¿Cuál fué el mecanismo de colapso del puente de Chirajara? | Ing. Jaime Suárez Díaz

Nos estuvieron preguntando sobre el colapso del puente de Chirajara, hoy nos llego esta presentación basada en estudios bibliográficos y en la experiencia personal del autor, pretende responder a la inquietud de los estudiantes de ingeniería.

Los puentes atirantados son estructuras muy eficientes y estables. No es común que se presente el colapso de puentes atirantados. 

Cuando han ocurrido fallas en puentes colgantes estas han ocurrido por el tablero y los cables.

  • Que falle el pilón es algo inédito en las fallas de puentes atirantados

¿Por qué en Chirajara falló el pilón?

Analicemos, la geología, la cimentación y la forma del pilón

Era un reto de ingeniería cimentar adecuadamente los pilones del puente sobre laderas de alta pendiente y geológicamente complejas.

Geología del sector del puente Chirajara

El Puente Chirajara se encuentra cimentado sobre las Filitas y Cuarcitas de Guayabetal (PEpgu).

En el sector de Chirajara aparecen filitas de color verde y morado con intercalaciones de cuarcitas (Ingeominas plancha 266 Villavicencio).

Petrográficamente corresponde a una filita micácea, grafitosa, lepidoporfiroblástica. Los minerales esenciales son moscovita, biotita y grafito.

Cada uno de los pilones se cimentaron sobre Caissons «individuales» de aproximadamente 8 metros de diámetro.

En la forma como se construyó, un solo Caissons garantiza la rigidez suficiente de la cimentación?

Para la excavación se utilizaron explosivos

Pudo afectar el uso de explosivos la integridad de las filitas y cuarcitas, en la cimentación?

Al Caisson se le colocaron anclajes hacia adentro del talud.

El Caisson trabaja como una estructura de contención con anclajes.

El Caisson sobresale de la superficie en la cara expuesta del talud.

La cimentación debe actuar como un punto rígido para disminuir el efecto de pandeo.

Cimentación típica de un pilón en un puente atirantado | Cimentación en Chirajara

Sobre el Caisson individual se colocó un dado y un pilón con forma de diamante y punta de lápiz.

El dado del Caisson único fue construído aéreo «sin confinamiento».

Cual es el efecto de la falta de rigidez del apoyo de cimentación?

Formas típicas de pilones | Forma del pilón en Chirajara

Algunos puentes con pilón en forma de diamante

Los esfuerzos sobre el pilón son principalmente de compresión y la compresión puede producir pandeo.

La forma y esbeltez del pilón del puente de Chirajara lo hace susceptible a fallar por pandeo?

La compresión genera unos esfuerzos por “pandeo” sobre el pilón.

  • Pandeo por compresión y torsión en el sentido longitudinal.
  • Pandeo en el sentido transversal al puente por la compresión.

La rigidez de los puntos de apoyo superior e inferior de la columna determinan la longitud efectiva para el pandeo.

La forma del pilón y las condiciones de la cimentación determinan la longitud efectiva para el pandeo.

Al aumentar la compresión se supera la capacidad crítica del pilón, se rompen los puntos débiles inferior y superior y se inicia la falla por pandeo.

Por la inclinación del pilón se intuye que se rompió primero el punto débil en la cimentación.

¿Que hacemos?

Lo importante no es encontrar un culpable

Debemos mejorar nuestra Ingeniería para no repetir esta experiencia dolorosa.

Autor: Ing. Jaime Suárez Díaz

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Comments (14)

  • Reply Ricardo Vázquez - 24 enero, 2018

    La ingeniería no es la culpable, pues la ciencia está establecida, sólo que la incapacidad de las personas que “Diseñaron” fue la que provocó tales fallos, estuvieron tal vez carentes de ingeniería geotécnica, y sin dejar de lado la dependencia que recibió el paquete de ingeniería para la aceptación y ejecución de la obra. La cimentación a mi juicio hubiera sido factible tal vez con un estudio geotécnico adecuado definirla si fuera el caso, con barrenar y colocar un grupo de pilotes en la roca sana.
    El Dr. Terzaghi ya lo decía; “Quien tenga el suficiente conocimiento teórico pero carezca de la experiencia práctica es un peligro público para la sociedad”

    Saludos desde Coatzacoalcos, Veracruz, México.

  • Reply Regulo Terán - 24 enero, 2018

    Excelente análisis sobre la causal del colapso del puente.

  • Reply Ing. Samuel Peña - 24 enero, 2018

    Muy buenos las observaciones como se ocurre poner un pilon a una estructura que las cargas son muy grandes por tanto los efectos de los esfuerzos son muy superiores a los que normalmente se dan en estructuras pequeñas.

  • Reply Ing. Honorato Vasquez - 25 enero, 2018

    Excelente analisi : claro y comprensible para todo Ing. Dedicado a esta área de la ingeniería estructural.

  • Reply Julio Miranda - 26 enero, 2018

    antes de usar explosivos, era necesario un analisis Geotecnico para saber que tipo de material se encontraba en el sitio del pilon, ademas usar explosivos desestabiliza la cohesion que existe en el suelo, ademas el analisis estructural deja mucho que desear.

  • Reply Miguel Dengo - 28 enero, 2018

    Que quiere decir que el caisson fue construido aereo o sin confinamiento?

  • Reply Mihdí Caballero - 30 enero, 2018

    De seguro este proyecto tuvo otra empresa de ingeniería internacional como interventoría auditando todo el proyecto, con experiencia en puentes atirantados. Es dudoso que ambas empresas no hayan hecho un buen análisis y considerado todos los escenarios posibles y hecho varios modelos de cálculo. Es más, la carga de compresión sobre el pilón es mucho menor a la de diseño, ya que ni siquiera estaba completado el puente ni cargado con automóviles, por lo que dudo que haya fallado por pandeo.

    Tal vez fue un error constructivo y no de proyecto. Cuando los especialistas en ingeniería forense lo estudien y arrojen más luz sobre esto veremos que habrá sucedido.

  • Reply Manuel Gamero - 31 enero, 2018

    Mihdí Caballero 30 enero, 2018 en 8:41 AM: Absolutamente de acuerdo con su comentario. Esperemos el fallo de la Comisión investigadora. El Eminente ing. Jaime Suarez Díaz a quien todos en Colombia respetamos y queremos expone una teoría muy acertada, pero esperemos.

  • Reply Ing. Emilio Salinas - 31 enero, 2018

    Desplome del puente Chirajara

    FICHA TÉCNICA
    El desplome del puente Chirajara ocurrió el 15 de enero de 2018 en la autopista al Llano, parte de la Ruta Nacional 40 de Colombia, que conecta a las ciudades de Bogotá y Villavicencio. El desplome dejó un saldo de diez obreros fallecidos, ocho heridos y dos desaparecidos.

    Históricamente, la autopista al Llano ha sido escenario de múltiples accidentes automovilísticos y derrumbes, debido a las difíciles condiciones topográficas de la cordillera Oriental, y también a errores de ingeniería. El más recordado de estos sucesos es conocido como la tragedia de Quebrada Blanca ocurrida el 28 de junio de 1974 que dejó al menos 500 personas fallecidas.
    El puente Chirajara es uno de los 46 que hacen parte de la construcción de la doble calzada de la autopista al Llano. El 17 de noviembre de 2017 recibió la visita del presidente de la República de Colombia, Juan Manuel Santos y del octogenario magnate colombiano Luis Carlos Sarmiento Angulo, entre otros, indicando que el puente era similar a los construidos en países desarrollados como Suiza y Estados Unidos.
    La estructura del Chirajara fue diseñada como unp uente atirantado a más de 280 metros de altura y con una extensión de 446 metros, y estaba previsto para ser inaugurado en el mes de marzo de 2018.6 Por su diseño, el concesionario privado Concesionaria Vial de
    los Andes S. A. S. (Coviandes) ganó el Premio Nacional de Ingeniería en el año 20170.
    Además, la concesionaria había sido reconocida en 2015 con el premio a la Excelencia en Responsabilidad Social Empresarial, y en 2017 en Madrid recibió otro reconocimiento en el XVII Congreso Español sobre Sistemas Inteligentes de Transporte por el proyecto El Tablón – Chirajara.
    La ubicación de la estructura es en el kilómetro 64 de la vía, y tenía como función conectar dos túneles, el de Chirajara en Cundinamarca, y el de La Pala en el Meta.
    Minutos antes del mediodía del lunes 15 de enero de 2018 uno de los dos pilones terminados del puente se desplomó por causas aún desconocidas. Según las autoridades había entre 20 a 25 obreros en el lugar al momento de la desafortunada catástrofe, aunque se estima que serían solo 20 de los 200 empleados quienes estaban en el lugar ya que en ese momento se estaba realizando una capacitación al otro extremo del puente.
    Las labores de rescate comenzaron minutos después de lo sucedido, por lo cual la vía permaneció cerrada durante tres horas para permitir el rescate de los fallecidos y de los heridos que fueron conducidos a centros médicos deVi_ llavicencio.
    El ministro de Transporte, Germán Cardona, se desplazó al lugar de los hechos, responsabilizó al concesionario privado de la vía (Coviandes) por lo ocurrido, y pidió a la Fiscalía General de la Nación abrir una investigación para esclarecer las causas del
    accidente, adicional a esto se presenta la presencia de cuerpos.
    A través de la red social Twitter, el presidente Juan Manuel Santos expresó su solidaridad con los familiares de las víctimas de la
    tragedia.
    El exalcalde destituido de Bogotá, Juan Martín Caicedo, presidente de la Cámara Colombiana de la Infraestructura, aseguró que se necesitan dos años para completar nuevamente las obras, y dijo: “Entre 5.000 puentes se nos ha caído uno.
    Coviandes, aseguró que tiene las pólizas para responder al Estado colombiano y a los familiares de las víctimas.
    La Fiscalía General de la Nación adelanta las investigaciones correspondientes, y un informe preliminar sobre lo ocurrido será presentado el 31 de enero. La única causa descartada del desplome es un sismo.
    Entre tanto, Coviandes evalúa demoler el tramo de la estructura que quedó en pie por motivos de seguridad.

  • Reply Martin Jaramillo Pérez - 2 febrero, 2018

    Si se asegura rápidamente el Puente Chirajara con geoabrazaderas se evita un colapso sorpresivo y se puede demoler o repotenciar sin correr ningún riesgo y sin tener que cerrar la vía. martinjaramilloperez@gmail.com

  • Reply CESAR GARCES - 5 febrero, 2018

    EL MAYOR PROBLEMA DE LA INGENIERIA COLOMBIANA ES QUE LAS EMPRESAS CONSTRUCTORAS NO SON DE INGENIEROS, SINO DE ACAUDALADOS PERSONAJES QUE VEN EN ESTE GREMIO LA FORMA DE AUMENTAR SU RIQUEZA

  • Reply Geotecniafacil - 19 febrero, 2018

    Todavia es pronto para saber si fue un fallo geotécnico o no. Esperemos las investigaciones. Es dificil saber el desencadenante del colapso sin el proyecto constructivo y construido.
    En cualquier caso el uso de explosivos puede debilitar la roca pero tambien denota una alta resistencia y baja fracturación del macizo. Esperemos las investigaciones

  • Reply Mongo Santamaría - 27 marzo, 2018

    Ja! si el puente no iba aguantar con el peso estimado ¿cómo hubiese sido el desplome con carros? El video muestra muy claro el quiebre de los vertices al lado del viaducto: pésimo mal cálculo. Un ingeniero malo en matemática que horror, pero un ingeniero bajandole a los materiales es un monstruo desprecialble.

  • Reply Maicol Cornejo Rovira - 27 marzo, 2018

    La flecha roja debería señalar igualmente el punto del ángulo sobre la carretera. Y…¿cúal es la falla que no la veo?, Ud. habla de un quiebre por peso, eso no es una falla, eso es una consecuencia. La falla fue mal cálculo, malos materiales o mal diseño. ¿Diga cúal de las tres, dos o alguna?

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