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Puentes colgantes | Capítulo 2. John Augustus Roebling: Los antecedentes del Puente de Brooklyn | #MundoIngeniería

Continuamos analizando los puentes del siglo XIX, en esta ocasión vamos a hablar sobre John

  • Continuamos analizando los puentes del siglo XIX, en esta ocasión vamos a hablar sobre John Augustus Roebling (1806-1869).
  • Fue pionero en el diseño y construcción de puentes colgantes, entre los que se incluye el puente de Brooklyn en Nueva York.
  • Nuestro compañero Enrique Hernández Gómez-Arboleya, Ingeniero de Caminos, nos hablará sobre él.
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John y Washington A. Roebling

El apellido ROEBLING está asociado al puente de Brooklyn (Nueva York, 1883).  JOHN AUGUSTUS ROEBLING (1806-1869) aplicó al proyecto del puente todas las experiencias que él y otros ingenieros americanos habían acumulado construyendo puentes a lo largo del siglo XIX. Su hijo, WASHINGTON AUGUSTO (1827-1926), hizo posible la construcción del puente diseñado por su padre. El puente de Brooklyn fue posible por los avances técnicos introducidos por el ingeniero J. A. ROEBLING en anteriores obras y por sus novedosas aportaciones a la construcción  de los puentes colgantes, sin olvidar las  del Coronel CHARLES ELLET (1819-1862).

Puente de Cincinnati-Covington. (Río Ohio, 1867) Pila lado Cincinnati. 322 m de luz. J.A. ROEBLING

Puente de Cincinnati-Covington. (Río Ohio, 1867) Pila lado Cincinnati. 322 m de luz. J.A. ROEBLING


Charles Ellet

El Coronel CHARLES ELLET estuvo en Europa entre 1830 y 1832 estudiando en París en L’ Ècole des Ponts et Chaussées (primer centro docente dedicado a la formación de ingenieros civiles) y visitando obras civiles en Francia, Inglaterra y Alemania. En 1838, proyectó y construyó el primer puente colgante de América con los cables principales de cables de alambres: el puente de Fairmount Park sobre el río Schuylkill, en Filadelfia. El puente tenía 109 m de luz y el tablero estaba soportado por 5 cables de alambres en cada lado.

Puentes de CHARLES ELLET

Puentes de CHARLES ELLET
Puente de Fairmount Park (Filadelfia, río Schuykill, 1838) 109 m
Puente de Wheeling (río Ohio, 1849) 308 m
Pasarela sobre el Niágara (río Niágara, 1847) 233m
(Los dibujos no están a la misma escala)

Entre 1846 y 1849, proyectó y construyó su segundo puente colgante de cables de alambres sobre el río Ohio en Wheeling con una luz de 308 m en el vano central: el más grande hasta esa fecha en el mundo. En 1854 fue destruido por una tormenta y posteriormente fue reparado y reforzado por J. A. ROEBLING.

Puente de Wheeling (EEUU, 1849) 308 m de luz. CHARLES ELLET

Puente de Wheeling (EEUU, 1849) 308 m de luz. CHARLES ELLET


El río Niagara              

En 1847 le encargaron a ELLET la construcción de un puente para ferrocarril y carretera sobre el río Niágara de 240 m de luz y 8,50 m de anchura. El paso sobre el río Niágara era de gran importancia para las comunicaciones de EEUU y Canadá  al evitar dar un gran rodeo bordeando los lagos Ontario y Erie.

Plano río Niágara (El Norte está a la izquierda)

Plano río Niágara (El Norte está a la izquierda)

Una vez localizado el punto óptimo de paso del río, la distancia horizontal a salvar era de entre 232 y 240  metros. A esta dificultad había que añadir, además, la caída en vertical hasta el río de 67 metros y que en ese punto empezaban los Rápidos de Whirlpool, una sección especialmente agitada del río Niágara que precede a las famosas cataratas. Todas esas razones obligaban a la construcción de un puente colgante.

ELLET comenzó la construcción montando un vano colgante muy ligero de 233 m de luz y 2,70 m de anchura, que serviría como paso provisional para hombres y materiales. El cable inicial para el montaje de la pasarela se pasó de orilla a orilla mediante una cometa. Al año siguiente, rescindió su contrato para la construcción del puente por desavenencias con la compañía.

Pasarela sobre el río Niágara (1847) 233 m de luz. CHARLES. ELLET

Pasarela sobre el río Niágara (1847) 233 m de luz. CHARLES. ELLET


John Augustus Roebling 

J.A. ROEBLING nació en Alemania el 12 de junio de 1806 en la pequeña ciudad de Mühlhausen en Turingia. Realizó sus estudios superiores en la Real Escuela Politécnica de Berlín. Allí estudió arquitectura e ingeniería: construcción de puentes, hidráulica, etc., además de filosofía (fue alumno del filósofo HEGEL)  y se graduó en 1826 como ingeniero civil. En 1831 escapó de su país, huyendo junto con otros paisanos a América en un navío fletado por ellos mismos, ya que para los técnicos al servicio del Gobierno prusiano no era legal abandonar el país.


Roebling en América  

J.A. ROEBLING comenzó en su nuevo país trabajando de granjero. De esta forma vivió los problemas que presentaba la construcción de canales. El paso de los ríos se hacían mediante acueductos de madera apoyados en pilares cimentados en el lecho del río con los problemas para el tráfico fluvial y el peligro de choque entre barcazas y pilares; asimismo, en algunos lugares eran peligrosos los bloque de hielo flotantes.


Nueva técnica en la construcción de canales

Para evitar este problema, pensó en utilizar cables metálicos de forma semejante a los puentes colgantes. La primera oportunidad de aplicar sus ideas se le presentó en 1844 con la renovación del acueducto de madera del canal de Pensilvania sobre el río Allegheny para el que presentó un proyecto de puente colgante.

Acueducto de Delaware antes de su restauración en 1986, mostrando los cables de suspensión originales

Acueducto de Delaware antes de su restauración en 1986, mostrando los cables de suspensión originales

Tres fueron las novedades técnicas en la construcción de estos acueductos: el uso de cables de hierro, su preparación “in situ” mediante la colocación de los alambres en su posición  definitiva y la compresión de los alambres para formar el cable. Con la tenacidad que demostró  ROEBLING en sus grandes obras posteriores, supo resolver los numerosos problemas y construir el primer acueducto colgante de los EE.UU. Posteriormente, realizó cuatro acueductos en Delaware.


Roebling empresario

Con un espíritu realmente sorprendente se embarcó en fundar una empresa para la fabricación de alambres: diseñó una trefiladora para su fabricación y comenzó a fabricar cables con alambres retorcidos construyendo la primera fábrica de  cables metálicos de América. Obtuvo la patente para la elaboración de cable metálico trefilado en 1842, y en 1849 estableció la planta de fabricación en Trenton, New Jersey: se había convertido en el único fabricante de cables metálicos de EEUU.


LA CONSTRUCCIÓN DE UN PUENTE PARA EL FERROCARRIL SOBRE EL RÍO NIÁGARA.

El antecedente del puente sobre el río Teer en Inglaterra

La gran oportunidad de ROEBLING se produjo cuando se pensó en construir un puente sobre el río Niágara para el ferrocarril. El anuncio de la construcción de un puente de esas características produjo incredibilidad entre los ingenieros del mundo. No podía olvidarse el fracaso del proyecto de SAMUEL BROWN, proyectista del Union Bridge, para  un puente colgante para el ferrocarril de 85 m de luz sobre el río Teer en la primera línea ferroviaria que había sido abierta en 1825 entre Stockton y Darlington en Inglaterra: las flechas que se produjeron durante la prueba de carga fueron tan grandes que obligaron a su apuntalamiento y posterior sustitución.

El propio BROWN decía: “No me parece que se puedan emplear los puentes colgantes como viaductos ferroviarios. En Stockton teníamos uno que ofrecía condiciones alarmantes: Cuando la locomotora y el tren entraban en él se producía frente a la máquina una onda de cerca de dos pies (60 cm) de altura, casi un parapeto”.


El proyecto de J. A. ROEBLING       

El proyecto del primer puente colgante de ferrocarril del mundo tenía 250 m de luz y estaba situado a 75 m sobre el río. El ingeniero ROBERT STEPHENSON, el constructor del puente Britannia, manifestó por carta a ROEBLING: “Si su puente tiene éxito, el mío es una magnífica patochada”.

Puente Britannia (estrecho de Menai, 1850). 461 m. ROBERT STEPHENSON

Puente Britannia (estrecho de Menai, 1850). 461 m. ROBERT STEPHENSON

El puente sobre el Niágara se terminó en 1855 y estuvo en servicio hasta el año 1896 cuando, debido al incremento de las cargas del ferrocarril, tuvo que ser reemplazado. El tablero estaba formado por una plataforma para el ferrocarril (la superior) y otra para la carretera (la inferior); ambas estaban unidas por una serie de montantes y diagonales para formar unas robustas celosías de rigidez.

Puente sobre el río Niágara para ferrocarril y carretera. Vista general. Litografía. (EEUU, 1855) 250 m de luz. J. A. ROEBLING

Puente sobre el río Niágara para ferrocarril y carretera. Vista general. Litografía.
(EEUU, 1855) 250 m de luz. J. A. ROEBLING

Sección del puente para ferrocarril y carretera sobre el río Niágara

Sección del puente para ferrocarril y carretera sobre el río Niágara


Las innovaciones del puente del Niágara         

Muchos puentes colgantes del siglo XIX colapsaron por falta de rigidez del tablero. ROEBLING empleó cables contravientos, tanto por arriba como por abajo del tablero, para darle rigidez a éste a los efectos del viento.

Puente sobre el río Niágara para ferrocarril y carretera. Detalle de los cables inferiores de arriostramiento. (EEUU, 1855) 250 m de luz. J. A. ROEBLING

Puente sobre el río Niágara para ferrocarril y carretera. Detalle de los cables inferiores de arriostramiento. (EEUU, 1855) 250 m de luz. J. A. ROEBLING

Otra innovación de ROEBLING fue consolidar los distintos cordones de alambres de hierro forjado compactándolos en un cable compacto cilíndrico y envolviéndolo con cables más blandos para protegerlos de la corrosión. En su comunicación final a la compañía que le había realizado el encargo, ROEBLING decía: La aplicación mixta de madera y hierro, junto con alambres, hace posible levantar tan gran obra a tan pequeño coste. Cuando desde ahora, en razón de la mayor riqueza y el mayor tráfico, podamos afrontar un mayor gasto en tales obras públicas, los construiremos totalmente de hierro, evitando todos los materiales perecederos.

También indicaba: Se pueden construir puentes de 800 m de luz para carretera o ferrocarril con absoluta garantía de seguridad empleando hierro para los cables. Pero sustituyendo el hierro por la mejor calidad del alambre de acero, podemos casi doblar la luz con el mismo grado de seguridad.

Tan pronto se hubo terminado el puente colgante para el ferrocarril del Niágara, ROEBLING recibió el encargo de construir un vano aún más grande, el puente colgante de Cincinnati y Covington sobre el río Ohio de 322 m de luz.


PUENTE COLGANTE DE CINCINNATI Y COVINGTON

Cincinnati era a principios del siglo XIX un pequeño pueblo fronterizo situado en una de las orilla del rio Ohio que era, a la vez, una importante arteria de tráfico fluvial del Este a la frontera del Medio-Oeste y  una frontera Norte-Sur. Desde 1792, un ferry unía ambas orillas.

Hacia 1815 se desarrolló la idea de construir un puente sobre el río Ohio, frontera entre los Estados de Ohio y Kentucky, pero los aproximadamente 400 m de anchura era una empresa difícil. En 1846 se crea en el Estado de Kentucky la Covington and Cincinnati Bridge Company, pero la obras no pueden comenzarse, por el lado de Covington, hasta 1856 con proyecto de J. A. ROEBLING. La Guerra de Secesión (1861-1865) sorprende las obras en fase de cimentación en ambas orillas. En septiembre de 1865, las dos grandes torres estaban terminadas, con sus 70 m de altura, separadas a una distancia de 322 m entre ejes. La inauguración oficial del puente se efectuó el día de Año Nuevo de 1867: era el puente de mayor luz del mundo.

Los alambres de los cables principales son de acero y fueron importados de Inglaterra. Como todos los puentes de ROEBLING, los cables principales se ven reforzados por tirantes para aumentar la rigidez de la estructura, las pilas son de piedra con arcos de medio punto y el tablero es de madera. El puente se ha reconstruido y reforzado en varias ocasiones; las vigas de canto variable que tienen actualmente no son de ROEBLING; se añadieron en 1890 para aumentar su capacidad de carga, junto con un segundo par de cables portantes. En 1950 se sustituyó la plataforma de madera por una metálica.  

Puente de Cincinnati-Covington. (Río Ohio, 1867)  322 m de luz. J.A. ROEBLINg.

Puente de Cincinnati-Covington. (Río Ohio, 1867)  322 m de luz. J.A. ROEBLING.

Autor: Enrique Hernández Gómez-Arboleya (Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos)
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Referencias:

Bibliografía.

Fernández Troyano, Luis (2004) Tierra sobre el agua. Tomo I. 2ª edición. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Colección Ciencia, Humanidades e Ingeniería. Madrid.

Steinman, David B. y Watson, Sara R. (2001) Puentes y sus constructores. 2ª edición. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Colección Ciencia, Humanidades e Ingeniería. Madrid.

– Serna García-Conde, J (2006) Los puentes del tren. Fundación Esteyco.

Imágenes.

– Puente sobre el río Niágara para ferrocarril y carretera. Detalle de los cables inferiores de arriostramiento. http://www.jotdown.es/2013/05/puentes-colgantes-ii-la-fabulosa-historia-del-puente-de-brooklyn/

Puente sobre el río Niágara para ferrocarril y carretera. Vista general. https://es.wikipedia.org/wiki/John_Augustus_Roebling

–  Acueducto de Delaware. https://es.wikipedia.org/wiki/John_Augustus_Roebling

–  Puente de Cincinnati-Covington. Pila lado Cincinnati.

http://www.alsglobal.com/~/media/Images/Divisions/Life%20Sciences/Environmental/Cincinnati.jpg

Puente de Cincinnati-Covington. http://www.nytimes.com/2009/07/19/travel/19hour.html?_r=0

Puente de Wheeling.

https://en.wikipedia.org/wiki/Wheeling_Suspension_Bridge#/media/File:Wheeling_Suspension_Bridge_Lithograph.jpg

– Sección del puente sobre el Niágara. Los puentes del tren. Pág. 125.

– Pasarela sobre el Niagara. https://blog.ferrovial.com/es/2016/02/el-primer-puente-sobre-las-cataratas-del-niagara-empezo-con-una-cometa/

 – Puente de Charles Ellet. Tierra sobre el agua T II, 233)

– Plano río Niágara. https://blog.ferrovial.com/es/2016/02/el-primer-puente-sobre-las-cataratas-del-niagara-empezo-con-una-cometa/

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