jueves, 14 de junio de 2007

La importancia del acero en la construcción de puentes: el viaducto de Millau


El ser humano desde siempre ha tenido la necesidad de llegar a diferentes lugares, estos lugares no siempre fueron de fácil de accesibilidad. De ahí la necesidad de construir puentes, estos facilitaron que el hombre pudiera llenar a lugares que de otro modo hubiera sido imposible de llegar.
El puente Coalbrookdale en 1779, fue el primer puente con hierro fundido, dando inicio al uso del metal para la estructura, se dice que este puente (aún en pie) fue un punto critico en la historia de la ingeniería porque cambio el curso en la revolución industrial al introducir el hierro como material estructural. Supuestamente este hierro era cuatro veces más fuerte que la piedra y treinta veces más fuerte que la madera.
A finales del siglo. XIX, cien años después de la iniciación de los puentes metálicos, se empezó a utilizar el acero para construir puentes . El acero se conocía mucho antes de que se empezara a fabricar industrialmente a finales del s. XIX, y de hecho se había utilizado en algún puente aislado; ejemplo de ello son las cadenas del puente colgante sobre el Canal del Danubio en Viena, de 95 m de luz, terminado en 1828.
Pero era un material caro hasta que en 1856 el inglés Henry Bessemer patentó un proceso para hacer acero barato y en cantidades industriales, mediante un convertidor donde se insuflaba aire en el hierro fundido que reducía las impurezas y el contenido de carbono.
Gracias al proceso de Bessemer, en 1870 ya se podía construir en grandes cantidades acero estructural al carbono y por 1890 el acero era el principal metal estructural usado en los Estados Unidos.
Los dos grandes puentes en acero de finales del s. XIX fueron también de los primeros que se hicieron con acero: el puente de Brooklyn y el puente de Firth of Forth.


Viaducto de Millau, Ventajas de la construcción con acero.

El proyecto se basa en la propuesta del ingeniero francés Michel Virlogeux y el arquitecto británico Lord Norman Foster. Esta propuesta permitió la realización de la travesía del valle del Tarn con la ayuda de una sucesión de tramos atirantados, de 342 m de vano cada uno, reposando sobre 7 pilas y apoyado en sus dos extremos finales.
El Grupo Eiffage respondió ofreciendo elegir entre una solución en acero y una solución en hormigón, y asegurando la financiación de la construcción (estimada en 320 millones de euros, cualquiera que fuera la opción elegida) con sus propios fondos.
El Grupo Eiffage y su solución en acero fue el elegido por las comisiones financieras y técnicas del Ministerio de Fomento y del Ministerio de Finanzas. En febrero de 2001, el ministro de Fomento, Juan Claude Gayssot, justificó su elección apoyándose en las conclusiones de los expertos y en la garantía del plazo de 39 meses de construcción.
Según el director de la empresa Eiffel, Marc Bounomo, encargada de la construcción del tablero del viaducto de Millau, la utilización del acero para la elaboración de la plataforma “fue fundamental para la operación de lanzamiento entre pilares, porque es un material muy flexible, que soporta bien las tensiones y deformaciones, lo que nos permitió alargar las distancias entre pilares provisionales y definitivos para facilitar el ensamblaje”.




LOS ÉXITOS DEL ACERO



Vista la experiencia, la elección del acero permitió, no sólo cumplir con el plazo establecido, sino reducirlo, generando, de esta manera, un beneficio general. La solución en acero del tablero presenta numerosas
ventajas en cuanto al desarrollo sostenible:

• Para el planeta:

– Respeto al medio ambiente:
– Obra “seca”, ya que no se consumió agua del río.
– Ninguna explotación excesiva de canteras regionales (para producir el cemento).
– Preservación de la naturaleza: obra limitada a la zona autoviaria, ya que la obra “metálica” se realiza en el tablero.
– Reducción de los daños y del mantenimiento del tablero: las 42.000 t de acero utilizadas tienen una duración prevista de 120 años, con un mantenimiento reducido (pintura cada 25 años).
– El acero como material “verde” puede ser reciclado indefinidamente.
– Optimización posible (y realizada) de las necesidades en acero: planos de despiece de placas optimizados.
– Reducción de la cantidad de material utilizado: el tablero de hormigón habría pesado cuatro veces más.
– Reducción por tanto de daños tales como la circulación de camiones, polvo, ruido etc., pero también de residuos.
– El tablero de acero podrá ser desmontado y su material reutilizado, mientras que si hubiera sido de hormigón, tendría que ser demolido.
– Reducción del número de tirantes utilizados a la mitad, circunstancia que alivia visualmente la estética del puente.

• Para la humanidad:

– Comodidad y seguridad del personal: el 96% de las horas trabajadas fueron realizadas en el suelo, esencialmente en taller, o bajo la protección del tablero, minimizando así los riesgos de accidente debidos al trabajo en altura. Lo que no habría sido el caso con un tablero de hormigón, para el que habría sido necesario utilizar “la técnica del voladizo”: se hubiera necesitado realizar 7 obras (1 por pilar) para desarrollar el tablero a una y otra parte de cada pilar.
– Formación del personal: el trabajo con acero necesita una formación especializada (soldadores, montadores, lanzadores, pintores…). Estas exigencias permiten emplear mano de obra más cualificada, más acorde con las aspiraciones del ser humano.

• Para la economía:

– Acortamiento del plazo de la obra.
– Recuperación más rápida de la inversión (reducción de retrasos y de los tipos financieros, ya que el riesgo de una obra en acero es menor que el de una obra tradicional).
– Una obra en acero está menos sometida a los azares meteorológicos (tanto el frío como el calor dificultan la “realización de la masa” de hormigón), y por lo tanto menos riesgo de que el personal quede inactivo.
– Presenta poca exigencia de revisión medioambiental de la obra.



Si quieres ver como se construyó el viaducto con animaciones en 3D accesa a este link:
http://www.apta.com.es/index.php?option=com_content&task=view&id=38&Itemid=26#video5

Fuentes:

Revista de la Asociación para la Promoción Técnica del Acero (APTA), Núm. 5 – 2007
Puentes metálicos http://www.geocities.com/jescud2000/lospuentes/pontsmetal.htm
Info Magazine http://www.info-magazine.net/index.web/construccion/noticia/15978

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Estructuras de acero

Este blog está hecho para ser usado por los estudiantes del curso de Estructuras de Acero de la Escuela de Ingeniería en Construcción del Instituto Tecnológico de Costa Rica.

Se espera que los estudiantes en especial y cualquier persona colabore en su realización incluyendo material relacionado con el campo del diseño y construcción de estructuras de acero.

El material puede ser temas de diseño, ejemplos de diseño, de elementos i/o uniones. Aspectos de la construcción de este tipo de obras y su proceso constructivo. Obras interesantes de acero y en general cualquier tema al respecto.

Prof: Gustavo Rojas

Escuela Ingeniería en
Construcción/ITCR