Los puentes de Firth of Tay (1878) y Firth of Forth (1890) | #MundoIngeniería

Nuestro compañero el ingeniero Enrique Hernández Gómez-Arboleya continúa analizando la evolución de los puentes en el siglo

 

La tragedia del puente de Firth of Tay.

La Edinburgh and Northem Railway Company, en el trazado ferroviario entre Edimburgo y Aberdeen (Escocia), tenía que salvar dos grandes obstáculos: el Firth of Tay y el Firth of Forth para evitar los importantes rodeos de ambos estuarios. El primer obstáculo que acometió fue el Firth of Tay [i] mediante un puente diseñado por el ingeniero de la compañía Sir Thomas Bouch con 85 tramos de celosía de hierro forjado  sobre pilares de hierro fundido. Los tramos tenían 60 m de luz, excepto los once centrales que tenían 74 m situados a 25 m de altura para permitir el paso del tráfico marítimo. El puente se inauguró el 1 de junio de 1878 y con sus 3.200 m de longitud se convirtió en  el puente más largo del mundo. La noche del 28 de diciembre de 1879, un tren que viajaba a Dundee  se precipitó al mar por el hueco dejado por 11 celosías derribadas, al parecer, por el viento. La compañía, después de la catástrofe, renunció a un proyecto de puente colgante del mismo ingeniero para salvar el Firth of Forth.

Puente de Firth of Tay antes de la catástrofe

Puente de Firth of Tay antes de la catástrofe

Búsqueda de los restos del tren hundido en el mar tras la rotura del puente de Firth of Tay

Búsqueda de los restos del tren hundido en el mar tras la rotura del puente de Firth of Tay

El puente de Firth of Forth

El puente de Firth of Forth, proyectado por los ingenieros  Sir John Fowler y Benjamín Baker, no deja indiferente a nadie. Cuando se inauguró, el comentario de William Morris (1834-1896)[ii] fue demoledor: “Nunca habrá una arquitectura del hierro, los progresos en maquinaria han sido cada vez más feos hasta llegar al supremo espécimen de la fealdad, el puente de Forth”

La opinión de D. Steimman expresa el asombro humano ante la escala absoluta del puente: el puente del Forth asoma como un gigantesco dinosaurio estirándose al sol. Tal visión no puede llamarse bella o placentera, pero es subyugante, aterradora, colosal. El puente del Forth parece despreciar la belleza, parece incluso deleitarse en una torpe angulosidad, haciendo gala de su invencible resistencia, gloriándose de ella con soberbia indiferencia e indolente orgullo.

Puente de Firth of Forth (Escocia, 1890) Luz 521 m. J. FOWLER y B.BAKER

Puente de Firth of Forth (Escocia, 1890) Luz 521 m. J. FOWLER y B.BAKER

 Desde el primer puente metálico, el arco de Coalbrookdale de 30 m de luz construido en 1779, hasta el puente de Firth of Forth para el ferrocarril, un puente cantiléver con una luz máxima de 521 m, terminado en 1890, transcurre poco más de un siglo. Fue un avance impresionante de la ingeniería que fue posible por el paso del hierro fundido al acero. El puente de Firth of Forth conquistó el record de luz que poseía el puente de Brooklyn, un puente colgante  construido en 1883, al que superó en 35 m.

Puente de Brooklyn (Nueva York, 1883) Luz 486 m. J. ROEBLING y W. ROEBLING.

Puente de Brooklyn (Nueva York, 1883) Luz 486 m. J. ROEBLING y W. ROEBLING.

Aunque su apariencia externa pueda hacernos pensar en un puente arco de varios tramos, el puente de Firth of Forth es un puente viga del tipo cantiléver que se construye desde los apoyos mediante ménsulas construidas por avances sucesivos sin necesidad de cimbras. El esquema siguiente nos explica el funcionamiento de un puente cantiléver con un tramo central y dos laterales. Los hombres sentados son los pilares que sustentan el puente y los brazos son las ménsulas sobre las que apoya la viga central que cierra la clave. En los extremos hay que establecer el equilibrio añadiendo un importante peso para equilibrar el que soporta la ménsula opuesta.

Funcionamiento de la viga cantiléver.

Funcionamiento de la viga cantiléver.

El puente consta de 4 vanos y tres pilares: dos vanos centrales de 521 m y dos laterales de 210 m, es decir, una longitud total de 1.462 m. El pilar central tiene las cargas equilibradas a cada lado y los laterales tienen que compensar con un contrapeso en el extremo.

Pilar lateral  del puente

Pilar lateral  del puente

La complejidad estructural del puentes es grande, con las barras de compresión tubulares y las de tracción en forma de vigas trianguladas.

Estructura de uno de los pilares

Estructura de uno de los pilares

El puente del Firth of Tay: una construcción a medida

Cuando ocurrió la tragedia del Firth of Tay, se estaba empezando a construir en el Firth of Forth un puente colgante según proyecto del ingeniero  Sir Thomas Bouch.

Proyecto de puente colgante para el Firth of Forth.  Luz 488 m. T. BOUCH

Proyecto de puente colgante para el Firth of Forth.  Luz 488 m. T. BOUCH

La obra fue paralizada y se encargó a los ingenieros Mrs. Harrison, Barlow y Sir John Fowler un informe sobre las causas del accidente del Firth of Tay. La conclusión fue que se había infravalorado la acción del  viento y la vibración del ferrocarril. En el informe emitido por los citados Ingenieros se puso de manifiesto la necesidad de modificar de un modo radical, en lo sucesivo, las ideas universalmente admitidas acerca de la presión del viento, debiendo elevarse la cifra de 50 kilogramos por metro cuadrado, antes aplicada, a la de 273, es decir, unas 5,5 veces mayor. Se propuso al mismo tiempo aumentar la carga móvil de 600 toneladas a 1.600.

Las dimensiones de las piezas del puente cantiléver, algunas de 100m de largo, obligó a construirlas “in situ”. La conexión entre los elementos tubulares se cortaba y fijaban en el tajo, resolviendo así el problema del complicado trabajo de trazado y detalles previos que hubiesen sido precisos realizar. El puente de Forth fue una obra “hecha por un sastre”, que se iba cortando y ajustando a medida que se ajustaban sus elementos.

Arranque de un pilar desde la base de la cimentación

Arranque de un pilar desde la base de la cimentación

El puente de Firth of Forth está inscrito como Patrimonio de la Humanidad de la Unesco desde el pasado 2015.

Escala relativa

Escala relativa

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

Fotografías

– Puente de Firth of Tay antes de la catástrofe.  Fuente: Wikipedia

Búsqueda de los restos del tren hundido. Fernando F. Sanz.  www.vialibre-ffe.com.

Puente de Firth of Forth. Fuente Tierra sobre el agua (Tomo I, 29)

Puente de Brooklyn. Fuente: Tierra sobre el agua (Tomo II, 237)

Funcionamiento de la viga cantiléver. www.pontipedia.es

Pilar lateral  del puentewww.taringa.net

Estructura de uno de los pilares.  Tierra sobre el agua (Tomo I, 31)

Proyecto de puente colgante para el Firth of Forth.  Tierra sobre el agua (Tomo II, 176)

– Arranque de un pilar desde la base de la cimentación. Historic Scotland. Autor: Miles Oglethorp

www.biografiasyvidas.com

Escala relativa. Fuente: Tierra sobre el agua (Tomo II, 19)

Libros

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.

– Steinmam, 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.

[i] Firth es una palabra escocesa que puede traducirse por fiordo, estuario o ría. Podríamos referirnos al estuario del río Tay o del río Forth.

[ii] Escritor, reformador social, diseñador y artista inglés que consideraba la industria mecánica como causa de las inhumanas condiciones de los obreros. Defendía un “retorno al gótico” y recuperar el sistema de producción artesana

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