Categoría: estructuras

Qué puede enseñarnos un puente de piedra milenario sobre la seguridad de las estructuras históricas

Acaban de publicar un artículo nuestro en Infrastructures, una de las revistas de impacto científico indexada en el JCR.  La investigación se enmarca en el proyecto RESILIFE, que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València. Además, muestra la internacionalización de nuestro grupo de investigación, en este caso, con China. A continuación, se presenta un resumen del trabajo y de la información de contexto.

¿Cómo puede un puente construido hace más de mil años seguir en pie y, al mismo tiempo, acumular daños que comprometen su durabilidad? ¿Dónde se concentran los esfuerzos en una estructura de fábrica de piedra y cómo influyen el agua, la vegetación y el deterioro de los materiales en su comportamiento mecánico?

El estudio analiza la evolución multiescala del daño y los mecanismos de transferencia de carga en el histórico Puente Guanyin, un puente de arco de piedra milenario. Mediante la combinación de modelos teóricos de daño por carga, simulaciones por elementos finitos en 3D y análisis microscópicos, los investigadores examinan cómo las cargas externas, las restricciones ambientales y la erosión a largo plazo afectan la estabilidad estructural. Los resultados indican que las tensiones máximas se concentran en los estribos y en las juntas de los anillos principales del arco, mientras que el daño central provoca una redistribución de esfuerzos hacia las secciones sanas. Este análisis integral proporciona una base científica sólida para orientar los esfuerzos de conservación preventiva y restauración de este importante patrimonio cultural.

Estas preguntas están en el centro de una investigación sobre el puente histórico de Guanyin, en China, construido en 1014. El estudio combina levantamiento geométrico tridimensional, modelos mecánicos, simulación por elementos finitos y análisis de muestras de piedra para investigar cómo se transmiten las cargas a través de la estructura y dónde se concentran los daños.

La principal aportación del trabajo consiste en conectar dos escalas de análisis que a menudo se estudian por separado: el comportamiento global del arco y la respuesta local de las piezas de piedra que conforman sus uniones. Esta perspectiva permite comprender mejor por qué una estructura puede conservar su estabilidad general mientras determinadas zonas acumulan tensiones y sufren procesos de deterioro.

Un puente con diez siglos de historia

El puente de Guanyin se encuentra en Bailu, en la provincia china de Jiangxi, y forma parte del patrimonio histórico de la región de Lushan. Su construcción data de 1014 y desde 1996 el entorno de Lushan figura en la Lista del Patrimonio Mundial de la UNESCO.

Se trata de un puente de un solo arco de fábrica de piedra, con una longitud total de aproximadamente 21,67 m, una luz de 7,20 m y una anchura de 4,56 m. La estructura está formada por piezas de granito unidas mediante un sistema tradicional de ensamblaje basado en salientes y alojamientos practicados en las propias piezas, lo que favorece la interacción mecánica entre los bloques sin depender exclusivamente de un material aglomerante.

Esta solución constructiva resulta especialmente interesante desde el punto de vista de la ingeniería. La estabilidad no depende únicamente de la resistencia individual de las piedras, sino también de su geometría, de las superficies de contacto, de la fricción entre las piezas y de la manera en que el arco transmite las cargas a los estribos.

Además, el puente ha permanecido expuesto durante siglos a la lluvia, el viento, la escorrentía, el crecimiento de la vegetación y otros agentes ambientales. Por tanto, su evaluación requiere estudiar tanto la mecánica de la estructura como la evolución de los materiales.

El puente de Guanyin se encuentra en Bailu, en la provincia china de Jiangxi.

Una metodología que combina varias escalas de análisis

La investigación adopta un enfoque integrado que combina información geométrica, cálculos estructurales, simulación numérica y análisis de muestras de piedra. Cada técnica aporta una pieza diferente al diagnóstico.

  1. Levantamiento geométrico tridimensional: El equipo empleó un escáner láser terrestre Leica ScanStation P40 para documentar la geometría del puente. La nube de puntos alcanzó una separación entre puntos de hasta 2 mm y una precisión individual declarada de al menos 1 mm. Esta información permitió representar la configuración real de la estructura y preparar los modelos de cálculo.
  2. Cálculo estructural y elementos finitos: El estudio combinó un modelo teórico de respuesta estática equivalente con un modelo tridimensional de elementos finitos desarrollado en ABAQUS. Este último incorporó 59.800 elementos, con un tamaño de malla de referencia de 0,1 m, y permitió estudiar la distribución de tensiones y desplazamientos bajo las acciones consideradas.
  3. Análisis detallado de las uniones: La investigación profundizó en cuatro unidades representativas de las zonas de arranque y del entorno central del arco, identificadas como 15, 53, 54 y 76. El análisis local permitió examinar cómo las condiciones de contacto entre las piedras modifican la transmisión de esfuerzos, la deformación y la concentración de energía.
  4. Investigación del deterioro de los materiales: El equipo recogió muestras de zonas dañadas y analizó su composición mediante técnicas de fluorescencia de rayos X (XRF) y de difracción de rayos X (XRD). El trabajo también examinó muestras de musgo, raíces y agua para investigar la relación entre los agentes ambientales y la degradación de la piedra.

La combinación de estas herramientas es esencial: el levantamiento geométrico describe la estructura existente; los modelos mecánicos explican su respuesta; y los análisis de materiales ayudan a identificar posibles causas del deterioro. Ninguna técnica, por sí sola, proporciona una visión completa.

¿Dónde se concentran los esfuerzos?

Uno de los resultados más relevantes del estudio es la identificación de dos zonas estructuralmente sensibles: los arranques del arco y su zona central.

Máxima tensión calculada en el arranque del arco: 99,29 MPa

El modelo tridimensional presentó una tensión máxima de aproximadamente 99,29 MPa en esta región. La concentración combina efectos de compresión y de cortante, relacionados con la transmisión del empuje del arco y con las restricciones en los apoyos.

Máximo desplazamiento calculado en la zona central: 80,5 mm

La simulación registró un desplazamiento máximo de aproximadamente 80,5 mm en la zona central del arco. Este resultado señala la sensibilidad de esa región a la deformación y debe interpretarse como una predicción del modelo, no como una medición directa del movimiento real del puente.

Estos resultados reflejan dos aspectos distintos del comportamiento estructural. En los arranques, las restricciones y la transmisión de cargas generan concentraciones locales de tensión. En la zona central, la configuración del arco favorece una respuesta más sensible a la deformación.

La diferencia es importante para el diagnóstico: una zona sometida a mayores tensiones no tiene por qué coincidir exactamente con aquella que presenta los desplazamientos más elevados. Por ello, conviene analizar conjuntamente tensiones, deformaciones, desplazamientos y la transferencia de energía para localizar las regiones potencialmente vulnerables.

El estudio también detectó una redistribución de esfuerzos en las zonas dañadas del arco. Cuando una parte pierde capacidad resistente, otras partes pueden asumir una proporción mayor de la carga. Este mecanismo ayuda a explicar cómo una estructura puede conservar su estabilidad global a pesar de presentar daños locales.

Por qué el cálculo global no basta

Una aportación metodológica destacada es la comparación entre los cálculos teóricos y la simulación tridimensional mediante elementos finitos.

El modelo teórico permite estimar la respuesta general del arco de forma relativamente sencilla. Sin embargo, simplifica las condiciones de apoyo y no representa los contactos entre piedras, las restricciones tridimensionales ni las concentraciones locales de tensiones con el mismo nivel de detalle.

La simulación numérica permite estudiar estos fenómenos con mayor detalle, aunque sus resultados también dependen de las hipótesis adoptadas, de las propiedades asignadas a los materiales y de las condiciones de contorno.

En el estudio, las diferencias máximas entre ambos enfoques alcanzaron el 28,8 % en los desplazamientos y el 69,4 % en las tensiones en las comparaciones presentadas. Estas discrepancias ponen de manifiesto que las simplificaciones del modelo teórico pueden resultar especialmente relevantes al analizar las zonas de apoyo.

La conclusión práctica no consiste en descartar los cálculos convencionales, sino en utilizar cada herramienta para aquello que mejor resuelve. El modelo teórico resulta útil para una primera evaluación; el modelo tridimensional permite profundizar en las zonas críticas y estudiar fenómenos locales que el análisis global puede pasar por alto.

El agua y la vegetación también cuentan

El deterioro de un puente histórico no depende exclusivamente de las cargas mecánicas. La investigación confirma la importancia de considerar los procesos ambientales que actúan lentamente sobre la fábrica de piedra.

Los análisis químicos mostraron diferencias entre las distintas zonas del puente. La fachada occidental presentó un mayor contenido medio de elementos considerados impurezas —entre ellos silicio, hierro y aluminio— que la oriental. Los autores relacionan este resultado con una mayor exposición a procesos de erosión, transporte de partículas y alteración superficial.

La zona de arranque identificada como muestra 16 destacó especialmente: el contenido total de esos elementos alcanzó el 37,66 %, frente al 6,63 % de media en la fachada occidental y el 4,20 % en la oriental. Los autores clasificaron el grado de meteorización de esa muestra como severo.

La investigación también señala el papel de la escorrentía, la disolución de componentes de la piedra, el crecimiento de raíces y la erosión biológica. Estos procesos pueden modificar las superficies de contacto, favorecer la aparición o evolución de fisuras y alterar las condiciones mecánicas que permiten transmitir las cargas.

Una evaluación rigurosa debe integrar el diagnóstico estructural con la inspección del entorno y el estudio de los materiales. La geometría y la mecánica explican cómo funciona el puente; la caracterización de los materiales ayuda a comprender por qué algunas zonas se deterioran más que otras.

Aplicaciones prácticas para la ingeniería civil

Los resultados ofrecen varias orientaciones para la conservación de puentes históricos y, con las adaptaciones oportunas, para otras estructuras de fábrica.

  • Priorizar las inspecciones. Los arranques del arco, las uniones entre piezas y las zonas centrales, con mayor sensibilidad a los desplazamientos, merecen atención específica durante las campañas de inspección.
  • Combinar diagnóstico visual y simulación. Las fisuras, los desplazamientos entre bloques, la erosión superficial y los cambios en los contactos pueden contrastarse con los resultados del modelo para identificar posibles mecanismos de daño.
  • Orientar las intervenciones de conservación. El estudio del agua, la vegetación y la meteorización permite identificar agentes ambientales que conviene controlar. Las medidas concretas deben adaptarse a las características del monumento y a los criterios de conservación patrimonial.
  • Mejorar el seguimiento a largo plazo. La investigación propone avanzar hacia sistemas de monitorización inteligente, con sensores instalados en zonas vulnerables y plataformas de seguimiento que permitan detectar cambios relevantes en el comportamiento de la estructura.
  • Reforzar la evaluación mediante métodos complementarios. La combinación de cálculos simplificados, elementos finitos, inspecciones in situ y análisis de materiales proporciona una base más sólida para decidir cuándo intervenir y cómo comprobar la evolución del daño.

Estas aplicaciones no implican que un modelo numérico pueda determinar por sí solo la seguridad de un puente. La evaluación final requiere contrastar las predicciones con observaciones reales, conocer las limitaciones del modelo y considerar las condiciones de uso de la estructura.

Qué queda por investigar

La investigación reconoce varias limitaciones. El modelo teórico no reproduce plenamente la fragilidad ni la heterogeneidad de la piedra, y algunas condiciones de contorno de la simulación pueden diferir de las condiciones reales. Además, las hipótesis adoptadas para representar las uniones no capturan por completo los pequeños huecos, los residuos entre superficies de contacto y los posibles deslizamientos locales.

El análisis también se centra en las condiciones de carga consideradas para este puente peatonal y no abarca de manera exhaustiva todos los escenarios dinámicos extremos. Por tanto, los resultados no deben trasladarse directamente a cualquier puente histórico sin una adaptación y una validación específicas.

Como líneas futuras, los autores proponen mejorar los modelos de daño elastoplástico, incorporar técnicas de monitorización in situ, estudiar combinaciones de cargas y de gradientes térmicos y desarrollar sistemas integrados de evaluación para la seguridad, la conservación, la explotación y el mantenimiento.

Una lección que trasciende los mil años

El caso del puente de Guanyin demuestra que la conservación del patrimonio construido requiere algo más que comprobar si una estructura sigue en pie. También exige comprender cómo transmite las cargas, cómo redistribuye los esfuerzos cuando surgen daños y cómo evoluciona la fábrica bajo la acción del medio ambiente.

La principal contribución de esta investigación radica en integrar el comportamiento global del arco, la mecánica de las uniones entre piedras y la caracterización del deterioro de los materiales. Este enfoque permite pasar de una inspección centrada en los daños visibles a un diagnóstico que también investiga sus posibles causas y su relación con la respuesta estructural.

Para los ingenieros civiles, el mensaje es claro: la conservación preventiva resulta más sólida cuando combina observación, cálculo y conocimiento de los materiales. Las herramientas digitales no sustituyen la experiencia técnica ni el criterio de conservación, pero pueden ayudar a identificar las zonas que requieren mayor atención y a fundamentar decisiones de mantenimiento más informadas.

Referencia:

ZHOU, Z.; JIANG, Q.; LI, Y.; YANG, H.; YANG, Y.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2026). Multiscale Damage Evolution and Load-Transfer Mechanisms of the Millennium-Old Stone Arch Bridge: A Case Study of the Guanyin Bridge.  Infrastructures, 11(10):370. DOI:10.3390/infrastructures11100370

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Cómo la hibridación de materiales puede recortar un 24% las emisiones de carbono

En este artículo se resumen las ideas principales de un trabajo recientemente aceptado para su publicación en Smart and Sustainable Built Environment. El trabajo es fruto de una colaboración internacional con investigadores brasileños y estudia la optimización topológica multiobjetivo de celosías tubulares híbridas de materiales compuestos, teniendo en cuenta tanto su comportamiento estructural como aspectos de sostenibilidad. Más que reproducir aquí todos los detalles del artículo, se presentan sus planteamientos fundamentales, la metodología empleada y los principales resultados obtenidos.

De acuerdo con el Global Status Report for Buildings and Construction (2020), elaborado por la Alianza Global para la Edificación y la Construcción (GlobalABC) en colaboración con el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (UNEP), el sector de la edificación es responsable del 38 % de las emisiones globales de CO₂ asociadas al uso de la energía. De este volumen, un 10 % corresponde directamente al carbono embebido, es decir, a los gases de efecto invernadero emitidos durante la extracción, la fabricación y el transporte de los materiales de construcción. Ante este escenario, la ingeniería civil y la arquitectura se enfrentan a un desafío inaplazable: ¿es posible aumentar sustancialmente la capacidad resistente de una estructura, reducir sus costes de construcción y, al mismo tiempo, disminuir drásticamente su huella de carbono?

Históricamente se ha asumido que elevar las prestaciones mecánicas de un edificio implica un mayor consumo de recursos, lo que encarece la obra y multiplica las emisiones de CO₂. Sin embargo, la aplicación de algoritmos de optimización metaheurística multiobjetivo —como la Optimización por Enjambre de Partículas (Particle Swarm Optimization, PSO) y su variante multiobjetivo (MOPSO)— demuestra de forma contundente que esta aparente incompatibilidad es un mito.

Al integrar la optimización de celosías tubulares híbridas (acero-hormigón) con losas mixtas colaborantes, los algoritmos demuestran que es factible reconfigurar la geometría y la distribución de materiales para lograr ahorros inéditos. A continuación, analizamos los cuatro descubrimientos más impactantes y contraintuitivos extraídos de las investigaciones más recientes sobre optimización estructural sostenible.

1. Materiales más resistentes no significan mayor contaminación: El mito desmontado

A primera vista, la lógica indicaría que prescribir aceros y hormigones de alta resistencia incrementa el impacto ambiental, ya que la fabricación de una unidad de masa o de volumen de estos materiales avanzados genera una mayor cantidad de CO₂ equivalente. No obstante, al analizar el comportamiento global de la estructura, la optimización algorítmica demuestra exactamente lo contrario.

El uso de materiales con prestaciones mecánicas elevadas permite reducir la sección transversal y la masa total de los elementos estructurales, de modo que esa contracción volumétrica compensa con creces el mayor factor de emisión unitario del material. En el caso de las celosías tubulares mixtas, el algoritmo PSO seleccionó sistemáticamente:

  • Hormigones de relleno para el cordón superior con resistencia a la compresión (fck) siempre superior a 40 MPa, alcanzando de forma recurrente valores entre 70 y 90 MPa.
  • Hibridación dinámica de aceros entre los distintos elementos de la celosía. El algoritmo asigna grados de alta resistencia, como ASTM A913 Gr. 70 o ASTM A572 Gr. 65, a los cordones superior e inferior para maximizar la resistencia al momento flector y a los esfuerzos axiales, mientras optimiza las diagonales y los montantes combinando grados como ASTM A572 Gr. 50, Gr. 60 o Gr. 65, según la solicitación específica de cada barra.

Esta asignación selectiva de propiedades mecánicas aprovecha el relleno de hormigón para evitar el pandeo local y global del cordón tubular superior, lo que permite utilizar perfiles de acero notablemente más esbeltos y livianos en toda la celosía.

«La hibridación de materiales —combinando hormigón de alta resistencia en el cordón superior y diferentes grados de acero asignados dinámicamente según la solicitación de cada barra— maximiza la eficiencia mecánica global. La contracción de la masa total de la estructura supera con frecuencia el impacto ambiental unitario de los materiales de alto rendimiento, logrando un balance de carbono neto marcadamente favorable.»

2. El ‘efecto dominó’ en la losa: reducir 3 centímetros puede recortar casi un cuarto del CO₂

En las estructuras de luces medianas (entre 8 y 24 metros), la losa mixta representa la mayor parte de la masa total de la edificación. Por ello, cualquier mejora geométrica en la losa desencadena un efecto dominó positivo en toda la estructura de soporte.

El diseño tradicional suele recurrir a catálogos comerciales estandarizados y dimensionar la chapa de acero perfilada para resistir por sí sola las cargas durante la fase previa al curado del hormigón. En esta etapa, la chapa metálica actúa únicamente como encofrado perdido. Sin embargo, al incorporar una armadura mínima de refuerzo en los nervios de la losa (por ejemplo, 2 barras de 6,3 mm o 8 mm), se transforma el comportamiento en la fase posterior al curado: esta armadura adicional asume las tensiones de flexión positiva, reduciendo drásticamente la demanda estructural sobre la chapa metálica.

Esta simple adición de acero de refuerzo permite optimizar simultáneamente la geometría de la losa:

  • El espesor total de la losa se reduce de 140 mm a 110 mm (3 cm menos de hormigón).
  • El espesor de la chapa de acero perfilada se reduce de 1,25 mm a 0,80 mm.

La razón física por la cual una reducción de tan solo 3 cm de espesor logra recortar las emisiones globales de CO₂ hasta en un 24 % en vanos de 8 metros radica en la distribución de la masa: en vanos cortos, el volumen de hormigón domina la huella de carbono total del sistema y representa entre el 42 % y el 45 % del CO₂ emitido. Aligerar la losa reduce directamente la carga muerta que debe soportar la celosía, lo que se traduce en una reducción en cascada del acero requerido en las barras.

Parámetro y configuración estructural Comparativa (tradicional de catálogo vs. optimizada con refuerzo)
Espesor total de la losa De 140 mm (catálogo) a 110 mm (optimizada con refuerzo) — Ahorro de 3 cm
Espesor de la chapa de acero De 1,25 mm (catálogo) a 0,80 mm (optimizada con refuerzo)
Reducción máxima de CO₂ embebido Hasta un 24 % de reducción respecto a la solución base en vanos de 8 m

3. Beneficio mutuo estructural: por cada kilo de CO₂ reducido, ahorras 0,76 euros

En la práctica profesional persiste el prejuicio de que el diseño sostenible incrementa necesariamente los costes de construcción. La optimización multiobjetivo desmiente esta premisa al demostrar una sólida correlación lineal entre el coste directo de fabricación e instalación y las emisiones de CO₂ embebido, con un coeficiente de determinación R² = 0,9895.

En el sistema analizado, las soluciones de menor impacto ambiental son, al mismo tiempo, las más económicas. Esto se debe a que los vectores que incrementan el coste (toneladas de acero consumido y metros cúbicos de hormigón vertidos) son idénticos a los factores que disparan la huella de carbono.

Bajo las condiciones del mercado brasileño analizadas en el estudio (datos de enero de 2026), se determinó que por cada kilogramo de CO₂ mitigado mediante la optimización estructural, se obtiene un ahorro económico medio, al cambio actual, de 0,76 euros. Es fundamental precisar que esta cifra no constituye una constante universal, ya que depende de las matrices de costes unitarios, de los factores de emisión regionales y de las tipologías analizadas. Sin embargo, confirma un principio técnico contundente: en celosías tubulares híbridas y en losas mixtas, la sostenibilidad ambiental y la rentabilidad financiera avanzan de forma alineada.

4. Multiplicar la capacidad por 2,5 sin disparar la huella ambiental: la frontera Pareto

Mediante la aplicación del algoritmo MOPSO, es posible trazar la frontera de Pareto, un conjunto de soluciones óptimas en el que resulta imposible mejorar un objetivo (como la capacidad de carga) sin penalizar otro (como las emisiones o el coste).

Para los rangos de carga de servicio habituales en edificaciones residenciales y comerciales (de 2 a 5 kN/m²), los resultados de la frontera Pareto revelan una ganancia de eficiencia sobresaliente:

  • La capacidad de carga de la losa puede incrementarse hasta 2,5 veces (+150 %) respecto a la solución de capacidad mínima.
  • Este aumento masivo del rendimiento mecánico requiere solo un aumento modesto del 25 % en las emisiones de CO₂ y del 52 % en el coste de construcción.

Sin embargo, el análisis algorítmico identifica un punto de inflexión crítico. Cuando las demandas de carga superan los 10 kN/m², las penalizaciones económicas y ambientales aumentan de forma fuertemente no lineal. A partir de este umbral, los requerimientos del Estado Límite de Servicio (límites de deflexión L/350) y las elevadas fuerzas axiales en las barras de la celosía obligan a recurrir a perfiles tubulares sensiblemente más pesados y con espesores de pared mayores.

Asimismo, la investigación revela un matiz estructural según la luz del vano: mientras que en luces cortas (8 m) el impacto ambiental está dominado por los materiales de la losa, en luces largas (16 a 24 m) el peso de las barras de acero de la celosía pasa a controlar el balance ambiental, lo que representa entre el 37 % y el 38 % de las emisiones totales de CO₂.

«El trazado de la frontera multiobjetivo de Pareto permite a los proyectistas abandonar la toma de decisiones a ciegas. Proporciona una herramienta racional para seleccionar la combinación precisa de geometría y materiales según los requerimientos reales del proyecto, evitando el sobredimensionamiento y optimizando el equilibrio entre rendimiento, coste e impacto ambiental.»

El futuro del diseño estructural: algoritmos frente a catálogos rígidos

La integración de algoritmos de optimización metaheurística (PSO y MOPSO) con la hibridación de materiales representa un cambio de paradigma en la ingeniería estructural de edificaciones de luz mediana (de 8 a 24 metros). La hibridación de grados de acero en elementos tubulares, combinada con el relleno de hormigón de alta resistencia en el cordón superior y el armado inteligente de la losa mixta, demuestra que es técnicamente viable construir estructuras más resistentes y más económicas, con una huella de carbono significativamente menor.

El diseño estructural moderno ya no necesita quedar supeditado a los límites rígidos de los catálogos comerciales preestablecidos. La optimización algorítmica permite explorar de forma automatizada miles de combinaciones geométricas y de materiales para prescribir la solución exacta que satisface los Estados Límites Últimos y de Servicio con la máxima eficiencia ambiental.

Ante la urgente necesidad de descarbonizar el entorno construido, la interrogante decisiva para proyectistas, consultores y promotores es evidente: ¿está el sector de la edificación preparado para abandonar las recetas tradicionales y dar el salto definitivo al diseño algorítmico orientado a la sostenibilidad?

En esta conversación puedes escuchar las ideas más interesantes sobre esta investigación.

Este vídeo resume bien el contenido del artículo.

Referencia:

ALVES, É.C.; KRIPKA, M.; YEPES, V.  (2026). Sustainable Multi-Objective Topology Optimization of Composite Hybrid Tubular Trusses. Smart and Sustainable Built Environment (accepted, in press)

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Columnas mixtas acero-hormigón: cuando resistir ya no es el único criterio de diseño

Un estudio reciente plantea la optimización simultánea de la resistencia, el coste y las emisiones de CO₂ en columnas tubulares rellenas de hormigón y muestra cómo la geometría, la esbeltez y los materiales pueden modificar la solución óptima.

Acaban de publicar un artículo nuestro en Journal of Composites Science, una de las revistas de impacto científico indexada en el JCR.  La investigación se enmarca en el proyecto RESILIFE, que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València. Además, muestra la internacionalización de nuestro grupo de investigación, en este caso, con Brasil. A continuación, se presenta un resumen del trabajo y de la información de contexto.

Durante décadas, el dimensionamiento estructural ha girado en torno a una pregunta directa: ¿qué sección necesitamos para resistir las acciones previstas? Hoy esa pregunta sigue siendo imprescindible, pero ya no agota el problema. El coste de los materiales y su impacto ambiental están teniendo un impacto progresivo en las decisiones de los proyectos.

Las columnas tubulares de acero rellenas de hormigón constituyen un buen campo de estudio para esta cuestión. El perfil de acero aporta resistencia y confinamiento, mientras que el hormigón contribuye a la capacidad resistente y a la rigidez del conjunto. Existen, sin embargo, muchas formas de alcanzar una determinada resistencia: modificar la geometría, mejorar la calidad de los materiales o incorporar armadura adicional.

El trabajo de Lourenção et al. aborda estas alternativas mediante un procedimiento de optimización multiobjetivo aplicado a columnas tubulares mixtas con secciones circulares, cuadradas y rectangulares. El objetivo es analizar conjuntamente la capacidad resistente, el coste y las emisiones de CO₂ incorporadas.

De dimensionar una sección a explorar un espacio de soluciones

La principal aportación del estudio radica en plantear el diseño como un problema de búsqueda. Los autores permiten que el modelo modifique la geometría de la sección, las propiedades de los materiales y la disposición de la armadura dentro de un espacio de diseño previamente definido.

La herramienta empleada es Multi-Objective Particle Swarm Optimization (MOPSO), una extensión del algoritmo PSO orientada a problemas con múltiples objetivos. El procedimiento genera soluciones de Pareto: alternativas en las que mejorar uno de los objetivos implica, por lo general, penalizar el otro.

El estudio utiliza, además, métricas de Minkowski y la teoría de la entropía para analizar y seleccionar alternativas dentro de ese conjunto. De esta forma, el resultado no es una única sección supuestamente óptima, sino un conjunto de soluciones que permiten valorar distintos compromisos entre resistencia, coste y emisiones.

Qué variables entran en el cálculo

El espacio de búsqueda incluye perfiles tubulares circulares, cuadrados y rectangulares del catálogo de Vallourec. También se modifican la resistencia característica del hormigón, la calidad del acero y, cuando corresponde, la cantidad y el diámetro de las barras longitudinales.

El hormigón se estudia entre 25 y 90 MPa, con barras de 10, 12,5, 16 y 20 mm y diferentes calidades de acero estructural. La inclusión de hormigones de alta resistencia permite estudiar si una mayor resistencia del material puede compensar su mayor coste mediante una reducción de la cantidad total de material.

Este punto requiere cierta cautela. El artículo señala que la ABNT NBR 8800:2024 limita la resistencia característica del hormigón en los elementos mixtos a 50 MPa. Las soluciones por encima de ese valor tienen, por tanto, un carácter exploratorio en el estudio.

Las tres funciones objetivo son la capacidad resistente, el coste de los materiales y las emisiones de CO₂ asociadas al hormigón, al perfil de acero y a la armadura.

Qué se ha validado realmente

Antes de aplicar la optimización, los autores contrastan la formulación empleada para calcular la capacidad resistente con seis probetas experimentales publicadas por Ibáñez et al. (2021).

Son columnas tubulares rellenas de hormigón sin armadura longitudinal adicional, con secciones circulares, cuadradas y rectangulares, una longitud de 30 cm y apoyos articulados en ambos extremos. Las cargas últimas experimentales se comparan con las obtenidas mediante el Eurocódigo 4, el AISC y la formulación basada en la ABNT NBR 16239 empleada en el estudio.

La relación media Nexp / NNBR16239 es 1,01. Los valores medios correspondientes a Eurocódigo 4 y a AISC son 0,92 y 1,09, respectivamente. Los resultados individuales muestran diferencias entre las probetas, especialmente en algunas secciones circulares.

La precisión metodológica es importante: esta comprobación respalda la formulación empleada para estimar la resistencia, pero no constituye una validación experimental del algoritmo MOPSO ni de las soluciones de coste y de emisiones. Tampoco cubre directamente el comportamiento de las columnas de 3, 4 y 5 m analizadas en la optimización, ya que las probetas experimentales tienen 30 cm de longitud.

Qué encuentra la optimización

Los resultados muestran que las configuraciones sin armadura longitudinal adicional suelen presentar emisiones menores que sus equivalentes armadas. Aunque la armadura incrementa la capacidad resistente, añade acero y, con ello, coste y emisiones.

El empleo de hormigones de mayor resistencia puede alterar ese equilibrio. En determinadas soluciones sin armadura, los hormigones de 60 y 90 MPa permiten reducir la cantidad total de material y las emisiones. En los casos estudiados, las reducciones alcanzan hasta aproximadamente el 16 %.

La geometría tampoco mantiene una posición constante. El estudio analiza columnas de 3, 4 y 5 m y observa que el aumento de la longitud de la columna incrementa las emisiones. Los autores cuantifican un aumento medio de aproximadamente el 35 % en las columnas de 4 m y del 73 % en las de 5 m respecto de las soluciones de 3 m.

La explicación se relaciona con la mayor demanda de material asociada a la esbeltez y con las restricciones adicionales de resistencia y estabilidad. Además, la sección que presenta las menores emisiones varía según las cargas y la longitud consideradas.

Qué aporta el frente de Pareto

La representación mediante frentes de Pareto permite visualizar el compromiso entre los tres objetivos. Una solución puede ofrecer mayor capacidad resistente, pero a costa de un mayor coste y de mayores emisiones; otra puede reducir el impacto ambiental a costa de una menor capacidad o de otras penalizaciones.

Entre los nueve escenarios analizados mediante el procedimiento multicriterio, las secciones cuadradas sin armadura longitudinal adicional ocupan la primera posición en ocho de ellos. La excepción corresponde a una columna de 4 m sometida a flexión biaxial, en la que la alternativa rectangular con armadura adicional ocupa dicha posición.

Estos resultados corresponden al conjunto concreto de cargas, longitudes, materiales y criterios considerados. No permiten establecer una regla general según la cual una determinada geometría sea siempre preferible.

Utilidad práctica de la investigación

La aplicación más interesante del procedimiento radica en el predimensionamiento y en la comparación sistemática de alternativas. En lugar de seleccionar una sección y modificarla mediante iteraciones sucesivas, el ingeniero puede definir un conjunto de soluciones admisibles y explorar simultáneamente la geometría, los materiales y la armadura. Esto puede ser especialmente útil en estructuras con numerosas columnas similares, donde pequeñas diferencias en el consumo de acero u hormigón pueden acumularse y generar efectos relevantes.

El modelo, sin embargo, no sustituye las comprobaciones habituales del proyecto. El estudio no incorpora como criterios independientes la constructibilidad, la ductilidad, la resistencia al fuego ni determinadas condiciones de servicio. Tampoco realiza un análisis de ciclo de vida completo: el indicador ambiental se limita a las emisiones incorporadas de los materiales considerados. Los resultados ambientales dependen de los factores de emisión adoptados, mientras que la selección multicriterio depende del procedimiento utilizado para comparar las alternativas.

La metodología es potencialmente transferible al proyecto español, pero los resultados numéricos no pueden trasladarse directamente. El estudio utiliza normativa, perfiles comerciales, precios y datos ambientales pertinentes al contexto brasileño. Para aplicarlo en España, habría que adaptar el espacio de búsqueda a los perfiles disponibles, a los materiales y precios reales, a los datos ambientales del suministro y a la normativa aplicable. También habría que incorporar las condiciones concretas de ejecución, de fuego, de durabilidad, de uniones, de estabilidad global y de servicio.

Por tanto, la transferencia más interesante no consiste en adoptar directamente una de las secciones seleccionadas por el estudio, sino en reproducir el procedimiento con datos y restricciones propios del proyecto. Esa es probablemente la principal utilidad profesional del trabajo: disponer de una metodología capaz de explorar conjuntamente la resistencia, el coste y las emisiones antes de fijar definitivamente la solución estructural.

Referencia:

LOURENÇÃO, J.S.; KRIPKA, M.; YEPES, V.; ALVES, É.C. (2026). Multi-Objective Comparative Analysis of High-Strength Steel–Concrete Composite Columns. Journal of Composites Science, 10(10):517. DOI:10.3390/jcs10100517

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Cómo verificar la conexión entre micropilotes y cimentaciones existentes en el recalce de edificios

El recalce mediante micropilotes es una solución habitual cuando una cimentación existente deja de contar con condiciones geotécnicas adecuadas. Es especialmente interesante en terrenos con baja capacidad portante o con arcillas expansivas, donde los movimientos volumétricos del terreno pueden comprometer el comportamiento de una cimentación superficial. Sin embargo, disponer de micropilotes con capacidad resistente suficiente no garantiza por sí mismo que el sistema de recalce funcione correctamente.

El artículo «Analytical design of RC–micropile connections in building underpinning« (Sánchez-Garrido et al., 2026) aborda precisamente este problema. Los autores centran su atención en el nudo que conecta el micropilote con la zapata existente, una zona en la que las normas ofrecen una orientación limitada y fragmentaria para verificar la transferencia de cargas.

La idea que recorre todo el trabajo es sencilla, pero tiene importantes consecuencias para el diseño: la capacidad del micropilote y la capacidad geotécnica del terreno no son necesariamente los mecanismos que gobiernan el recalce. La transferencia de esfuerzos en la conexión puede convertirse en el punto débil del sistema.

La aportación principal del artículo

La principal aportación es una metodología analítica para verificar la transferencia de carga en la conexión entre una cimentación existente de hormigón armado y un micropilote. Para ello, los autores dividen el problema en dos interfaces resistentes:

  • Interfaz 1: acero–lechada, correspondiente a la adherencia entre el tubo de acero del micropilote y el material cementante que lo rodea.
  • Interfaz 2: lechada–zapata, correspondiente a la transferencia de cortante entre el material de relleno y el hormigón de la cimentación existente.

A estas dos comprobaciones se añade una verificación global de la zapata mediante un modelo de bielas y tirantes. La metodología combina formulaciones normativas, referencias empíricas y datos provenientes de ensayos normalizados de arranque.

Este planteamiento permite separar los mecanismos resistentes que habitualmente quedan agrupados en una única comprobación. El artículo sostiene que esta separación resulta especialmente útil en los nudos confinados de recalce, donde la geometría y la concentración de tensiones pueden modificar significativamente el mecanismo de transmisión de cargas.

Los autores también plantean que la metodología podría incorporarse en el futuro a entornos digitales de diseño, incluido BIM, mediante comprobaciones paramétricas asociadas a la geometría y a las propiedades de los materiales. El propio artículo aclara que esta integración digital no forma parte del desarrollo realizado, sino que constituye una posible aplicación posterior.

¿Cómo se ha desarrollado la metodología?

Antes de estudiar las interfaces, el procedimiento comprueba el comportamiento global de la cimentación existente. Cuando los micropilotes atraviesan una zapata, esta pasa a comportarse, desde el punto de vista resistente considerado en el estudio, como un encepado rígido. Por ello, los autores emplean un modelo de bielas y tirantes para comprobar si la armadura existente puede resistir las tracciones multidireccionales generadas por la transferencia de cargas.

Una vez garantizada esta condición global, se estudian por separado ambas interfaces.

1. Interfaz acero–lechada

En un tubo de acero liso, la transmisión de esfuerzos depende principalmente de la adhesión química y de la fricción. El problema es que el tubo carece de un mecanismo eficaz de engranamiento mecánico.

El artículo compara distintas formulaciones. La expresión histórica de EH-91 proporciona una resistencia de adherencia de 1,26 MPa para el caso estudiado, mientras que el Eurocódigo 4 limita el valor a 0,55 MPa y el fib Model Code 2010 conduce a aproximadamente 0,60 MPa. En todos los casos, la resistencia obtenida para el tubo liso resulta insuficiente para transmitir la solicitación de cálculo del caso analizado.

La alternativa estudiada consiste en soldar conectores corrugados longitudinales al tubo. Estos elementos aumentan la superficie efectiva de transferencia y, sobre todo, introducen un mecanismo de interbloqueo mecánico. La comprobación utiliza las formulaciones del EH-91 para barras corrugadas y considera, además, una reducción de la superficie efectiva asociada a la ejecución de las soldaduras.

2. Interfaz lechada–zapata

La segunda interfaz presenta otro problema. Si se considera una unión convencional entre materiales cementantes y se aplica directamente la formulación normativa de la EHE-08 para juntas de hormigón, la resistencia obtenida es muy baja.

Para el hormigón de 25 MPa utilizado en el caso de estudio, los autores calculan una resistencia a tracción de cálculo de 1,20 MPa. Con un factor de rugosidad β = 0,3, correspondiente a la superficie obtenida mediante perforación con corona de diamante, se obtiene una tensión cortante admisible de solo 0,36 MPa.

El artículo compara este resultado con dos formulaciones empíricas empleadas en la práctica geotécnica. Estas proporcionan valores superiores, de 0,73 y 1,25 MPa aproximadamente, pero los autores no las adoptan como criterio de dimensionamiento porque no están integradas en una comprobación estructural en estado límite último.

La solución analizada consiste en emplear un mortero técnico expansivo de altas prestaciones y sin retracción. El material considerado alcanza una resistencia a compresión de 69,3 MPa en el caso de estudio y presenta propiedades expansivas que aumentan el confinamiento lateral y, con ello, la componente friccional de la resistencia de la interfaz.

Para estimar la capacidad de esta interfaz, los autores parten de ensayos normalizados de arrancamiento (pull-out) conforme a UNE-EN 1881 y extrapolan sus resultados a la geometría real del taladro. El propio artículo advierte que esta extrapolación es una estimación orientada al diseño, no una ley de escalado físico directo, ya que las condiciones de contorno y de confinamiento del ensayo y de la conexión real difieren.

El caso real utilizado para aplicar la metodología

La metodología se aplica a un proyecto de recalce de un edificio educativo de dos plantas afectado por problemas geotécnicos importantes. El terreno estaba constituido por arcillas muy expansivas y presentaba baja capacidad portante y agresividad a los sulfatos.

La intervención contempló 158 micropilotes, con una longitud total de 1.235 metros, distribuidos en grupos de dos o tres micropilotes bajo las zapatas existentes. Las cimentaciones tenían una profundidad total de 500 mm.

En el caso estudiado, el tubo del micropilote tenía un diámetro exterior de 88,9 mm y un espesor nominal de 8 mm. Considerando una pérdida de 0,6 mm por corrosión, el espesor efectivo empleado en el cálculo era de 7,4 mm. La longitud efectiva de empotramiento fue de 450 mm y se utilizaron tres conectores corrugados de 16 mm de diámetro.

La solicitación máxima de compresión era de 376 kN, mientras que la resistencia estructural última del tubo de acero era de 521,04 kN. Esta diferencia es significativa: el tubo, considerado por separado, tenía capacidad suficiente, de modo que el problema de diseño se desplazaba hacia la conexión entre el micropilote y la cimentación existente.

Principales resultados

Los resultados muestran con bastante claridad dónde se encuentra el problema.

En la interfaz acero–lechada, el tubo liso alcanza solamente:

  • 158,97 kN con la formulación EH-91.
  • 69,12 kN con Eurocódigo 4.
  • 75,41 kN con el fib Model Code 2010.

Ninguno de estos valores permite transferir los 376 kN de solicitación de cálculo.

Al incorporar los tres conectores corrugados, la contribución calculada asciende a 394,17 kN. Sumando de forma conservadora esta contribución a la adherencia de 75,41 kN obtenida mediante el fib Model Code 2010, la resistencia total de diseño llega a 469,58 kN. Esto supone una relación capacidad-demanda de 1,25 y una relación respecto a la resistencia última del tubo de 0,90.

La mejora no se explica únicamente por disponer de más superficie. Los conectores modifican el mecanismo resistente: permiten que la biela de compresión se distribuya sobre una mayor superficie del hormigón y reducen la concentración de tensiones alrededor del tubo.

La situación es aún más llamativa en la interfaz lechada–zapata. Aplicando directamente la formulación de la EHE-08, la capacidad del taladro ejecutado de 170 mm sería de solo 96,13 kN. Para alcanzar la resistencia estructural última de 521,04 kN mediante esta formulación, según el cálculo del artículo, sería necesario un diámetro teórico de taladro de 921,4 mm, lo cual resulta incompatible con las dimensiones habituales de una zapata.

Las formulaciones empíricas mejoran la estimación, pero tampoco alcanzan la resistencia necesaria. La expresión de Serrano Alcudia proporciona 193,86 kN y la formulación SEMSIG-AETESS 333,79 kN.

Con el mortero expansivo de altas prestaciones y la metodología basada en los ensayos de arrancamiento, el valor de diseño adoptado para la tensión cortante es de 2,10 MPa. Para el taladro de 170 mm se obtiene una capacidad de 560,77 kN, superior tanto a la solicitación de cálculo de 376 kN como a la resistencia última del tubo de 521,04 kN.

El resultado conjunto es, por tanto, un cambio de estrategia: en lugar de aumentar considerablemente el tamaño del taladro para compensar una resistencia interfacial baja, se modifica el mecanismo resistente mediante conectores mecánicos y un mortero con capacidad de confinamiento.

¿Qué significa esto para el diseño de recalces?

El estudio plantea una cuestión muy útil para la práctica profesional: dimensionar un micropilote no debería concluirse cuando se comprueba su resistencia estructural y geotécnica.

En una intervención de recalce, hay que comprobar cómo llega realmente la carga desde la estructura existente hasta el micropilote. El nudo puede presentar una capacidad inferior a la del propio elemento profundo y convertirse en el mecanismo que controla el comportamiento del conjunto.

Desde el punto de vista del detalle constructivo, el trabajo se centra en dos decisiones concretas. La primera es proporcionar un mecanismo de engranamiento mediante conectores soldados al tubo. La segunda es utilizar un material de relleno capaz de desarrollar una resistencia interfacial compatible con las solicitaciones y con las condiciones de confinamiento del nudo.

El procedimiento constructivo también cobra relevancia. El artículo contempla la soldadura de tres conectores de 16 mm, la perforación de la zapata, la ejecución del micropilote y la limpieza a alta presión de la superficie perforada antes de rellenar la zona de conexión con el mortero expansivo. La calidad de estas operaciones forma parte de las condiciones necesarias para que el comportamiento calculado se materialice en obra.

Además, hay una consecuencia relacionada con la optimización de recursos. Según los autores, aumentar únicamente el diámetro del taladro conduce a soluciones sobredimensionadas, mientras que modificar los mecanismos de transferencia permite alcanzar la capacidad requerida manteniendo dimensiones geométricas razonables. Esto puede reducir el consumo de materiales asociado al recalce.

Posibles aplicaciones prácticas

La metodología propuesta puede utilizarse como esquema de comprobación para proyectos de recalce con micropilotes en los que exista una cimentación de hormigón armado que deba transferir cargas a nuevos elementos profundos.

Su aplicación práctica puede resumirse en una secuencia:

  1. Comprobar globalmente la zapata existente, considerando su comportamiento como elemento tipo encepado y verificando las bielas y los tirantes.
  2. Identificar las dos interfaces de transferencia: tubo–lechada y lechada–hormigón existente.
  3. Comprobar la adherencia natural del tubo y verificar si es suficiente para la solicitación.
  4. Introducir conectores mecánicos cuando la adherencia natural no permita alcanzar la capacidad requerida.
  5. Comprobar la interfaz con la zapata, evitando asumir que la capacidad del mortero es automáticamente equivalente a la capacidad de la unión.
  6. Considerar datos de ensayos normalizados para caracterizar soluciones de altas prestaciones cuando las formulaciones convencionales resulten excesivamente conservadoras.
  7. Controlar la ejecución, especialmente la preparación de superficies, las soldaduras y la colocación del mortero expansivo.

El artículo apunta, además, a una futura integración de estas comprobaciones en modelos BIM. Cada interfaz podría definirse como un objeto de verificación asociado a parámetros geométricos y mecánicos, lo que facilita la trazabilidad entre el cálculo, el detalle constructivo y la ejecución.

Una conclusión prudente

El trabajo aporta una forma estructurada de analizar un problema que, según sus autores, está insuficientemente desarrollado en las normas: la transferencia de carga en la conexión entre micropilotes y cimentaciones existentes.

El caso estudiado muestra que un tubo de acero con una resistencia última de 521,04 kN no garantiza, por sí solo, la transferencia de los 376 kN de cálculo. Con el tubo liso, la interfaz acero–lechada presenta capacidades muy inferiores. La incorporación de conectores corrugados eleva la resistencia calculada hasta 469,58 kN. En la interfaz lechada–zapata, el mortero expansivo y la estimación basada en ensayos de arrancamiento permiten alcanzar 560,77 kN en el taladro de 170 mm ejecutado.

Ahora bien, el propio artículo establece límites claros. La capacidad de la segunda interfaz se obtiene mediante una extrapolación de ensayos normalizados que no reproduce plenamente las condiciones tridimensionales y de confinamiento del nudo real. Tampoco se cuantifican explícitamente todas las incertidumbres asociadas a la ejecución. Además, quedan fuera del análisis algunos modos de fallo, como la fisuración local del hormigón, el punzonamiento o el fallo de las soldaduras.

Por ello, la contribución debe entenderse como una metodología analítica orientada al diseño y aplicada a un caso real a escala completa, no como una validación experimental completa. Los autores plantean como siguientes pasos los ensayos a escala real, los análisis paramétricos y las simulaciones numéricas no lineales que permitan cuantificar mejor los efectos del confinamiento, la escala y de las condiciones de ejecución.

Para el ingeniero que proyecta un recalce, el mensaje técnico del artículo es claro: el micropilote no debe estudiarse como un elemento aislado. La seguridad del sistema también depende de cómo se construye y se verifica el camino de carga entre la cimentación existente y el nuevo elemento profundo.

El texto puede publicarse como post técnico prácticamente tal cual; he mantenido deliberadamente las limitaciones del artículo para no presentar como experimentalmente demostrado aquello que los propios autores consideran una validación analítica mediante un caso real.

Referencia:

SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; YEPES-BELLVER, L.; YEPES, V. (2026). Analytical Design of RC–Micropile Connections in Building Underpinning. Journal of Construction Engineering, Management & Innovation, 9(3): 725. DOI:10.31462/jcemi.2026.725

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Por qué los mejores puentes de piedra se construyeron cuando ya eran «obsoletos»

Puente de Cangas de Onís, sobre el Sella (Asturias). Imagen: V. Yepes

La historia de la técnica suele guardar sus mejores secretos para el momento del adiós. Existe una belleza melancólica en la forma en que la ingeniería de sillería alcanzó su cenit técnico y estético precisamente cuando el hierro y el hormigón ya reclamaban el trono de la modernidad. No fue bajo el mando de las legiones romanas ni durante el florecimiento renacentista cuando el arco de piedra alcanzó su máxima esbeltez, sino en los siglos XVIII y XIX. Como bien advirtió Jean Mesqui, este fenómeno marca la frontera entre la «era de los arquitectos», en la que la construcción era un arte intuitivo, y la «era de los ingenieros», donde el cálculo y la institucionalización elevaron la piedra a un nivel de eficiencia que desafiaba su propia naturaleza mineral.

A continuación, analizamos el texto del ingeniero Leonardo Fernández Troyano, que trata de la evolución histórica de los puentes de piedra y se centra especialmente en la transición hacia la era de los ingenieros en el siglo XVIII.

El divorcio histórico: cuando el ingeniero se separó del arquitecto (1716)

Durante milenios, el constructor fue un polímata. Leonardo da Vinci se vendía como ingeniero militar antes que como artista, y Galileo lamentaba que su genio inventivo le robara tiempo a la ciencia pura. Sin embargo, la creciente complejidad de las obras públicas forzó una ruptura irreversible. En 1716, Francia creó el cuerpo de Ingénieurs de Ponts et Chaussées, separándolos de los Arquitectos al Servicio del Rey.

Esta profesionalización cambió las reglas del diseño. El Pont Royal de Jacques IV Gabriel sobre el Sena se erigió como el canon estético de la centuria, pero fue su hijo, Jacques V Gabriel, quien marcó el inicio de esta nueva era con el puente sobre el Loira en Blois. Es una composición de elegancia docta: un «lomo de asno» perfecto con arcos de luz decrecientes desde el centro, donde la piedra comienza a comportarse con una disciplina matemática hasta entonces desconocida.

El Pont Royal de Jacques IV Gabriel sobre el Sena. Por Jean-François Gornet – Flickr: Pont royal, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=17745343

La gran paradoja: la evolución máxima en tiempo de anacronismos

Resulta un anacronismo fascinante que, mientras el siglo XIX se entregaba febrilmente al metal y a los puentes colgantes, la piedra viviera su mayor salto evolutivo. No era una simple inercia del pasado, sino la aplicación de la nueva ciencia del cálculo a un material milenario. El ingeniero del XVIII, armado con la teoría de las bóvedas y la institucionalización de la École, llevó la piedra más allá de lo que los romanos jamás soñaron.

«En ambas clasificaciones que hemos visto —según los materiales o según la era de los ingenieros—, el segundo periodo se inicia en el siglo XVIII; sin embargo, en él se siguieron construyendo puentes de piedra en gran cantidad, aunque pueden considerarse anacrónicos porque es la época de los puentes metálicos y colgantes. Se da, además, la paradoja de que en el siglo XVIII, a finales del primer periodo o a principios del segundo, los puentes de piedra experimentaron su mayor evolución.»

Jean-Rodolphe Perronet: El ingeniero que convirtió la construcción en espectáculo

Si la ingeniería de piedra tuvo un genio revolucionario, ese fue Jean-Rodolphe Perronet. Para él, el puente no era una masa inerte, sino un equilibrio dinámico de fuerzas. Sus innovaciones no solo fueron técnicas, sino que transformaron la fisonomía de las ciudades:

  • La transparencia de las pilas: Perronet rompió el dogma de Alberti, que desde el siglo XV exigía pilas de 1/5 de la luz del arco. Al comprender que los empujes se compensan cuando los arcos son iguales, redujo el ancho a 1/10. Esta esbeltez otorga a sus puentes una transparencia visual que prefigura la ligereza de las estructuras modernas de hormigón armado, en las que el soporte parece desvanecerse para dejar paso al agua.
  • El teatro del descimbrado: Para que sus pilas estilizadas no colapsaran por empujes asimétricos, Perronet ideó el descimbrado simultáneo. El evento era un espectáculo cortesano: el propio Luis XV asistió al puente de Neuilly para escuchar el crujir de la madera bajo la tensión extrema antes de que la piedra se hiciera dueña de su propio peso. Esta precisión en la maniobra es el antecedente directo de los complejos sistemas de cimbras móviles y gatos hidráulicos de la ingeniería actual.
  • El rebajamiento extremo: En el puente de Nemours, Perronet alcanzó un rebajamiento de 1/15, una cota casi imposible para la sillería. El arco está tan tendido que su silueta se confunde con la de una viga de hormigón de canto variable del siglo XX, desafiando la percepción de estabilidad que el ojo humano asocia con el arco de medio punto.
Grand pont de Nemours. By Chabe01 – Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=63384411

Gigantes ferroviarios: El regreso de la ingeniería romana en el siglo XIX

La llegada del ferrocarril impuso una escala colosal. Los trenes requerían trazados horizontales, lo que obligó a recuperar la monumentalidad de los acueductos romanos, como el Pont du Gard. Pero la ingeniería decimonónica no se limitó a copiar el pasado; lo refinó.

Inicialmente, se utilizaron niveles superpuestos de arcos de arriostramiento, como en los viaductos de Göltzsch o Chaumont. Sin embargo, la evolución técnica permitió pasar de la superposición a la continuidad vertical. El «eslabón perdido» de esta transición se halla en el Acueducto de los Milagros de Mérida, donde las pilas ya mostraban una verticalidad enfatizada y los arcos intermedios servían de arriostramiento puro. Esta lógica culminó en obras como el Viaducto de Crueize de Léon Boyer, cuyas pilas exentas de 63 metros carecen de arcos intermedios. Es una estética de «pilares limpios» que solo encuentra un precedente remoto en la audacia del puente romano de Alcántara.

Viaducto de Crueize. By Quoique – Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=58397725

De Londres a China: El canto del cisne de la piedra

El final de la era de la piedra dejó un epílogo singular. El London Bridge de 1831, tras cumplir su ciclo en el Támesis, fue trasladado, piedra a piedra, al desierto de Arizona en 1971. En Europa, Paul Séjourné cerró el libro de honor con obras maestras como el viaducto de Fontpedrouse, donde un arco ojival sostiene, con un alarde de ingenio, una de las pilas del viaducto superior.

London Bridge in Lake Havasu City. By Guninvalid – Own work, CC0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=179047851

Aunque en Occidente la piedra pareció rendirse, en Oriente encontró un último refugio de grandeza. En el año 2000 se completó el puente de Danhe en China; con 146 metros de luz, ostenta el récord mundial, demostrando que la sillería aún podía conquistar récords en el umbral del tercer milenio.

Puente de Danhe en China. https://highestbridges.com/wiki/index.php/Danhe_Bridge

La herencia invisible: piedra en la era del acero y el hormigón

La piedra no murió; simplemente se volvió discreta. Durante décadas, sirvió como piel noble para el acero y el hormigón. Las torres del Puente de Brooklyn son arcos ojivales de piedra, y el proyecto original del Puente George Washington en Nueva York preveía forrar su esqueleto metálico con sillería, una idea que solo la Gran Depresión logró descartar.

Hoy, esa herencia es una «invisibilidad» protectora. En rehabilitaciones como la del Puente del Diablo en Martorell, el arco apuntado que vemos es una reconstrucción de 1965 que esconde un alma de hormigón bajo una piel de piedra que reproduce fielmente el intradós del siglo XIII. Es el triunfo de la memoria sobre la materia.

Puente del Diablo, en Martorell. Por Charles Clifford (1819 – 1862)Detalles del artista en Google Art Project – TQFBeJnq1nzZ3g en el Instituto Cultural de Google resolución máxima, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=21977381

Conclusión: El puente como organismo vivo

El ingeniero moderno ha dejado de ser solo un constructor para convertirse en un gestor del patrimonio. Las intervenciones en Madrid sobre los puentes de Segovia y de Toledo ilustran esta faceta. La canalización del Manzanares había «enterrado» los arcos de estos colosos, pero ingenieros como Vicente Olmo supieron devolverles su fisonomía original mediante estanques que recuperaron el cauce antiguo.

En este punto surge el conflicto intelectual: cuando se propuso ensanchar el Puente de Toledo, el gran Carlos Fernández Casado se opuso con vehemencia, argumentando que el puente era una «estructura tridimensional barroca» cuya integridad no admitía alteraciones superficiales. Su defensa del puente como obra de arte total subraya la nobleza del material. Al cruzar hoy estos puentes, cabe una reflexión final: ¿serán nuestras actuales estructuras de hormigón y acero capaces de envejecer y adaptarse con la misma dignidad con la que la piedra ha atravesado los siglos? La respuesta permanece grabada en la sillería que, impertérrita, sigue sosteniendo nuestro camino.

Referencia:

Fernández Troyano, L. (2017). Los puentes de piedra en la era de los ingenieros. En F. J. León & J. M. Goicolea Ruigómez (Eds.), Los puentes de piedra (o ladrillo) antaño y hogaño (pp. 81-93). Fundación Juanelo Turriano. 

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El calentamiento global podría acortar hasta 25 años la vida útil de infraestructuras

Un estudio desarrollado por investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV) y del Hunan Institute of Science and Engineering (China) estima que el calentamiento global podría provocar un deterioro térmico prematuro de las infraestructuras y reducir significativamente su vida útil si se mantienen las tendencias de aumento de la temperatura.

El trabajo, firmado por Zhiwu Zhou, Faxing Ding, Julián Alcalá y Víctor Yepes, presenta un nuevo modelo que evalúa el efecto de las temperaturas extremas sobre la durabilidad de las infraestructuras y el impacto de dicho deterioro en las emisiones de carbono.

Hasta 25 años menos de vida útil hacia 2100

Según las proyecciones del modelo, el calentamiento global podría reducir entre 18,52 y 25,15 años la vida útil de las infraestructuras a nivel global hacia 2100. El estudio estima, además, que el calentamiento registrado durante el último siglo habría provocado un envejecimiento prematuro en alrededor del 8,67% de los puentes analizados a escala global.

“Este trabajo sintetiza una investigación profunda sobre el impacto del calentamiento global en la infraestructura crítica, en particular en los puentes atirantados de hormigón. El estudio revela una presión dual: el calentamiento acelera la degradación estructural y, simultáneamente, amplifica las emisiones de carbono incorporadas debido a la necesidad de demoliciones prematuras y reparaciones no planificadas”, apunta Víctor Yepes.

En su estudio, el equipo de investigadores de España y China concluye que el 8,67% de los puentes atirantados a nivel mundial han entrado en una fase de demolición prematura durante su etapa operativa. “Esto ha generado emisiones de carbono excedentes de más de 100.000 toneladas, una cifra equivalente a 2,70 veces la producción de carbono proyectada en la etapa de diseño original”, añade Yepes.

Validación del modelo

Para desarrollar y validar el modelo, el equipo analizó cuatro puentes situados en China y sometidos a condiciones climáticas y altitudes muy diferentes: el puente de Nan’ao, en Shantou, provincia de Guangdong; el puente del río Meixi, cerca de Fengjie, en el municipio de Chongqing; el puente de Wuhekou, en Huai’an, provincia de Jiangsu; y el puente de Xiaoxihu sobre el río Amarillo, en Lanzhou, provincia de Gansu.

“Los casos abarcan desde climas monzónicos subtropicales hasta climas continentales templados, lo que permite comprobar cómo los gradientes térmicos afectan de forma desigual a la durabilidad estructural”, apunta Julián Alcalá, investigador también de la UPV.

Más peligro en las regiones de clima templado marítimo y continental

El estudio advierte del peligro sobre todo en las regiones de clima templado marítimo y continental, identificadas como zonas de alta vulnerabilidad, “lo que exige una recalibración urgente de los códigos de diseño para garantizar la sostenibilidad y la resiliencia de la infraestructura global”, añade Julián Alcalá.

Para evitar estos riesgos, el equipo de investigadores aboga por incorporar escenarios climáticos futuros al diseño, mantenimiento y refuerzo de infraestructuras, para ayudar a anticipar daños y reducir tanto costes como emisiones derivadas de intervenciones prematuras.

La investigación se enmarca en el proyecto RESILIFE, dirigido por Víctor Yepes y Julián Alcalá, investigadores principales de la UPV.

Referencia

ZHOU, Z.; DING, F.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2026). Thermal damage and lifespan deterioration of global infrastructure under climate warming. Thermal Science and Engineering Progress, 78, 104910. DOI:10.1016/j.tsep.2026.104910

Aquí os dejo los enlaces a los medios de comunicación que se han hecho eco de la noticia.

El calentamiento global también lo sufren las infraestructuras: su vida útil podría acortarse hasta en 25 años

https://cadenaser.com/comunitat-valenciana/2026/09/09/el-calentamiento-global-podria-acortar-hasta-25-anos-la-vida-util-de-infraestructuras-radio-valencia/

https://cadenaser.com/audio/1788941691907/

https://www.publico.es/sociedad/m-ambiente/calentamiento-global-podria-reducir-25-anos-vida-util-infraestructuras-globales.html

https://www.europapress.es/comunitat-valenciana/noticia-calentamiento-global-puede-acortar-25-anos-vida-util-infraestructuras-estudio-20260909102315.html

https://www.infobae.com/america/agencias/2026/09/09/el-calentamiento-global-acorta-hasta-25-anos-la-vida-de-infraestructuras-segun-un-estudio/

El calentamiento global acorta la vida de las infraestructura hasta 25 años

https://www.ultimahora.es/noticias/comunidades/2026/09/09/2704955/calentamiento-global-puede-acortar-hasta-anos-vida-util-infraestructuras-segun-estudio.html

https://www.upv.es/noticias-upv/noticia-16026-el-calentamien-es.html

https://valenciaplaza.com/valenciaplaza/plaza-innovacion/el-calentamiento-global-puede-acortar-hasta-25-anos-la-vida-util-de-infraestructuras-segun-un-estudio

https://www.elperiodic.com/val/valencia/lescalfament-global-podria-escurcar-fins-anys-vida-util-dinfraestructures_1091728

https://www.noticiasaominuto.com/economia/3048843/aquecimento-global-reduz-vida-util-de-infraestruturas-em-ate-25-anos-estudo

https://www.larazon.es/comunidad-valenciana/valencia/estudio-cientifico-revela-que-calentamiento-global-reduce-vida-util-puentes-hormigon_202609096aa12e3067d6870e444f225f.html

https://www.ecoavant.com/medio-ambiente/el-calentamiento-global-acorta-la-vida-de-infraestructuras_17370_102_amp.html

https://okdiario.com/okgreen/calentamiento-global-podria-restar-hasta-25-anos-vida-util-infraestructuras-del-planeta-20256066

https://www.levante-emv.com/videos/levante-tv/2026/09/09/estudio-upv-advierte-riesgo-infraestructuras-134108908.amp.html

Menos años la vida de infraestructuras según estudio de calentamiento global

También os paso el enlace al programa «Cambio climático» de Canal Sur.

https://audio.canalsurmas.es/videos/detail/405617-infraestructuras-con-fiebre

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Puentes en la encrucijada: el desafío global de mantener en pie las estructuras del siglo XXI

¿Qué sabemos sobre la sostenibilidad del mantenimiento de los puentes? Un artículo reciente (Kattoub & Kegyes-Brassai, 2026) analiza cómo ha evolucionado la investigación sobre este tema entre 2000 y 2025 y pone sobre la mesa varios retos aún pendientes. Sus autores revisan y clasifican la literatura científica en cuatro tipos de trabajos: estudios de caso, marcos metodológicos, modelos teóricos y revisiones.

Los resultados apuntan a una distancia considerable entre lo que se propone desde la investigación y lo que realmente se aplica en los proyectos. Por ejemplo, herramientas como el análisis del ciclo de vida, que permiten valorar los impactos de un puente a lo largo de todas sus etapas, siguen teniendo una presencia limitada en la práctica. La revisión también muestra un claro predominio de los estudios centrados en puentes de hormigón, mientras que las estructuras de acero y mixtas reciben mucha menos atención pese a su potencial para contribuir a un mantenimiento más sostenible.

Ante este panorama, se propone una hoja de ruta para avanzar hacia una gestión más sostenible de las infraestructuras. Su propuesta pasa por aprovechar mejor las tecnologías digitales y desarrollar análisis más específicos para cada elemento del puente. La idea de fondo es sencilla: para afrontar el envejecimiento de las infraestructuras y sus crecientes necesidades de mantenimiento, no basta con desarrollar nuevas teorías; también hay que conseguir que estas lleguen a los proyectos reales.

El mantenimiento de puentes no se trata solo de mantener las estructuras en buen estado. También implica decidir cómo invertir los recursos disponibles, reducir el impacto ambiental y garantizar que estas infraestructuras sigan prestando servicio durante décadas. En un sector que genera una parte importante de las emisiones asociadas a la energía y al CO₂, avanzar hacia el objetivo de cero emisiones netas para 2050 exige replantear también la forma en que cuidamos lo ya construido.

Para conocer hasta dónde ha llegado la investigación en esta materia, los autores revisaron 51 artículos publicados entre 2000 y 2025. El análisis deja una fotografía bastante clara del estado actual del campo: los puentes de hormigón concentran buena parte de la atención científica, mientras que los de acero y las estructuras mixtas siguen siendo mucho menos estudiados.

Pero hay otro problema que quizá sea todavía más relevante: muchas de las soluciones propuestas sobre el papel no han dado el salto a la práctica. La revisión detecta una brecha entre los marcos metodológicos desarrollados por los investigadores y los casos reales en los que dichos métodos se ponen a prueba. A ello se suman la escasez de datos y las limitaciones de los análisis actuales de ciclo de vida, que no siempre pueden adaptarse a las necesidades cambiantes de los gestores de infraestructuras.

El mensaje de la revisión es claro:

Investigar nuevas formas de hacer más sostenible el mantenimiento de los puentes no basta si esas soluciones no llegan a los puentes que tenemos delante.

Desafíos globales y necesidades de mantenimiento.

La infraestructura mundial se enfrenta a una crisis inminente debido al envejecimiento de los activos y al aumento de la demanda no planificada. El coste total de inspección, evaluación y mantenimiento se estima entre el 10 % y el 20 % del coste de reconstrucción, lo que subraya la importancia de la eficiencia.

Comparativa de deficiencias estructurales por país

El análisis estadístico de regiones clave evidencia disparidades en el estado de conservación y en las tasas de inversión.

País Puentes con deficiencias estructurales (%) Contexto específico
China 11,9 % Crecimiento masivo (de 878.300 puentes en 2019 a más de 1,07 millones en 2023). La nueva construcción supera al mantenimiento.
Alemania 10,0 % 1 de cada 10 puentes es estructuralmente deficiente; cerca de 1.000 puentes de autopista están afectados.
Hungría 10,0 % Edad promedio de 46 años; el 10% de los puentes en las carreteras nacionales requiere reparación en 1-2 años.
EE. UU. 7,5 % 1 de cada 4 puentes tiene más de 50 años. El mantenimiento avanza 20 veces más lento de lo requerido.

El mantenimiento avanza a una tasa casi 20 veces más lenta de la requerida, lo que indica una desinversión sistémica en lugar de un deterioro rápido.

Análisis del panorama de la investigación (2000-2025).

El análisis bibliométrico revela una divergencia en la manera en que las bases de datos abordan la sostenibilidad. Mientras que Scopus la aborda principalmente como un problema de materiales e ingeniería, Web of Science se centra en políticas y en gestión económica.

Temas dominantes y desatendidos

  • Predominio: los materiales sostenibles y el pilar económico son los temas más frecuentes.
  • Retraso: el análisis del ciclo de vida (LCA) y los sistemas de calificación son los temas menos discutidos. El número de publicaciones sobre materiales es 3,75 veces mayor que el de LCA.
  • Causas del retraso del LCA: los protocolos poco dinámicos, la falta de datos sobre el carbono embebido en los materiales de reparación y la presión económica y temporal en las decisiones de mantenimiento.

Clasificación de la literatura y de las metodologías.

La investigación se clasifica en cuatro categorías principales en función de su contribución principal:

Categoría Cantidad de artículos Descripción
Desarrollo de marcos y metodologías 20 Propuestas de nuevos conceptos, métodos o algoritmos.
Casos de estudio y análisis comparativos 18 Aplicación a sistemas del mundo real y validación con datos reales.
Revisiones 7 Ensamblaje de conocimiento y orientación crítica.
Modelos teóricos y prácticas generales 6 Discusiones teóricas generales y principios.

España lidera la investigación mundial en mantenimiento sostenible de puentes, ya que ha aportado 12 de los 51 artículos analizados en la revisión bibliométrica (Kattoub & Kegyes-Brassai, 2026), situándose por delante de potencias como China y Estados Unidos (con 9 publicaciones cada uno) y superando la producción conjunta de otros seis países europeos —Italia, Suecia, Ucrania, Francia, Suiza y Alemania—, que suman 8 trabajos. De hecho, España, China y EE. UU. forman el reducido grupo de países (menos del 20 %) que concentra casi el 60 % de toda la investigación científica en este ámbito. A nivel metodológico, mientras la contribución de China se distribuye de manera más uniforme entre las distintas categorías del estudio, la aportación española destaca por centrarse mayoritariamente en estudios de caso y en evaluaciones comparativas. No obstante, los propios autores señalan que este predominio plantea limitaciones geográficas, ya que los marcos desarrollados en España incorporan supuestos específicos del contexto local (como costes, cadenas de suministro o clima) que requieren validación previa antes de su extrapolación a las infraestructuras de otras naciones.

La brecha teoría-práctica

Existe una tendencia a «proponer y abandonar» marcos de trabajo. Al haber más publicaciones de marcos (20) que de casos de estudio (18), la validez de estas herramientas resulta cuestionable. A menudo, los investigadores proponen algoritmos complejos de toma de decisiones multicriterio (MCDM) que se ignoran en condiciones reales a favor de alternativas más simples.

Análisis de cobertura: sesgos en los materiales y en los elementos.

Un hallazgo crítico es el desequilibrio en el enfoque técnico de las investigaciones.

  • Dominio del hormigón: se identificaron 22 artículos centrados en el hormigón, el hormigón armado y los aditivos (como cenizas volantes y humo de sílice), frente a solo 4 dedicados al acero y 6 a los puentes mixtos.
  • Ambigüedad de los elementos: Más del 60 % de los estudios no especifican qué elemento exacto del puente (tablero, vigas o losas) se analiza. Esto socava la aplicabilidad práctica, ya que las consecuencias económicas y ambientales varían drásticamente entre la sustitución de un tablero y el refuerzo de una viga.
  • Sesgo geográfico: España lidera la investigación con 12 manuscritos, seguida de China y EE. UU. con 9 cada uno. Esto limita la generalizabilidad de los marcos desarrollados debido a las diferencias climáticas (ciclos de hielo-deshielo) y a los costes de los materiales.

Transformación digital y tecnologías emergentes.

A pesar de su potencial, las tecnologías digitales modernas están subrepresentadas en la red de palabras clave de la literatura analizada.

  • BIM (Building Information Modeling): se utiliza principalmente para la visualización de daños y la gestión de la información, pero su integración en los casos de estudio de mantenimiento sigue siendo limitada.
  • Inteligencia artificial: herramientas como las redes neuronales convolucionales (CNN) y los algoritmos YOLO han mostrado una precisión de 0,91 en la detección de grietas.
  • Digital Twins y IoT: representan el siguiente paso para la monitorización en tiempo real y la toma de decisiones de mantenimiento proactivas, aunque requieren una mayor inversión inicial.

Hoja de ruta para la investigación futura.

Para cerrar las brechas identificadas, se propone la siguiente hoja de ruta, estructurada por urgencia y prioridad:

Prioridad alta/corto plazo:

  • LCA en puentes mixtos (acero-hormigón): expandir el uso del análisis de ciclo de vida más allá del hormigón.
  • Marcos con modelos de optimización: integrar modelos matemáticos robustos en los marcos de trabajo propuestos.
    Análisis orientado a elementos: Declarar explícitamente el componente del puente objeto de estudio para mejorar la transparencia.

Prioridad media/corto plazo:

  • Especificación de los tipos de diseño estructural (para evitar la ambigüedad en la tipología de la estructura).
  • Análisis de puentes pretensados: investigar más a fondo sus impactos sociales y económicos.
  • Equilibrio en la investigación de materiales: reducir el sesgo hacia el hormigón.

Investigación fundamental:

Incorporación eficiente del LCA en puentes reales: superar la falta de datos y la resistencia de los propietarios de infraestructuras para implementar evaluaciones de sostenibilidad en proyectos complejos del mundo real.

Conclusión

La sostenibilidad en el mantenimiento de puentes exige un cambio de paradigma hacia un modelo decididamente orientado a la aplicación que supere la brecha existente entre la formulación metodológica teórica y la práctica operativa. Para transformar los desarrollos analíticos en herramientas de gestión viables, es imperativo validar los marcos metodológicos en proyectos del mundo real, exigir la caracterización explícita y transparente de las tipologías y de los elementos estructurales evaluados, y diversificar el análisis hacia materiales de acero y sistemas mixtos, frente al predominio tradicional del hormigón. Esta evolución debe articularse mediante la integración sistémica de la transformación digital, impulsada por la inteligencia artificial, el BIM, el IoT y los gemelos digitales, y establecer un ecosistema de mantenimiento predictivo que optimice el uso de recursos y asegure la resiliencia a largo plazo de las redes globales de transporte.

El futuro de la red de infraestructuras no depende de crear más algoritmos teóricos, sino de operacionalizar la sostenibilidad en las decisiones diarias de gestión de activos.

En esta conversación puedes escuchar las ideas más interesantes sobre este tema.

El siguiente vídeo explica bien lo comentado en el artículo.

Referencia:

Referencias de nuestro grupo en el artículo:

  • García-Segura, T., Penadés-Plà, V., & Yepes, V. (2018). Sustainable bridge design by metamodel-assisted multi-objective optimization and decision-making under uncertainty. Journal of Cleaner Production, 202, 904–915.
  • Martínez-Muñoz, D., Martí, J. V., & Yepes, V. (2020). Steel–concrete composite bridges: design, life cycle assessment, maintenance, and decision-making. Advances in Civil Engineering, 2020, 8823370.
  • Martínez-Muñoz, D., Martí, J. V., & Yepes, V. (2021). Comparative life cycle analysis of concrete and composite bridges varying steel recycling ratio. Materials, 14(15), 4218.
  • Martínez-Muñoz, D., Martí, J. V., & Yepes, V. (2022). Social impact assessment comparison of composite and concrete bridge alternatives. Sustainability, 14(9), 5186.
  • Milani, C. J., Yepes, V., & Kripka, M. (2020). Proposal of sustainability indicators for the design of small-span bridges. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17(12), 4488.
  • Navarro, I. J., Penadés-Plà, V., Martínez-Muñoz, D., Rempling, R., & Yepes, V. (2020). Life cycle sustainability assessment for multicriteria decision making in bridge design: a review. Journal of Civil Engineering and Management, 26, 690–704.
  • Navarro, I. J., Yepes, V., & Martí, J. V. (2018). Social life cycle assessment of concrete bridge decks exposed to aggressive environments. Environmental Impact Assessment Review, 72, 50–63.
  • Navarro, I. J., Yepes, V., Martí, J. V., & González-Vidosa, F. (2018). Life cycle impact assessment of corrosion preventive designs applied to prestressed concrete bridge decks. Journal of Cleaner Production, 196, 698–713.
  • Navarro, I. J., Yepes, V., & Martí, J. V. (2020). Role of the social dimension in the sustainability-oriented maintenance optimization of bridges in coastal environments. WIT Transactions on the Built Environment, 196, 205–215.
  • Navarro, I. J., Yepes, V., & Martí, J. V. (2020). Sustainability assessment of concrete bridge deck designs in coastal environments using neutrosophic criteria weight. Structure and Infrastructure Engineering, 16, 949–967.
  • Penadés-Plà, V., García-Segura, T., Martí, J. V., & Yepes, V. (2016). A review of multi-criteria decision-making methods applied to the sustainable bridge design. Sustainability, 8(12), 1295.
  • Penadés-Plà, V., Martí, J. V., García-Segura, T., & Yepes, V. (2017). Life-cycle assessment: a comparison between two optimal post-tensioned concrete box-girder road bridges. Sustainability, 9(10), 1864.
  • Penadés-Plà, V., García-Segura, T., Martí, J. V., & Yepes, V. (2018). An optimization-LCA of a prestressed concrete precast bridge. Sustainability, 10(3), 685.
  • Penadés-Plà, V., Martinez-Munoz, D., García-Segura, T., Navarro, I. J., & Yepes, V. (2020). Environmental and social impact assessment of optimized post-tensioned concrete road bridges. Sustainability, 12(10), 4265.
  • Zhou, Z. W., Alcalá, J., Kripka, M., & Yepes, V. (2021). Life cycle assessment of bridges using Bayesian networks and fuzzy mathematics. Applied Sciences, 11, 4916.
  • Zhou, Z., Alcalá, J., & Yepes, V. (2021). Environmental, economic and social impact assessment: study of bridges in China’s five major economic regions. International Journal of Environmental Research and Public Health, 18(1), 122.

 

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Puentes que mueren jóvenes: el coste invisible del calentamiento global en nuestra infraestructura

Cuando cruzamos un puente moderno, lo hacemos confiados en que la ingeniería ha superado la prueba del tiempo. Estas estructuras están diseñadas para durar, por norma general, al menos un siglo. Sin embargo, en todo el mundo, los gigantes de hormigón y acero están fallando décadas antes de lo previsto. ¿Por qué las infraestructuras que deberían ser monumentos a la estabilidad sucumben prematuramente? El enemigo no solo es el desgaste provocado por el tráfico o el paso de los años, sino también un factor mucho más sutil y persistente: el estrés térmico causado por el calentamiento global.

Un estudio fundamental realizado por nuestro equipo de investigación revela que el aumento de las temperaturas globales no solo supone una amenaza medioambiental, sino que también acelera la fatiga estructural. Esta investigación, que analiza la termodinámica de los puentes atirantados, pone de manifiesto una crisis silenciosa de infraestructuras que está disparando los riesgos para la seguridad y las emisiones de carbono a niveles alarmantes.

La muerte prematura del 8,67 % de los puentes del mundo.

La estadística es contundente: el 8,67 % de los puentes atirantados a nivel mundial han entrado en una fase de demolición prematura durante su vida útil. Este hallazgo desmonta la promesa del «periodo de diseño de 100 años» que rige la ingeniería civil contemporánea.

La realidad técnica es sombría. El estudio analiza casos como los del puente Nan’ao (NAB) y el puente del río Amarillo (YRB), cuyas vidas útiles se ven drásticamente reducidas por el estrés térmico acumulado. Es particularmente alarmante el caso del puente NAB: aunque fue diseñado para durar un siglo, la evaluación técnica de su vida útil por fatiga bajo condiciones de estrés térmico extremo y ciclos de congelación-descongelación proyectó una vida útil de apenas 6166 años. No se trata de un error de construcción, sino de una proyección científica sobre cómo la fatiga acumulada por el calor extremo «devora» la capacidad de carga de la estructura.

«La tendencia preocupante de las emisiones globales y la ineficiencia de los modelos de diseño actuales frente al cambio climático están provocando que la infraestructura se convierta en una fuente de riesgo inesperada, en la que la acumulación continua de daño térmico es el factor causal principal».

El «Carbon Drift»: un coste ambiental 2,7 veces mayor de lo previsto.

El estudio introduce un marco métrico tridimensional crucial: la «deriva de carbono». Esta métrica no solo mide el CO₂, sino que también considera el tiempo, la geografía y el rendimiento estructural para revelar la verdadera huella climática de una obra. Los datos revelan que esta degradación prematura ha generado un exceso de más de 100 millones de toneladas de emisiones de carbono.

Lo más impactante es que esta cifra equivale a 2,70 veces la producción de carbono proyectada originalmente en la fase de diseño. Aquí reside la «paradoja de la reconstrucción»: el calor daña el puente, lo que nos obliga a reconstruirlo con cemento, lo cual, a su vez, emite más CO₂ y acelera el calentamiento global. La degradación estructural se convierte así en un acelerador del cambio climático, creando un círculo vicioso de emisiones no contabilizadas que sabotea los objetivos globales de sostenibilidad.

La paradoja geográfica: las zonas templadas con mayor riesgo

Contrariamente a lo que cabría esperar, las regiones más calurosas del planeta no son necesariamente las más vulnerables. El modelado geoespacial ha identificado que las zonas de clima marítimo y de clima continental templado presentan la mayor vulnerabilidad estructural debido a la alta variabilidad de sus ciclos térmicos.

Esta paradoja se explica por la interacción entre la variabilidad climática regional y los gradientes altitudinales. En regiones como China, los datos técnicos muestran que, por cada 100 metros de altitud, la temperatura desciende entre 0,579 y 0,613 °C. Esta fluctuación, sumada a los cambios estacionales, intensifica los ciclos de congelación y descongelación, lo que provoca una fatiga en el hormigón mucho más agresiva que la causada por un calor constante. Los factores críticos identificados son:

  • Fluctuaciones de temperatura extrema: La amplitud entre máximas y mínimas genera un microestrés constante.
  • Gradientes de altitud: Las zonas montañosas experimentan ciclos térmicos más intensos y frecuentes.
  • Ciclos térmicos intensificados: El paso constante de frío a calor genera microfisuras que comprometen la integridad química del material.

La física del daño: por qué el hormigón se rinde ante el calor.

Para entender esta crisis, debemos observar la microestructura del material. El calor induce lo que los ingenieros llaman «deterioro termomecánico» y «evolución de la fluencia» (creep evolution). En un proceso de «ablación interna» progresiva, las altas temperaturas oxidan los microcristales de carbono de la estructura, generando microestrés que propaga grietas de forma invisible. Con el tiempo, esto debilita la adherencia crítica entre el acero de refuerzo y el hormigón, lo que deteriora la capacidad de carga de manera desigual hasta que se produce el fallo final.

El coste ambiental de este fallo es enorme debido a una relación física implacable: 1 tonelada de cemento emite aproximadamente 0,9 toneladas de CO₂. Cada reparación obligada por el calor supone un golpe severo al presupuesto de carbono del planeta.

«Desde la perspectiva de la termodinámica, la predicción precisa de la respuesta estructural en entornos de alta temperatura es esencial para prevenir deformaciones generales y el colapso de la capacidad de carga en la ingeniería civil moderna».

Hacia una infraestructura de «bajo carbono»: ¿es suficiente?

El estudio propone soluciones basadas en materiales de vanguardia para mitigar este impacto y aumentar la resiliencia.

  • Sustitutos del clínker: El uso de arcilla calcinada (calcined clay), cenizas volantes y escoria de alto horno puede reducir las emisiones de CO2 entre un 14% y un 22%.
  • Nanotecnología: La incorporación de nano CaCO3 en una proporción óptima del 2% para mejorar la resistencia a la compresión y la densidad de la matriz del concreto.
  • Diseño híbrido: Optimización mediante agregados reciclados para reducir el carbono incorporado en las materias primas.

Sin embargo, la innovación en materiales es solo la mitad de la batalla. El reto principal es normativo: es urgente recalibrar los códigos de diseño. Los estándares actuales están diseñados para un clima estable que ya no existe y no contemplan los extremos térmicos a los que nos enfrentaremos en las próximas décadas.

Conclusión: ¿Estamos diseñando para un mundo que ya no existe?

La infraestructura global se encuentra hoy en una carrera desesperada contra el tiempo y el termómetro. Los datos de Zhiwu Zhou et al. son una advertencia final sobre el «clima overshoot» o sobrepasado: nuestras ciudades están sostenidas por estructuras que envejecen a una velocidad que no previmos y que emiten más carbono del que podemos permitirnos.

Al finalizar este análisis, surge una pregunta inevitable que debe resonar en cada oficina de planificación urbana: ¿están nuestras ciudades listas para los desafíos térmicos de 2050 o estamos construyendo hoy, con cada nuevo puente de diseño tradicional, los monumentos de nuestra propia obsolescencia?

En esta conversación puedes escuchar algunas de las ideas más interesantes sobre este tema.

Este vídeo resume bien el contenido del trabajo.

Referencia:

ZHOU, Z.; DING, F.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2026). Thermal damage and lifespan deterioration of global infrastructure under climate warming. Thermal Science and Engineering Progress, 78, 104910. DOI:10.1016/j.tsep.2026.104910

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Degradación termo-mecánica e impacto de carbono: obsolescencia prematura de infraestructuras por el calentamiento global

Acaban de publicar un artículo nuestro en Thermal Science and Engineering Progress, una de las revistas de mayor impacto científico, ubicada en el primer cuartil del JCR. Este estudio científico analiza cómo el calentamiento global y las temperaturas extremas aceleran la degradación física de la infraestructura vial, con especial atención a los puentes atirantados de hormigón.

La investigación se enmarca en el proyecto RESILIFE, que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València. Además, muestra la internacionalización de nuestro grupo de investigación, en este caso, con China. A continuación, se presenta un resumen del trabajo y de la información de contexto.

Este trabajo sintetiza una investigación profunda sobre el impacto del calentamiento global en la infraestructura crítica, en particular en los puentes atirantados de hormigón. El estudio revela una presión dual: el calentamiento acelera la degradación estructural y, simultáneamente, amplifica las emisiones de carbono incorporadas debido a la necesidad de demoliciones prematuras y reparaciones no planificadas.

Los hallazgos clave indican que el 8,67% de los puentes atirantados a nivel mundial han entrado en una fase de demolición prematura durante su etapa operativa. Esto ha generado emisiones de carbono excedentes de más de 100.000 toneladas, una cifra equivalente a 2,70 veces la producción de carbono proyectada en la etapa de diseño original. Las regiones de clima templado marítimo y continental se identifican como zonas de alta vulnerabilidad, lo que exige una recalibración urgente de los códigos de diseño para garantizar la sostenibilidad y la resiliencia de la infraestructura global.

1. El impacto térmico en las estructuras de hormigón

El calentamiento global altera el equilibrio termomecánico de las estructuras, afectándolas principalmente mediante dos mecanismos: el gradiente térmico y la temperatura uniforme.

1.1. Mecanismos de deterioro

  • Efectos térmicos estáticos: Bajo condiciones de alta temperatura, las estructuras sufren deformaciones y tensiones excesivas que pueden comprometer su integridad microestructural.
  • Evolución de la fluencia (creep): En condiciones de carga variable y a alta temperatura, la microestructura experimenta una evolución gradual de la fluencia. Esto induce tensiones que inician y propagan grietas.
  • Efecto de retraso temporal (time-lag): Los fenómenos de retraso o diferencias de fase en la variación de la temperatura entre distintas ubicaciones estructurales son factores determinantes de la acumulación continua de daños.

1.2. Factores de degradación química y física

El deterioro es un proceso acoplado multivariable influenciado por:

  • Reacción álcali-sílice: Causa pérdida de propiedades mecánicas y reducción de la durabilidad del agregado.
  • Corrosión de armaduras: La temperatura es el principal factor que acelera la corrosión de las armaduras en el hormigón.
  • Gradientes térmicos severos: La exposición repetida a gradientes de temperatura extremos provoca grietas que afectan la vida útil normal y el funcionamiento.

2. Marco metodológico y modelización

La investigación emplea un marco multidisciplinario, basado en la física, que vincula el forzamiento climático a escala macro con el deterioro estructural a escala micro.

2.1. Innovaciones en el modelado

  • Métrica de deriva de carbono 3D: Un nuevo marco para acoplar la variabilidad climática regional con la decadencia del rendimiento estructural.
  • Modelo de daño térmico global: Incorpora la cuantificación de la incertidumbre y la caracterización estadística de eventos extremos.
  • Simulaciones de elementos finitos: Modelización detallada que incluye temperaturas extremas específicas del sitio, gradientes altitudinales e incertidumbre climática.

2.2. Ecuaciones fundamentales de transferencia de calor

El estudio se apoya en la ley de conducción de calor de Fourier y en modelos mejorados de radiación solar (Kelvin) para calcular la intensidad de radiación total, considerando las radiaciones directas, dispersas, reflejadas por el suelo e inversas atmosféricas.

3. Análisis de casos de estudio: puentes de gran luz

Se analizaron cuatro puentes atirantados en diferentes regiones climáticas para evaluar su deformación ante gradientes de temperatura extremos a lo largo de un ciclo de 50 años (1975–2025).

Tabla 1: Resumen de puentes analizados y rendimiento térmico

Puente Ubicación / clima Altitud promedio Ciclos hielo-deshielo (>20 °C) Vida útil de diseño Vida de fatiga estimada
NAB (Nan’ao) Monzón subtropical 15 m 3.098 100 años 6,166 años
MRB (Meixi) Monzón cálido/húmedo 943 m 3.672 100 años 20,470 años
WEB (Wuhekou) Transicional cálido 194 m 4.302 100 años 22,117 años
YRB (Yellow River) Continental templado 1.630 m 3.808 100 años 16,916 años

Hallazgos críticos por caso:

  • NAB: El análisis de acoplamiento térmico mostró que la vida operativa real caería a 93,834 años, por debajo del diseño original de 100 años.
  • MRB: Bajo ciclos intensos de hielo-deshielo, la vida útil se redujo drásticamente entre 65,9 y 93,1 años respecto a su vida útil de diseño original.
  • WEB: Presentó una relación de tensión térmica entre las losas superior e inferior de 2,818, lo cual fue la principal causa del arqueo en la viga principal.
  • YRB: Las temperaturas extremas (mínima de -21,7 °C) y la alta altitud provocaron una reducción masiva de la durabilidad, con una vida de fatiga acumulada de apenas 16,9 años en condiciones críticas.

4. Sostenibilidad y emisiones de carbono

La industria del hormigón enfrenta desafíos críticos, dado que la producción de una tonelada de cemento emite aproximadamente 0,9 toneladas de CO2.

4.1. El ciclo de retroalimentación climática

El estudio advierte sobre un círculo vicioso: el calentamiento global acelera el deterioro de las infraestructuras, lo que obliga a reconstrucciones prematuras, que a su vez generan más emisiones de CO2 y aceleran aún más el calentamiento. Por cada 1% de aumento en la tasa de crecimiento de las emisiones de carbono, la temperatura media aumenta en 0,01873 °C.

4.2. Análisis regional de emisiones excedentes

El equipo investigó 1.427 puentes atirantados en 27 países, dividiendo los hallazgos por regiones:

  • Norteamérica: En EE. UU., 14 puentes superaron su vida útil real calculada tras el daño térmico, entrando en periodo de demolición. Las emisiones en el periodo de demolición aumentaron un 488,19% en la región.
  • Europa: Alemania e Italia representan el 34,63% y el 15,24% de los puentes europeos, respectivamente. Tras el daño por fatiga ambiental, las emisiones durante el periodo de mantenimiento en Europa disminuyeron un 29,68% debido a demoliciones tempranas, pero las emisiones por demolición aumentaron un 1054,14%.
  • Asia-Pacífico: China representa el 43,22% de la región. Aunque muchos puentes son nuevos, la sensibilidad térmica indica que, al aumentar la temperatura, las propiedades de corte y la adherencia entre el acero y el hormigón disminuyen drásticamente.

5. Soluciones y mitigación: hormigón de bajas emisiones

Para cumplir con la Agenda 2030 de la ONU, resulta necesario adoptar materiales y tecnologías sostenibles.

Tabla 2: Tecnologías de Reducción de Carbono en la Construcción

Estrategia Materiales / Métodos Efecto en reducción de CO2
Sustitución de clinker Cenizas volantes, escoria, arcilla calcinada Reducción del 14% – 22%
Adhesivos sin cemento Materiales cementicios activados por álcalis Reducción de hasta el 80%
Optimización híbrida Áridos reciclados Reducción del 22% – 46% en materias primas
Nanotecnología Nano-rellenos de CaCO3 (2%) Mejora la resistencia y propiedades de la matriz
Captura de carbono Absorción química / Ciclo de calcio Captura directa de emisiones de CO2

6. Conclusiones y recomendaciones

La investigación concluye que el modelo tradicional de diseño de infraestructura resulta insuficiente frente a la volatilidad climática actual.

  1. Recalibración de códigos: Es urgente actualizar las especificaciones de diseño de vida útil, incorporando modelos de daño térmico que consideren eventos climáticos extremos y variaciones altitudinales.
  2. Enfoque interdisciplinario: La evaluación de infraestructuras debe integrar mecánica, termodinámica, ciencias sociales y detección remota para identificar las causas raíz de las fallas.
  3. Priorización de nuevos materiales: La durabilidad a largo plazo de los nuevos materiales de bajo carbono requiere una evaluación continua en entornos naturales reales, ya que la investigación actual en este ciclo de vida es insuficiente.
  4. Gestión de riesgos de «overshoot»: La industria de la infraestructura debe reconocer su papel decisivo en el riesgo de superación climática a nivel regional y global, y adoptar estrategias de diseño adaptativo para evitar el colapso prematuro de activos críticos.

Referencia:

ZHOU, Z.; DING, F.; ALCALÁ, J.; YEPES, V. (2026). Thermal damage and lifespan deterioration of global infrastructure under climate warming. Thermal Science and Engineering Progress, 78, 104910. DOI:10.1016/j.tsep.2026.104910

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¿Hasta dónde puede llegar un puente? La ciencia detrás de los límites de luz y los récords mundiales

Como ingeniero que lleva décadas observando cómo el acero y el hormigón cobran vida, he llegado a la siguiente conclusión: un puente es mucho más que una infraestructura para salvar un obstáculo geográfico. Son la manifestación física de la ambición humana que desafía la geografía; en esencia, son iconos de nuestra civilización. Aunque a simple vista parezcan monumentos estáticos, los puentes son el resultado de una lucha dinámica y eterna contra las leyes de la naturaleza.

Pero su interés no se limita ni a la forma ni a la escala. Cada puente es también una respuesta técnica a un conjunto de limitaciones muy concretas: la resistencia de los materiales, el viento, las deformaciones admisibles, la fatiga, el mantenimiento y, por supuesto, el coste. Por eso, detrás de cada gran obra no solo hay un récord o una imagen espectacular, sino también una sucesión de decisiones ingenieriles que buscan el equilibrio más difícil de todos: hacer que una estructura sea segura, duradera, eficiente y, si es posible, memorable.

A menudo, la lógica cotidiana nos engaña al intentar comprender estas megaestructuras. Por eso, vale la pena detenerse en algunas ideas que nos ayudan a ver la ingeniería de puentes con otros ojos.

El verdadero límite no es solo estructural

Cuando pensamos en la longitud máxima de un puente, solemos imaginar que el principal obstáculo es únicamente la resistencia de los materiales. Pero en realidad, el problema es mucho más amplio. En un puente colgante, por ejemplo, no importan solo la resistencia de los cables, sino también la rigidez global de la estructura, el comportamiento frente al viento, las deformaciones admisibles, la construcción y, por supuesto, la economía de la obra.

Eso significa que el límite no lo marca una sola cifra mágica, sino un equilibrio entre seguridad, funcionalidad y viabilidad. La ingeniería puede explorar luces cada vez mayores, pero siempre dentro de un marco realista de uso, coste y durabilidad.

En la ingeniería de puentes existe el concepto de «límite máximo posible». Si observamos el récord actual, el puente Çanakkale 1915, también conocido como puente de los Dardanelos, en Turquía, ostenta una luz de 2023 metros. Sin embargo, los cálculos basados en las propiedades del acero moderno revelan una frontera mucho más lejana.

Puente Çanakkale 1915. https://es.wikipedia.org/wiki/Puente_%C3%87anakkale_1915

Utilizando cables con una resistencia a la rotura de 1890 MPa y un factor de seguridad de 2,2, el límite teórico para un puente colgante es de 8000 metros. A esta escala, el peso del cable se convierte en la carga predominante, superando con creces cualquier tráfico de vehículos. No construimos tales colosos por incapacidad técnica, sino por razones económicas y de necesidad funcional. Aun así, la premisa técnica es innegociable:

«La seguridad no puede verse comprometida. Un puente debe ser seguro para todas las cargas para las que ha sido diseñado. De lo contrario, el puente no puede abrirse al tráfico».

No todas las formas estructurales aprovechan el material por igual.

Los puentes pueden trabajar de muchas maneras: por tracción, compresión, flexión, torsión o por combinaciones de todas ellas. Desde el punto de vista estructural, los sistemas que trabajan principalmente a tracción o compresión pura suelen aprovechar mejor el material que los que dependen sobre todo de la flexión.

Por eso, los puentes de gran luz recurren con tanta frecuencia a arcos, cables o soluciones atirantadas. Estas formas permiten dirigir los esfuerzos de manera más eficiente. En cambio, una viga pura debe resistir grandes momentos flectores, por lo que es necesario colocar material en zonas que no siempre trabajan al máximo rendimiento. No es que la viga sea una mala solución, sino que simplemente no suele ser la más eficiente cuando la luz es muy intensa. El material cercano al eje neutro queda infrautilizado, lo que añade peso muerto innecesario. Esta ineficiencia explica por qué el récord de un puente de viga, el Shibanpo en China, es de apenas 330 metros, una cifra modesta en comparación con otras tipologías.

La fatiga es un enemigo silencioso.

Uno de los grandes retos a los que se enfrenta un puente a lo largo de su vida útil no es solo resistir una carga puntual, sino también soportar millones de ciclos de carga a lo largo de décadas. Eso es precisamente lo que provoca la fatiga, un fenómeno especialmente importante en los detalles de acero, las soldaduras y las zonas con concentraciones de tensiones.

La fatiga no obedece a una ley simple y universal, sino que depende de muchos factores: el detalle constructivo, el rango de tensiones, el número de repeticiones, el estado de conservación y el entorno. Por eso, el exceso de tráfico pesado, la falta de mantenimiento o la corrosión pueden acelerar notablemente el deterioro.

En la práctica, esto ha llevado a una idea cada vez más importante en ingeniería: no basta con diseñar bien, también hay que inspeccionar, monitorizar y conservar adecuadamente. La vida útil de un puente no termina necesariamente donde termina el cálculo inicial, sino donde empieza la gestión inteligente de su envejecimiento.

Si un camión excede el 150 % de su carga de diseño, la vida de fatiga de estos elementos no disminuye de forma lineal, sino que se reduce a menos del 30 %. En la práctica, un puente diseñado para un ciclo de vida de 100 años podría empezar a presentar fallos estructurales tras solo 30 años si no se controla el tráfico pesado. Como bien enseñaba el profesor T. Y. Lin,

«El ingeniero no debe limitarse a cumplir con los códigos legales, sino que su verdadera responsabilidad es «seguir las reglas de la naturaleza», que no admiten apelación ni prórroga».

La belleza es relativa, pero la «idoneidad» es eterna.

El debate estético en nuestra disciplina lleva siglos. Muchas obras que hoy consideramos bellas fueron criticadas cuando se construyeron. A menudo ocurre que lo que en un primer momento parece excesivo, extraño o incluso agresivo, con el tiempo puede convertirse en un referente urbano y cultural. Estructuras que hoy consideramos cumbres de la ingeniería fueron inicialmente repudiadas. El puente de Firth of Forth fue tildado de feo y la propia Torre Eiffel fue atacada como un «engendro» por los intelectuales de su época.

Torre Eiffel y Firth of Forth, colosos estructurales

En el diseño conceptual, más que la belleza abstracta, buscamos la idoneidad. No existe el diseño perfecto, sino el que mejor equilibre seguridad, funcionalidad, economía y estética. La experiencia demuestra que, con el paso del tiempo, la eficiencia técnica y la armonía con el entorno terminan por definir la belleza de un hito urbano ante la opinión pública.

En el caso de los puentes, la belleza no depende solo de la forma exterior. También nace de la claridad estructural, de la coherencia entre función y forma, de la integración en el paisaje y de la sensación de ligereza o equilibrio que transmite la obra. Por eso, en ingeniería hablamos a menudo de idoneidad: no existe una solución perfecta en abstracto, sino una solución más adecuada para cada contexto.

«La verdadera estética de un puente suele surgir cuando la estructura «explica» bien cómo funciona».

El futuro será híbrido e inteligente

La ingeniería de puentes es un proceso creativo que siempre comienza con una página en blanco. En esta fase de concepción, debemos imaginar el ciclo de vida completo de la obra, desde su nacimiento hasta su demolición, y tener en cuenta fenómenos complejos como la fluencia lenta (creep) y la retracción (shrinkage) del hormigón.

La ingeniería de puentes no avanza únicamente al buscar más metros de luz. También lo hace en materia de materiales, métodos constructivos, control de calidad, sostenibilidad y gestión del ciclo de vida. En la actualidad, es cada vez más habitual combinar hormigón, acero y sistemas de pretensado o atirantado para obtener soluciones más ligeras y eficientes.

A esto se suma una transformación igualmente importante: la digitalización. Los sensores, la monitorización estructural, la inteligencia artificial y los gemelos digitales están cambiando la forma de diseñar, inspeccionar y mantener las infraestructuras. El puente del futuro no solo será una obra resistente, sino también una estructura capaz de «informar» sobre su estado.

El futuro reside en la inteligencia híbrida. El puente Shibanpo batió su propio récord al combinar hormigón pretensado con una sección central de acero de 103 metros de longitud para reducir el peso. Teóricamente, esta técnica podría llevarnos a luces de 550 metros en vigas, pero nos enfrentamos a límites prácticos: el espesor de las planchas de acero requeridas es casi imposible de fabricar.

«En este contexto, el desafío ya no consiste solo en construir más, sino en hacerlo mejor, con mayor precisión y considerando todo el ciclo de vida».

Puente Shibanpo (China). Construcción original: 1980, desdoblamiento: 2005. Foto: 山城崽儿. Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Shibanpo_Bridge_in_Chongqing.jpg

Conclusión: el puente hacia el siglo XXII

La ingeniería de puentes demuestra que el límite de lo posible está mucho más lejos de lo que a veces pensamos. Pero este horizonte no se amplía solo con acero, hormigón o nuevas tecnologías, sino que también requiere criterio, experiencia, financiación, mantenimiento y una idea clara de para qué construimos.

Quizá la gran pregunta no sea hasta dónde puede llegar un puente, sino qué clase de relación queremos establecer entre técnica, territorio y sociedad. Porque un puente no solo conecta dos orillas, sino también generaciones, necesidades y formas de entender el progreso.

Al final, la pregunta persiste: ¿estamos diseñando estructuras para el presente o iconos capaces de soportar el peso de los siglos venideros?

En esta conversación se pueden escuchar las ideas más interesantes sobre el tema.

Este vídeo explica de forma sintética el límite de la ingeniería de puentes.

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