Puente de Brooklyn. https://www.nuevayork.net/puente-brooklyn
Cuando pensamos en un puente, solemos verlo como una maravilla de la ingeniería, un símbolo de conexión y progreso. Es una estructura que nos lleva de un punto a otro, superando un obstáculo. Sin embargo, detrás de esa aparente simplicidad se esconde un desafío monumental: construir un puente que no solo sea funcional y seguro, sino también sostenible.
Esta tarea es mucho más compleja de lo que parece. La sostenibilidad en ingeniería no se reduce a marcar una casilla, sino que implica un complejo proceso de toma de decisiones para conciliar los objetivos a menudo contrapuestos de la economía, el medio ambiente y la sociedad. Esta complejidad es el tema central de un profundo estudio académico titulado A Review of Multi-Criteria Decision-Making Methods Applied to the Sustainable Bridge Design, que analiza 77 artículos de investigación publicados a lo largo de 25 años para comprender cómo toman los expertos estas decisiones cruciales.
Este artículo recoge las lecciones más impactantes y, en ocasiones, sorprendentes, de esa exhaustiva investigación. En él descubriremos qué aspectos dominan el debate sobre los puentes sostenibles, qué puntos ciegos persisten y cómo están evolucionando las herramientas para diseñar las infraestructuras del futuro.
Las 5 lecciones más sorprendentes sobre los puentes sostenibles.
El análisis de décadas de investigación revela patrones inesperados y desafíos ocultos en la búsqueda de la infraestructura perfecta. A continuación, exploramos los cinco hallazgos más sorprendentes.
Ecoducto en la Autopista A6 Austria-Eslovaquia. https://blogs.upm.es/puma/2019/01/14/ecoductos-puentes-verdes-para-la-fauna/
Lección 1: «Sostenible» no solo significa «ecológico», sino que es un delicado equilibrio a tres bandas.
La palabra «sostenible» a menudo se asocia exclusivamente con el medio ambiente. Sin embargo, el estudio subraya que la verdadera sostenibilidad se apoya en tres pilares fundamentales: los factores económicos (coste y mantenimiento), los ambientales (emisiones de CO₂ e impacto en el ecosistema) y los sociales (seguridad, impacto en la comunidad y estética).
Estos tres pilares suelen tener objetivos contrapuestos. Un material más barato puede tener un mayor impacto ambiental. Un diseño que minimice las molestias a la comunidad podría ser mucho más costoso. Lograr un consenso entre ellos es un acto de equilibrio complejo. Curiosamente, el estudio revela que los factores sociales son los menos estudiados y comprendidos de los tres. Esta brecha de conocimiento no es solo una curiosidad académica, sino una de las barreras más significativas que nos impiden conseguir infraestructuras que sirvan de verdad a la sociedad a largo plazo.
Lección 2: Nos obsesiona cómo viven los puentes, pero ignoramos cómo mueren.
El ciclo de vida de un puente abarca desde su diseño y construcción hasta su demolición o reciclaje final. El estudio presenta una estadística demoledora sobre en qué fase del ciclo de vida se centra la atención de los investigadores. De los 77 artículos analizados, un abrumador 68,83 % se centra en la fase de «operación y mantenimiento».
En un drástico contraste, solo un minúsculo 2,6 % de los estudios se dedica a la fase final de «demolición o reciclaje». Esta enorme diferencia pone de manifiesto una importante laguna. La investigación sugiere que esto podría deberse a que la fase final se percibe como de «menor impacto general». Sin embargo, a medida que la sostenibilidad se convierte en una preocupación primordial, esta suposición se está poniendo en tela de juicio, lo que nos obliga a considerar el impacto completo de nuestra infraestructura, desde su concepción hasta su eliminación.
Lección 3: La ingeniería de vanguardia a veces necesita lógica «difusa»
Dado que la investigación está tan fuertemente sesgada hacia la fase de mantenimiento, es lógico que las herramientas más populares sean las que mejor se adaptan a sus desafíos únicos. Esto nos lleva a una paradoja fascinante en la ingeniería: en un campo tan preciso, podría parecer contradictorio utilizar un método llamado «lógica difusa» (fuzzy logic). Sin embargo, el estudio la identifica como una de las herramientas más populares, ¿la razón? Muchas decisiones críticas se basan en información cualitativa, incierta o subjetiva.
Una inspección visual para evaluar el estado de una estructura, por ejemplo, no proporciona un número exacto, sino una apreciación experta que puede contener vaguedad («ligero deterioro», «corrosión moderada»). La lógica difusa permite a los sistemas informáticos procesar esta «incertidumbre o vaguedad» del lenguaje humano y convertirla en datos matemáticos para tomar decisiones más sólidas. Es una fascinante paradoja: utilizar un concepto que suena impreciso para tomar decisiones de ingeniería de alta tecnología con mayor fiabilidad.
Lección 4: Las herramientas que usamos para decidir no son infalibles.
Para tomar decisiones tan complejas, los ingenieros utilizan «métodos de decisión multicriterio» (MCDM). Sin embargo, el estudio advierte de que los métodos tradicionales tienen importantes limitaciones. Imagínese que tiene que elegir un nuevo material para un puente. Esa única elección afecta simultáneamente al coste final, a la durabilidad de la estructura y a su huella de carbono. Estos factores están profundamente interconectados. No obstante, una limitación significativa de las herramientas tradicionales de toma de decisiones es que suelen partir de la poco realista suposición de que estos criterios son independientes entre sí. Ignorar estas interdependencias puede llevar a soluciones subóptimas.
Los métodos tradicionales de toma de decisiones suelen partir de supuestos poco realistas en relación con los problemas del mundo real, como la independencia de los criterios, la agregación lineal o la elección de la mejor alternativa entre un conjunto fijo en lugar de la alternativa que permita alcanzar los niveles de aspiración deseados.
Lección 5: el futuro no consiste en elegir la «mejor» opción, sino en alcanzar la «meta» deseada.
Este último punto supone un cambio de paradigma. Los métodos de decisión tradicionales funcionan como un concurso: se presenta una lista fija de alternativas (puente de acero, de hormigón o mixto) y el método las clasifica para seleccionar la «mejor».
Sin embargo, los nuevos métodos híbridos que están surgiendo proponen un enfoque diferente. En lugar de elegir simplemente una opción de una lista, buscan soluciones que alcancen «niveles de aspiración» o metas predefinidas. Por ejemplo, el objetivo podría ser diseñar un puente que no supere un coste X, no genere más de Y toneladas de CO₂ y tenga una vida útil de Z años. Este cambio de un modelo de «el mejor de la clase» a otro de «cumplir el objetivo» transforma fundamentalmente el desafío de la ingeniería. Transforma la tarea de seleccionar de un catálogo de opciones en inventar activamente nuevas soluciones que puedan satisfacer múltiples objetivos de sostenibilidad, a menudo contradictorios.
Conclusión: un puente hacia el futuro.
El viaje hacia la construcción de puentes verdaderamente sostenibles nos enseña que la ingeniería moderna es mucho más que cálculos y materiales. Se trata de un proceso de toma de decisiones dinámico, lleno de matices, compensaciones y una profunda reflexión sobre el impacto a largo plazo de nuestras creaciones. No se trata de seguir una simple lista de verificación «verde», sino de navegar por una compleja red de factores económicos, sociales y medioambientales en constante tensión.
El camino a seguir, iluminado por esta investigación, está claro. Debemos ampliar nuestra definición de sostenibilidad más allá de lo puramente ecológico para valorar adecuadamente el impacto social. Debemos diseñar para la demolición con la misma seriedad con la que diseñamos para la durabilidad. Además, debemos adoptar herramientas nuevas y más sofisticadas que reflejen la realidad interconectada de estas complejas decisiones. La próxima vez que cruces un puente, ¿solo verás una estructura de acero y hormigón o el resultado de un complejo debate entre economía, sociedad y medio ambiente?
Os dejo este audio donde podéis aprender más sobre el tema.
En este vídeo se resumen las ideas más interesantes de este artículo.
Figura 1. Desencofrado en paso superior. Pista de Silla (Valencia). Imagen: V. Yepes
1. Introducción a los pasos superiores pretensados.
Los pasos superiores pretensados construidos in situ constituyen una de las soluciones estructurales más extendidas y fiables para el desarrollo de obras lineales, como carreteras y ferrocarriles, en España. Su prevalencia se debe a una combinación de eficiencia estructural, robustez y notable capacidad de adaptación a las geometrías de cruce requeridas por la infraestructura moderna.
Estas estructuras se definen por una serie de características geométricas fundamentales que optimizan su comportamiento y coste.
Relación canto/luz: La esbeltez del tablero es un indicador clave de su eficiencia. Esta relación se obtiene dividiendo el canto entre la distancia entre apoyos (luz). Por lo general, esta proporción es de aproximadamente 1/25, aunque puede llegar a un límite práctico de 1/30 cuando existen restricciones severas de gálibo vertical. Superar este umbral conduce a diseños que requieren un pretensado excesivo, lo que invalida la eficiencia del concepto estructural y obliga a replantear el diseño por completo.
Configuraciones de vanos: La disposición de los vanos se adapta al obstáculo que hay que salvar, lo que da lugar a configuraciones estandarizadas por la práctica. En autovías, las configuraciones más comunes responden a una lógica funcional:
Dos vanos (por ejemplo, 30-30 m): configuración ideal para autovías de doble calzada, ya que se aprovecha la mediana central para ubicar una pila de apoyo.
Tres vanos (por ejemplo, 20-36-20 m): trazado común para salvar obstáculos más anchos cuando no es factible o deseable una pila central.
Cuatro vanos (por ejemplo, 12-18-18-12 m): solución para cruces amplios que requieren una distribución de apoyos más regular.
Cuando el cruce es esviado (no es perpendicular), las luces aumentan para mantener los gálibos, lo que puede llevar a configuraciones como 14-20-20-14 m. En las líneas de alta velocidad (AVE), son habituales los puentes de tres vanos con luces de 12-17-12 m.
Tipos de estribos: Los estribos, apoyos extremos del puente, pueden ser abiertos o cerrados. Se desaconseja rigurosamente el uso de estribos flotantes en tableros hiperestáticos (continuos sobre múltiples apoyos) debido al elevado riesgo de asientos diferenciales en el terraplén, fenómeno para el que estas estructuras no están preparadas y que comprometería gravemente su integridad.
La preferencia por las soluciones construidas in situ frente a las prefabricadas se debe principalmente a su mejor comportamiento frente a impactos accidentales de vehículos que exceden el gálibo permitido. Su capacidad para redistribuir cargas imprevistas les confiere una resiliencia intrínseca, fundamental para garantizar la seguridad a largo plazo de la infraestructura.
El éxito de estas estructuras depende de una ejecución meticulosa en cada fase. A continuación, se detallará el proceso constructivo, comenzando por los cimientos de la obra: la ejecución de los alzados.
2. Construcción de cimentaciones y alzados (pilas y estribos).
Los alzados del puente (pilas y estribos) representan entre el 30 % y el 50 % del coste total de la estructura y constituyen un componente crítico. Su correcta ejecución, desde la cimentación hasta la coronación, es la garantía fundamental de la estabilidad global y de la transmisión adecuada de las cargas al terreno.
El proceso comienza con la construcción de las cimentaciones, siguiendo una secuencia rigurosa:
Excavación y verificación geotécnica: Se excava el terreno hasta la cota de cimentación definida en el proyecto. En este punto, es fundamental comprobar que el terreno de apoyo real posee las características de resistencia contempladas en el cálculo. Si el estrato esperado no se encuentra a la cota prevista, se debe profundizar la excavación hasta dar con él y rellenar el excedente de profundidad con hormigón pobre. Si el terreno adecuado no aparece, hay que detenerse y reconsiderar el diseño de la cimentación. Una práctica constructiva recomendable consiste en realizar una sobreexcavación de unos 5 cm para que el hormigón, que podría contaminarse con material de las paredes, quede fuera del recubrimiento estructural.
Hormigón de limpieza y armaduras de zapata: Sobre el terreno verificado, se vierte una capa de hormigón de limpieza de entre 10 y 15 cm de espesor. Su función es crear una superficie de trabajo nivelada y limpia, esencial para el montaje correcto de las armaduras pasivas de la zapata. A continuación, se colocan las mallas inferior y superior de armadura, separadas entre sí por barras denominadas «pates», que garantizan la geometría y permiten el tránsito de los operarios sin deformar la armadura.
Figura 2. Cimbra porticada. Imagen: V. Yepes
Una vez completada la cimentación, se procede a la ejecución de los soportes, como en el caso de un estribo abierto:
Montaje de armaduras y encofrados: Se coloca la armadura pasiva del soporte, que suele llegar premontada desde el taller. A continuación, se instalan los encofrados, que suelen ser metálicos en el caso de los paramentos no vistos. Estos se aploman y se arriostran con puntales inclinados para garantizar su estabilidad frente a la presión hidrostática del hormigón fresco.
Hormigonado de soportes: El hormigonado se realiza con un cubilote y una manguera que desciende hasta el fondo del encofrado para evitar la segregación del hormigón al caer desde gran altura. Se utiliza hormigón tipo HA-25 y se vibra en capas de unos 30 cm para asegurar una compactación homogénea.
Desencofrado: El encofrado se retira normalmente a las 24 horas. El acabado superficial de estos paramentos no vistos suele ser de calidad básica, ya que quedarán cubiertos por el relleno de tierras.
Una vez ejecutados los soportes, se procede al relleno de tierras en la parte trasera del estribo. Esta operación requiere una compactación rigurosa para evitar desprendimientos futuros bajo las cargas de tráfico. Es fundamental coordinar esta tarea con la construcción del cargadero, es decir, la viga de coronación que une los soportes. En la práctica, la coordinación entre los equipos de movimiento de tierras y los de estructuras suele ser un punto conflictivo, pero es imprescindible compactar el relleno antes de hormigonar el cargadero para poder acceder con la maquinaria de compactación.
En paralelo, se construyen las pilas intermedias. Un ejemplo común son las pilas circulares, que se ejecutan con encofrados metálicos semicirculares que se ensamblan para formar los diámetros más frecuentes: 1,00 m o 1,20 m.
Una vez finalizados los alzados, la obra está preparada para la siguiente fase crucial: el montaje de la estructura auxiliar que soportará el tablero.
3. Sistemas de cimbrado y encofrado del tablero.
La ejecución del tablero in situ requiere un sistema de soporte temporal robusto y preciso. Este sistema está compuesto por dos elementos funcionalmente distintos: la cimbra, que es la estructura de apoyo global que transmite las cargas al terreno, y el encofrado, que es el molde en contacto directo con el hormigón y que le confiere su geometría final. A continuación, se analizan las dos metodologías principales empleadas.
3.1 Método 1: cimbra tubular con encofrado de madera.
Este es el sistema más tradicional y versátil. La cimbra tubular (tipo PAL) está formada por torres de perfiles huecos de planta cuadrada o triangular que cubren toda la superficie inferior del tablero. Su montaje, realizado por una cuadrilla de cinco personas, suele durar una semana.
La seguridad y estabilidad de este sistema dependen de varios factores críticos:
Estabilidad y arriostramiento: Para evitar el colapso «en castillo de naipes», es imprescindible escalonar los terraplenes laterales de los vanos extremos y conectar las torres entre sí mediante barras de arriostramiento longitudinales y transversales.
Cimentación y apoyo: La cimbra requiere un terreno con una tensión admisible mínima de 0,10 MPa. Para cumplir este requisito, suele mejorarse el terreno con una capa de grava-cemento y se reparten las cargas de las torres mediante tableros de madera longitudinales o zapatas individuales bajo cada pie.
Drenaje: Una gestión deficiente de las aguas torrenciales puede erosionar el terreno de apoyo y provocar el desplome de la cimbra, por lo que el control de estas aguas es un aspecto fundamental de la seguridad.
Figura 3. Cimbra con torres modulares. Imagen: V. Yepes
Sobre la cimbra tubular se monta el encofrado de madera, cuyo montaje puede llevar de una a tres semanas:
Nivelación y ajuste fino: En la parte superior de cada torre hay husillos de nivelación que permiten ajustar la cota del encofrado con precisión milimétrica. Un aspecto notable de estos diseños es la omisión deliberada de la contraflecha (curvatura ascendente). Esto es posible porque la flecha descendente debida al peso propio y la contraflecha ascendente generada por el pretensado tienen magnitudes similares y se anulan mutuamente, lo que caracteriza un diseño de pretensado eficiente.
Componentes del encofrado: El sistema está compuesto por largueros (vigas longitudinales apoyadas en los husillos), costillas (elementos transversales que dan forma a la sección) y el forro de tabla, que es la superficie en contacto directo con el hormigón.
Elementos específicos: Se deben ejecutar encofrados particulares para elementos como los dados de apoyo sobre los neoprenos y los cajetines de los anclajes del sistema de pretensado.
3.2. Método 2: cimbra industrial con encofrado metálico.
Este sistema es una alternativa más moderna y rápida. Consiste en torres de carga metálicas de alta capacidad, separadas aproximadamente cada 12 metros, sobre las cuales se apoyan vigas en celosía que sostienen los paneles de encofrado metálicos.
Figura 4. Cimbra porticada. Imagen: V. Yepes
Las particularidades de este sistema frente al método tradicional son:
Cimentación: Cada pareja de torres puede soportar cargas de hasta 250 toneladas, por lo que es necesario construir zapatas de hormigón armado de unos 40 cm de espesor. Si el terreno no es adecuado, puede ser necesario realizar pilotajes en estas cimentaciones temporales.
Ventajas: Su principal ventaja es la rapidez de montaje, ya que permite alcanzar ciclos de hormigonado de un tablero al mes. Además, su diseño diáfano permite mantener el paso de los vehículos por debajo de la estructura durante la construcción.
Calidad de acabado: El acabado superficial que deja el encofrado metálico suele ser de peor calidad estética que el de la madera. Para mejorarlo, se pueden aplicar tratamientos al hormigón para dejar el árido visto.
Descimbrado: A diferencia del sistema tubular, el descimbrado se realiza mediante gatos de tornillo situados en la base de las torres, que permiten descender toda la estructura de forma controlada.
Una vez completado el montaje de la cimbra y el encofrado, la estructura está lista para recibir el esqueleto de acero que le conferirá su resistencia.
4. Colocación de armaduras pasivas y activas.
Esta fase consiste en montar el entramado de acero que reforzará el hormigón. Existen dos tipos de armaduras con funciones diferentes: las pasivas, que absorben esfuerzos locales y controlan la fisuración, y las activas, que conforman el sistema de pretensado que proporciona la capacidad portante principal del puente.
Las armaduras pasivas presentan una cuantía que oscila entre 50 y 70 kg/m² de tablero, mientras que las armaduras activas tienen una cuantía menor, que varía entre 12 y 25 kg/m.
Figura 5. Aligeramientos de poliestireno entre armaduras pasivas.
El proceso de montaje se desarrolla de la siguiente manera:
Montaje de armaduras pasivas: Las barras de acero llegan a la obra cortadas y dobladas desde el taller. El montaje comienza con las armaduras transversales («barcas») y las barras maestras longitudinales, con las que se construye un armazón base estable. Una zona que requiere especial atención es el diafragma de estribos (riostra de estribos), una viga transversal integrada diseñada para distribuir las inmensas fuerzas concentradas de los anclajes del pretensado (de hasta 4548 toneladas) en el cuerpo del tablero. El armado en esta zona debe ser extremadamente denso; un armado deficiente podría provocar la rotura del hormigón durante el pretensado. No se trata de una preocupación teórica. En España se han producido accidentes mortales debido a un armado inadecuado en las zonas de anclaje. Por este motivo, considero que la revisión de este detalle específico del armado es uno de los puntos de control más críticos de todo el proceso constructivo.
Colocación de aligeramientos de poliestireno (porexpan): Para optimizar la sección, se emplean bloques de poliestireno como aligeramientos internos. Su función estructural consiste en mejorar la relación inercia/área, al reducir el peso propio y aumentar la eficiencia del pretensado. Estos bloques tienden a flotar en el hormigón fresco. Para evitarlo, se sujetan con barras de acero superiores y transversales. Aun así, la fuerza ascensional es tan elevada que obliga a hormigonar el tablero en tongadas.
Instalación de armaduras activas (pretensado):
Trazado de las vainas: Se colocan las vainas (tubos metálicos corrugados) que alojarán los cables. Su trazado se realiza siguiendo la ley de momentos flectores: se colocan en la parte superior del tablero, sobre los apoyos, y en la parte inferior, en el centro de los vanos, con una tolerancia de colocación de solo 1 cm. Es crucial garantizar un espacio horizontal mínimo de 5 a 6 cm entre las vainas, especialmente en vanos y sobre pilas. Si las vainas quedan alineadas verticalmente, las fuerzas radiales del pretensado pueden generar tracciones que rompan el hormigón entre ellas.
Tubos de purga: En los puntos más altos del trazado (generalmente, sobre las pilas) se instalan tubos de purga. Estos tubos son fundamentales para permitir la salida del aire durante la inyección posterior de mortero, lo que garantiza la protección completa del acero y la durabilidad del puente.
Enfilado de torones: El día antes del hormigonado, los torones de acero se enfilan en las vainas mediante una enfiladora mecánica, dejando un metro de cable sobrante en cada extremo para el anclaje del gato de tesado.
Figura 6. Enfilando cables de pretensado. Youtube.
Tras el meticuloso ensamblaje e inspección de las armaduras, se alcanza el punto de no retorno: el vertido monolítico que dará al puente su forma definitiva.
5. Hormigonado del tablero.
El hormigonado del tablero es una de las fases más críticas y logísticamente complejas. Debe ejecutarse de forma continua, de principio a fin y sin juntas de construcción, para garantizar la integridad monolítica de la estructura.
Una planificación logística adecuada es fundamental para garantizar un hormigonado ininterrumpido:
Volumen y suministro: Se manejan volúmenes de entre 300 y 700 m³, normalmente de hormigón HP-35. Para evitar paradas, la estrategia habitual consiste en contratar el suministro de dos plantas diferentes, de modo que una pueda cubrir a la otra en caso de avería.
Equipos: Es indispensable contar con una bomba de hormigón de repuesto en la obra para sustituir de inmediato la principal en caso de fallo.
Condiciones ambientales: La operación se pospone ante riesgo de heladas o si las temperaturas superan los 40 °C. No obstante, una vez iniciado, el hormigonado debe continuar incluso si comienza a llover.
Figura 7. Hormigonado del tablero. https://economis.com.ar/puente-san-francisco-en-andresito-se-avanzo-con-el-hormigonado-del-tablero/
El proceso de ejecución en obra se realiza con un estricto control de calidad:
Técnica de vertido en tongadas: Para evitar la flotación de los aligeramientos de poliestireno, el hormigonado se realiza en tres capas o tongadas sucesivas: primero la losa inferior, luego las almas y, por último, la losa superior. Es fundamental que el vibrador penetre en la capa anterior para asegurar un vínculo monolítico y evitar juntas frías entre vertidos.
Control de calidad del hormigón: Se comprueba la consistencia del hormigón con el cono de Abrams y se toman muestras cilíndricas (aproximadamente seis por cada tercio de las cubas) para realizar ensayos de rotura en el laboratorio y confirmar que la resistencia alcanza los valores requeridos a los 7 y 28 días.
La cuadrilla de trabajo se guía por «tochos», barras con marcas de cota establecidas según la topografía, para garantizar que la superficie final del tablero tenga la geometría exacta definida en los planos.
Cuando el hormigón alcanza la resistencia necesaria, se somete la estructura a su primera prueba de carga real: el pretensado.
6. Operaciones de pretensado del tablero.
Figura 8. Tesado de los cables.
El tesado de los cables es la operación estructuralmente más crítica, ya que somete al puente a una de sus situaciones de carga más exigentes: la combinación del pretensado máximo con únicamente el peso propio de la estructura.
Para llevar a cabo el tesado, deben cumplirse unos requisitos previos:
Resistencia del hormigón: El hormigón debe alcanzar una resistencia mínima especificada de 27,5 MPa para el hormigón HP-35. Este valor, que suele alcanzarse a los siete días, es necesario para que el hormigón soporte las altas cargas concentradas en los anclajes y para limitar las pérdidas de pretensado a largo plazo.
Equipo de tesado: El equipo consta de un gato de pretensado, una centralita hidráulica y un grupo electrógeno.
El procedimiento de tesado de cada tendón, que dura aproximadamente 45 minutos, sigue una secuencia metódica:
Secuencia: El tesado sigue un orden definido en los planos, generalmente desde los tendones centrales hacia los extremos para mantener la simetría de las cargas.
Preparación: Se enfilan los bloques de anclaje («quesos») y se colocan las cuñas cónicas que los bloquearán.
Aplicación de carga y control dual: Se aplica la presión hidráulica al gato de forma gradual. La correcta aplicación de la fuerza se verifica mediante un doble control: se mide la presión en el manómetro y, simultáneamente, el alargamiento real del cable.
Criterio de aceptación: El tesado se considera correcto si la desviación media entre el alargamiento real y el teórico es inferior al 5 %. Si la discrepancia es mayor, el primer paso es reevaluar el alargamiento teórico utilizando el módulo de elasticidad real del acero, obtenido de los ensayos de control de calidad, ya que esta es una causa frecuente de disparidad.
Tras tesar desde un extremo, se repite la operación desde el otro; el alargamiento total es la suma de ambos. Una vez aprobado el tesado, se cortan los sobrantes de los torones y se puede proceder al descimbrado.
Para garantizar la durabilidad a largo plazo de la armadura activa, es imprescindible realizar la siguiente operación: la inyección de las vainas.
7. Inyección de vainas.
La inyección consiste en rellenar los conductos (vainas) que alojan los cables de pretensado con un mortero específico. Cumple dos funciones fundamentales:
Protección contra la corrosión: El mortero aísla las armaduras activas del ambiente exterior, lo que previene su oxidación.
Adherencia: La inyección crea un vínculo mecánico sólido entre la armadura activa y el hormigón circundante.
El procedimiento se realiza de la siguiente manera:
Equipo y mezcla: Se utiliza una amasadora y una bomba de inyección. Está prohibido amasar a mano.
Proceso de relleno: El mortero se inyecta a presión (aproximadamente 0,50 N/mm²) desde un extremo de la vaina.
Purga de aire: A medida que el mortero avanza, se abren los tubos de purga en los puntos más altos para expulsar el aire atrapado. No se cierran hasta que por el tubo emane un «chorro sólido de inyección». Este paso es absolutamente crítico. Una inyección deficiente con aire ocluido «puede dar lugar, en un plazo de 10 a 20 años, a la corrosión de las armaduras activas y al desplome del puente».
Una vez asegurada la integridad estructural interna, se procede a las fases de acabado exterior y de superestructura.
8. Acabados y superestructura.
Esta fase incluye todos los trabajos destinados a la finalización estética y funcional del puente, desde el tratamiento de las superficies de hormigón hasta la instalación de los elementos de circulación.
La calidad de los acabados del hormigón visto depende directamente del tipo de encofrado utilizado:
Encofrado de madera: Proporciona un acabado de alta calidad que deja marcada la veta de la tabla y es ideal para entornos urbanos. Para mantener esta calidad, suele limitarse el número de usos. Si se busca la máxima calidad, suele exigirse madera de primera puesta.
Encofrado metálico: Puede dejar acabados de menor calidad, con marcas visibles en las juntas y manchas si no se toman precauciones.
Desde el punto de vista estético, la esbeltez del puente (con una relación luz/canto de 27,5, por ejemplo) es uno de sus principales atributos. Para preservar la elegancia visual que aporta la esbeltez del tablero, debe evitarse el uso de parapetos de hormigón macizo. Estos añaden un volumen visual que contradice la eficiencia estructural del diseño. Las barandillas metálicas abiertas son la opción más apropiada para mantener la estética deseada.
Finalmente, se ejecutan los elementos de la superestructura.
Aceras: Se forman mediante un bordillo, una solera de hormigón in situ y una imposta lateral. Es fundamental que dispongan de armaduras de conexión con el tablero que resistan los impactos de los vehículos sin desprenderse.
Otros elementos: La construcción se completa con la colocación del firme (pavimento asfáltico) y de las juntas de calzada en los estribos.
Una vez terminada la superestructura, el puente está listo para su validación final mediante la prueba de carga.
9. Prueba de carga.
La prueba de carga es la fase final y obligatoria para todos los puentes con una luz superior a 12 metros en España. Su objetivo es verificar experimentalmente el comportamiento real de la estructura y comprobar que este se corresponde con las previsiones del cálculo antes de su puesta en servicio.
Figura 9. Prueba de carga. https://www.laensa.com/prueba-carga-se40/
La prueba se diseña y ejecuta siguiendo estas pautas:
Objetivo y configuración: El propósito es someter al puente a un tren de cargas que genere esfuerzos cercanos al 70 % de los del tren de cargas del proyecto. Por ejemplo, para un puente cuyo tren de cargas de proyecto suma 348 toneladas, una prueba típica podría emplear ocho camiones de 30 toneladas cada uno, que sumarían 240 toneladas..
Estados de carga: Los camiones se disponen en distintas configuraciones diseñadas para provocar el máximo efecto en las secciones críticas: por ejemplo, en el centro de un vano para generar el máximo momento flector positivo o sobre las pilas para generar el máximo momento flector negativo.
Durante la prueba, se aplica un estricto criterio de aceptación:
Medición de deformaciones: Los desplazamientos verticales (flechas) del tablero se miden con gran precisión mediante pértigas y relojes comparadores.
Resultados típicos: La experiencia demuestra que las flechas medidas suelen representar aproximadamente el 85 % de las teóricas calculadas.
Ciclo de carga y descarga: Se mide la posición en vacío, con carga instantánea, con carga estabilizada y tras la descarga. Para que la prueba se considere satisfactoria, la recuperación de la flecha tras la descarga debe superar el 90 % de la deformación total medida.
La superación de la prueba de carga no es un mero trámite final, sino la validación final de un proceso riguroso. Representa la confirmación de que la intención del diseño se ha traducido meticulosamente en la realidad física mediante una ejecución disciplinada en cada etapa previa. El resultado se documenta en un acta oficial y el paso superior queda listo para entrar en servicio.
Los pasos superiores de hormigón pretensado ejecutados in situ son elementos estructurales fundamentales en la construcción de obras lineales, como carreteras y ferrocarriles. Su correcta ejecución es fundamental para garantizar la durabilidad de la infraestructura y, lo que es más importante, la seguridad de los usuarios. Este Plan de Calidad se ha desarrollado como un instrumento de control riguroso, centrado en la identificación sistemática de los puntos críticos de control (PCC), los riesgos inherentes a cada fase y los procedimientos de verificación necesarios para mitigarlos. Basado en las mejores prácticas del sector, su objetivo es servir de guía técnica y procedimental para la dirección de obra y el contratista, garantizando el cumplimiento estricto de las especificaciones del proyecto y la consecución de los más altos estándares de calidad.
Figura 1. Paso superior en la autovía A-7, en Cocentaina (Alicante). Imagen: Lorena Yepes-Bellver
Este documento abarca las fases clave en la construcción de este tipo de estructuras y cubre el proceso constructivo de manera integral. En concreto, el plan abarca:
La ejecución de las cimentaciones y alzados (pilas y estribos).
El montaje, nivelación y aseguramiento de cimbras y encofrados.
La correcta colocación de armaduras pasivas, activas y elementos aligerantes.
La planificación y ejecución del hormigonado del tablero.
La operación de tesado del pretensado.
La inyección de vainas para la protección de la armadura activa.
Los controles de acabados y la ejecución de la prueba de carga final.
El proceso constructivo comienza con la ejecución de los alzados, una fase fundamental que sienta las bases para la estabilidad y el correcto comportamiento de toda la estructura.
2. Control de calidad en la construcción de alzados (pilas y estribos).
La construcción de los alzados, que incluye las pilas y los estribos, es una fase de gran importancia. Al representar entre el 30 % y el 50 % del coste total del puente, su correcta ejecución, y en particular la de sus cimentaciones, es la base sobre la que se sustenta la estabilidad de toda la estructura. Las estadísticas del sector son claras: aproximadamente un tercio de los fallos estructurales se deben a cimentaciones deficientes, por lo que esta etapa es un punto de control de máxima prioridad.
Figura 2. Cimentación provisional para las torres de una cimbra porticada. Imagen: V. Yepes
2.1 Verificación geotécnica y cota de cimentación.
El principal riesgo de una verificación incorrecta del terreno de cimentación es la aparición de asientos diferenciales. Un terreno con características resistentes inferiores a las previstas en el proyecto puede provocar movimientos incompatibles con la naturaleza hiperestática de la estructura, lo que conlleva una redistribución de esfuerzos no prevista y, en casos graves, fallos estructurales.
Los procedimientos de verificación y control para este punto crítico son los siguientes:
Revisión documental: antes de iniciar la excavación, es obligatoria la revisión exhaustiva del anexo geotécnico y del anexo de cálculo del proyecto. El equipo de obra debe familiarizarse con los sondeos y las recomendaciones de cimentación.
Inspección visual y verificación in situ: una vez alcanzada la cota final de excavación, se debe realizar una comprobación visual para confirmar que el estrato de apoyo se corresponde con el terreno esperado según los sondeos.
Protocolo de actuación ante discrepancias: si el terreno esperado no se encuentra en la cota prevista, el procedimiento estándar consiste en profundizar la excavación hasta localizarlo y, posteriormente, rellenar el sobreexceso con hormigón pobre. Si tras una profundización razonable no se localiza el estrato, se deberá detener el proceso, plantear un nuevo sondeo y revisar el diseño de la cimentación.
Control de cimentaciones profundas: en el caso de cimentaciones por pilotes, se debe verificar el estadillo de excavación y comprobar que el empotramiento de la punta en el estrato resistente cumple con lo especificado en el proyecto.
2.2 Colocación de armaduras y encofrados de soportes
Una ejecución deficiente en esta fase introduce múltiples riesgos: recubrimientos de hormigón insuficientes que exponen las armaduras a la corrosión, longitudes de empalme de las esperas inadecuadas que impiden la transmisión correcta de esfuerzos y comprometen la capacidad estructural, y una estabilidad deficiente del encofrado que puede provocar su deformación o colapso bajo la presión del hormigón fresco.
Procedimiento de verificación
Criterio de aceptación/rechazo
Medición de recubrimientos: Verificar la correcta colocación de separadores para garantizar la distancia entre la armadura y el encofrado.
El recubrimiento debe cumplir estrictamente con las especificaciones del plano. Se debe colocar un número de separadores suficiente para evitar el hundimiento de la malla superior al ser pisada, utilizando pates o soportes equivalentes de hormigón a razón de, al menos, 1 ud/m².
Comprobación de empalmes: Medir la longitud de solape de las esperas de los soportes.
La longitud debe ser igual o superior a la especificada en el proyecto para garantizar la correcta transmisión de esfuerzos.
Apeo y estabilidad del encofrado: Inspeccionar el sistema de apuntalamiento del encofrado de los soportes, incluyendo los puntales inclinados.
El encofrado debe estar perfectamente aplomado y arriostrado para asegurar su estabilidad y planeidad durante el hormigonado.
2.3 Hormigonado de soportes y curado
El principal riesgo durante el hormigonado de elementos esbeltos y verticales, como los soportes, es la segregación del hormigón. Verter el hormigón desde una altura excesiva hace que los áridos gruesos se separen de la pasta de cemento, por lo que el elemento resultante no es homogéneo y tiene una resistencia local inferior a la prevista.
Para controlar este riesgo, es obligatorio utilizar un embudo metálico y una manguera que descienda hasta el fondo del encofrado. El vertido debe realizarse en capas de aproximadamente 30 cm de espesor, vibrando cada una de ellas para garantizar una compactación adecuada y una distribución homogénea de los componentes del hormigón.
Figura 3. Estribo abierto. Imagen: V. Yepes
2.4. Ejecución y compactación del relleno del trasdós (estribos abiertos).
La coordinación y ejecución del relleno en estribos abiertos es un aspecto crítico que a menudo se subestima. Una compactación deficiente del terreno, especialmente en la zona acotada entre los soportes y bajo el futuro cargadero, puede provocar el desmoronamiento del terraplén cuando la estructura entre en servicio y se vea sometida a las cargas dinámicas del tráfico.
El procedimiento de control clave es secuencial: el relleno y la compactación de las tierras del cono de derrame deben realizarse antes de ejecutar el cargadero superior del estribo. Esta secuencia es la única que garantiza el acceso de la maquinaria de compactación a toda la superficie del trasdós, lo que asegura un grado de compactación uniforme y adecuado en la zona más crítica. Es fundamental señalar que, dado que los equipos de movimiento de tierras y los de estructuras suelen gestionar tajos distintos, coordinar esta tarea no siempre es sencillo, pero es imprescindible para garantizar la calidad final del estribo.
Una vez completados y verificados los alzados, la construcción avanza hacia el montaje de la estructura auxiliar que dará forma al tablero: la cimbra y el encofrado.
3. Control de calidad de cimbras y encofrados del tablero.
La cimbra es una estructura temporal, pero su función durante la construcción es absolutamente crítica. Debe soportar el peso total del hormigón fresco del tablero, las armaduras y las sobrecargas de ejecución, y transmitir estas cargas de forma segura al terreno. Si falla durante el hormigonado, las consecuencias son catastróficas. Los dos sistemas más habituales son la cimbra tubular con encofrado de madera, que ofrece un acabado superficial de mayor calidad, y la cimbra industrial con encofrado metálico, que permite un montaje más rápido a costa de un acabado estético inferior.
3.1. Estabilidad y cimentación de la cimbra.
La estabilidad de la cimbra está amenazada por varios riesgos fundamentales que deben ser controlados rigurosamente:
Fallo del terreno de apoyo: Cimentar sobre un terreno con una tensión admisible inferior a la requerida (el mínimo habitual para cimbra tubular es de 1.00 kp/cm²).
Desplome en «castillo de naipes»: Ausencia de arriostramientos longitudinales y transversales que conecten las torres entre sí, impidiendo una respuesta conjunta de la estructura.
Erosión y lavado: Una escorrentía no controlada de aguas torrenciales puede socavar los apoyos de la cimbra y provocar su colapso.
Deslizamiento en taludes: La falta de un escalonamiento adecuado en los terraplenes laterales donde apoyan los vanos de compensación compromete la estabilidad de las torres.
Figura 4. Escalonamiento con pequeños muros de hormigón junto al estribo. Imagen: V. Yepes
Riesgo identificado
Procedimiento de verificación y control
Criterio de aceptación
Fallo del terreno de apoyo
Inspeccionar el terreno y verificar que se ha ejecutado la capa de mejora de 30 cm de grava-cemento. Comprobar la disposición de tableros o zapatas de madera para el reparto de cargas.
El terreno debe cumplir la tensión admisible especificada en el proyecto de cimbra. Las medidas de mejora y reparto deben estar correctamente ejecutadas.
Desplome en «castillo de naipes»
Inspeccionar visualmente la existencia y correcta instalación de las barras de arriostramiento en ambas direcciones, uniendo todas las torres.
Todas las torres deben estar arriostradas conforme al proyecto de cimbra. No se admitirá la ausencia de estos elementos.
Erosión por lluvia
Verificar la ejecución de una zanja de drenaje aguas arriba y una zanja lateral que evacúe el agua de forma controlada.
El sistema de drenaje debe ser funcional y capaz de gestionar la escorrentía previsible.
Deslizamiento en taludes
Comprobar que los terraplenes laterales han sido escalonados y, si es necesario, reforzados con muretes de hormigón.
La ejecución del escalonamiento debe coincidir con los planos del proyecto de cimbra para garantizar un apoyo seguro.
3.2 Nivelación y geometría del encofrado del tablero.
La precisión en la nivelación del encofrado debe ser milimétrica y crítica. Un principio clave del diseño de estas estructuras es el equilibrio de deformaciones, por lo que no se aplica una contraflecha, ya que las flechas producidas por el peso propio y por la acción del pretensado están diseñadas para compensarse entre sí. Por este motivo, la precisión topográfica inicial del encofrado es un factor absolutamente imprescindible, ya que define directamente la rasante final del tablero.
El procedimiento de control topográfico es esencial. Un topógrafo debe nivelar de manera individual cada uno de los husillos de la cimbra, siguiendo las cotas definidas en los planos del proyecto. Este ajuste preciso garantiza que la geometría del tablero, incluidos los peraltes y los acuerdos, se construya con la máxima fidelidad al diseño.
Una vez verificada la geometría y la estabilidad del «molde» (encofrado), el siguiente punto crítico de control es la correcta colocación de su contenido: las armaduras pasivas y activas.
Figura 5. Encofrado del tablero. Imagen: V. Yepes
4. Control de calidad en la colocación de armaduras y aligeramientos.
Las armaduras de una estructura de hormigón pretensado cumplen una función dual: la armadura pasiva gestiona los esfuerzos secundarios de cortante y torsión, mientras que la armadura activa (los cables de pretensado) confiere al puente su capacidad principal para salvar grandes luces de manera eficiente. Cualquier error en la disposición o la cantidad de acero en esta fase compromete de forma directa e irreversible la capacidad portante de la estructura.
4.1 Trazado y sujeción de vainas de pretensado.
El trazado de las vainas de pretensado es un riesgo de primer orden. La armadura activa no es más que una armadura de tracción que debe colocarse donde se producen dichas tracciones: en la parte superior, sobre las pilas, y en la inferior, en el centro del vano. Si su posición vertical (excentricidad) es incorrecta, la fuerza de pretensado no generará el momento flector interno deseado, lo que invalidaría los cálculos del proyecto y comprometería la seguridad y el comportamiento de la estructura.
El protocolo de verificación del trazado de vainas es el siguiente:
Verificación por puntos: Se debe comprobar la cota vertical de todas las vainas en intervalos de 2.00 a 3.00 metros, contrastando las mediciones con los planos de pretensado.
Tolerancia: El trazado en vertical debe ajustarse con una tolerancia máxima de un centímetro, siendo especialmente rigurosos en las secciones críticas sobre pilas y en los centros de vano.
Sujeción: Es imperativo asegurar que las vainas estén firmemente sujetas a los estribos de las almas para evitar su movimiento o desplazamiento durante las operaciones de hormigonado.
Espaciamiento: Se debe verificar que existe un hueco horizontal mínimo de 5-6 cm entre vainas contiguas. Este espacio es crucial para permitir que el hormigón fluya correctamente y envuelva por completo las vainas, evitando la formación de coqueras.
4.2 Sujeción de aligeramientos contra la flotación.
Los aligeramientos de poliestireno expandido, al tener una densidad muy baja, están sometidos a una gran fuerza de flotación cuando se vierte el hormigón fresco. Este riesgo es crítico, por ejemplo, en un tablero con cuatro aligeramientos de 80 cm de diámetro, ya que el empuje de flotación puede alcanzar las 4,83 t/m, una fuerza muy superior al peso de la armadura pasiva que los recubre (aproximadamente 0,72 t/m). Si los aligeramientos no están adecuadamente anclados, flotarán y se desplazarán de su posición teórica, lo que alterará la sección transversal del tablero y constituirá un defecto estructural de difícil y costosa solución.
Figura 6. Aligeramiento puente losa.
Para mitigar este riesgo, deben aplicarse obligatoriamente dos medidas de control combinadas:
Anclaje mecánico: verificar la colocación de un sistema de sujeción robusto. Este sistema puede consistir en barras de acero (por ejemplo, de 12 o 16 mm de diámetro) dispuestas por encima de los aligeramientos y atadas a los cercos de las almas, o bien en flejes metálicos que rodean los aligeramientos y se anclan al fondo del encofrado.
Hormigonado por fases: se debe exigir que el hormigonado del tablero se realice en tres tongadas o capas sucesivas (losa inferior, almas y losa superior). Esta estrategia de vertido es fundamental, ya que el peso del hormigón de cada capa contrarresta de forma progresiva la fuerza ascensional, impidiendo la flotación.
4.3. Control de armado en zonas de alta concentración de esfuerzos.
La riostra sobre los estribos es una de las zonas más críticas de la estructura. Su función es difundir las cargas altamente concentradas de todos los anclajes del pretensado (que pueden sumar miles de toneladas, como las 4548 t del caso de referencia) hacia el resto del tablero. Un armado insuficiente en esta zona puede provocar la rotura de la riostra durante la operación de tesado, lo que supondría un fallo frágil y catastrófico. La gravedad de este riesgo no es teórica: recientemente se ha producido algún caso en España con víctimas mortales y heridos graves.
Como procedimiento de control, se establece una inspección final obligatoria y la emisión de un visto bueno formal por parte de la dirección de obra para la totalidad del armado del tablero antes de autorizar el inicio del hormigonado. Por experiencia, se sabe que las prisas en esta revisión final son la causa principal de la omisión de armaduras de refuerzo críticas. Este control debe ser un «punto de espera» formal y sin prisas en la planificación de la obra.
Una vez que el acero está correctamente posicionado y asegurado, el siguiente paso es hormigonar el tablero, una operación logística de gran envergadura y alta criticidad.
5. Control de calidad en el hormigonado del tablero.
El hormigonado del tablero de un paso superior es una operación logística de alta criticidad. Debe ejecutarse de forma continua, sin juntas de construcción, y conlleva el uso de grandes volúmenes de hormigón (normalmente entre 300 y 700 m³). Este proceso exige una planificación exhaustiva y la implementación de planes de contingencia para evitar cualquier interrupción que pueda afectar a la monoliticidad y a la integridad estructural del elemento.
5.1 Aseguramiento del suministro continuo de hormigón.
El principal riesgo durante esta fase es la interrupción del hormigonado. Cualquier detención prolongada crearía una junta fría que actuaría como un plano de debilidad estructural, algo inaceptable en el tablero de un puente. Los puntos de fallo más probables son una avería en la planta de hormigón o una avería mecánica en la bomba de hormigonado.
Para mitigar este riesgo, es obligatorio disponer de un plan de contingencia robusto:
Doble suministro: Se debe contratar el hormigón con dos plantas de producción independientes o, como alternativa, contratar una planta principal y mantener una segunda planta en servicio de guardia, lista para asumir la producción en caso de fallo de la primera.
Bomba de repuesto: Es imprescindible disponer de una segunda bomba de hormigón en la obra, totalmente operativa y lista para sustituir a la principal de forma inmediata en caso de avería.
Logística de personal: La jornada de hormigonado, que puede extenderse por más de 10 horas, debe ser planificada con personal suficiente para permitir turnos de descanso. Asimismo, el avituallamiento (comida y bebida) debe ser provisto en la propia obra para no interrumpir el ritmo de trabajo.
5.2. Control de calidad del hormigón en fresco y endurecido.
El control de calidad del material es tan importante como la logística de su colocación. Dichos controles deben ser sistemáticos y rigurosos.
Fase de control
Parámetro a controlar
Procedimiento de verificación
Criterio de aceptación/rechazo
Recepción en obra
Trabajabilidad (cono)
Realizar el ensayo del cono de Abrams a todas las cubas antes de su vertido en la bomba.
El cono medido debe estar dentro de la tolerancia especificada (p. ej., para un cono de 12 cm, se acepta ±2 cm). Las cubas fuera de rango deben ser rechazadas y vertidas en un lugar previsto para ello.
Muestreo para ensayo
Resistencia a compresión
Realizar un muestreo estadístico (p. ej., de un tercio de las cubas). De cada amasada controlada, se deben fabricar 6 probetas para su ensayo en laboratorio.
El resultado del ensayo a 28 días debe cumplir o superar la resistencia característica de proyecto (p. ej., HP-35).
Control para tesado
Resistencia temprana
Ensayo a compresión de una serie de probetas a 7 días (o 3 días si se prevé un tesado temprano). Se recomienda curar una serie de estas probetas a pie de puente, en las mismas condiciones ambientales que el tablero, para obtener una medida más representativa de la resistencia real.
La resistencia media obtenida debe alcanzar el valor mínimo especificado en el proyecto para autorizar el tesado (p. ej., 27.5 MPa).
Una vez colocado el hormigón y alcanzada la resistencia necesaria, se pasa a la siguiente fase crítica: el pretensado, que constituye la auténtica prueba de carga de la estructura.
6. Control de calidad en el pretensado del tablero.
La operación de tesado del tablero es extremadamente crítica. En esta fase, la estructura se somete a una de sus situaciones de carga más desfavorables, ya que se aplica la fuerza máxima de pretensado con únicamente el peso propio del tablero actuando. Esta situación pone a prueba los límites de resistencia tanto del hormigón en las zonas de anclaje como del acero de alta resistencia de los tendones.
Figura 7. Anclajes de hormigón postesado. https://www.becosan.com/es/hormigon-pretensado/
6.1 Verificación dual de la fuerza de tesado.
El principal riesgo de esta operación es aplicar una fuerza de pretensado incorrecta, ya sea por exceso o por defecto. Un tesado insuficiente no conferirá a la estructura la capacidad portante para la que fue diseñada, por lo que quedará vulnerable ante las cargas de servicio. Por el contrario, un tesado excesivo puede provocar daños por compresión en el hormigón o incluso la rotura de los propios tendones.
Para garantizar la correcta aplicación de la fuerza, es obligatorio realizar un procedimiento de control dual.
Control de presión: Monitorizar y registrar la presión aplicada al gato hidráulico a través del manómetro de la centralita.
Control de alargamiento: Medir físicamente con una cinta métrica el alargamiento real que experimentan los tendones en cada extremo.
El criterio principal de aceptación es que la media de la desviación entre los alargamientos reales medidos y los alargamientos teóricos calculados en el proyecto debe ser inferior al 5 %. Si se supera este umbral, se debe detener la operación. Hay que informar inmediatamente al proyectista, analizar las posibles causas (por ejemplo, una discrepancia en el módulo de deformación real del acero de las bobinas suministradas) y no proceder hasta haberlas determinado.
6.2 Secuencia de tesado y seguridad operacional.
Una secuencia de tesado incorrecta, por ejemplo, asimétrica, puede inducir esfuerzos parásitos en la estructura que no se tuvieron en cuenta en el cálculo. Además, la operación conlleva un riesgo intrínseco muy elevado debido a las grandes energías almacenadas; la rotura de un anclaje o de un tendón puede tener consecuencias mortales.
Los procedimientos de control que se deben aplicar son:
Secuencia de tesado: Verificar que la operación sigue estrictamente el orden de tesado de los tendones especificado en los planos del proyecto. Generalmente, la secuencia procede desde los tendones centrales hacia los extremos, manteniendo siempre la simetría para no inducir momentos torsores no deseados.
Seguridad: Se prohíbe de forma taxativa la permanencia de personal no esencial en la zona posterior a los anclajes durante la aplicación de la carga.
Tras el tesado y su aprobación, es crucial proteger el acero activo contra la corrosión mediante la inyección de las vainas.
7. Control de calidad en la inyección de vainas.
La inyección de las vainas con mortero cumple dos funciones vitales: en primer lugar, proteger las armaduras activas de alta resistencia contra la corrosión y, en segundo lugar, garantizar la adherencia entre el cable y el hormigón circundante. No se debe subestimar la importancia de esta fase; los fallos por corrosión debidos a una inyección deficiente en el Reino Unido provocaron una moratoria en la construcción de este tipo de puentes, lo que subraya la gravedad de ejecutar incorrectamente este proceso.
7.1. Vaciado completo del aire ocluido.
El principal riesgo durante la inyección es la presencia de aire atrapado en los puntos más altos del recorrido de la vaina. Estas bolsas de aire impiden que el mortero de protección llegue a todas las partes del cable, por lo que quedan secciones del acero expuestas a la humedad y, por tanto, a un alto riesgo de corrosión a largo plazo.
El procedimiento de inyección y purga debe seguirse meticulosamente:
Se inyecta la lechada de mortero por uno de los extremos de la vaina a una presión controlada (alrededor de 5 kp/cm²).
Se espera hasta que la lechada fluya de manera continua por el extremo opuesto, momento en el que dicho extremo se tapa para presurizar la vaina.
A continuación, se abre el primer tubo de purga, que se encuentra en el punto más alto cercano al punto de inyección (normalmente sobre una pila).
Se mantiene el tubo de purga abierto hasta que por él salga un chorro sólido y continuo de inyección, sin burbujas de aire. En ese momento, se cierra herméticamente.
El proceso de purga se repite de forma secuencial para todos los tubos situados en los puntos altos a lo largo del trazado del cable.
Esta operación debe realizarse lo antes posible una vez recibido el visto bueno del tesado, sin posponerla, para minimizar el tiempo que el acero activo permanece desprotegido.
Una vez finalizadas las fases estructurales principales, se procede a ejecutar los elementos de acabado y a verificar el comportamiento final de la estructura mediante la prueba de carga.
8. Control de calidad de los acabados y prueba de carga.
Aunque la integridad estructural del puente ya está asegurada en esta fase, la ejecución de los acabados define su durabilidad y su aspecto final, mientras que la prueba de carga supone la aceptación formal de la obra y demuestra empíricamente que su comportamiento bajo carga es el esperado.
Figura 8. Prueba de carga. https://indaico.es/servicios/pruebas-de-carga
8.1 Ejecución de la prueba de carga.
La prueba de carga, que es obligatoria para puentes con luces superiores a 12 metros, tiene como objetivo someter la estructura a un estado de cargas que genere esfuerzos equivalentes a aproximadamente el 70 % de los producidos por el tren de cargas del proyecto. Supone la verificación final y tangible del trabajo realizado.
Los procedimientos de control para la prueba son los siguientes:
Proyecto de prueba: Se debe exigir un proyecto específico de prueba de carga, preparado por el calculista de la estructura. Este documento debe definir el número de camiones, sus pesos exactos y sus posiciones sobre el tablero para los distintos estados de carga que se van a probar (por ejemplo, el máximo momento flector positivo en el vano central y el máximo momento negativo sobre las pilas).
Medición de deformaciones: Utilizando equipos de precisión, se deben medir los desplazamientos verticales (flechas) en puntos clave del tablero. Las mediciones se toman antes de la carga (lectura de cero), durante la aplicación de la carga (respuesta instantánea) y tras un periodo de estabilización.
Medición de recuperación: Tras la retirada completa de la carga, se mide la flecha remanente para evaluar el comportamiento elástico de la estructura.
Criterios de aceptación: Se deben cumplir dos criterios principales:
La flecha máxima medida debe ser coherente con la calculada teóricamente (la experiencia indica que suele ser en torno al 85 % de la teórica).
La recuperación elástica debe ser superior al 90 % de la flecha máxima medida.
Acta de prueba: Los resultados de la prueba deben formalizarse en un acta oficial que se incorporará al expediente final de la obra como constancia de la correcta ejecución y comportamiento de la estructura.
8.2 Ejecución correcta de la superestructura.
Por último, hay que comprobar los elementos de la superestructura que completan el puente:
Aceras: Es crucial verificar la existencia de las armaduras de conexión (normalmente redondas de 12 a 25) que anclan la acera al tablero. Esta armadura evita que la acera pueda ser arrancada por impactos accidentales de vehículos contra el bordillo.
Estética: Se debe comprobar que los elementos de borde, como barandillas metálicas o parapetos, respetan la estética de la esbeltez del tablero. Se debe evitar el uso de parapetos de hormigón macizo, ya que aumentan visualmente el canto y restan elegancia al diseño. Esto es especialmente relevante si se han utilizado sistemas de cimbra industrial que, como se mencionó, priorizan la velocidad sobre la calidad del acabado superficial y dejan marcas y manchas que deben gestionarse para obtener un resultado final aceptable.
El cumplimiento riguroso y sistemático de todos los puntos de control detallados en este plan es esencial para garantizar la entrega de una estructura segura, duradera y conforme a los más altos estándares de calidad en ingeniería civil.
Presa de Aldeadávila. Difícil no emocionarse ante este arco gravedad
El 18 de septiembre de 2025 participaré en los Encuentros RUITEM. Voy a intervenir en una ponencia sobre el color en la ingeniería y, después, en una mesa redonda. Para los interesados en participar de forma telemática, hay un enlace de inscripción: https://forms.gle/wudmr4nUwpwZFiwP6. No obstante, para ir abriendo boca, os adelanto parte de la ponencia, que también podéis leer en un artículo que escribí en su momento sobre la calidad visual a través del color. Así que aquí os dejo mis ideas al respecto.
Hoy quiero retomar una reflexión que me parece fundamental y que, con frecuencia, se aborda de manera insuficiente en nuestros planes de estudio y en el día a día de la profesión: la calidad visual y la estética en las obras de ingeniería. Existe un interés creciente en que nuestras obras no solo sean funcionales y económicas, sino también estéticamente atractivas. Sin embargo, esta valoración estética plantea interrogantes y, como decía Modesto Batlle (2005), a veces caemos en el mecanismo de autodefensa de pensar que el diseño no es importante. Pero contraponer funcionalidad y belleza es, sin duda, tomar el camino equivocado.
Como decía Javier Manterola (2010), la ingeniería, al igual que la pintura, la escultura o la arquitectura, posee su propio lenguaje artístico y es el espectador quien, si lo entiende, puede calibrar el valor intrínseco de la obra. David P. Billington acuñó el término «arte estructural» para referirse a la manifestación artística del ingeniero de estructuras, visible en puentes, rascacielos y cubiertas de gran luz. La clave reside en la búsqueda de la verdad estructural como base de los valores estéticos, donde la forma controla las fuerzas y, cuanto más clara sea la visualización, más seguridad tendrá el proyectista en esa forma. Eduardo Torroja hablaba de La lógica de la forma, donde la función guía el diseño y la belleza surge de la fusión entre la forma artística y la resistente, haciendo que los adornos superfluos carezcan de sentido. No obstante, Juan José Arenas (1995) niega rotundamente que el rigor de la ingeniería estructural sea suficiente para alcanzar el nivel de «arte» y destaca que los mejores ingenieros buscan una síntesis entre arte y tecnología, entre forma y mecanismos resistentes, y entre la claridad de expresión externa y la eficiencia del comportamiento estructural interno.
Entrar en el campo de la estética de las infraestructuras es complejo, ya que se combinan aspectos como la armonía con el entorno, la esbeltez, el orden o la proporción, junto con la eficiencia económica y estructural. La valoración es una respuesta emocional del observador, influida por la subjetividad, las modas y el contexto histórico-cultural. Una de las formas más universales de aproximarse a esta realidad es el lenguaje visual, que trasciende las bellas artes y está presente en todo nuestro universo visual. Para que el espectador se convierta en observador y pueda juzgar el valor de una infraestructura, es necesaria una alfabetización visual. Gran parte de nuestros conocimientos sobre la percepción humana y el significado visual provienen de la psicología de la Gestalt, que nos enseñó que el todo es más que la suma de las partes. Nuestro cerebro simplifica la realidad organizando los componentes en formas y objetos, creando contrastes e incluso realidades mediante ilusiones ópticas. El diseño es la expresión visual de una idea transmitida a través de la composición, en la que los elementos básicos del lenguaje visual —el punto, la línea, las superficies y el volumen— crean formas que se integran en el paisaje.
Círculo cromático en la teoría tradicional del color
En este artículo, me centraré en un aspecto fundamental de la calidad visual: el color. El color no existe como tal, sino que son las células de la retina las que reaccionan a las longitudes de onda de la luz reflejada. Los modelos de color, ya sea RGB para la luz o CMYK para los pigmentos o el tradicional modelo RYB del arte, nos permiten comprender cómo se mezclan los colores. Los colores tienen tres atributos básicos: el matiz o tono, la luminosidad (cercanía al blanco o al negro) y la saturación o pureza (concentración de gris). Aunque el color se ha utilizado magistralmente en otras disciplinas, en ingeniería civil se ha desconocido casi por completo su potencial espacial. Históricamente, el color en obra pública se ha llegado a considerar un ornamento innecesario o «casi delictivo». Sin embargo, Le Corbusier ya argumentaba que «el color modifica el espacio», «clasifica los objetos» y «actúa psicológicamente sobre nosotros». El color es una herramienta potente que interfiere en las propiedades visuales de la forma y permite mimetizar o singularizar estructuras con el paisaje, integrar o desintegrar elementos e incluso vincularse a la cultura local y añadir un valor artístico.
Entonces, ¿tiene sentido colorear una obra de ingeniería? ¡Por supuesto que sí! El color es lo más económico y visible en nuestras obras. Puede servir para integrar la obra mediante mimetismo o para llamar la atención con colores saturados o claros; por ejemplo, en puentes, para destacar el flujo de fuerzas. También puede servir para ocultar elementos o como signo identitario. Los colores influyen en las emociones del observador: los tonos fríos (azules y verdes) transmiten tranquilidad e introspección, mientras que los tonos cálidos (rojos y amarillos) proyectan energía y dinamismo. Los colores neutros (gris, negro y blanco) son muy versátiles. Además, la pintura nos ha enseñado las formas compositivas del color: armonía y contraste.
Los colores complementarios, opuestos en el círculo cromático, ofrecen el máximo contraste y refuerzan mutuamente su vibración, por lo que son ideales para proyectos de fuerte impacto, aunque hay que tener cuidado para evitar el caos.
La armonía doble de complementarios utiliza dos colores y sus complementarios, por lo que también es arriesgada si no se gestionan bien los porcentajes.
Los complementarios divididos o adyacentes ofrecen un contraste menor y se basan en los colores adyacentes al complementario.
Las armonías de colores análogos son aquellas que están próximas en la rueda cromática y que armonizan muy bien entre sí. Son habituales en la naturaleza y resultan muy útiles para integrar obras con el paisaje.
Las tríadas son tres colores equidistantes en el círculo cromático.
La armonía monocromática, basada en un solo color y sus variaciones de saturación y luminosidad, aporta sobriedad y elegancia, aunque puede resultar monótona si no se rompe con una pizca de color complementario. El blanco, por ejemplo, es una elección armónica muy frecuente en puentes modernos.
Formas compositivas del colorPuente Juan Bravo, en Madrid. www. dobooku
Hemos visto cómo el acero Corten, de color rojo anaranjado, se integra de forma natural en el paisaje, como en el puente Juan Bravo de Madrid, donde aporta ligereza visual y tonos análogos a los tostados y marrones de la naturaleza. Otro ejemplo paradigmático del uso deliberado del color es el puente Golden Gate de San Francisco. Su característico rojo ligeramente anaranjado, denominado «naranja internacional», no solo realza la singularidad de la estructura y se funde con el entorno natural de tonos cálidos, sino que contrasta con los colores fríos del cielo y el mar y ofrece una excelente visibilidad a los buques en tránsito en una zona con niebla densa. ¡Imaginen que la Armada estadounidense hubiera impuesto su idea de pintarlo de negro y amarillo! El arquitecto Irving Morrow fue clave en la elección de este color icónico.
Puente colgante Golden Gate, en San Francisco. La segunda imagen corresponde al color que quería la Armada estadounidense. Crédito: Joan Campderrós-i-Canas/CC BY 2.0; Golden Gate Bridge, https://www.californiasun.co/stories/6-fascinating-facts-about-california-avocado-and-bumble-bee-bridge-edition/
Por último, no puedo dejar de mencionar un caso que me toca de cerca: el puente Fernando Reig de Alcoy. Inaugurado en 1987, este puente atirantado, diseñado por ingenieros de la talla de José Antonio Fernández Ordóñez y Julio Martínez Calzón, no solo era una proeza técnica, sino también una obra con una concepción estética profunda. Fernández Ordóñez lo concibió como una obra «sublime», con una pila que surge del barranco en representación de la tradición constructiva y que se prolonga en un «gran arco triunfal». La elección del color no fue baladí: un hormigón especial de color rosa en la pila, idéntico al de las rocas adyacentes, y un gris muy claro en el tablero. Con ello se buscaba una lectura simbólica: la vertical de la pila como vínculo con el cosmos, la horizontal del tablero como línea de reposo unida a la tierra y los tirantes simbolizando la ascensión. El cuidado puesto en la elección de los materiales y su color, hasta el punto de pintar la parte inferior de los tirantes de gris para no distorsionar la línea horizontal, demuestra una intención artística profunda.
Puente Fernando Reig de Alcoy, antes de la remodelación. Wikipedia
Sin embargo, tras una remodelación debida a la rotura de un tirante, el puente luce ahora una capa de pintura blanca en pilares, tirantes y tablero que, en mi opinión, desvirtúa la idea y concepción estética buscada por su autor. Aunque se aleguen razones técnicas, estoy convencido de que se podría haber respetado la obra tal y como la concibió su creador. Se les ha robado a las futuras generaciones la oportunidad de comprender el significado original de la obra.
Puente Fernando Reig de Alcoy, tras su remodelación. Imagen: V. Yepes (2019)
Este caso subraya la importancia de respetar la integridad de una obra de ingeniería, ya que en ella hay un lenguaje visual y un contenido conceptual que merecen ser comprendidos y preservados. Como solía decir Fernández Ordóñez, y es perfectamente aplicable a nuestras obras: «El hecho artístico no debe juzgarse ni defenderse, solo comprenderse» (Julius Schlosser).
Espero que esta reflexión sirva para poner en valor la dimensión estética de nuestra profesión y nos impulse a todos a observar nuestras obras no solo con el ojo técnico, sino también con la mirada de un observador que busca la emoción y el significado.
Os dejo una entrevista que me hicieron en Radio Alcoy al respecto de la remodelación de este puente.
En este audio, tenemos las ideas fundamentales. Espero que os sea interesante.
Os dejo un resumen en forma de vídeo, que recoge estas ideas.
Referencia:
YEPES, V. (2019). La calidad visual a través del color.Cuadernos de Diseño en la Obra Pública, 11:4-10. ISSN: 2013-2603.
Glosario de términos clave
Estética en ingeniería: La rama de la filosofía que estudia la belleza y la percepción de la belleza en las obras de ingeniería, que no solo deben ser funcionales y económicas sino también visualmente atractivas.
Arte estructural (David P. Billington): Término acuñado para describir la manifestación artística del ingeniero de estructuras, evidente en obras como puentes, rascacielos y cubiertas de gran luz, donde la belleza surge de la «verdad estructural».
La lógica de la forma (Eduardo Torroja): Principio de diseño que establece que la función de una estructura debe guiar su forma, de modo que la belleza surge intrínsecamente de la expresión clara de cómo se transmiten las cargas.
Lenguaje visual: Un sistema universal de comunicación que utiliza elementos visuales (punto, línea, superficie, volumen, color) y sus principios compositivos para transmitir ideas, emociones y significados, trascendiendo las barreras lingüísticas.
Psicología de la Gestalt: Corriente de la psicología que surgió en el siglo XX, cuyo principio básico es que «el todo supera a la suma de las partes» en la organización perceptual y que el cerebro simplifica la realidad analizando y organizando componentes visuales.
Alfabetización visual: La habilidad necesaria para comprender y juzgar el valor o demérito de una infraestructura y su contexto a través de la interpretación del lenguaje visual.
Composición visual: La organización y disposición de los elementos básicos del lenguaje visual (formas, tamaños, posiciones, direcciones y color) para crear una imagen o una obra.
Matiz o tono: Uno de los tres atributos básicos del color; se refiere al propio color, su cualidad específica (ej. rojo, azul, verde).
Luminosidad: Uno de los atributos básicos del color; indica la mayor o menor cercanía de un color al blanco o al negro, es decir, su claridad u oscuridad.
Saturación o pureza del color: Uno de los atributos básicos del color; se refiere a la intensidad o viveza de un color o su concentración de gris (un color desaturado es menos puro y más grisáceo).
Teoría del color: El conjunto de reglas y principios básicos sobre la mezcla de colores para conseguir el efecto deseado, abarcando modelos como RGB, CMYK y RYB.
Colores primarios: Los colores fundamentales a partir de los cuales se pueden crear todos los demás colores. En el modelo tradicional RYB son el Rojo, el Amarillo y el Azul; en el modelo aditivo (luz) RGB son Rojo, Verde y Azul.
Colores secundarios: Colores que se obtienen mezclando dos colores primarios en proporciones iguales (ej. violeta, naranja, verde en el modelo RYB).
Colores terciarios: Colores que resultan de la mezcla de un color primario con un color secundario adyacente (ej. rojo violáceo).
Círculo cromático: Una representación gráfica circular de los colores primarios, secundarios y terciarios, que muestra sus relaciones y cómo se mezclan.
Armonía de colores: La combinación de colores que producen un efecto visual agradable y equilibrado.
Colores complementarios: Colores que se encuentran en puntos opuestos en el círculo cromático, proporcionando el máximo contraste y reforzándose mutuamente visualmente.
Armonía de análogos: Colores que están próximos entre sí en el círculo cromático, armonizando muy bien debido a su similitud.
Armonía monocromática: Una combinación de colores que se basa en un solo color y sus diferentes tonos, variando su saturación y luminosidad mediante la adición de blanco, negro o gris.
Peso visual: La capacidad de un objeto o color de atraer la mirada del observador y parecer más denso o prominente. Los objetos grandes, texturizados o colores cálidos, saturados o claros suelen tener mayor peso visual.
Acero Corten (autopatinable): Un tipo de acero que se oxida en la superficie para formar una capa protectora de pátina, que le confiere un color rojizo-anaranjado característico y propiedades de resistencia a la corrosión, a menudo valorado por su integración paisajística.
Derecho a la integridad de la obra: Un derecho moral del autor que protege su obra de ser modificada, mutilada o alterada de una manera que pueda perjudicar su honor o reputación, o distorsionar la visión original del creador.
Joseph William Bazalgette (1819 – 1891). https://en.wikipedia.org/wiki/Joseph_Bazalgette
Sir Joseph William Bazalgette (Enfield, Middlesex, actualmente Londres, 28 de marzo de 1819 – Wimbledon, Surrey, actualmente Merton, Londres, 15 de marzo de 1891) fue uno de los ingenieros civiles más importantes del Reino Unido. Es conocido principalmente por haber diseñado el sistema moderno de alcantarillado de Londres, que sigue en funcionamiento más de 150 años después, y por haber transformado el paisaje urbano de la ciudad tanto por encima como por debajo de la superficie.
Al igual que los Brunel, familia con la que compartió época y amistad, los Bazalgette eran inmigrantes franceses establecidos en Inglaterra a finales del siglo XVIII. Su abuelo, Jean Louis Bazalgette, provenía del sur de Francia y llegó a Londres en 1784. Allí se estableció como sastre y financiero, y llegó a ser sastre principal del príncipe de Gales, futuro Jorge IV. Su hijo, Joseph William Bazalgette, oficial retirado de la Marina Real británica, se casó con Theresa Philo Pilton y tuvieron un hijo varón, Joseph William. En 1827, la familia se mudó a Hamilton Terrace, en St John’s Wood (Londres), donde Joseph creció y desarrolló su temprano interés por la ingeniería.
Bazalgette comenzó su carrera como aprendiz del reconocido ingeniero Sir John Macneill, con quien trabajó en proyectos ferroviarios y de drenaje de tierras, algunos de ellos en Irlanda del Norte. En 1842, se estableció como ingeniero consultor en Westminster y participó en obras como el canal del valle del Tame, en Birmingham, y estudios ferroviarios. Durante la década de 1840, también participó en la mejora del sistema de alcantarillado de Londres, aunque estas soluciones resultaron insuficientes para hacer frente a los crecientes problemas sanitarios.
En 1847, debido al exceso de trabajo, sufrió una crisis de salud que lo obligó a retirarse temporalmente al campo. Tras recuperarse, regresó a Londres y, en agosto de 1849, fue nombrado asistente del inspector de la Segunda Comisión Metropolitana de Alcantarillado, con un salario de 250 libras anuales. En 1852, ascendió a ingeniero jefe.
El 25 de enero de 1855 fue nombrado ingeniero jefe de la recién creada Metropolitan Board of Works (MBW), con un salario de 1000 libras al año. Ocupó este cargo durante más de 30 años, hasta 1889. Fue recomendado para este puesto nada menos que por Isambard Kingdom Brunel, quien lo conocía bien y lo respaldó firmemente. Ese mismo año, Bazalgette se casó con Maria Keogh, de Wexford (Irlanda), con quien tendría diez hijos.
En la década de 1850, la ciudad de Londres sufría un grave problema: las aguas residuales se vertían directamente al río Támesis, lo que provocaba brotes de cólera y unas condiciones insalubres. La situación llegó a un punto crítico en 1858, durante el episodio conocido como el «Gran Hedor», cuando el intenso calor veraniego hizo insoportable el olor del río. El Parlamento estuvo a punto de trasladarse a Oxford o Henley y, presionado por la emergencia, aprobó una ley que otorgaba a Bazalgette el control total para desarrollar una solución adecuada.
Así comenzó su obra maestra: el sistema moderno de alcantarillado de Londres. Bazalgette y su equipo lo construyeron por etapas hasta principios de la década de 1870. Al diseñar las tuberías, estimó generosamente la cantidad diaria de residuos por persona y la multiplicó por la población; luego, la duplicó, anticipándose al crecimiento urbano. Gracias a su previsión, los conductos no colapsaron en la década de 1960, como habría ocurrido con cálculos más conservadores.
El sistema incluía 83 millas (134 km) de alcantarillas interceptoras y unas 1100 millas (1770 km) de red secundaria. Para transportar las aguas residuales río abajo fue necesario construir un enorme conducto paralelo al Támesis. Así surgieron los diques de contención (embankments): el Albert Embankment (1864-1870), el Victoria Embankment (1864-1870) y el Chelsea Embankment (1871-1874), con los que se recuperaron 52 acres de terreno. Estas obras también permitieron el trazado de la línea District del metro y la creación de los Embankment Gardens. El sistema fue inaugurado en 1865 por el príncipe de Gales y finalizado en 1875.
Para mover las enormes cantidades de aguas residuales, Bazalgette supervisó la construcción de cuatro estaciones de bombeo de vapor: Deptford (1865), Crossness (1865), Abbey Mills (1868) y Western, en Chelsea (1875). Aunque ya no están en uso, estas estaciones aún existen y destacan por su poco común arquitectura. También participó en la estación de Pimlico.
El sistema redujo drásticamente el cólera y mejoró enormemente la salud pública. Bazalgette se consideraba ante todo un ingeniero sanitario y su contribución fue crucial para la transformación higiénica de Londres.
Mientras desarrollaba esta gigantesca red, no descuidó sus funciones diarias en el MBW, que incluían la supervisión de múltiples informes y proyectos. También lideró la creación de nuevas vías urbanas como Southwark Street (1864), Queen Victoria Street (1871), Northumberland Avenue (1876), Shaftesbury Avenue (1886) y Charing Cross Road, lo que mejoró el tráfico en una ciudad cuyas calles ya eran inadecuadas para finales del siglo XIX.
Monumento a Sir Joseph Bazalgette. https://londonhistorians.wordpress.com/
En 1877, todos los puentes de Londres pasaron a ser de propiedad pública y se eliminaron los peajes. Bazalgette los inspeccionó y, al encontrar tres de ellos en mal estado, los reconstruyó según sus propios diseños: el puente de Battersea (1886-1890), el puente colgante de Hammersmith (1887) y el puente de Putney (1882-1886). Todos siguen en uso, aunque el de Hammersmith ha sufrido restricciones recientemente. Putney es, sorprendentemente, el puente con más tráfico de Londres. También estuvo detrás de la creación del Woolwich Free Ferry (1889), un servicio gratuito de transbordadores propulsados por vapor.
Su prestigio fue tal que lo solicitaron como consultor en otras ciudades británicas y extranjeras, como Pest (Hungría) y Odesa (Rusia). En reconocimiento a su labor, fue nombrado comendador de la Orden del Baño en 1871 y caballero en 1874. En 1889, tras la disolución del MBW y su reemplazo por el London County Council, recibió una pensión de 1333 libras, 6 chelines y 8 peniques.
Fue miembro de la Institution of Civil Engineers (ICE) desde 1846, vicepresidente en 1879 y presidente en 1884. También perteneció a la Smeatonian Society, de la que fue presidente en 1876. Su trabajo sobre alcantarillado le valió la Medalla Telford en 1865. En sus discursos institucionales, defendió la ingeniería como herramienta de salud pública para ciudades de todo el mundo.
Tras jubilarse, vivió en Wimbledon, donde montaba a caballo y cuidaba un terreno con vacas. Falleció en su casa de Arthur Road el 15 de marzo de 1891, a los 72 años. Fue enterrado en la iglesia de St Mary, en Wimbledon.
Su legado perdura de múltiples formas: una placa azul del Greater London Council en su antigua casa, un monumento en el Victoria Embankment y, en 2020, el anuncio del Bazalgette Embankment como nuevo espacio público a orillas del Támesis. El Dulwich College otorga una beca en su nombre para estudiantes destacados en ciencia, matemáticas o tecnología.
En 2018, el ICE lo incluyó en su campaña «Superhéroes invisibles» con el apodo de Captain Sanitation, en reconocimiento a su impacto en la salud y la sostenibilidad. Entre sus descendientes se encuentran el piloto Will Bazalgette, el director de televisión Edward Bazalgette y el productor Sir Peter Bazalgette, creador del programa Big Brother.
Bazalgette fue, sin duda, el gran ingeniero de Londres.
Os dejo algunos vídeos que espero que os resulten interesantes.
Joseph Baermann Strauss (1870-1938). https://magazine.uc.edu/
Joseph Baermann Strauss nació el 9 de enero de 1870 en Cincinnati, Ohio, apenas una década después del fin de la guerra de Secesión estadounidense. Creció en el seno de una familia de artistas de origen judío alemán: su madre era pianista, aunque un accidente frustró su carrera, y su padre, Raphael Strauss, fue pintor y escritor. En ese entorno, Joseph desarrolló desde joven una profunda sensibilidad artística y una pasión por la poesía, con el anhelo inicial de seguir una trayectoria en las artes. Sin embargo, su vida tomaría otro rumbo en el que la ciencia, la ingeniería y la expresión poética acabarían entrelazándose.
Ingresó en la Universidad de Cincinnati para estudiar ingeniería civil, donde destacó tanto por sus cualidades intelectuales como por su liderazgo. Fue elegido delegado de su clase y también poeta oficial. Durante su etapa universitaria, formó parte de la fraternidad Sigma Alpha Epsilon y escribió un extenso poema titulado Reveries, que leyó como discurso de graduación en 1892. En él presentó una tesis ambiciosa: un proyecto utópico para construir un ferrocarril que conectara Alaska con Rusia a través del estrecho de Bering. Aunque su propuesta sorprendió a la audiencia, su sinceridad, visión y entusiasmo le valieron el respeto del público.
Una experiencia marcó profundamente su orientación profesional. Durante una enfermedad, fue hospitalizado en la enfermería universitaria y, desde la cama, podía contemplar el puente colgante John A. Roebling, que cruzaba el río Ohio entre Cincinnati y Covington. Este puente, el más largo del mundo entre 1866 y 1883, le causó una impresión duradera y despertó en él una profunda fascinación por la ingeniería de puentes que definiría el resto de su vida.
Tras graduarse, Strauss comenzó su carrera profesional como delineante en la empresa New Jersey Steel and Iron Company y, posteriormente, en la compañía Lassig Bridge and Iron Works, en Chicago. En 1899, fue contratado como asistente principal del reconocido ingeniero Ralph Modjeski. Durante su etapa en la empresa, Strauss comenzó a especializarse en puentes basculantes, también conocidos como drawbridges. Se dio cuenta de que los contrapesos de hierro que se utilizaban en estas estructuras resultaban caros y pesados, por lo que propuso reemplazarlos por contrapesos de hormigón, que eran más económicos y eficientes. Su sugerencia fue rechazada, por lo que abandonó la empresa y, en 1904, fundó su propia compañía: la Strauss Bascule Bridge Company of Chicago, que posteriormente abrió también oficinas en San Francisco.
Durante las décadas siguientes, Strauss se convirtió en un innovador y referente nacional en el diseño de puentes móviles. Entre sus obras más representativas se encuentra el puente basculante del ferrocarril HB&T sobre el Buffalo Bayou de Houston, diseñado en 1912 y que aún se encuentra parcialmente operativo. También diseñó el puente basculante Cherry Street Strauss Trunnion en Toronto, el puente Skansen en Noruega, el puente Burnside en Portland (Oregón) y el puente Lewis y Clark sobre el río Columbia, que conecta Longview (Washington) con Rainier (Oregón). A lo largo de su carrera, participó en la construcción de más de cuatrocientos puentes basculantes en América del Norte y Europa, consolidándose como el máximo exponente de este tipo de estructuras.
El mayor desafío de su vida llegó en 1916, cuando el ingeniero municipal de San Francisco publicó un artículo en el que afirmaba que no sería posible construir un puente sobre el Golden Gate —el estrecho que conecta la bahía de San Francisco con el océano Pacífico— por menos de 100 millones de dólares. Strauss respondió que él podía hacerlo por 17 millones. Así comenzó una larga cruzada para hacer realidad lo que entonces parecía imposible. Durante más de diez años, Strauss trabajó sin descanso para convencer a ciudadanos, políticos, al ejército, a la marina y a los inversores de que el puente era viable. Se enfrentó a una fuerte oposición por parte de compañías de ferris, ecologistas, administraciones locales e incluso otros ingenieros.
En noviembre de 1930, ya en plena Gran Depresión, los votantes aprobaron una emisión de bonos que dio luz verde al proyecto. La obra comenzó en enero de 1933, con un presupuesto final de 35 millones de dólares, 13 millones menos de lo estimado inicialmente, y se finalizó antes de lo previsto. Aunque Strauss había propuesto inicialmente un diseño híbrido de suspensión y voladizo, finalmente optó por un diseño colgante clásico, con un tramo principal de 1280 metros, lo que lo convirtió en el puente colgante más largo del mundo hasta la década de 1960.
Strauss supervisó personalmente gran parte de la construcción. En homenaje a su alma mater, colocó un ladrillo del edificio McMicken de la Universidad de Cincinnati en el anclaje sur del puente. También introdujo un elemento innovador en materia de seguridad: una red de protección bajo el tablero que salvó la vida de 19 trabajadores, una cifra significativa para la época, lo que supuso una medida pionera en obras civiles de gran escala.
Monumento a Strauss en San Francisco (marzo de 2010). https://es.wikipedia.org/wiki/Joseph_Strauss_(ingeniero)
Sin embargo, el proceso no estuvo exento de conflictos. Aunque Strauss fue la cara visible del proyecto, el diseño estructural detallado fue obra de los ingenieros Charles Alton Ellis y Leon Moissieff. Strauss, empeñado en recibir todo el reconocimiento, minimizó las contribuciones de Ellis, que fue excluido de los créditos en la ceremonia inaugural de 1937. Esta omisión se corrigió finalmente en 2012, cuando se colocó una placa conmemorativa en su honor junto al puente.
Durante los años de construcción, Strauss empezó a mostrar signos de deterioro físico y emocional. Estuvo ausente durante más de seis meses, lo que generó rumores sobre una crisis nerviosa. En ese periodo se divorció de su mujer y se casó con una joven cantante muchos años menor que él. Tras finalizar el puente, agotado, se retiró a Arizona para recuperarse.
El puente Golden Gate se inauguró oficialmente el 27 de mayo de 1937. Strauss celebró el acontecimiento escribiendo y leyendo su poema The Mighty Task is Done, un homenaje lírico a la culminación de su obra más ambiciosa. Este poema supuso su despedida de la ingeniería y también el cierre simbólico de su vida profesional. Menos de un año después, el 16 de mayo de 1938, Strauss falleció en Los Ángeles a causa de un derrame cerebral. Tenía 68 años.
En 1941, su viuda financió la construcción de una estatua en su honor ubicada en el extremo sur del puente, en el lado de San Francisco. La inscripción reza: «Joseph B. Strauss, 1870-1938. El hombre que construyó el puente». Aunque su figura ha sido objeto de controversia, su contribución a la ingeniería es indiscutible. Además de su legado técnico, dejó una notable obra poética, que incluye el poema «Las secuoyas», inspirado en los árboles monumentales de California, y que aún hoy se vende como recuerdo en los parques naturales.
Joseph B. Strauss fue un ingeniero y poeta, un soñador meticuloso que cruzó el puente entre el arte y la técnica. Su vida demuestra que la grandeza de la ingeniería no solo se mide en acero y cemento, sino también en visión, valor y sensibilidad humana. El Golden Gate, con su silueta roja suspendida sobre el océano, sigue siendo el mejor poema que pudo haber escrito.
Pero aquí os dejo la pequeña entrevista que me hicieron sobre el Golden Gate.
Othmar Hermann Ammann (1879–1965). https://commons.wikimedia.org/wiki/
Othmar Hermann Ammann (1879-1965) fue un ingeniero civil suizo-estadounidense cuya obra transformó la ciudad de Nueva York y revolucionó el diseño de puentes en el siglo XX. Su enfoque técnico y estético permitió construir estructuras tan emblemáticas como el puente George Washington o el puente Verrazano-Narrows. A lo largo de su carrera, combinó innovación, eficiencia y belleza con una precisión matemática, sin perder de vista el contexto urbano y económico de cada época.
Nació el 26 de marzo de 1879 en Feuerthalen, al norte de Suiza. Provenía de una familia trabajadora: su padre era fabricante y su madre, sombrerera. Comenzó su formación en la Escuela Industrial de Zúrich y la continuó en el Eidgenössische Polytechnikum (ETH Zurich), donde se graduó en 1902 bajo la tutela del destacado profesor Wilhelm Ritter. A diferencia de otras instituciones técnicas de la época, esta escuela otorgaba gran valor a la estética en el diseño estructural, principio que Ammann adoptó como eje rector de su carrera: «Cuando diseñas un puente, el impacto estético es tan importante como los detalles técnicos. ¡Construir un puente feo es un crimen!».
En 1904 emigró a Estados Unidos con la intención inicial de realizar unas prácticas profesionales de corta duración. Llegó a Nueva York el 5 de mayo de ese año y pronto comenzó a trabajar en el diseño de puentes ferroviarios. Al año siguiente, trabajó en la Pennsylvania Steel Company, donde colaboró en la construcción del puente Queensboro. Ese mismo año, viajó temporalmente a Suiza para casarse con Lilly Selma Wehrli, con quien tendría tres hijos: Werner, George y Margot.
Su reputación creció en 1907, cuando redactó un informe técnico sobre el colapso del puente de Quebec, lo que le otorgó prestigio en el ámbito profesional. Entre 1912 y 1923 fue asistente del influyente ingeniero Gustav Lindenthal. Junto a él, participó en la construcción del puente Hell Gate de Nueva York y del puente sobre el río Ohio en Sciotoville. En 1917, propuso una alternativa más realista al ambicioso puente multifuncional que Lindenthal quería construir sobre el río Hudson: su idea de un puente exclusivamente destinado al tráfico rodado marcó un punto de inflexión en su carrera.
Durante los años veinte, Estados Unidos experimentó un gran auge de la motorización y la urbanización. Aunque Ammann era una persona modesta y reservada, supo detectar oportunidades clave. Según el historiador David Witz, «tenía dos caras: la tímida y suiza, pero también la de “ve a por ello”». En 1923, fundó su propia empresa de ingeniería en Nueva York. Al año siguiente se nacionalizó estadounidense y la Autoridad Portuaria de Nueva York aprobó financiar su propuesta para construir un puente entre Nueva Jersey y Manhattan. Su proyecto fue elegido por encima del de su antiguo mentor, Lindenthal.
En 1930, fue invitado a Suiza para recibir un doctorado honoris causa de la ETH de Zúrich, junto con Albert Einstein. Ese mismo año fue nombrado ingeniero jefe de la Autoridad Portuaria de Nueva York, donde dirigió la construcción del puente de Bayonne, el Outerbridge Crossing, el puente de Goethals y el túnel de Lincoln. Entre 1937 y 1939, ya como director de ingeniería, lideró la construcción del puente Bronx-Whitestone y del puente Triborough (hoy puente Robert F. Kennedy). También formó parte de la junta que supervisó la construcción del puente Golden Gate de San Francisco, inaugurado en 1937.
By John O’Connell – originally posted to Flickr as George Washington Bridge from New Jersey, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10903748
Inaugurado el 24 de octubre de 1931, el puente George Washington supuso un hito en la historia de la ingeniería. Con una luz de 1.067 metros, duplicó el récord mundial de la época. Su tablero aerodinámico redujo costes y resistía fuertes vientos. Se terminó seis meses antes de lo previsto y por debajo del presupuesto. Actualmente, sigue siendo el puente colgante con más carriles del mundo (14) y el más transitado, con más de 100 millones de vehículos al año.
En 1932 se completó el puente Bayonne, que ostentó el récord del arco de acero más largo del mundo durante 45 años. En 1933, tras el fallecimiento de Lilly, su primera esposa, Ammann fue nombrado director de la Triborough Bridge and Tunnel Authority y comenzó a colaborar con el urbanista Robert Moses. En 1935, se casó con Kläry Nötzli, viuda del ingeniero suizo Fred A. Nötzli.
Ammann aplicó la teoría de la deflexión para aligerar estructuras sin comprometer la estabilidad, lo que resultó clave durante la Gran Depresión. Su talento llamó la atención de Robert Moses, con quien trabajó estrechamente en múltiples proyectos. En 1940, participó en la investigación del colapso del puente de Tacoma Narrows junto a Theodore von Kármán y Glenn B. Woodruff. Su informe de 1941 resultó decisivo para la evolución del diseño de puentes colgantes.
En 1946, fundó junto a Charles S. Whitney la empresa Ammann & Whitney. Con esta empresa diseñó los dos últimos puentes de su carrera: el puente Throgs Neck (1961) y el puente Verrazzano-Narrows (1964). Durante los años cuarenta y cincuenta, continuó viajando regularmente a Suiza, especialmente a Pontresina y Zermatt. Cuando estalló la Segunda Guerra Mundial, se alistó como teniente en el ejército suizo en Andermatt. Al no ser atacada Suiza, regresó a Estados Unidos.
By H.L.I.T. – originally posted to Flickr as Verrazano, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12715051
En 1959, con 80 años, comenzó la construcción del puente Verrazano-Narrows, que se inauguró el 21 de noviembre de 1964. Con una luz de 1298 metros, fue el puente colgante más largo y pesado del mundo, y aún hoy es el más extenso del hemisferio occidental. Ammann lo consideraba su obra maestra. «Sabía que esta sería su obra maestra en belleza y en la excelencia de su modelo de desarrollo de la forma a partir de la construcción. Supuso el punto álgido de su desarrollo profesional como ingeniero pionero. Murió un año después de su apertura», indica David Witz. El historiador también afirma que su puente favorito es este: «Es una estructura muy hermosa y enorme, profundamente elegante».
En 1963, las autoridades suizas rechazaron su propuesta para construir un puente atirantado sobre el lago de Ginebra. Ese mismo año, recibió la Medalla Nacional de la Ciencia de manos del presidente Lyndon B. Johnson, convirtiéndose así en el primer ingeniero civil en recibir esta distinción.
Othmar Ammann falleció el 22 de septiembre de 1965 en Rye, Nueva York. A lo largo de su vida recibió numerosos reconocimientos, como el Thomas Fitch Rowland Prize (1919), el Ernest E. Howard Award (1960) y el título de Ingeniero Civil del Año (1958) por la Sección Metropolitana. En 1962 se erigió un busto suyo en la estación de autobuses del puente George Washington. En 1968, la Universidad de Stony Brook nombró en su honor la residencia Ammann College, y en 1979, con motivo del centenario de su nacimiento, se colocó una placa conmemorativa junto al puente Verrazzano-Narrows.
Considerado por muchos como el ingeniero civil más grande del siglo XX, Ammann sigue siendo una figura poco conocida en su país natal. Su legado, sin embargo, permanece vivo en los puentes que conectan ciudades y culturas, símbolo de una visión que supo unir técnica, estética y sentido de la oportunidad.
Os dejo un vídeo de la inauguración del puente Verrazano.
En este artículo se explica el proyecto RESILIFE, cuyos investigadores principales son Víctor Yepes y Julián Alcalá, de la Universitat Politècnica de València. Se trata de un proyecto de investigación de carácter internacional en el que también colaboran profesores de Brasil, Chile y China. Además, se están realizando varias tesis doctorales de estudiantes de Cuba, Perú, México y Ecuador, así como de estudiantes españoles. A continuación, se describe brevemente el proyecto y se incluye una comunicación reciente donde se explica con más detalle.
El proyecto RESILIFE se centra en optimizar de forma resiliente el ciclo de vida de estructuras híbridas y modulares para conseguir una alta eficiencia social y medioambiental, especialmente en condiciones extremas. La investigación aborda la necesidad de diseñar, construir y mantener infraestructuras que puedan resistir y recuperarse rápidamente de desastres naturales o provocados por el ser humano, minimizando las pérdidas y el impacto en la sociedad y el medioambiente. Para ello, el estudio propone utilizar inteligencia artificial, metaheurísticas híbridas, aprendizaje profundo y teoría de juegos en un enfoque multicriterio. El objetivo es mejorar la seguridad, reducir costes y optimizar la recuperación, alineándose con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS). La metodología integral incluye el análisis del ciclo de vida, así como la aplicación de lógica neutrosófica y redes bayesianas para la toma de decisiones.
¿Qué problema aborda el proyecto RESILIFE y por qué es urgente?
El proyecto RESILIFE aborda el desafío crítico que supone diseñar y mantener infraestructuras resilientes y sostenibles frente a desastres naturales y provocados por el ser humano. La urgencia es evidente debido a las enormes pérdidas humanas y económicas causadas por estos eventos (más de 1,1 millones de muertes y 1,5 billones de dólares en pérdidas entre 2003 y 2013), lo que subraya la necesidad de estructuras de alto rendimiento que protejan vidas y economías, al tiempo que se alinean con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de las Naciones Unidas. Además, los errores de diseño y construcción, así como la falta de mantenimiento, han demostrado ser causas significativas de colapso estructural, y solo el 50 % de las reparaciones de hormigón resultan efectivas en Europa.
¿Cuál es el objetivo principal de RESILIFE?
El objetivo general del proyecto RESILIFE es optimizar el diseño, el mantenimiento y la reparación de estructuras híbridas y modulares (MMC) de alta eficiencia social y medioambiental para que puedan resistir condiciones extremas. Para ello, se deben abordar problemas complejos de toma de decisiones en los ámbitos público y privado, integrando criterios de sostenibilidad social y medioambiental durante todo el ciclo de vida de las estructuras y teniendo en cuenta la variabilidad e incertidumbre inherentes al mundo real. El objetivo es que estas estructuras sean tan seguras como las tradicionales, pero con una mayor capacidad de recuperación rápida y un menor impacto social y medioambiental.
¿Qué tipos de estructuras son el foco de RESILIFE y por qué?
El proyecto se centra en estructuras híbridas (que combinan, por ejemplo, acero y hormigón) y en estructuras basadas en métodos modernos de construcción (MMC), especialmente las modulares. Estas estructuras se han elegido como objeto de estudio debido a su gran potencial para mejorar la resiliencia estructural, la eficiencia en la construcción (al reducir las interrupciones en obra y mejorar el control de calidad) y la sostenibilidad. A pesar de sus ventajas, se han identificado lagunas en la investigación sobre su optimización para eventos extremos y su aplicación en estructuras complejas, aspectos que el proyecto RESILIFE busca subsanar.
¿Qué metodologías innovadoras utiliza RESILIFE para lograr sus objetivos?
RESILIFE emplea un enfoque multidisciplinario e innovador que integra diversas técnicas avanzadas:
Análisis del ciclo de vida (ACV): Para evaluar los impactos de las estructuras desde su concepción hasta su demolición.
Diseño óptimo robusto basado en fiabilidad: Para asegurar que las soluciones optimizadas sean viables y resistentes a pequeños cambios o incertidumbres.
Modelado de información para la construcción (BIM) y gemelos digitales: Para integrar el proyecto estructural y ofrecer control y adaptabilidad en tiempo real.
¿Cómo aborda RESILIFE la incertidumbre y la variabilidad en el diseño y mantenimiento de estructuras?
El proyecto aborda la incertidumbre y la variabilidad mediante varias estrategias:
Análisis de funciones de distribución de eventos extremos: Para el diseño óptimo basado en fiabilidad.
Metamodelos y metaheurísticas híbridas basadas en fiabilidad: Permiten manejar la aleatoriedad de los parámetros y asegurar que los proyectos optimizados no sean inviables ante pequeños cambios en las condiciones.
Técnicas de decisión multicriterio (lógica neutrosófica y redes bayesianas): Integran aspectos inciertos y criterios subjetivos en la toma de decisiones.
Análisis de sensibilidad: De los escenarios presupuestarios y las hipótesis del ciclo de vida para identificar las mejores prácticas.
¿Qué se entiende por «resiliencia» en el contexto de RESILIFE y cómo se cuantifica?
En el contexto de RESILIFE, la resiliencia se define como la capacidad de una estructura para resistir eventos extremos, mantener su funcionalidad o recuperarla rápidamente con reparaciones mínimas tras sufrir daños, y con un bajo coste social y medioambiental. El objetivo es ir más allá de la simple resistencia y centrarse en la capacidad de adaptación y recuperación. El proyecto tiene como objetivo desarrollar procedimientos explícitos para cuantificar la resiliencia de las estructuras e infraestructuras en el contexto de múltiples amenazas, un aspecto que actualmente presenta una laguna en la investigación. Esto incluye tener en cuenta la funcionalidad técnico-socioeconómica y los impactos a lo largo de toda su vida útil.
¿Qué tipo de casos de estudio se aplican en la metodología RESILIFE?
La metodología de RESILIFE se aplica a varios casos de estudio clave:
Optimización de pórticos de edificios altos: Con estructura de acero híbrido y hormigón armado, sometidos a un fuerte incremento de temperatura, o ante el fallo completo de soportes para evitar el colapso progresivo.
Viviendas sociales prefabricadas en zonas sísmicas: Optimizando su resistencia a acciones extremas y su capacidad de reparación rápida.
Otras estructuras como puentes mixtos y estructuras modulares: Ampliando el alcance más allá de las viviendas. Estos casos de estudio permiten validar la aplicabilidad de las metodologías propuestas en situaciones reales y complejas.
¿Cuáles son las principales contribuciones esperadas de RESILIFE a la ingeniería estructural y la sostenibilidad?
Las principales contribuciones esperadas de RESILIFE son:
Desarrollo de soluciones constructivas innovadoras: Como conexiones especiales y estructuras fusibles para aumentar la resiliencia y evitar el colapso progresivo.
Formulación de metodologías de participación social: Para integrar criterios objetivos y subjetivos en decisiones multicriterio.
Propuesta de técnicas de optimización multiobjetivo avanzadas: Basadas en metaheurísticas híbridas de deep learning, teoría de juegos y fiabilidad.
Introducción de nuevas métricas: Que prioricen soluciones resilientes en la frontera de Pareto.
Identificación de políticas presupuestarias efectivas: Y definición de buenas prácticas de diseño, reparación y mantenimiento robusto en construcciones MMC y estructuras híbridas.
Avances en la modelización y evaluación: De la sostenibilidad a largo plazo y el impacto ambiental de las infraestructuras, contribuyendo a normativas y software de diseño más eficientes.
Resiliencia (estructural): Capacidad de una estructura para absorber, resistir, adaptarse y recuperarse de un evento extremo, manteniendo o recuperando su funcionalidad rápidamente y con costes mínimos.
Estructuras híbridas: Estructuras que combinan dos o más materiales estructurales diferentes, como acero y hormigón, para optimizar sus propiedades y rendimiento.
Estructuras modulares: Estructuras compuestas por unidades o módulos prefabricados que se ensamblan en el lugar de la construcción, ofreciendo ventajas en velocidad de construcción y control de calidad.
Eventos extremos: Desastres naturales (terremotos, tsunamis, inundaciones) o provocados por humanos (explosiones, impactos) que causan daños significativos a las estructuras y la sociedad.
Optimización del ciclo de vida: Proceso de diseño, construcción, mantenimiento y reparación de una estructura, considerando su impacto total (económico, social, ambiental) a lo largo de toda su vida útil.
Sostenibilidad: Principio que busca satisfacer las necesidades actuales sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones para satisfacer sus propias necesidades, integrando aspectos ambientales, sociales y económicos.
Inteligencia artificial (IA): Campo de la informática que dota a las máquinas de la capacidad de aprender, razonar y resolver problemas, utilizada aquí para evaluar y mejorar la resiliencia.
Metaheurísticas híbridas: Algoritmos de optimización que combinan diferentes técnicas heurísticas o metaheurísticas para encontrar soluciones eficientes a problemas complejos, especialmente en la optimización multiobjetivo.
Aprendizaje profundo (Deep Learning – DL): Subcampo del aprendizaje automático que utiliza redes neuronales artificiales con múltiples capas para aprender representaciones de datos, aplicado para mejorar la toma de decisiones y reducir tiempos de cálculo.
Teoría de juegos: Rama de las matemáticas que estudia las interacciones estratégicas entre agentes racionales, aplicada en la optimización multiobjetivo para el diseño de estructuras.
Lógica neutrosófica: Marco matemático para tratar la indeterminación y la inconsistencia, utilizado en la toma de decisiones multicriterio para manejar la incertidumbre.
Redes bayesianas: Modelos gráficos probabilísticos que representan relaciones de dependencia condicional entre variables, empleadas en el análisis multicriterio y la gestión de incertidumbre.
Colapso progresivo: Fenómeno en el cual un daño inicial localizado en una estructura se propaga a otras partes, llevando al colapso desproporcionado de una gran porción o de toda la estructura.
Modern Methods of Construction (MMC): Métodos de construcción modernos que incluyen tecnologías de prefabricación, construcción modular e impresión 3D, buscando mayor eficiencia y control de calidad.
BIM (Building Information Modeling / Modelos de Información en la Construcción): Proceso de creación y gestión de un modelo digital de un edificio o infraestructura, que facilita la integración del proyecto estructural y la toma de decisiones a lo largo del ciclo de vida.
Metamodelo (o modelo subrogado): Modelo simplificado de un sistema complejo que permite realizar cálculos más rápidos y eficientes, crucial para reducir los tiempos de computación en la optimización.
Diseño óptimo basado en fiabilidad: Enfoque de diseño que considera la probabilidad de fallo y las incertidumbres inherentes para optimizar las estructuras, garantizando un nivel de seguridad predefinido.
Frontera de Pareto: Conjunto de soluciones óptimas en problemas de optimización multiobjetivo, donde ninguna de las funciones objetivo puede mejorarse sin degradar al menos otra función objetivo.
Agradecimientos:
Grant PID2023-150003OB-I00 funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033, and the European Regional Development Fund (ERDF), a program of the European Union (EU).
Este artículo se centra en la aplicación práctica de la evaluación del ciclo de vida (LCA) para optimizar el impacto ambiental y los costes de los puentes peatonales compuestos de acero y hormigón. Los autores utilizan el algoritmo de búsqueda de armonía multiobjetivo (MOHS) para identificar soluciones de diseño que minimicen simultáneamente las emisiones de CO₂, la energía incorporada y los costes de construcción. Los resultados muestran una relación directa y lineal entre el coste, las emisiones de CO₂ y la energía incorporada, lo que sugiere que las soluciones económicamente eficientes también son beneficiosas para el medio ambiente. Se analizan escenarios alternativos, como variaciones en la resistencia del hormigón y fluctuaciones en el precio de los materiales, para evaluar su impacto en los resultados de la optimización. En última instancia, el estudio demuestra la eficacia de combinar la optimización estructural con la evaluación del ciclo de vida para fomentar un diseño de infraestructura más sostenible.
El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación RESILIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València. Se trata de una colaboración internacional de nuestro grupo con investigadores brasileños. A continuación se recoge un resumen sintético del trabajo.
El sector de la construcción es uno de los que más recursos consume y más emisiones de gases de efecto invernadero genera. Según el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, este sector consume alrededor del 34 % de la energía mundial y es responsable de aproximadamente el 37 % de las emisiones de CO₂. Ante esta realidad, mejorar la sostenibilidad de las infraestructuras es fundamental para alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la ONU. En este contexto, el artículo «Aplicación práctica de la evaluación del ciclo de vida para optimizar el impacto ambiental de los puentes peatonales de acero y hormigón», de Fernando Luiz Tres Junior y colaboradores, muestra cómo la combinación de la optimización estructural multiobjetivo y la evaluación del ciclo de vida permite diseñar un puente peatonal que reduce simultáneamente su coste económico, las emisiones de CO₂ y la energía incorporada, sin sacrificar la seguridad ni la funcionalidad.
El trabajo aporta varias conclusiones relevantes. Una de las más importantes es que los objetivos de minimizar el coste y el impacto ambiental no son opuestos, sino que las soluciones más baratas también son más sostenibles. Además, el estudio cuantifica con precisión la relación entre estos factores, por lo que es posible estimar cómo varía el impacto ambiental en función del presupuesto. Otra aportación destacable es la validación práctica de la metodología: la combinación de técnicas de optimización y bases de datos de evaluación del ciclo de vida (LCA, por sus siglas en inglés) conduce a soluciones óptimas y robustas, incluso ante cambios en parámetros como la resistencia del hormigón o las fluctuaciones de precios.
El caso de estudio consiste en un puente peatonal de 17,5 m de luz y 3 m de ancho ubicado en el sur de Brasil. La estructura combina vigas de acero soldadas y una losa de hormigón armado, unidas mediante conectores de corte. Las variables de diseño incluyen el espesor y la resistencia del hormigón, las dimensiones de las vigas de acero y el grado de interacción entre ambos materiales. Estas variables pueden adoptar distintos valores discretos, lo que da lugar a más de 700 000 millones de combinaciones posibles. El objetivo de la optimización es hallar las mejores soluciones en términos de coste económico, emisiones de CO₂ y energía incorporada, cumpliendo siempre con la normativa brasileña sobre seguridad estructural y confort frente a vibraciones.
Para evaluar el impacto ambiental de los materiales, los autores utilizaron dos bases de datos. En el caso del acero de las vigas, utilizaron una base de datos internacional, que contiene datos globales sobre emisiones y consumo de energía. En el caso del hormigón y las armaduras, recurrieron a datos locales de producción del sur de Brasil. Además, analizaron dos escenarios alternativos para comprobar la solidez de las soluciones: uno con hormigón de menor resistencia (20 MPa en lugar de 40 MPa) y otro con precios más altos para los materiales (como ocurrió durante la pandemia en 2022).
Todas las soluciones se verificaron para garantizar que cumplían los requisitos normativos de seguridad y servicio, incluidos los estados límite últimos, las deformaciones y las vibraciones. Las soluciones que no superaban estas comprobaciones eran penalizadas y el algoritmo de optimización las descartaba. Para la optimización, utilizaron el algoritmo Multiobjective Harmony Search (MOHS), inspirado en la improvisación musical, que busca soluciones que «armonizan» los distintos objetivos. Este algoritmo genera y mejora iterativamente las soluciones hasta construir la denominada «frontera de Pareto», que recoge las mejores alternativas posibles sin que ninguna sea mejor en todos los objetivos a la vez.
Los resultados muestran que estos tres objetivos —coste, emisiones de CO₂ y energía incorporada— están estrechamente relacionados y no entran en conflicto entre sí. Se evita la emisión de 1 kg de CO₂ por cada 6,56 reales brasileños ahorrados por metro de puente, y se reducen 1 MJ de energía por cada 0,70 reales. Además, por cada 9,3 MJ ahorrados se evita la emisión de 1 kg de CO₂. Estas relaciones lineales reflejan que, al reducir el consumo de materiales, se consigue simultáneamente un ahorro económico y un menor impacto medioambiental.
Las soluciones óptimas obtenidas tienen características muy similares entre sí. La losa de hormigón tiene un espesor de 12 cm y la viga de acero mide aproximadamente 860 mm de altura, con un espesor del alma de 6,35 mm, y mantiene la clásica proporción luz/altura cercana a 20. La anchura de las alas superior e inferior de la viga varía, siendo la inferior más ancha y gruesa. En todos los casos, la interacción entre el acero y el hormigón es completa (grado de interacción igual a 1).
Al considerar el escenario con hormigón de menor resistencia, se observó un aumento del coste total del 3 %, debido a que fue necesario añadir más acero para compensar la menor resistencia del hormigón. En cuanto al impacto ambiental, las emisiones de CO₂ apenas se redujeron (menos de un 1 %), mientras que la energía incorporada aumentó alrededor de un 4 %. En el escenario con precios más altos de los materiales, se obtuvieron dos soluciones óptimas: una más barata, pero con mayores emisiones, y otra más cara y sostenible. En ambos casos, las diferencias entre las soluciones fueron pequeñas y se mantuvo la relación lineal entre los objetivos.
En conclusión, este trabajo demuestra que es posible diseñar puentes peatonales más económicos y sostenibles combinando optimización estructural y LCA. La reducción del consumo de materiales no solo abarata la estructura, sino que también disminuye las emisiones de CO₂ y la energía incorporada. Además, el uso de hormigón de alta resistencia reduce la cantidad de acero necesaria, lo que tiene un impacto positivo en el coste y la sostenibilidad. Las soluciones óptimas resultaron muy similares al modificar las condiciones del diseño o del mercado, lo que confirma la solidez de la metodología.
Este tipo de estudios es especialmente valioso en los países en desarrollo, donde las necesidades de infraestructuras son elevadas y los recursos económicos, limitados. El diseño de estructuras asequibles y sostenibles contribuye al desarrollo regional y a la lucha contra el cambio climático. Los autores recomiendan ampliar futuras investigaciones para incluir también el impacto social y considerar así los tres pilares de la sostenibilidad: el económico, el ambiental y el social. También recomiendan analizar el ciclo de vida completo de la estructura, incluyendo el mantenimiento y la demolición. Por último, esta metodología podría aplicarse fácilmente a otros tipos de infraestructuras, como puentes para vehículos o edificios.
En definitiva, este trabajo no solo muestra cómo reducir costes y emisiones en un puente peatonal concreto, sino que también abre la puerta a un diseño más sostenible de nuestras infraestructuras. Es un claro ejemplo de cómo la ingeniería civil puede ser una aliada clave en el desarrollo sostenible.
Referencia:
Tres Junior, F.L., Yepes, V., de Medeiros, G.F., Kripka, M. (2025). Practical Application of LCA to Optimize Environmental Impacts of Steel–concrete Footbridges. In: Brandli, L., Rosa, F.D., Petrorius, R., Veiga Avila, L., Filho, W.L. (eds) The Contribution of Life Cycle Analyses and Circular Economy to the Sustainable Development Goals. World Sustainability Series. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-85300-5_22
Glosario de términos clave
Evaluación del ciclo de vida (LCA): Una metodología para estimar los impactos ambientales resultantes de la fabricación de un producto o servicio, examinando cada etapa de su ciclo de vida, desde la extracción de recursos naturales hasta su eliminación.
Emisiones de CO2: La cantidad de dióxido de carbono liberada a la atmósfera, utilizada como un criterio clave para evaluar el impacto ambiental en este estudio.
Energía incorporada: La suma total de energía necesaria para producir un producto, desde la extracción de las materias primas hasta el final del proceso de fabricación, utilizada como otro criterio de impacto ambiental.
Optimización multi-objetivo: Un proceso de optimización que considera múltiples funciones objetivo que deben minimizarse o maximizarse simultáneamente. Produce un conjunto de soluciones no dominadas o Pareto-óptimas.
Algoritmo de búsqueda de armonía multi-objetivo (MOHS): Un algoritmo metaheurístico basado en la improvisación musical, adaptado para resolver problemas de optimización multi-objetivo.
Pasarela mixta de hormigón y acero: Una estructura que combina elementos de acero y hormigón de manera que trabajen juntos como una sola unidad para soportar cargas, aprovechando las fortalezas de ambos materiales.
Frontera de Pareto: Una representación gráfica que conecta el conjunto de soluciones no dominadas (Pareto-óptimas) en un problema de optimización multi-objetivo, lo que permite analizar las compensaciones entre los objetivos.
Solución no dominada (Pareto-Óptima): Una solución para la cual no existe otra solución admisible que mejore simultáneamente todas las funciones objetivo. Mejorar un objetivo solo es posible a expensas de al menos otro.
Grado de interacción (α): Una variable de diseño en vigas compuestas que representa el nivel de conexión entre el acero y el hormigón, influyendo en su comportamiento estructural combinado.
Estado límite último (ULS): Verificaciones relacionadas con la capacidad de la estructura para resistir las cargas máximas sin colapsar, incluyendo la tensión de cizallamiento y el momento de flexión.
Estado límite de servicio (SLS): Verificaciones relacionadas con el rendimiento de la estructura bajo cargas normales para garantizar la comodidad y la funcionalidad, como la limitación de los desplazamientos y las aceleraciones.
Penalización: Un método utilizado en algoritmos de optimización para hacer que las soluciones que no cumplen con las restricciones de diseño sean menos atractivas para el algoritmo, agregando un valor a la función objetivo.
Apolodoro de Damasco (c. 60-entre 125 y 130). https://es.wikipedia.org/wiki/Apolodoro_de_Damasco
Apolodoro de Damasco (c. 60-entre 125 y 130), también conocido como el Damasceno o el Mecánico, fue uno de los arquitectos e ingenieros más influyentes de la Antigua Roma. Nació en la ciudad de Damasco alrededor del año 60 d. C., en el seno de una familia acomodada, probablemente hijo de un arquitecto y constructor. Esta posición privilegiada le permitió recibir una excelente educación, acceder a los mejores círculos intelectuales y desarrollar desde joven una profunda pasión por la arquitectura, la geometría y la ingeniería.
A diferencia de muchos constructores de su época, que eran esclavos o libertos, Apolodoro era un ciudadano libre, lo que le facilitó una carrera profesional destacada dentro del Imperio. Gracias a su talento, precisión técnica y gran creatividad, pronto se convirtió en uno de los arquitectos más respetados de Roma.
Su relación más destacada fue con el emperador Trajano (97-117 d. C.), bajo cuyo mandato diseñó y ejecutó algunas de las obras más monumentales de la Roma imperial. Durante este periodo, el Imperio se enfrentó a las guerras dácicas (101-102 y 105-106 d. C.), campañas militares que terminaron con la victoria romana y la anexión de la Dacia (actual Rumanía) como provincia. La conquista exigió no solo fuerza militar, sino también una poderosa infraestructura para desplazar tropas y asegurar el abastecimiento.
Una de las obras más emblemáticas de este esfuerzo fue el gran puente sobre el Danubio, en la actual Drobeta (Rumanía), proyectado y construido por Apolodoro alrededor del año 103 d. C. Esta estructura monumental, de aproximadamente 1135 m de largo y 15 m de ancho, estaba formada por 20 pilares de piedra que sostenían arcos de madera y estaba flanqueada por torres defensivas en ambos extremos. El puente no solo permitió el rápido desplazamiento de las legiones romanas, sino que también simbolizó el dominio técnico y estratégico de Roma sobre los territorios conquistados.
Puente de Trajano. https://es.wikipedia.org/wiki/Apolodoro_de_DamascoColumna de Trajano. https://es.wikipedia.org/wiki/Apolodoro_de_Damasco
Su relevancia fue tal que el puente quedó representado en el relieve de la Columna de Trajano, también obra de Apolodoro, y se convirtió en símbolo del poder romano en el Bajo Danubio. Incluso fue inmortalizado en algunas monedas romanas emitidas durante el reinado de Trajano, en las que aparecía como prueba del triunfo imperial y de la capacidad del ingenio romano.
Tras la victoria, Trajano encargó a Apolodoro otro ambicioso proyecto: el Foro de Trajano, construido entre los años 107 y 113 d. C. Este complejo monumental conmemoraba las campañas en Dacia e incluía una gran plaza, la Basílica Ulpia, templos, estatuas y, como pieza central, la imponente Columna de Trajano. Esta columna de mármol, de 30 m de altura y 4 m de diámetro, narra en un relieve helicoidal más de 150 escenas de la campaña, desde la preparación logística hasta el regreso triunfal. La precisión técnica y narrativa de esta obra consolidó a Apolodoro como un maestro de la integración entre arte, arquitectura e historia.
En paralelo, Apolodoro también fue convocado para participar en la reconstrucción del Panteón, uno de los edificios más emblemáticos de Roma. El templo original, construido por Agripa en el año 27 a.C., había sido destruido por un incendio en el año 80 d.C. Un intento de restauración bajo el reinado de Domiciano fue un fracaso, y no fue hasta el año 118 d.C. que el emperador Adriano ordenó su reconstrucción completa.
Apolodoro, designado para liderar el proyecto, no solo recuperó el espíritu del edificio original, sino que lo transformó en una obra maestra de la arquitectura universal. El Panteón de Adriano, concluido en el año 126 d.C., destaca por su revolucionaria cúpula hemisférica de 43,3 m de diámetro, culminada por un óculo de 9 m que permite la entrada de luz natural.
Para resolver los desafíos estructurales de una cúpula tan inmensa, Apolodoro utilizó una técnica avanzada de aligeramiento basada en opus caementicium con piedra volcánica (puzolana), junto con una estructura concéntrica de arcos de descarga, casetones y nervios. Además, ideó un sistema de 22 desagües ocultos en el pavimento para drenar el agua que penetraba por el óculo durante las lluvias, y reforzó la cimentación del edificio con pilares de mármol y bloques de piedra cuidadosamente alineados.
El resultado fue un edificio cuya armonía de formas y eficiencia estructural han fascinado a arquitectos durante siglos. El Panteón se convirtió en un modelo de referencia para innumerables cúpulas posteriores en Europa, desde la Edad Media hasta el Renacimiento.
El Panteón de Roma. https://es.wikipedia.org/wiki/Apolodoro_de_Damasco
Apolodoro también participó en la construcción del Templo de Venus y Roma, uno de los más grandes de la ciudad, ubicado en el Foro Romano y construido durante el reinado de Adriano. El templo, que medía 110 metros de largo y 53 de ancho, estaba dedicado a dos de las deidades más veneradas del Imperio y destacaba por su cúpula central y su rica decoración de mármoles y esculturas. Aunque Adriano fue el encargado de diseñarlo inicialmente, Apolodoro supervisó aspectos técnicos de su ejecución, lo que generó tensiones entre ambos.
Según una conocida leyenda relatada por Dion Casio, Apolodoro criticó el diseño de la cúpula propuesto por el propio emperador y señaló errores estructurales. Adriano, molesto por la franqueza del arquitecto, lo habría desterrado y posteriormente ordenado ejecutar en el año 130 o 133 d. C. Aunque esta historia ha sido transmitida por fuentes antiguas, algunos historiadores modernos dudan de su veracidad, considerando que podría ser una exageración o una forma de ensalzar la figura de Adriano presentándolo como celoso de su predecesor.
Apolodoro fue también un escritor e ingeniero militar, más allá de sus grandes obras arquitectónicas. Se le atribuye la autoría de varios tratados técnicos, entre ellos uno conocido como Poliorcética, sobre el diseño y uso de torres de asedio. Aunque la mayoría de sus escritos no han llegado hasta nuestros días, se sabe que sus conocimientos de geometría, mecánica y construcción influyeron notablemente en los tratados técnicos posteriores.
La contribución de Apolodoro de Damasco es incuestionable. Su visión, su dominio técnico y su capacidad para integrar arte e ingeniería transformaron el paisaje urbano de Roma y ampliaron los límites de lo posible en la construcción antigua. Hoy en día, no solo son estudiadas sus obras por arquitectos e historiadores, sino que también son admiradas por millones de personas que visitan los restos de su genialidad: el Panteón, la Columna de Trajano, el Foro y los vestigios del puente sobre el Danubio, símbolos eternos de un imperio y de su arquitecto más brillante.
