miércoles, 24 de octubre de 2018

Gustave Eiffel – Eugenio Ribera – Próspero Lafarga.


Introducción
     A lo largo de la historia de la ingeniería, principalmente en estructuras y puentes, siempre se han buscado mejores materiales así como su disposición idónea para realizar obras resistentes, bellas y económicas. La competencia entre los ingenieros y entre las empresas constructoras ha servido como acicate para esta continua evolución. Ante la multitud de variables y condicionantes existentes en un único proyecto cada ingeniero ha barajado diferentes soluciones adoptando a su juicio la más conveniente. De aciertos y errores, tanto propios como ajenos se aprende.
      En principio el diseño del viaducto de Canalejas de Alcoy no está relacionado con el famoso constructor de estructuras metálicas Eiffel, pero sí hay un hilo conductor que pasa por el ingeniero español José Eugenio Ribera que puso en duda los principios teóricos de Eiffel en que basaba sus puentes.
     La siguiente entrada muestra como la atención puesta en la corrección de soluciones ajenas no sirvió para detectar los errores propios. No sabía si titular el artículo “En busca de la continua economía”, aunque al final he optado por uno más convencional “Gustave Eiffel – José Eugenio Ribera – Próspero Lafarga”

Gustave Eiffel
     A partir del último tercio del siglo XIX Gustave Eiffel era el ingeniero más conocido en el sector de las construcciones metálicas. El primer viaducto que le dio fama mundial fue el puente de ferrocarril sobre el Duero de María Pía en Oporto (Portugal). Se trataba de salvar el cauce del río de 150 metros de ancho a 60 metros de altura. Se le adjudicó la obra a Eiffel pues su oferta fue casi 1/3 más económica que la más cara (2.900 francos frente a 8.350). Seyrig fue el ingeniero proyectista y calculista. Constaba de un arco central de 160 metros de luz con pocos montantes y pilares metálicos. La longitud total del puente alcanzó los 563 metros. Se construyó entre 1875 y 1877. El montaje de cada mitad del arco se realizó en voladizo para luego unirlos por el centro. Cuatro años más tarde se le adjudicó directamente el viaducto ferroviario del Garabit en Francia. Había que salvar el valle de la Truyère de 150 metros de anchura a 120 metros de altitud. En este caso el ingeniero calculista fue Maurice Koechlin y se adaptó el diseño del anterior puente sobre el Duero al nuevo trazado francés. Se dimensionó un gran arco central de 165 metros de luz y con una longitud total de 565 metros. Fue terminado en 1884 sin ninguna incidencia remarcable.

Esquema del viaducto de María Pia sobre el Duero

Viaducto de Garabit

     Los puentes de arcos metálicos de gran flecha de Eiffel fueron considerados como los mejores por su resistencia, elegancia, sensación de ligereza y economía.
     Esta solución estaba justificada porque los momentos flectores aumentaban con el cuadrado de las luces. Por ello una forma de reducir la luz era bajando los apoyos cerca de las orillas de los ríos, con lo que se peraltaba el arco y aumentaba la flecha. Esta disposición evitaba los grandes arcos rebajados que apoyaban en la parte alta de las laderas. Éstos al tener mayor luz requerían mayores secciones y por tanto mayor peso del material. Además Eiffel a sus arcos les daba forma de media luna con curvas parabólicas obteniendo mayores cantos en el centro y disponiendo articulaciones en los extremos para que coincidieran mejor con las curvas de presiones. También las caras exteriores de los arcos estaban situadas en un plano inclinado hacia el tablero para contrarrestar la acción de vuelco debido al viento. Fueron construidos con hierro forjado o dulce.
     La mayoría de ingenieros consideraban los arcos de Eiffel como la mejor solución para viaductos de gran longitud y altura, sin discusión alguna.

José Eugenio Ribera
     En España, al joven ingeniero José Eugenio Ribera en 1896 se le encargó el proyecto de un puente de unos 190 metros de longitud, 6 metros de anchura y de 90 metros de altura sobre el Duero, cerca de la población de Pino (Zamora). Para ello realizó un estudio donde propuso 12 soluciones, entre las que se encontraba el arco articulado de gran flecha de Eiffel. El coste de las soluciones variaba desde las 260.000 a las 1.730.000 pesetas. Este estudio lo publicaría en su libro “Grandes Viaductos” al año siguiente. Consideró el acero como el material ideal por su mayor resistencia y la mayor homogeneidad que se alcanzaba en su fabricación.
     Llegó a la conclusión que en los arcos metálicos de gran flecha las pilas de los tímpanos necesitaban ser de gran altura y, por lo tanto, muy resistentes. La menor longitud del arco (en proyección horizontal) favorecía que estos pilares o montantes fueran los menos posibles por ello necesitaban tramos de gran luz y, por tanto, las vigas del tablero incrementaban sus secciones. A su vez el mayor peso del acero de montantes, diagonales y vigas del tablero provocaba la necesidad de mayores secciones y pesos en la estructura del arco. Por todo ello, era conveniente un arco de gran luz y poca flecha (rebajado) para conseguir un mayor número de apoyos con estructuras más livianas y tramos de tablero más cortos y de menor canto. De esta forma se reducía casi a la mitad el peso de metal con respecto al arco tipo Eiffel, 447 frente a 828 toneladas.
     Entre las soluciones estudiadas también se encontraban los viaductos de tramos rectos con pilares intermedios tanto de sillería, como de mampostería ordinaria e incluso metálicos.
     Según el estudio, su solución de puente de arco rebajado de 120 metros de luz alcanzaba el importe de 303.000 pesetas utilizando hormigones y mampostería ordinaria en las obras de fábrica, la solución Eiffel de 614.000 ptas y en el caso de viaducto con tramos rectos metálicos con pilas de mampostería el valor ascendía a 1.101.000 ptas, que se podía rebajar a 652.000 ptas si los tramos se apoyaban en pilares metálicos. De todas las soluciones su propuesta para el puente del Pino era la más económica si se excluía la solución de puente colgante inadecuada por su menor rigidez y condiciones de seguridad. El puente de Pino se convertiría en el de mayor luz y altura en España, así como el primer puente arco de acero del país.

Cuadro de las soluciones estudiadas

Soluciones según nº de figura

     A los inicios de la tramitación de la obra ya surgieron los primeros problemas. Ribera calculó en 530 ptas/t el precio del acero y al final se tuvo que pagar a 714 ptas/t para que la subasta no resultara desierta. Se empezó la obra en 1.902. En el montaje intervino la empresa Duro-Felguera. Además hubo que añadir 54 toneladas de acero para la ejecución del arco en voladizo. Tras paralizaciones, cambio de empresas y dificultades en el montaje del arco, la obra finalizó en 1.914 y el coste final fue de 599.000 ptas, casi el doble del presupuesto. El consumo de acero fue de 414 kg/m2 y el coste de 525,44 ptas/m2.
     Al concluir el puente, como autocrítica, Ribera reconoció su error: el excesivo afino en los cálculos para buscar el menor gasto posible había repercutido en el aumento de la mano de obra en la ejecución originada por su complejidad. Lo importante no era el precio del material sino el precio de la unidad de obra. Los tramos metálicos rectos hubieran resultado más baratos.

Puente de Pino o Requejo

Próspero Lafarga
     Coincidiendo en el tiempo al ingeniero Próspero Lafarga, en 1898, se le encargó el proyecto del viaducto de Canalejas en Alcoy. La distancia a salvar eran 240 metros de longitud a una altura de 53 metros, siendo necesaria una anchura de tablero de 7 metros. Para ello estudió tres soluciones que consistían en un gran arco central de 100 metros de luz y dos propuestas con tramos rectos. En la solución arco recogió la disposición de Ribera: arco central rebajado de gran luz sobre el que se apoyaban numerosos montantes verticales para reducir la estructura del tablero, articulaciones en los arranques del arco y utilización del acero como material. El importe de la solución del arco central rebajado, aunque utilizaba menos acero, era superior a las otras dos debido a la dificultad en el montaje, 500 ptas/t en tramos rectos frente a las 650 ptas/t del arco de acero. En esta ocasión Próspero Lafarga en su proyecto sí tuvo en cuenta la notable diferencia entre estas unidades de obra.
     Al final la Superioridad se decantó por la solución más económica, es decir, 4 tramos metálicos rectos con pilas y estribos de sillarejo. Seguramente también conocería los grandes inconvenientes que tuvo Ribera para sacar al subasta las obras para su puente arco del Pino. El presupuesto de la solución adoptada en Alcoy alcanzó las 542.511,29 ptas. Salió a subasta y se adjudicó a D. Santiago Jordá Terol la construcción del viaducto. La parte metálica se subcontrató también con la empresa Duro-Felguera siendo el coste del acero de 660 ptas/t. Las obras se llevaron a cabo desde 1901 a 1907, siendo el coste final de 610.644,10 ptas y de 436 ptas/m2.
     Con el paso de los años se constataría que la solución de arco central no era muy conveniente debido al problema de inestabilidad de laderas que padece el cauce del río Molinar.

Soluciones propuestas para el viaducto de Canalejas


Imágenes de los puentes de Eiffel han sido extraídas de la Wikipedia Garabit y la de María Pía de "Tratado de mecánica general...." de H Resal



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