciones de esas obras quedaban sobre rellenos de piedra; la madera servía solamente para limitar la excavación del cimiento y lograr un achique del agua de infiltración.

Por mucho tiempo el "tipo romano" determinó la construcción de los puentes. Llama la atención lo maciso del arco de medio punto, los pesados pilares y la calzada plana que muestran un atrevimiento casi nulo, pero que acentúa lo utilitario de la obra. Hasta la llegada del reinado de los Carolingios no se construyeron muchos puentes sobresalientes y de aquel tiempo podemos mencionar los acueductos góticos de Spoleto en Italia, Bomfica cerca de Lisboa y el Puente del Diablo cerca de Martorell, Provincia de Barcelona. Como una forma progresiva de la epoca pueden catalogarse los viaductos con arcos rebajados del Puente del Diablo y del Puente de la Magdalena en Borgo de Mozzano, Prov. de Lucca. 

En la época de Las Cruzadas se formó en Europa la Asociación de Amigos Pontífices que se ocupaba de la construcción y mantenimiento de puentes. Estos monjes llamados "hermanos pontífices" estaban al sevicio de la Iglesia Católica y trabajaban mayormente en Francia. Los monjes Benedictinos y los Cistercistences se distinguieron en este grupo y se les conoce por ser los que dieron origen a los arcos rebajados. Estos arcos rebajados no podían tampoco construírse si la fundación no era sólida.

Con el desarrollo de las ciudades revitalizó la construcción de puentes; muchos de ellos de gran importancia en el estudio de Historia del Arte. Muy mencionados son el Puente de Augusto en Dresde, construído entre 1179 y 1260, el Puente Viejo sobre el río Danubio en Ratisbona del 1136 al 1146, el puente sobre el Támesis en Londres, el Puente de Carlos en Praga 1357 a 1502, el Puente de la Santísima Trinidad en Florencia del Siglo 13, el Puente del Ródano en Avignon terminado en 1178. De esa época data también el Ponte Vechio sobre el río Arno en Florencia, el Puente del Castillo en Verona y el Puente sobre el río Adda en Trezzo, que tiene una luz de 72 m.

Con la inspiración de los puentes de piedra se fundó en París primeramente la Academia de la Arquitectura en 1671, de donde surgió luego la muy famosa escuela de puentes y caminos École des Ponts et Chaussées en 1760. Aquí se inicia la etapa de las Matemáticas y la Estática de las Construcciones como base del diseño y construcción de puentes. El conocimiento de lo que es la línea de presiones dió a los diseñadores una herramienta para elegir formas y dimensiones de arcos mas convenientes. Francia enseñó al mundo cómo se constuían los puentes basándose en la exactitud científica. Nombres como Cauchy, Coriolis, Navier y Descartes están ligados a esta escuela donde se originó teoría de bóvedas aplicada a la construcción de puentes.

La Revolución Industrial, período que se inicia en 1848 con la eliminación del feudalismo y la esclavitud, trae consigo la expansión de muchas ciudades por migración del campo a la ciudad; así surgen las construcciones de puentes urbanos con fuerza renovada. En Alemania se inició a la construcción de puentes de ferrocarril sobre arcos de piedra, copiando las mas veces, obras ya construídas en otras naciones, especialmente Francia. El mas conocido es el viaducto de Göltzschaltal en Sajonia, construído de 1846 a 1851 con una altura de 80 m sobre la hoya del valle y un arco central de 30 m de luz. En la segunda mitad del Siglo XIX se llevó a acabo un gran avance en la tecnología y Alemania pudo entonces sumarse a las naciones con gran progreso en la construcción de puentes, con la preparación de excelentes académicos en el área de puentes. Nombres como Köpcke y Leibbrand se hicieron famosos por su diseño de arcos articulados según la teoría elástica, logrando gran economía de material y gran belleza de formas.

Con el desarrollo de la industria siderúrgica, las construcciones de acero pusieron a descansar los puentes de mampostería durante algún tiempo; pero la industria del cemento Portland no tardó mucho tiempo en desarrollarse y la patente de Monier sobre el nuevo material que llamaron Hormigón Armado de 1867 al 1890 hizo que los puentes de mampostería volvieran por sus fueros, esta vez con ayuda de armaduras de acero que le permitían la construcción de vigas con trabajo por flexión. Lo que el inventor jamás se imaginó –la primera aplicación del hormigón armado que él propuso fueron macetas para sembrar flores- se hizo realidad en un abrir y cerrar de ojos. Aunque las luces eran cortas al principio, unos 10 m, la construcción de puentes con vigas y losas de hormigón armado se convirtió de sueño en realidad.

Los materiales han bautizado las épocas de la construcción: la Edad de Piedra, la Edad del Bronce y del Hierro, del Acero y del Hormigón Armado del recién terminado Siglo XX. Estos materiales han desarrollado tecnologías que se iniciaron con burdos ensayos sobre modelos tamaño natural, época que llegó hasta bien entrado el renacimiento; los conocimientos de física transformaron la tecnología de los puentes pasando del ensayo a la teoría físico-matemática del problema. El desarrollo de las matemáticas y de la electrónica a su vez trajeron la informática y herramientas como el computador, que no solamente obtienen la solución de problemas físico-matemáticos con celeridad, sino que ayudan a encontrar nuevas soluciones y mejores técnicas en el diseño y la construcción de puentes.

Un manual como el que nos hemos propuesto deberá poner al día lo viejo conocido, rescatando sus cualidades sobresalientes y exponer lo nuevo, lo actual y las tendencias futuras en el diseño y construcción de puentes. El que nos ocupa va dirigido al que llamaremos el "constructor generalizado"y en especial a estimular el apetito de los jóvenes colegas que quieren ampliar su base de conocimientos por esta vía.

Santo Domingo, Septiembre de 2005




W. Read

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