LA MADERA PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PUENTES

La madera en la construcción ha estado presente desde los inicios del universo; cuando el hombre comienza a fabricar sus primeras moradas, armas, utensilios y cuando, con las primeras manifestaciones de su desplazamiento, fue precisa la construcción de puentes.

Los puentes en madera tienen un significado fundamental en la evolución humana. El hombre al disponer un tronco sobre el río, probablemente imitando la propia naturaleza, logró inicialmente salvar distancias importantes pero no mayores que la propia longitud del tronco; surgió entonces la necesidad de vencer luces mayores, de hallar nuevas soluciones para atravesar no sólo ríos, sino crear pasos peatonales, y establecer vínculos culturales al mismo tiempo que desarrollaba tecnologías constructivas con la madera.

Así pues, desde principios de las civilizaciones son los países nórdicos y europeos como Suiza, Holanda, Noruega, Suecia, Alemania o Francia, los que han exhibido una notable riqueza maderera, sabiamente aprovechada en la construcción con el desarrollo progresivo de sistemas estandarizados y una variada tecnología para dar solución a problemas que requieren propuestas estructurales, no sólo eficientes, si no estéticas y amables con el entorno urbano. Particularmente, el uso tradicional y permanente de la madera en estos países ha resurgido durante las últimas décadas despertando un enorme interés en países occidentales como Estados Unidos y Canadá, esto, gracias a que ya son reconocidas mundialmente las claras ventajas de la madera frente a la contaminación por explotación, al bajo consumo comparativo de la energía en su habilitación, a su fácil utilización Industrial, su condición de material degradable, no contaminante, y ante todo, a su carácter de recurso renovable.

De hecho, estas claras ventajas, auspiciadas por el Estado en los países citados, son las que han promovido el desarrollo de tecnologías que constituyen excelentes alternativas constructivas y estructurales frente a materiales como el acero y el concreto, aplicadas en diversos propósitos. La posibilidad de erigir grandes estructuras de coliseos o estadios en madera, así como de construir puentes vehiculares y peatonales con acertados y muy variados diseños, es hoy una realidad versátil e ilimitada, pues el material ofrece además de su función estructural, un innegable aporte estético en la medida que se integra como ningún otro material constructivo al entorno, lo que además constituye, en la mayoría de los casos, un valor agregado.

APLICACIONES

Los puentes de madera pueden utilizarse tanto para el paso de vehículo (vehicular) y de personas (peatonales), como de personas con un uso ocasional para vehículos como los de los campos de golf y parques naturales (los puentes para el paso de ciclistas, que cada vez se utilizan más. Se clasifican en un grupo aparte.

CLASIFICACIÓN

Se pueden definir dos grandes tipos de puentes según su estructura:

1. De placas de madera: Estructuras construidas por elementos formando placas. Tienen como limitación la luz máxima que puede alcanzar, salvo que se combinen con otros tipos estructurales.
2. De barras de madera: La estructura principal se realiza con piezas lineales (o barras) con luces variables dependiendo del tipo estructural:

• De vigas de madera maciza o laminada, con luces de 3 a 24 metros. Se basa en vigas en V invertida, generalmente triarticuladas.
• De viga reticulada o vigas planas organizadas por barras lineales creando un sistema triangulado. Existen diferentes disposiciones de retículas o cerchas y elementos de unión, siendo el tipo principal la Howe. Sus luces varían de 9 a 45 metros.
• En arco triarticulado de madera laminada encolada. El arco normalmente es una parábola, un círculo o una línea sinusoidal. Se emplean para grandes luces, desde 12 a 70 metros.
• Colgante: donde el tablero está sujeto por cables de acero atados a uno o dos (o más) mástiles. La incorporación de apoyos intermedios permite aumentar las luces.
• De apertura donde el tablero del puente está compuesto por dos piezas independientes que pueden izarse dejando libre el paso o bien deslizarse lateralmente. La luz máxima recomendada es de 24 metros.

PUENTES DE MADERA, ATRAVESANDO EL TIEMPO

Cómo se afirmó en un comienzo, el desarrollo en el campo de los puentes en madera se inicia en los llamados países avanzados, en el siglo XIII, con la aparición y uso de la energía hidráulica para aserrar madera, hecho que da un gran impulso a la construcción de estructuras de gran envergadura. Ya a nivel de desarrollo tecnológico, éstos se manifiestan en el siglo XVI, con aportes tan significativos como los inicios de la madera laminada gestados por el arquitecto francés Philibert Delome, quien realizó interesantes ensambles de madera. Simultáneamente en Norte América surgen sistemas constructivos más sofisticados como los entramados en madera, que evolucionarían, siglos más tarde, al sistema conocido como cercha. Pero fue en el siglo XVII cuando las obras públicas en Europa alcanzaron su punto de avance más importante, destacándose entre las más significativas la construcción de puentes, hecho que coincidió con el periodo en que la ingeniería civil comenzó a ser también reconocida como profesión. De hecho, producto de estas positivas situaciones sobresalieron los puentes cubiertos construidos por los hermanos Grubenmann en Suiza, siendo el más notable de ellos el Schaffhausen, erigido sobre el río Rhin en 1758 y destruido por los franceses en 1799.

 

 

 

 

 

 

TECNOLOGÍAS ALTERNATIVAS

Son múltiples e interesantes las propuestas desarrolladas por el hombre, en materia de construcción y en la constante búsqueda de ofrecer alternativas, es así como en 1969 TJ International USA (Art Trotner y Herold Thomas), experimentando en el área de los contrachapados, fabrica su primera vigueta en, totalmente en madera, que más adelante y ya de forma evolucionada, haría parte de la estructura de puentes. Dentro del mercado americano las ventas de esta vigueta se dispararon, al haber una gran demanda, su producción dependía del suministro de madera estructural de alta calidad para los cordones de tracción y compresión, de tal forma que el Sr. Troutner empezaría a desarrollar un producto alternativo a la madera maciza.

Se trataba de un laminado paralelo de 2.54 milímetros de grueso de chapas de Abeto Douglas, pegadas, prensadas a más de 15 Kg/cm2 y fraguadas por radiofrecuencia, que alcanzaba óptimas propiedades de resistencia y acabado. De esta gran lámina se cortaban los elementos del ancho y largo deseado para conformar las viguetas. Este proceso de fabricación fue bautizado y patentado en enero de 1970 por TJ como Microllam LVL. Hoy por hoy el LVL combina la estética de la madera natural con la versatilidad y las características de un producto tecnificado. Son tableros de chapas laminadas pegadas con adhesivos a prueba de agua, que respetan la dirección paralela de la veta y de esta forma ofrecen un tablero compacto del que pueden obtenerse elementos a la medida exacta y necesaria para, por pegado, conformar vigas, viguetas, columnas, perfiles, etc. Sin embargo, el sistema presenta algunas limitantes ya que puede ser restrictivo en forma cuando solamente permite la fabricación de elementos rectos, sin contar que su fabricación es exigente y costosa por la gran cantidad de juntas y pegante que se utiliza en la elaboración de los tableros y en la de los elementos. Pero con todo, actualmente y en algunos casos, viene sustituyendo a la madera laminada en la fabricación de elementos rectos, con mayores costos, pero menos volumen.

TECNOLOGÍAS RECIENTES

Dada la limitante que significa contar, exclusivamente, con las dimensiones de la madera comercial para elementos estructurales y con la necesidad de construir sistemas longitudinales de plataforma continua para puentes, con luces mayores a las disponibles comercialmente, para finales de la década de 1970, fue concebido el tablero tensado, tecnología desarrollada en conjunto entre Canadá y Estados Unidos.

Su importancia radicó en que los tableros tensados ofrecieron como ventajas, frente a los puentes tradicionales, una mejor distribución y absorción de cargas puntuales, el no requerimiento del empalme longitudinal de los listones, un armado en obra o fábrica por tramos de tamaño transportable, la no demanda de mano de obra especializada para su elaboración y/o armado y por último, el uso del tablero al mismo tiempo como reforzamiento horizontal y base dimensionalmente estable para facilitar la aplicación de la capa protectora de acabado (concreto, asfalto, etc).

El exitoso sistema, básicamente consiste en tablones (listones) de aproximadamente 30 centímetros de alto, dispuestos cara contra cara en la dirección longitudinal del puente, cuya posición hace que se tensen transversalmente con barras por medio de gatos hidráulicos. Aquí tanto los elementos de tensado como los de anclaje son fabricados en acero de alta resistencia, configuración que permite que el conjunto trabaje como placa multifuncional, distribuyendo y absorbiendo las cargas externas uniformemente. Para distribuir adecuadamente los esfuerzos de compresión transversal en el tablero, se colocan en los extremos laterales, elementos de madera más resistentes o perfiles de acero, mientras los empalmes longitudinales de los listones se colocan a tope sin ningún tipo de unión. Las fuerzas externas originadas por las cargas de uso son transferidas entre las láminas por fricción, gracias al pretensado de toda la placa. El hecho de que el tablero trabaje como una placa uniforme facilita la disposición de membranas impermeables. A manera de protección en los puentes peatonales y/o la aplicación de asfalto o concreto en los puentes vehiculares, cumpliendo la misma función protectora de la techumbre a dos aguas de los antiguos puentes de madera. Este método es sencillo y económico para construir tableros de una envergadura aproximada de 8 metros a 10 metros entre apoyos, siguiendo los requerimientos básicos de distanciamientos, donde los tablones son generalmente tratados con creosota (6) antes de ser ensamblados y tensados.

El primer ejemplo conocido de este tipo de construcción fue el puente Teal River en 1989 y recientemente, a nivel latinoamericano, en Chile se han registrado algunos experimentos con esta tecnología, relacionada con la restauración de puentes vehiculares.

TIPOLOGÍA DE PUENTES DE MADERA EN EL MUNDO

En el puente cabe diferenciar la Infraestructura, constituida por las columnas o apoyos cimentados sobre el terreno, los cuales transmiten a éste el peso del puente y por otro lado la Superestructura, constituida por el conjunto de elementos que salvan las luces entre apoyos. Según las soluciones adoptadas para soportar el tablero y transmitir las cargas a los apoyos, se pueden clasificar en nueve tipologías, referidas al tipo de estructura y características comunes, así:

• Viga.
• Tablero como viga apuntalada.
• Tablero como viga mixta.
• Cercha de cordones paralelos.
• Cercha triangular
• Arco
• Tablero atirantado
• Tablero colgante.
• Sistemas no convencionales.

Estos son algunos ejemplos representativos de la madera y su tecnología, aplicada en la construcción de puentes peatonales.

Esta innovadora construcción, con la disposición inclinada del par de vigas reticuladas (cerchas) elaboradas con tecnología de LPE, se une en su cordón superior, generando una viga tipo cajón de sección triangular. Aquí la plataforma de piso, además de unir los cordones inferiores de las dos cerchas laterales, queda protegida al interior de la viga cajón. Las dos cerchas constituyen así la cubierta revestida, con vidrios de seguridad, que le confieren su singular atractivo estético.

DURABILIDAD Y PROTECCIÓN DE LA MADERA

No hay que olvidar que todos los materiales que intervienen en los puentes de madera (tirantes, herrajes, etc.) deben someterse a un mantenimiento. A veces los altos costes de éstos constituyen una oportunidad para los puentes de madera especialmente los que emplean nuevos productos compuestos de madera. Durabilidad natural de la madera y tratamiento Existen especies de maderas con una gran durabilidad natural y que, en ciertas condiciones, pueden superar a los metales y a la fábrica de ladrillo, piedra y hormigón. Cuando su durabilidad natural sea insuficiente se realiza un tratamiento en profundidad con autoclave.

MANTENIMIENTO

Además del tratamiento en profundidad se requiere una protección superficial de la madera frente a las inclemencias atmosféricas, principalmente frene al sol y la lluvia. La decisión final del producto a utilizar depende, básicamente, del comportamiento del producto durante el tiempo que protege superficialmente la madera y de la facilidad para realizar su mantenimiento o renovación.

                 

Fuente:

• www.revista-mm.com
• www.mediamadera.com
• www.cscae.com
• Arquitecta Pilar Castro