lunes, 7 de noviembre de 2016

Los inicios de los puentes metálicos

          Desde la antigüedad, el hombre conocía las propiedades del hierro. El desarrollo de la metalurgia, su producción masiva y el abaratamiento de los procesos de fabricación permitieron su empleo siglos más tarde en la ejecución de puentes.

          El primer puente metálico fue construido en Coalbrookdale (Inglaterra) en 1.779. Consistía en cinco nervios semicirculares de fundición sobre los que apoyaba el tablero. Cada nervio estaba compuesto por barras moldeadas en taller y unidas por pernos. En estos primeros ejemplares la estructura adoptaba la forma en arco imitando a los puentes de piedra.

“Plan de corte y elevación del puente de hierro fundido construido en Coalsbroockdale”
 (Biblioteca Digital Hispánica)

          El hierro fundido encontró en esta disposición su forma idónea de trabajo debido a que era un material mucho más resistente a compresión que a tracción. Su empleo se generalizó alrededor del año 1.830. En España, el ejemplo más conocido es el puente de Triana en Sevilla (1.845 – 1.852).
  
Puente de Triana en Sevilla.

          El hierro forjado, al contrario que la fundición, posee mayor resistencia a la tracción. Surge al eliminar parte del carbono existente en el hierro fundido y  al golpear el metal para eliminar cavidades, consiguiendo mayores resistencias y uniformidad. En construcción, la técnica que apareció fue el laminado en caliente que mejoró su calidad y permitía la fabricación de perfiles y chapas. El hierro forjado comenzó a ser utilizado en las cadenas y cables de los primeros puentes colgantes. Es el caso del puente colgante del estrecho de Menai (1.826), de Thomas Telford, con eslabones y tablero de este material.  Más tarde, el hierro forjado pasa a formar parte de los puentes de ferrocarril en forma de vigas de alma llena y de celosía.

          Los primeros grandes puentes viga de hierro forjado fueron el puente tubular de Conway (tramo apoyado de 125 m. de luz y construido en 1.849) y el Britannia, consistente en una viga continua de cuatro vanos (70 + 2 x 142 + 70), construido en 1.850. Ambos fueron proyectados por el inglés Robert Stephenson en los estrechos de Menai. Los tramos estaban formados por vigas cajón compuestas por perfiles en las cabezas y por chapas de pequeño espesor en su contorno.

          En cuanto a las vigas en celosía, tienen sus orígenes en los antiguos entramados y armaduras de madera. Los ingenieros americanos utilizaron esta tipología para sus puentes de madera del ferrocarril. Progresivamente varían la disposición de sus piezas patentando nuevos modelos y alcanzando mayores luces (cerchas Town, Howe...) hasta que sustituyen la madera por barras metálicas (cerchas Warren, Whipple...).

          Entre sus ventajas destacan su rapidez de fabricación y de montaje, su economía para grandes luces, la eliminación de costosas cimbras de madera, mayor resistencia a tracción del hierro forjado, etc… De esa manera, a partir de 1.850 sustituye a la fundición.


Esquemas de la evolución de las celosías

          En España, el tendido de puentes de hierro está ligado, en su mayor parte, al desarrollo del ferrocarril. Ante los inicios difíciles de financiación y las escasas líneas construidas, en 1.855, el Gobierno promulgó la Ley General de Ferrocarriles para favorecer la creación de las grandes líneas de ferrocarril nacionales: se otorgaron ventajas económicas para los inversores como las subvenciones a cargo del Estado y la exención del pago de aranceles en la importación de material ferroviario. Esta medida tuvo un efecto favorable ya que a partir de esta fecha es cuando más kilómetros se ejecutan. Sin embargo, la mayoría de las concesiones fueron adjudicadas a empresas extranjeras, fundamentalmente francesas e inglesas, que tenían mayor preparación técnica y experiencia en este campo, lo que retrasó de modo considerable la industria siderúrgica nacional.

          De este periodo se podría citar el puente de Alcolea  finalizado en 1.866, en el tramo Manzanares – Córdoba, construido por una de las primeras empresas concesionarias españolas La Maquinista Terrestre y Marítima; y los grandes viaductos de la línea Campo Real a Linares, entre los que hay que destacar el viaducto sobre el río Víboras de 3 tramos de celosía doble (76’9 m el central y dos laterales de 73’6 m), con un canto de 6’90 metros y una altura máxima de 80 metros,  proyectado por ingenieros franceses.
  
Puente de ferrocarril sobre el río Víboras (Jaén).

          En cuanto a puentes de carretera debido al precio del metal, a la necesidad de un continuo mantenimiento y el no disponer de las ventajas económicas de las que disfrutaban los puentes ferroviarios, la mayoría se construyeron de fábrica. Como  ejemplos españoles se podría citar el puente metálico sobre el río Guadalhorce, construido en 1.868 y cuyo autor fue Pablo de Alzola y Minondo, compuesto de 3 tramos en celosía de 36’80 m de luz libre.

 Es en el año 1.878 cuando se publica el primer Pliego de Condiciones para Puentes de Hierro de Carreteras y donde ya se  obliga a pagar aranceles a todo el material importado.

          El convertidor de Bessemer (1.860) y el proceso de laminado de Martín–Siemens (1.867) marcaron el inicio de la construcción con perfiles estructurales comerciales de acero. Su superior resistencia y mejores características quedaron demostradas al alcanzar las mayores luces de la época en las tres tipologías: puente arco de Eads (1.868 – 1.874) y luz máxima de 156 metros, puente colgante de Brooklyn (1.869 – 1.883) y luz de 478 metros, y puente cantilever de Firth of Forth (1.882 – 1.890) con luz máxima de 518 metros. El acero se convierte en el material por excelencia para grandes luces de manera que a finales del siglo XIX desplaza totalmente al hierro forjado.

          Progresivamente, el empirismo resultante de la experiencia va desapareciendo a favor de la mecánica aplicada que permitió el análisis y cálculo matemático de las tensiones producidas en cada uno de sus elementos. El abandono de la incertidumbre por el conocimiento exacto de los esfuerzos que actuaba sobre el material favoreció su adopción.

          La R. O. de 1.893, titulada “Reglas para el reconocimiento de los tramos metálicos construidos en las líneas de ferrocarriles”, promovida por la Junta Consultiva de Caminos y cuyo autor fue Eduardo Saavedra, es la primera normativa española que incluye al acero como material estructural para puentes. De los 6 a 8 Kg/mm2 que se podía considerar como tensión máxima de trabajo en el hierro, se pasa a los 11 Kg/mm2 en el acero.

          Como puentes metálicos (forjado y acero) de este último periodo  cabe citar el puente de ferrocarril en Zamora, construido entre 1.890 y 1.896, proyectado por J. M. Fernández Arroyo y formado por 5 tramos de celosía tipo Whipple de 254 m de longitud total; y como puentes de carretera: el Viaducto del Pino de José Eugenio Ribera, puente arco de 120 m de luz construido entre 1.902 y 1.914, y el puente sobre el Tormes, en Salamanca, proyectado por Saturnino Zufiaurre consistente con 6 arcos de 33 m de luz proyectado en 1.898 e inaugurado en 1.913.

Puente de Enrique Estevan de Salamanca


- Para saber más: De Re Metallica: Ingeniería, hierro y arquitectura;  Cap 2:  “Puentes colgantes y viaductos ferroviarios” Autor: Leonardo Fernández Troyano. Fundación Juanelo Turriano.  Enlace al libro

1 comentario:

  1. Hola:
    Me gusta la foto del puente de ferrocarril sobre el viboras.
    Podrias pasarmela sin las letras?
    Seria para mi coleccion particular.
    Gracias.
    mikado2346@hotmail.com

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