Menos material y mayor certeza al dimensionar puentes segmentales

Infraestructuras como los puentes segmentales son ideales para trabajar sobre zonas de difícil acceso o que impidan transportar materiales de gran tamaño, como por ejemplo cañones profundos, ríos anchos o carreteras muy transitadas. El primer puente de este tipo en el mundo se erigió en 1950 en Balduinstein (Alemania) para abarcar el río Lahn, afluente del Rin, muy popular entre los amantes del piragüismo.

Con su trabajo de investigación, el ingeniero agrícola Santiago Escobar García, magíster en Estructuras de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, aporta una serie de ayudas para la etapa de dimensionamiento de puentes segmentales.

“En ingeniería estructural, antes de hacer el diseño estimamos las dimensiones de los elementos, es decir calculamos qué tan grandes serán las columnas, qué tan altas serán las vigas, o qué cantidad de acero y de concreto se necesitará. Luego, cuando nos acercamos al diseño definitivo, nos encontramos con que las estimaciones y la realidad no siempre coinciden, lo que supone retrasos en los avances”, explica el investigador.

Para que la etapa de estimación del proyecto sea lo más cercana posible a la realidad, el magíster verificó el estado del arte y evaluó 16 puentes construidos en Colombia entre 2000 y 2020.

Teniendo clara la longitud del puente se puede determinar que para calcular la altura de una de las secciones la distancia entre los apoyos se deberá dividir entre 15 y 25 partes, siendo lo más recomendado 19. Con datos de este tipo y de tal precisión se estableció un cuadro que incluye cada una de las variables, el rango recomendado y el número específico aconsejable para el cálculo.

“Esto hace el proceso más sencillo y ágil, y aunque se entiende que cada diseño varíe un poco, se tendrá la certeza de que si el resultado cambia 10 veces más de lo que referencia el cuadro habrá que revisar, porque es probable que existe un error”.

Por otro lado, se determinó que es posible optimizar el diseño de los puentes segmentales. “El diseño suele estar regido por el peso de la infraestructura, por eso ha sido un objetivo recurrente tratar de disminuir el peso de la propia estructura, y una forma de hacerlo es reemplazando algunas partes de cemento por acero”, explica el magíster.

En su trabajo se evaluaron 3 de los 16 puentes para determinar qué ocurría con el peso si las paredes de vigas y concreto se reemplazaran por tubos de metal. “Constatamos una disminución cercana al 20 % en su masa total y un aumento de entre el 20 y 30 % de la eficiencia de cada sección”, agrega.

Según el magíster, “en Colombia no se ha construido ningún puente de este estilo, sin embargo, y aunque su complejidad constructiva es un poco mayor (entre otras cosas por la conexión entre tubos y placas), sería posible construirlos”.