Figura 1. Apuntalamiento. http://www.ite-arquitectos.com
Las situaciones de emergencia suceden muchas veces ante sucesos como terremotos, explosiones, impactos, hundimientos, incendios, inundaciones, vientos fuertes, grandes nevadas, excavaciones próximas y muchas más situaciones que hacen que en un momento determinado una estructura esté en peligro de venirse abajo. A veces las estructuras “avisan” con la aparición de grietas, desprendimientos, etc., otras, en cambio, el colapso es casi instantáneo. Ante este tipo de situaciones, los apeos y los apuntalamientos constituyen estructuras auxiliares que permiten ganar cierto tiempo mientras se toman medidas para el rescate de personas o bien para el refuerzo definitivo de la estructura o del terreno (en el caso del terreno, se habla de entibaciones). Aunque son términos parecidos, me parecía interesante en este artículo resaltar las diferencias entre ambas estructuras auxiliares. Apeos y apuntalamientos son estructuras auxiliares que se instalan, con carácter temporal, para ayuda o complemento en la ejecución o mantenimiento de los elementos constructivos de una estructura durante la ejecución de una obra —andamios, encofrados, entibaciones, etc.— o bien en situaciones de emergencia.
La Real Academia de la Lengua establece que apear es “sostener provisionalmente con armazones, maderos o fábricas el todo o parte de un edificio, construcción o terreno”, mientras que apuntalamiento es la “acción y efecto de apuntalar”, es decir, “poner puntales” o bien “sostener, afirmar”. La norma UNE 76-501-87 define apuntalamiento como “estructura auxiliar y desmontable que sirve para soportar o reforzar una obra ya construida”. En principio, la diferencia básica consiste en que el apeo se realiza con motivo de una reparación, reforma, excavación, demolición o por cualquier situación que así lo aconseje formando parte de los procedimientos constructivos, siendo el apuntalamiento presenta un mayor carácter de urgencia y, provisionalmente, evita el hundimiento, colapso o derrumbamiento. Por ejemplo, los bomberos hablan de “apuntalamientos de emergencia” cuando ejecutan sus trabajos.
Por tanto, es muy sutil la diferencia entre ambos términos. Sería la urgencia el elemento clave que permite diferenciar ambos conceptos. Así, mientras el apuntalamiento presenta un carácter de urgencia mayor al del apeo. El apeo forma parte, como hemos dicho, de los procedimientos constructivos programados y planificados con tiempo, y en consecuencia, requeriría un mayor esfuerzo y tiempo para su ejecución. En ambos casos, estas estructuras auxiliares deben permitir estabilizar una estructura o un terreno el tiempo suficiente como para rescatar personas o para reparar un elemento dañado. Esta estabilización puede deberse a una situación de riesgo sobrevenido (apuntalamiento) o bien a una actuación planificada y controlada (apeo). Aquí cabe desde el apeo de una mina en explotación hasta el apeo o apuntalamiento de un edificio en situación de riesgo por hundimiento. Son elementos para garantizar el rescate de personas atrapadas bajo los escombros, por ejemplo tras un terremoto, o bien para asegurar un edificio con daños que permita su uso hasta la resolución definitiva de las patologías existentes.
Además de la urgencia, podría enfocarse la diferencia entre apuntalamientos y apeos de otra forma. Así, los apuntalamientos transmiten normalmente las cargas a una zona inferior mediante elementos colocados en posición vertical con elementos denominados puntales, enanos, virotillos o pie-derechos, mientras que los apeos transmitirían las cargas por elementos inclinados denominados jabalcones, tornapuntas, codales o tirantes.
Figura 2. Apeo de emergencia. https://www.serviciosemergencia.es
En cualquier caso, un apeo o un apuntalamiento debe cumplir, al menos, las siguientes condiciones: resistencia y estabilidad ante las cargas a transferir, simplicidad y rapidez de montaje, y seguridad para las personas. Estas estructuras auxiliares constituyen un sistema de equilibrio de fuerzas con los elementos propios de la estructura apeada o apuntalada. Como puede comprobarse, el que los apeos y los apuntalamientos tengan carácter provisional no significa que no se deban adoptar las precauciones y realizar los cálculos estructurales y demás comprobaciones necesarias para garantizar la estabilidad y seguridad de las personas y de las estructuras y terrenos que sostienen.
Os paso un vídeo donde podéis ver descritas estas diferencias.
Referencias:
ESPASANDÍN, J.; GARCÍA, J.I. (2002). Apeos y refuerzos alternativos. Manual de cálculo y construcción. Editorial Munilla-Lería, Madrid.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia.
Acaban de publicarnos un artículo en la revista International Journal of Computational Methods and Experimental Measurements un artículo en el que optimizamos pasarelas peatonales de sección en cajón y hormigón de alta resistencia. Se trata de una publicación en abierto, por lo que os dejamos a continuación el artículo completo para su lectura y descarga.
ABSTRACT:
This paper deals with the economic optimization of high-performance post-tensioned concrete box-girder pedestrian bridges. To this end, a program analyzes and evaluates the structural restrictions following Spanish codes for structural concrete and bridge design loads. This problem includes 33 discrete design variables that define the geometry, the concrete, the reinforcing steel bars and the post-tensioned steel. Various acceptance criteria are proposed to modify a variant of the simulated annealing algorithm with a neighborhood move based on the mutation operator from the genetic algorithms (SAMO). An objective methodology based on the extreme value theory is used to determine the number of experimental tests required to provide a solution with user-defined accuracy as compared to a global optimum solution. Results indicate that the local optima found by SAMO2 fits a three parameter Weibull distribution and improves the cost results for this structural problem. The minimum value obtained by SAMO2 differed just 0.34% compared to the theoretical minimum value so that, from the structural engineering perspective, the divergence was small enough to be accepted. High strength concrete performance was further studied in a concrete strength parametric study to acquire more evidence-based knowledge on its implications for economic efficiency. Finally, the study showed that high-strength concrete decreases the cost by 4.5% and the amount of concrete by 26%.
Existe un interés creciente en las obras de ingeniería civil que trasciende su carácter puramente funcional y económico para abarcar también dimensiones culturales y estéticas, lo que lleva a estas infraestructuras a ser percibidas como elementos significativos del patrimonio territorial. Esta evolución refleja un cambio en la sensibilidad pública, en el que las infraestructuras —faros, puentes, presas, estaciones o viaductos— ya se consideran componentes esenciales del paisaje cultural, sujetas a evaluación no solo por su utilidad y seguridad, sino también por su contribución al entorno visual y a la calidad ambiental dentro de marcos presupuestarios restrictivos. Estudios recientes muestran cómo obras civiles, como carreteras, líneas férreas o puentes, se han incorporado al imaginario colectivo de las ciudades y territorios, convirtiéndose en símbolos de identidad y memoria social más allá de su estricta funcionalidad (Bernabéu et al., 2025).
En este contexto, la funcionalidad visual emerge como un requisito indispensable para que una obra de ingeniería actúe, además de ser infraestructura técnica, como un hito territorial integrador de valores culturales y estéticos. Paradójicamente, valorar la estética o la calidad visual de una obra plantea interrogantes epistemológicos y metodológicos complejos, dado que tradicionalmente la estética ha sido considerada separada de la técnica. Sin embargo, desde una perspectiva contemporánea, la forma y la técnica son inseparables: la forma de una obra de ingeniería no es un adorno accesorio, sino una síntesis de condicionantes funcionales, ambientales, estructurales y geométricos que confieren a la obra un significado estético intrínseco.
Históricamente, la reflexión sobre el rol estético en la ingeniería no es nueva: desde mediados del siglo XX, ingenieros como José Antonio Fernández Ordóñez ya defendían la dimensión creativa de la ingeniería, enseñando Historia del Arte en escuelas de ingeniería de caminos y buscando integrar la sensibilidad artística en la praxis técnica. Asimismo, el reconocimiento contemporáneo de la ingeniería como disciplina que genera patrimonio material —desde acueductos milenarios hasta redes ferroviarias decimonónicas aún en uso— ha impulsado revistas especializadas y programas académicos que abordan el patrimonio de la ingeniería desde una óptica histórica, cultural y estética.
No obstante, este tema sigue siendo controvertido en la comunidad profesional y académica y aún se aborda de manera insuficiente en los planes de estudio tradicionales. La formación clásica en ingeniería civil ha privilegiado el análisis cuantitativo —seguridad estructural, eficiencia económica, prestaciones funcionales— por encima de la reflexión estética, lo que puede generar un aislamiento disciplinar que margina la capacidad del ingeniero como diseñador integral. Esto se expresa, como señaló Modest Batlle (2005), en un mecanismo de defensa profesional que consiste en plantear que «si no soy capaz de diseñar bien, mi alternativa es plantear que el diseño no tiene importancia; que lo hagan los otros«. En otras palabras, la estética ha sido a menudo relegada a un plano secundario frente a criterios técnicos “objetivos”.
Sin embargo, no puede ignorarse que la ingeniería, en su máxima expresión, es un acto de creación intelectual que combina el rigor científico con la voluntad de belleza y de significado cultural. Esta visión holística no solo enriquece la disciplina, sino que también contribuye a la valorización del patrimonio ingenieril por parte de la sociedad, favoreciendo su conservación, comprensión y transmisión a futuras generaciones.
Javier Manterola (2010) reflexionaba en «Saber ver la ingeniería» sobre el lenguaje propio de cada una de las manifestaciones artísticas como la pintura, la escultura, la música, la arquitectura, el cine, la fotografía o la ingeniería. Si bien la forma de entender el arte se ha configurado a lo largo del tiempo, no son lenguajes independientes, aunque un pintor no tenga por qué saber nada de ingeniería ni viceversa. La ingeniería va creando y modificando el paisaje en el que se inserta, y es el espectador quien puede calibrar el valor intrínseco de la obra si entiende su propio lenguaje. La obra de ingeniería se convierte así en un objeto visible con capacidad de suscitar respuestas subjetivas, convirtiéndose en un símbolo de la victoria humana sobre los obstáculos naturales.
David P. Billington (2013) acuña el término «arte estructural» como manifestación del arte del ingeniero de estructuras, que se evidencia con claridad en puentes, rascacielos y cubiertas de gran luz. Billington postula que el arte estructural es una disciplina moderna e independiente de la arquitectura, basada en el equilibrio entre la libertad del diseñador y la disciplina de las leyes naturales. Mientras que el arquitecto tradicionalmente controla el espacio y el escultor la masa, el ingeniero estructural se centra en el control de las fuerzas, buscando la elegancia dentro de las restricciones de la economía y la eficiencia.
Podría pensarse que en estas estructuras, o en cualquier manifestación de la ingeniería civil (carreteras, presas, etc.), la belleza es una función más. Pero como bien indica Juan José Arenas (1995), «contraponer funcionalidad y belleza es tomar el camino equivocado«. Para profundizar en esta síntesis, David Billington estructuró su teoría en torno a tres dimensiones o criterios fundamentales que definen el éxito de una obra estructural, conocidos como las «Tres E» (Eficiencia, Economía, Elegancia) o las «Tres S» (Científica, Social, Simbólica).
Dimensión
Criterio de medida
Definición y alcance
Científica (Scientific)
Eficiencia (Efficiency)
Se centra en minimizar el uso de materiales para soportar cargas, garantizando la seguridad y la durabilidad. Es el dominio de las leyes de la naturaleza y del control de las fuerzas.
Social (Social)
Economía (Economy)
Mide la gestión de costes y el beneficio social. Una obra es económica cuando optimiza la inversión pública y reduce los gastos de mantenimiento a largo plazo.
Simbólica (Symbolic)
Elegancia (Elegance)
Representa la búsqueda de una forma expresiva y bella. No es un añadido decorativo, sino una consecuencia de la imaginación del diseñador dentro de las restricciones previas.
Estos planteamientos conducen a la búsqueda de la verdad estructural como base de los valores estéticos de dicha estructura. Como dice Billington, «La forma controla las fuerzas y, cuanto más claramente pueda el proyectista visualizarlas, tanto más seguro se sentirá de esa forma«. Esta relación implica que la ingeniería no es meramente «ciencia aplicada», en la que las fórmulas dictan la forma, sino un proceso creativo en el que el ingeniero inventa la forma y utiliza las fórmulas para verificar su viabilidad. En este sentido, la función sigue la forma: una forma bien elegida simplifica radicalmente su propio análisis tensional.
También Eduardo Torroja acuñó su célebre frase «La lógica de la forma«, en el sentido de que era la función que ha de cumplir una estructura su guía de diseño. El arco o la catenaria sería bello en sí mismo porque expresa cómo se transmiten las cargas. Por tanto, fuera cualquier adorno superfluo. Torroja afirmaba en su obra seminal Razón y ser de los tipos estructurales (1957) que «antes y por encima de todo cálculo está la idea, moldeadora del material en forma resistente, para cumplir su misión«. La estética de Torroja surge «del deseo último de fundir en un mismo ser la forma artística con la resistente«, lo cual es independiente del paisaje, y su integración se debe más a la economía y a la simplicidad de formas y materiales que a unos deseos explícitos de relacionar la obra con el paisaje (Nárdiz, 2001).
Sin embargo, ¿es suficiente el rigor de la ciencia estructural para alcanzar el nivel de calidad de diseño y construcción que pueda considerarse como «arte»? Arenas lo niega con rotundidad al afirmar que los mejores ingenieros buscan una síntesis «entre arte y tecnología, entre forma y mecanismos resistentes, entre claridad de expresión externa y limpieza y eficiencia del comportamiento estructural interno«. Miguel Aguiló (1999), reflexionando sobre el paisaje construido, sostiene que «normalmente se construye con una finalidad pero, algunas veces, lo construido trasciende a su propio uso y adquiere significados«. Es ahí donde está la clave: ¿qué significado tienen las obras de ingeniería?, ¿cómo valora el observador la imagen construida?, ¿es necesario un lenguaje específico para valorar la estética o el arte en ingeniería?
Figura 2. Presa de Aldeadávila. Difícil no emocionarse ante este arco gravedad. Crédito: Raiden32 (Imagen cedida por onmeditquenosvies, miembro del foro embalses.net) – Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=9884054
Es difícil entrar en este campo de la estética y de la calidad visual de las infraestructuras. Aspectos como la armonía con el entorno, la esbeltez, el orden o la proporción se unen a la eficiencia económica y estructural en la valoración de la belleza de la obra pública. Pero no todos los espectadores utilizan el mismo lenguaje para valorar lo bello. Además, la subjetividad se intensifica con las modas y el contexto histórico y cultural en un ámbito determinado. Se trata, por tanto, de una respuesta emocional del observador (Figura 2). Con todo, ¿podemos utilizar algunos aspectos del lenguaje de la pintura, la fotografía o la escultura para entender mejor por qué existen imágenes u objetos que nos emocionan más que otros? ¿Se puede hablar, por tanto, de emoción en las obras de ingeniería?
Una de las formas universales, aunque no la única, de aproximarse a la realidad es el lenguaje visual. Se trata de un lenguaje mucho más universal que las lenguas escritas, aunque dispone de sus propias normas gramaticales y ortográficas que conviene conocer para transmitir lo que deseamos. Este lenguaje está presente en el diseño gráfico, el industrial o la arquitectura; trasciende las bellas artes, la pintura y la fotografía y llega a la publicidad o a las redes sociales. Estamos inmersos en un universo visual al que la ingeniería civil no es ajena. Por tanto, existe cierta labor de alfabetización visual necesaria para comprender el valor o el mérito de una infraestructura y de su contexto. Se trata de que el espectador pase a observador, transite sucesivamente de ver a mirar, para llegar a observar lo que se le presenta. Un lenguaje visual correcto permite al espectador dirigir la vista al objeto y formarse un juicio sobre él; por tanto, depende tanto de lo que se mira como de la experiencia previa.
Gran parte del conocimiento actual sobre la percepción humana y su interacción con el significado visual nació en Europa en el primer tercio del siglo XX, con la psicología de la Gestalt. Se comprobó que el principio básico de la organización perceptual es que el todo supera a la suma de sus partes. Nuestro cerebro aprehende la realidad simplificándola, analiza sus componentes y los organiza en estructuras como formas, objetos o secuencias. Entre el sujeto y el fondo, el cerebro crea un contraste que exagera las diferencias. Distinguimos sensaciones de la luz, como el brillo, el contraste o la degradación tonal, así como el tamaño, la textura, la masa estimada o la localización espacial de lo que vemos. Incluso cuando falta información, nuestro cerebro crea la realidad mediante ilusiones ópticas.
El diseño puede considerarse la expresión visual de una idea. Esta idea se transmite en forma de composición. Las formas (tamaños, posiciones y direcciones) constituyen la composición en la que se introduce un esquema de color. El lenguaje visual presenta, por tanto, elementos básicos como el punto, la línea, las superficies y el volumen. Todo ello crea formas y volúmenes que, en la obra pública, se integran en el paisaje, transformándolo. Cómo disponer de estos elementos básicos forma parte de lo que se denomina «composición», todo un arte dentro de la pintura o la fotografía, cuyos principios también forman parte de la visión subjetiva del espectador del paisaje y sus infraestructuras.
Figura 3. Círculo cromático en la teoría tradicional del color
La forma ha sido un clásico en la estética, fundamentalmente en las estructuras, tal y como hemos visto anteriormente. Sin embargo, en este artículo vamos a centrarnos solamente en uno de los aspectos básicos de la calidad visual, que es la materia prima fundamental: la luz. Es la visión, el sentido de la percepción del sujeto, que consiste en la capacidad de detectar la luz e interpretarla. El espectro electromagnético visible por el ojo humano comprende longitudes de onda entre 380 y 780 nm, es decir, desde el violeta hasta el rojo. El color como tal no existe, son las células sensibles de la retina las que reaccionan de forma distinta con la longitud de onda de la luz reflejada por los objetos y que permite distinguir los colores. El ojo humano presenta tres tipos de células que transforman las longitudes de onda en los colores azul, rojo y verde, y de esta combinación se percibe el resto de la gama de colores. Estos tres colores constituyen los colores primarios, de cuya combinación puede producirse la luz blanca; se trata del modelo de color RGB. Sin embargo, también existe el modelo CMYK, formado por los pigmentos cian, magenta y amarillo, de cuya combinación se obtiene el negro. No obstante, la tradición del arte, y en especial de la pintura, nos lleva al modelo de color RYB, en el que los colores primarios son el rojo, el amarillo y el azul (Figura 3). Al conjunto de reglas básicas de la mezcla de colores para conseguir el efecto deseado se le denomina teoría del color.
En la Figura 3 se muestra el círculo cromático tradicional. En él los colores primarios (rojo, amarillo y azul) se combinan en la misma proporción para obtener los colores secundarios (violeta, naranja y verde). Incluso se obtienen los colores terciarios como combinaciones de primarios y secundarios (rojo violáceo, rojo anaranjado, amarillo anaranjado, amarillo verdoso, azul verdoso y azul violáceo). Los colores tienen tres atributos básicos: el matiz o tono, que es el propio color, la luminosidad, que es la mayor o menor cercanía al blanco o al negro, y la saturación o pureza del color, que es la concentración de gris. Por ejemplo, al mezclar colores opuestos en el círculo cromático, se obtienen grises.
Si bien el color se ha usado con maestría en la pintura, la fotografía y la arquitectura, no se podría decir lo mismo de la ingeniería, donde existe un desconocimiento absoluto sobre el fenómeno perceptivo, con inagotables posibilidades espaciales. La fascinación por el blanco llegó a considerar el color como algo «casi delictivo». Incluso no faltan los que opinan que el color en la obra pública es un ornato innecesario cuando se cambian los tonos naturales de los materiales, incluso se tacha de decoración. Le Corbusier argumenta al respecto en torno a tres ideas respaldadas por ejemplos de sus propios edificios: “el color modifica el espacio”, “el color clasifica los objetos” y “el color actúa psicológicamente sobre nosotros y reacciona fuertemente en nuestros sentimientos”. El color tenía una gran importancia en la docencia de los primeros cursos de la Bauhaus, escuela que sentó las bases normativas y los patrones de lo que hoy conocemos como diseño industrial y gráfico. El color interfiere en las propiedades visuales de la forma (puente, edificio, etc.) para mimetizar o singularizar las estructuras con el paisaje urbano o para integrar o desintegrar sus elementos componentes, para describir aspectos relacionados con la función o la composición de la forma, para vincularse con la cultura local de un contexto determinado, para incorporar un valor artístico añadido, etc. (Serra, 2013). No tiene sentido proyectar una obra y luego pensar en cómo pintarla.
Por tanto, ¿tiene sentido colorear una obra de ingeniería? ¿No sería mejor dejar los colores naturales de los materiales? ¿Qué importancia tiene el código de color en la restauración? En el caso de las estructuras metálicas, el coloreado es casi obligatorio para su protección; en hormigones o aglomerados asfáticos se pueden agregar pigmentos; incluso el color puede conseguirse por biofilia, incorporando especies vegetales a la obra creada. Si bien cada individuo tiene una forma diferente de ver el mundo, en el fondo todos tenemos muchísimo en común. Los colores influyen en la emoción del observador, pues unos son fríos (tranquilos, estáticos, introvertidos) y otros más cálidos (energéticos, extrovertidos, dinámicos). Los colores neutros (gris, negro, blanco) son muy versátiles. El peso visual tiene un fuerte componente emotivo: se valora como más pesado el objeto de mayor tamaño, las superficies con textura pesan más que las lisas y homogéneas, los colores cálidos, saturados o claros se perciben como más densos que los fríos, desaturados y oscuros. Además, la investigación y la experiencia en la pintura a lo largo de la historia del arte permiten disponer de conjuntos de colores que armonizan de forma especial entre sí o bien contrastan. Ambas, armonía y contraste, son las dos formas compositivas del color.
Los colores complementarios son los que se encuentran en puntos opuestos en el círculo cromático, es decir, proporcionan el máximo contraste. Por ejemplo, el amarillo y el azul. Los complementarios son colores que se refuerzan mutuamente, de modo que un mismo color parece más vibrante al asociarse con su complementario. Son una buena herramienta para llamar la atención y para aquellos proyectos en los que se quiera un fuerte impacto. Pero hay que tener cierta precaución, pues el resultado puede ser caótico si se usa la misma cantidad de cada color, por lo que se aconseja que un color sea el dominante.
La armonía doble de complementarios consiste en utilizar dos colores y sus complementarios, es decir, dos pares de colores contrastados. También puede ser algo arriesgada, sobre todo si se eligen porcentajes iguales para cada color.
Los complementarios divididos o adyacentes constituyen una variante de los colores complementarios, pero con menor contraste. En lugar de utilizar el complementario del color dado, se usan los situados en posiciones inmediatamente adyacentes. Por ejemplo, el azul y el rojo, el naranja y el amarillo naranja. A veces basta con utilizar dos de los colores. Esta armonía se utiliza ampliamente en los acabados decorativos.
La armonía de análogos consiste en el uso de colores próximos en la rueda cromática. Como son parecidos, armonizan muy bien entre sí. Estas combinaciones son muy habituales en la naturaleza. Por tanto, obras de ingeniería que intenten armonizar con el paisaje del entorno casan bien con colores armónicos.
Las tríadas o armonías de tres colores son aquellas que están equidistantes en el círculo cromático. Se podrían utilizar incluso figuras más complejas de cuatro o cinco lados, siempre con colores equidistantes entre sí.
La armonía monocromática se basa en un solo color y sus diferentes tonos, con la adición de blanco, negro y gris, es decir, variando su saturación y luminosidad. Es muy simple y transmite una sensación de sobriedad y elegancia, logrando un efecto unificador y armonioso. Aunque a veces puede ser «excesivamente armónica», monótona y aburrida, lo cual se puede evitar con una pizca de color complementario. Una forma de no fallar es utilizar el blanco, pues funciona de forma armónica, siempre que el resto de los colores de la familia tonal correspondiente. Muchos puentes modernos terminan siendo blancos por este motivo.
Figura 4. Formas compositivas del color. Crédito: V. YepesFigura 5. Puente de La Vicaria, en Yeste. Crédito: Jesús from Albacete, España – Líneas (Puente de la Vicaría), CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=14935472
En las obras de ingeniería, el color es lo más económico y lo más visible (Batlle, 2005). El color cumple su función en la composición de una construcción. Puede integrar la obra con su entorno por mimetismo; por el contrario, puede llamar la atención usando colores saturados o claros (por ejemplo, en los puentes destaca el color del flujo de fuerzas). Sirve para ocultar elementos, como puede ser la imposta de un puente para aparentar mayor esbeltez. O incluso puede servir como signo identitario de un ámbito geográfico o sectorial, como es el caso del color azul del TGV en España.
Vamos a comentar algunas fotografías para descubrir la armonía o el contraste de colores. En la Figura 5 (puente de La Vicaría) se pueden observar los colores rojo anaranjado del arco y del suelo, los azules de la barandilla y del cielo, junto con los verdes del paisaje. Se trata de una armonía de dobles complementarios que funciona bien en el paisaje. Este rojo anaranjado es característico del acero Corten, muy utilizado en estructura mixta, tal y como se puede ver (Figura 1) en el puente Juan Bravo, en Madrid, diseñado por los ingenieros José Antonio Fernández Ordóñez, Julio Martínez Calzón y Alberto Corral López-Dóriga. En este caso, el color del acero autopatinable y el blanco proporcionan una sensación de ligereza visual al tablero que resulta atractiva. Este material es especialmente interesante en cuanto a su integración paisajística, pues presenta tonos análogos a los tostados y marrones propios de la naturaleza.
Otro caso es la deliberación sobre el uso del color para destacar la singularidad de una obra. Un puente rojo o amarillo puede destacar sobre un paisaje natural, o bien mimetizarse en él si el color es verde o gris. Existe un gran riesgo de equivocación ante una fuerte atracción visual. Por ejemplo, el rojo ligeramente anaranjado característico del Golden Gate, en San Francisco, funciona a la perfección para destacar la singularidad de la estructura. Se trata de un color cálido que sintoniza bien con el entorno natural, con colores cálidos del terreno y que contrasta con los colores fríos del cielo y el mar. Además, proporciona una buena visibilidad a los buques en tránsito, pues el puente permanece cubierto de una espesa niebla durante muchos días al año. La propuesta de este icónico color fue de Irving Morrow, arquitecto asociado al proyecto, quien consideró que la primera capa de pintura protectora presentaba una estética radical frente a los colores grises de aluminio que se barajaban al principio. Este color (69% magenta, 100% amarillo y 6% negro), denominado «Naranja Internacional», no pasa desapercibido, ya sea conduciendo, caminando o observándolo desde la lejanía. Es simplemente maravilloso. Lo cual no significa que este color sirva para cualquier otro contexto o situación. ¡Qué suerte que la Armada estadounidense no impuso su opinión de pintar el puente de negro y amarillo para que fuera más visible! En la Figura 6 se observa la diferencia.
También se puede utilizar el color en la iluminación ornamental de las infraestructuras. En ese sentido, tuve la experiencia personal de participar, desde la Generalitat Valenciana, en diversas iluminaciones, entre ellas la del Puente de San Jorge (Alcoy), como puede verse en la Figura 7. Otras experiencias fueron la iluminación del casco urbano de Bocairent (Valencia) y las murallas de Xàtiva y de Morella. En estos casos, la coloración puede ser más atrevida, cambiante y buscar efectos dinámicos, puesto que los cambios no son permanentes. Incluso, en ocasiones, se utilizan los fondos de determinados monumentos o fachadas como telón de fondo para actividades festivas o artísticas. Es, por ejemplo, el caso de las Torres de Serrano con motivo de la Crida, invitación a las Fallas de Valencia (Figura 8).
Figura 8. Iluminación de las Torres de Serrano con motivo de la Crida fallera
Otras veces, el color desempeña un papel deliberado en la integración de una estructura en su territorio. Es el caso del puente Fernando Reig, en Alcoy (Alicante). De este puente y de los derechos de autor de las obras de ingeniería, ya hablamos en un artículo anterior. En este caso, el proyecto lo suscribieron los ingenieros de caminos José Antonio Fernández Ordóñez, Julio Martínez Calzón, Manuel Burón Maestro y Ángel Ortiz Bonet. Tal y como se dice en su memoria: “La pila central es el elemento fundamental del puente y, sin ella, todo el concepto estructural y estético perdería su sentido”. El material de la pila está cuidadosamente descrito para alcanzar su objetivo: un hormigón especial formado por cemento Portland gris muy claro, áridos y arenas rojas, y posteriormente tratado al chorro de arena. Con ello se consigue un color rosa, muy parecido al de la piedra de sillería del cercano puente de María Cristina, lo cual añade aún más singularidad a lo que ya son las enormes dimensiones y la potente forma de la pila. Además, se eligió pintar en gris la parte inferior de los tirantes hasta la altura de la barandilla para no distorsionar la línea horizontal del tablero. En la Figura 9 se aprecia el aspecto del puente antes de su última reparación.
Tras la renovación, el puente luce “prácticamente nuevo”, con una capa de pintura blanca en pilas, tirantes y tablero que desgarra la idea y la concepción estética buscadas por su autor. Se podrán alegar razones técnicas, de durabilidad u de cualquier otro tipo. Pero estoy convencido de que se podría haber respetado la obra tal como la concibió su creador. Dejo la imagen del nuevo puente en la Figura 10. Como he dicho anteriormente, es el espectador el que tiene que valorar la obra pública, aunque en este caso, no tendrá ocasión de comprobar si lo que el autor quería transmitir se consiguió o no. Esa oportunidad de comprender el significado de la obra se ha robado a las generaciones futuras.
Figura 10. Puente Fernando Reig de Alcoy, tras su remodelación. Imagen: V. Yepes (2019)
Referencias:
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BILLINGTON, D.P. (2013). La torre y el puente. El nuevo arte de la ingeniería estructural. Cinter Divulgación Técnica, Madrid.
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NÁRDIZ, C. (2001). El paisaje de la ingeniería, la estética, la historia, el análisis y el proyecto.OP ingeniería y territorio, 54:4-13.
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SERRA-LLUCH, J. (2013). Three color strategies in architectural composition.Color Research and Application, 38, pp. 238-250.
Puente del Barranco de la Batalla. Imagen: V. Yepes (2019)
En esta entrada vuelvo a contar algunas anécdotas sobre las infraestructuras que rodean Alcoy, cuna de muchos ingenieros de caminos, entre los que me incluyo. Este puente ferroviario, de la malograda línea de ferrocarril entre Alicante y Alcoy, forma parte de un valioso conjunto de viaductos realizados a finales de los años veinte.
El puente que describimos a continuación, recibe varios nombres, como el puente del Barranco de la Batalla, del Barranco de San Antonio, e incluso, puente de las Siete Lunas. Sin embargo, ésta última acepción lo confunde con el verdadero puente formado por siete arcos que se encuentra dispuesto paralelo al que vamos a describir, a 20 m aguas abajo, en la carretera N-340 entre Alcoy y Alicante. Asimismo, también se llama «de las Siete Lunas» el viaducto más espectacular de todo el trazado ferroviario, que es el situado sobre el río Polop. Es sugerente el nombre de «Barranco de la Batalla», pues rememora la revuelta entre mudéjares y cristianos en la que el caudillo andalusí Al-Azraq quiso reconquistar la ciudad de Alcoy y que, según la leyenda, tuvo lugar la aparición de San Jorge. De esta tradición surge la famosa fiesta de Moros y Cristianos, declarada de Interés Turístico Internacional. Pero eso es otra historia.
La idea de una linea de ferrocarril entre Alcoy y Alicante tuvo su primer impulso con la Primera República, que el 10 de mayo de 1873 adjudicó el proyecto. Posteriormente, hubo diferentes iniciativas en 1900 y 1902, así como otra del Ayuntamiento de Alcoy en 1908. Tendría que llegar el gobierno de Primo de Rivera, y su ministro de Obras Públicas el conde de Guadalhorce, para que este proyecto se declaró prioritario en un plan nacional.
Este puente, al igual que todos los de la línea férrea, tuvo sus orígenes el la R.O. de 5 de marzo de 1926, en el «Plan preferente de ferrocarriles de urgente construcción«, el conocido como Plan Guadalhorce. Se trataba de 66,200 km de trazado que comprendía la explanación general, obras de fábrica y túneles, y cuyo proyecto lo redactó el ingeniero de caminos D. José Roselló Martí en 1927, puesto que estaba destinado en la 3ª jefatura de Estudios y Construcciones de Ferrocarriles del Sureste de España. Roselló se basó en un proyecto previo de D. Próspero Lafarga, que incluía viaductos metálicos de tramos rectos de 50 m de luz, pero que cambió por viaductos en arco de hormigón armado, más baratos. Aunque la obra empezó y se construyeron túneles y puentes, la crisis de la época paralizó la mayoría de obras en curso, incluida ésta. Nunca más se retomó la obra, aunque hoy día tenemos una fantástica Vía Verde para el disfrute de todos los aficionados. Ya hablamos de este tema en una entrada anterior de este blog.
Puente del Barranco de la Batalla. Imagen: V. Yepes (2019)
Centrándonos en este puente, diremos que tiene una longitud de 69 m y una altura máxima de 20 m sobre el cauce. Se trata de un arco rebajado de 44 m de cuerda y 8,80 m de flecha. En los arranques su espesor es de 1,50 m que se reduce a 1,10 m en la clave, siendo su ancho de 3,60 m. La rasante tiene una pendiente ascendente del 2,1%. Se trata de una obra que salva la dificultad del estrecho paso entre dos túneles de 900 y 1200 m de longitud. El entorno es de roca caliza competente, lo cual permitió esta tipología de arco. Se utilizó un procedimiento constructivo basado en dos castilletes de celosía y poleas diferencias para el montaje de las cimbras y cerchas metálicas. Las cimbras que se utilizaron aquí fueron modificadas de las que se usaron en el viaducto del Cint, en la misma línea. El lector que se interese mayor documentación sobre éste y otros acueductos de esta línea ferroviaria, puede consultar la Revista de Obras Públicas año 1929, páginas 349, 365 y 381.
Nos acaban de publicar en la revista Sustainaibility (segundo cuartil en Web of Science) un artículo donde se aplica la toma de decisiones multicriterio (AHP y Vikor) para seleccionar el tipo de puente de vano corto más idóneo desde el punto de vista de la sostenibilidad en el contexto de Brasil.
Se trata del fruto del trabajo conjunto desarrollado por el profesor Moacir Kripka, catedrático de estructuras en la Universidade de Passo Fundo, que estuvo de estancia en nuestra universidad hace unos meses.
Este artículo forma parte de nuestra línea de investigación DIMALIFE en la que se pretenden optimizar estructuras atendiendo no sólo a su coste, sino al impacto ambiental y social que generan a lo largo de su ciclo de vida.
Como se trata de una publicación en abierto, os dejo a continuación el artículo completo para su descarga.
Entre los buenos momentos de la inauguración de la XXV Semana de la Ingeniería Civil y el Medio Ambiente 2019 #SICMA ayer estuvo la proyección, durante la presentación realizada por el Vicerrector de alumnado, cultura y deportes, José Luis Cueto, de este vídeo que nos dejó sin palabras: «He construido un puente».
Se trata de una escena de la película Margin Call, en la que un responsable, entre otros, de la gran caída del sistema financiero mundial, un broker, tras ser despedido se plantea lo absurdo del trabajo que ha estado realizando, comparándolo con un trabajo anterior, de ingeniero con el que en lugar de hundir en la miseria a las personas, las ayudó a ahorrar tiempo en sus vidas.
Creo que vale la pena ver estos casi dos minutos impagables.
Figura 1. Distribución de la tensión transmitida al terreno
Las cimentaciones superficiales suelen ser las más utilizadas, especialmente en edificación, pues presentan un menor coste por carga soportada y una mayor facilidad de ejecución. Los esfuerzos, tanto los verticales, los horizontales, como los momentos, se transmiten en su totalidad al terreno a través de su base de contacto y origina en el terreno unas distribuciones que se consideran normalmente planas. No debe rebasarse la capacidad portante del terreno y las deformaciones producidas deben ser admisibles para la estructura. En la Figura 1 se puede ver cómo una excentricidad en la carga puede provocar zonas de despegue de tensiones en el apoyo de la zapata. En la Figura 2 se observa cómo cambia la distribución de presiones en función de tipo de suelo (cohesivo, granular o roca) y del tipo de zapata (rígida o flexible). Sin embargo, con cimentaciones corridas o aisladas y con los vuelos de zapata habituales, se acepta una distribución uniforme de presiones. Es importante la forma en que se transmiten los esfuerzos al terreno, puesto que la carga soportada por éste es mucho menor que la del elemento en contacto con él.
Figura 2. Distribución de tensiones en función de la naturaleza del suelo
Un aspecto de gran importancia es la presencia de agua, pues su agotamiento supone un incremento en coste y un aumento de plazo que puede hacer inviable una cimentación superficial. Por otra parte, el nivel freático no influirá en la capacidad portante del terreno si dicho nivel se encuentra por debajo de la superficie del cimiento a una profundidad mayor a 1,5 veces el ancho de la zapata.
A continuación os dejo un vídeo donde explico con más detalle lo que es una cimentación superficial y los tipos que existen. Espero que os sea de interés.
Os dejo también este vídeo (en inglés) explicativo:
Figura 1. Armado de encepado de pilotes. Imagen: I. Serrano (www.desdeelmurete.com)
El pilotaje se utiliza cuando no es posible realizar una cimentación superficial; por ejemplo, cuando se deben transmitir cargas a gran profundidad (más de 6 m o bien más de 8 diámetros del pilote). Se trata de una solución constructiva que se remonta a los palafitos, siendo práctica habitual en los puertos o en ciudades como Murcia, donde se han usado los prefabricados de madera como cimentación.
El cálculo de pilotes no se desarrolla hasta prácticamente el siglo XX, con el nacimiento de la Mecánica del Suelo, exceptuando fórmulas de hinca del siglo XIX y ciertas reglas de buena práctica. A continuación se describen los conceptos fundamentales sobre los pilotes, cómo se pueden clasificar y construir.
En efecto, los pilotes son piezas largas, a modo de pilares enclavados en el terreno, que alcanzan una profundidad suficiente para trasmitir las cargas de la estructura. Se denomina fuste a la parte del pilote en contacto con el suelo, mientras que altura libre es la longitud de la parte que emerge del suelo. La base es el plano inferior del pilote o proyección en planta de toda o parte de la punta, y que habitualmente se denomina “punta”. El encepado transmite los esfuerzos de la estructura a los pilotes (Figura 1). En cuanto a tamaños, habitualmente se consideran pilotes de gran diámetro si éste supera el metro; en cambio los micropilotes son aquellos con diámetros inferiores a 30 cm. En cuanto a profundidad, se consideran pilotes cortos hasta 10 – 12 m, y pilotes largos a partir de los 30 – 35 m, aunque los límites son discutibles. Los pilotes pueden clasificarse de muchas formas, algunas son las siguientes.
Según la forma de trabajo (ver Figura 2) los pilotes pueden ser:
Pilotes por punta: alcanzan el estrato resistente, transmitiéndose las cargas por punta, comprimiéndose el pilote. El terreno circundante dificulta el pandeo. La deformación del pilote es muy pequeña por su rigidez, de forma que el movimiento relativo con el terreno no es significativa. También se llaman pilotes columna.
Pilotes por fuste: no alcanzan un estrato resistente, transmitiendo la carga al terreno circundante por rozamiento a través del fuste. Se llaman también pilotes flotantes o de fricción.
Figura 2. Esquema de cimentaciones profundas (pilotajes) según el Código Técnico de Edificación SE-C. Fuente: http://noticias.juridicas.com/base_datos/Admin/rd314-2006.nor7.html
Sin embargo, los pilotes trabajan de forma combinada, tanto en punta como en fuste. En realidad, el reparto de cargas entre la punta y el fuste depende de las rigideces relativas del pilote y del terreno. Es por ello que, aunque muchos proyectistas descansan la responsabilidad del trabajo del pilote a su punta, la realidad es que estos pilotes trabajan de forma mixta. Además, pueden estar sometidos a tracción cuando existe subpresión que tiende a levantar la estructura por encontrarse total o parcialmente por debajo del nivel freático, es decir “flota”. En rellenos en proceso de consolidación, el pilote se ve arrastrado por el terreno que asienta, denominándose este fenómeno “rozamiento negativo”. Si la estructura recibe esfuerzos horizontales, algunos pilotes pueden trabajar a tracción y otros a compresión. También trabajan a flexión si están empotrados y resisten el empuje de las tierras al excavar. Asimismo, se podría hablar aquí de los pilotes de mejora del terreno, que corresponden a técnicas generales que normalmente se realizan previamente.
Por tanto, los pilotes resultan muy apropiados en casos como los siguientes:
Cuando se disponga de un terreno competente a poca profundidad (5-6 m)
Las cargas de la estructura sean importantes y concentradas
La estructura sea sensible a movimientos absolutos o diferenciales
El nivel freático se encuentre muy alto y sea difícil ejecutar losas
Para limitar el efecto de las cargas en estructuras próximas
Como elemento de contención formando pantallas de pilotes
Para contener movimientos de ladera
Para resistir cargas horizontales (normalmente combinado con otros y con inclinación)
Para compensar tracciones (subpresiones)
El Código Técnico de Edificación clasifica los pilotes en los siguientes tipos:
Pilote aislado: es un pilote alejado suficientemente de otros para no interactuar con aquellos. Si los pilotes se hormigonan “in situ”, no se permiten pilotes aislados para diámetros menores a 450 mm, mientras que entre 450 y 1000 mm de diámetro se pueden utilizar si se arriostran lateralmente. Si los pilotes son prefabricados hincados se podrán construir aislados siempre que se arriostren en dos direcciones ortogonales y se demuestre que los momentos resultantes en dichas direcciones se anulan o se absorben por la armadura del pilote o por las vigas riostras.
Grupo de pilotes: conjunto de pilotes suficientemente próximos para interactuar entre sí o unidos mediante elementos estructurales.
Zonas pilotadas: son pilotes de escasa capacidad portante individual, regularmente especiados o situados en puntos estratégicos, que sirven para reducir asientos o mejorar la seguridad frente a hundimiento de las cimentaciones.
Micropilotes: son aquellos compuestos por una armadura metálica formada por tubos, barras o perfiles que se introducen en un taladro de pequeño diámetro, y que pueden estar inyectados con una lechada de mortero.
El Código Técnico de Edificación también distingue los pilotes por el material:
Hormigón “in situ”: se pueden ejecutar mediante excavación previa del terreno o por desplazamiento de éste.
Hormigón prefabricado: armado (hormigones de alta resistencia) u hormigón pretensado o postensado.
Acero: secciones tubulares o perfiles en doble U o en H. Se hincan con protecciones en la punta (azuches).
Madera: para pilotar zonas blandas ampliar y como apoyo de estructuras con losa o terraplenes.
Mixtos: acero tubular rodeados y rellenos de mortero.
Por la forma de ejecución, este Código Técnico los clasifica en:
Pilotes prefabricados hincados: donde se desplaza el terreno, sin hacer excavaciones.
Pilotes hormigonados “in situ”: donde se excava el terreno antes de hormigonar.
Sin embargo, existen casos mixtos, con perforación e hinca, como pilotes de desplazamiento hormigonados “in situ”, la perforación más hinca, la perforación más vibración, hinca más inyección u otros. La tipología condiciona la alteración del terreno en el entorno del pilote y por tanto, la resistencia y deformabilidad.
Se consideran pilotes de gran diámetro los comprendidos entre 850 y 3000 mm. Se utilizan para grandes cargas, ahorran encepado y se pueden inspeccionar desde el interior. Sin embargo no son adecuados cuando se requiere resistencia importante por fuste, pues en ese caso tenemos más perímetro si tenemos más pilotes de menor diámetro. Lo habitual es que estos pilotes se construyan mediante lodos estabilizadores, camisa recuperable o sin entubación.
Otra posibilidad es ejecutar pilotes acampanados por su base, utilizando para ello un balde de quijadas. El ensanche de la base del pilote, al doble del diámetro del fuste, permite aumentar mucho la resistencia por punta en arcillas firmes. Con esta tipología se pueden construir pilotes de hasta 20000 kN.
Como los pilotes aislados no resisten bien los esfuerzos horizontales ni los momentos, se emplean grupos de pilotes unidos mediante un encepado en cabeza. El encepado reparte las cargas y se predimensionan como rígidos, con un canto de 1,5 veces el diámetro de los pilotes. No se debería colocar un pilar importante sobre menos de tres pilotes y tampoco se debería colocar un muro importante sobre menos de dos filas de pilotes. Por otra parte, cuando una serie de pilotes están cerca unos de otros, se produce una reducción de la resistencia global por interacción mutua. En general, no se considera el efecto de grupo para una separación entre ejes de pilotes igual o mayor a 3 diámetros.
En lo que sigue, dividiremos los pilotes en pilotes de desplazamiento, pilotes de perforación, pilotes inyectados y micropilotes.
No es posible afirmar, de forma categórica, que un procedimiento constructivo de un pilote sea mejor a otro. La elección es un arte complejo, pues supone balancear las ventajas e inconvenientes para cada uno de los casos. A veces, varias técnicas son válidas y la elección final es un problema económico o de plazo. Pero otras veces hay soluciones malas, incluso algunas buenas mal ejecutadas. Siempre hay que vigilar la construcción y realizar pruebas de carga sin no hay experiencia directa para controlar la carga admisible.
El profesor Celma (2014) nos sugiere los siguientes criterios para la elección del tipo de pilote (Tabla 1):
En la Tabla 2 se recogen algunas de las características de los pilotes más frecuentes. Algunas de estas características se comentarán más adelante durante el curso.
Tabla 2. Características de los pilotes más frecuentes (Justo Alpañes et al.)
Tipo
Lmax (m)
dmax (mm)
Qmax (kN)
Circunstancias en las que no puede utilizarse
Prefabricado de hormigón
90
425
1600
Cercanía de edificios antiguos
Barrena continua
23
1000
3300
Cuando hay bolos
Pilotes inclinados
Perforado con lodos
25
2000
13000
Terrenos muy permeables.
Pilotes inclinados
Perforado en seco
80
3000
20000
Solo se puede usar en suelos firmes
Entubación recuperable
25
1500
10000
Pilote caro
Os dejo a continuación un vídeo explicativo sobre este tema que espero sea de vuestro interés.
Aquí tenéis una explicación que hice para mis estudiantes, con la información algo más ampliada.
También os dejo este vídeo de geotecnia.ONLINE sobre pilotes.
Referencias:
CELMA, J.J. (2014). Cuadernos de mecánica del suelo y cimentaciones. Apuntes Universitat Politècnica de València, 194 pp.
Figura 1. Tipos de losa de cimentación, según CTE DB SE-C. Fuente: http://noticias.juridicas.com/base_datos/Admin/rd314-2006.nor7.html
Las losas o placas de cimentación se caracterizan por tener una dimensión en planta mucho mayor que el canto. Se utilizan cuando la superficie de las zapatas supera el 50 % de la superficie de la planta. Se aconsejan en sótanos estancos cuya cota inferior se sitúe por debajo del nivel freático, así como para reducir los asientos diferenciales. También son útiles cuando la capacidad portante del terreno es escasa y en construcciones donde la superficie es pequeña en relación con el volumen, como rascacielos, depósitos o silos. En la Figura 1 se muestran distintos tipos de losas de cimentación. En la Figura 2 se muestra cómo se integra la losa de cimentación con el soporte de la grúa que va a trabajar en la construcción del edificio.
Figura 2. Detalle del armado de una losa de cimentación. Imagen: E. Valiente
Como se puede observar en la Figura 3, es necesario utilizar varias bombas de hormigón cuando se quiere hormigonar una losa de grandes dimensiones. A este respecto, es fundamental prever una logística adecuada y equipos de reposición para garantizar el vertido continuo y minimizar el número de juntas de trabajo.
Figura 3. Hormigonado de una losa de cimentación. Fuente: edificio7000.obrasonline.com
Un caso interesante es la losa de cimentación postesada. La rigidez de este tipo de losas permite una construcción rápida y segura, por lo que se recomienda su uso en superficies planas sin suelo expansivo. Entre sus ventajas destacan la rapidez en la ejecución de los cimientos, el menor volumen de excavación, una mayor capacidad de carga y una mayor durabilidad que la losa sólida convencional. Los cables postensados colocados en ambas direcciones de la losa crean una cimentación extremadamente rígida y la habilitan para resistir las fuerzas de flexión.
Os paso a continuación un vídeo del blog de Enrique Alario donde se describe en detalle y se comenta un hormigonado masivo de una losa de cimentación.
Figura 1. Cargas sobre un cimiento superficial (Yepes, 2016)
La cimentación de una estructura es aquello que la sustenta sobre el terreno. Generalmente, está enterrada y transmite al terreno su propio peso y las cargas recibidas, de modo que la estructura que soporta sea estable, la presión transmitida sea menor a la admisible y los asientos se encuentren limitados (ver Figura 1). La cimentación consta de dos partes, el elemento estructural encargado de transmitir las cargas al terreno, o cimiento, y la zona del terreno afectada por dichas cargas, o terreno de cimentación. La cimentación debe resistir las cargas y sujeta la estructura frente a acciones horizontales como el viento y el sismo, conservando su integridad. La interacción entre el suelo y la estructura depende de la naturaleza del propio suelo, de la forma y tamaño de la cimentación y de la flexibilidad de la estructura.
Las cimentaciones se diseñan para no alcanzar los estados límites últimos o de servicio. Los primeros llevan a la situación de ruina (estabilidad global, hundimiento, deslizamiento, vuelco o rotura del elemento estructural), mientras que los segundos limitan su capacidad funcional, estética, etc. (por ejemplo, movimientos excesivos). Se denomina capacidad portante a la máxima presión que transmite una cimentación sin alcanzar el estado último, mientras la presión admisible es aquella que no se alcanza en ningún estado límite, ya sea último o de servicio, presentando un coeficiente de seguridad respecto a la capacidad portante.
Otros problemas a considerar son la estabilidad de la excavación, los problemas de ataques químicos al hormigón, la posibilidad de heladas, el crecimiento de vegetación que deteriore la cimentación, los agrietamientos y levantamientos asociados a las arcillas expansivas, la disolución cárstica, la socavación, los movimientos del nivel freático, los daños producidos a construcciones existentes (Figura 2) o futuras, las vibraciones de maquinaria o los efectos sísmicos sobre el terreno, especialmente cuando existe posibilidad de licuación.
Los procedimientos constructivos influyen notablemente en el comportamiento de una cimentación. Hay que tener en cuenta que la construcción de la cimentación altera el terreno circundante, lo cual puede modificar algunas de las hipótesis de cálculo. A modo de ejemplo, los pilotes perforados descomprimen el terreno influyendo en la resistencia por fuste. La hinca de pilotes en limos y arenas sueltas saturadas aumenta la presión intersticial, lo que disminuye temporalmente la capacidad del pilote e incluso causar la licuación del terreno.
Figura 2. Descalce de una cimentación vecina durante la excavación. Imagen: E. Valiente
La cimentación puede clasificarse atendiendo a la profundidad a la que se realiza (ver Figura 3). Así, si llamamos D a la profundidad a la que se encuentra el contacto entre la cimentación y el terreno y B la dimensión menor de la cimentación, estas se pueden clasificar en:
Cimentación superficial o directa:
D/B < 4
D < 3 m
Cimentación semiprofunda o pozos:
4 ≤ D/B ≤ 8
3 m ≤ D ≤ 6 m
Cimentación profunda o pilotaje:
D/B > 8
D > 6 m
Figura 3. Clasificación de las cimentaciones en función de la profundidad de apoyo (Yepes, 2016)
Existen distintos tipos de cimentaciones superficiales, tal y como se aprecia en la Figura 4.
Figura 4. Algunos tipos de cimentaciones superficiales. Imagen elaborada a partir de: http://www.generadordeprecios.info/
En la Tabla 1 se ha asignado a cada cimiento directo el tipo de elemento estructural al que sirve de cimentación.
Os dejo a continuación un vídeo explicativo donde se recoge todo lo anteriormente expuesto. Espero que os sea útil.
También podéis ver este vídeo de José Ramón Ruíz, de la UPV:
Os dejo también una presentación de Marcelo Pardo al respecto:
