Puentes de acero tipo Mecano

Puentes de acero tipo Mecano

F. Pfenniger
Arquitecto

Uno de las aplicaciones en las que el acero ha tenido un gran uso y ventajas indiscutidas es en la construcción de puentes transitorios para diversos usos y distintos tipos de cargas. Entre ellos se encuentran los puentes tipo “mecano” construidos para efectos militares pero muy utilizados en formatos de puentes de emergencia. También han sido usados como puentes transitorios para obras de reparación y/o construcción. El origen de estos puentes se remonta a la 2ª guerra mundial, cuando el ingeniero británico Donald Bailey diseñó un sistema de puentes modulares en base a elementos de aprox. 3,0m de longitud que permitían salvar luces de hasta 60m y para ser montado rápidamente sólo con fuerza humana. Fue ampliamente utilizado en los teatros de la guerra luego de que EEUU adquirió una licencia para producirlos masivamente bajo la denominación de puente M1. Pensando en dar respuesta a incremento progresivo del peso y dimensiones de los tanques, el ejército de EEUU revisó el diseño y optó por desarrollar una versión llamada M2 -un poco más ancha-  a la que siguió una nueva versión británica de un puente extra ancho conocido como M3. Una de las características del sistema patentado por Bailey es que sus partes son de dimensiones uniformes, manuportables y cuentan con un sistema de fijación que permitía levantarlos muy rápidamente sin herramientas complejas, incluso en el mismo frente de batalla. A partir de 1941 y hasta fines de la guerra se construyeron cientos de estos puentes, cubriendo centenas de kilómetros.

Imagen Nº 1 – Dibujo de Puente Bailey según Manual de Campo de Bailey Truss de 1986 del Headquarters Departmaent of the Army,  FM5-277, editado para distribución pública y circulación ilimitada.

El puente Bailey es un típico puente de entramado en que la capa de rodado transcurre entre dos vigas principales. Las vigas de celosías están conformadas por paneles de 10’ (3.048mm) unidas en sus extremos. Es muy versátil y transportable, pudiendo transportarse en camiones de 5 toneladas y dar respuesta rápida a luces de hasta un poco más de 63m (210’). Una estimación del Manual de Campo de Bailey Truss de 1986 del Headquarters Departmaent of the Arm, FM5-277, editado para distribución pública y circulación ilimitada, indica que el tiempo de montaje de cuadrillas de soldados bajo la dirección de un oficial varía entre 1,5hrs.  para un puente que salva 12m de luz hasta 24hrs de luz día para un puente de 60,0m. A lo anterior, el propio manual señala que se debe sumar los tiempos de preparación del sitio, descarga y condiciones especiales, como trabajo nocturno, mal tiempo o actividad enemiga.

 


 
Imagen Nº 2 –Corte y partes del Puente Bailey según Manual de Campo de Bailey Truss de 1986 del Headquarters Departmaent of the Army,  FM5-277, editado para distribución pública y circulación ilimitada.

Son posibles de asegurar distintas configuraciones, en base a vigas simples, dobles y/o triples, en uno, dos o más niveles según las cargas y las luces que deban salvar, como se observa en la imagen Nº2 siguiente.

 


Imagen Nº 3  – Configuraciones y denominaciones de puentes según Manual de Campo de Bailey Truss de 1986 del Headquarters Departmaent of the Army,  FM5-277, editado para distribución pública y circulación ilimitada.

El módulo básico de este sistema es el panel que se muestra en la imagen Nº3 siguiente, en cuya cuerda inferior, una vez montada la viga completa, se fijan las vigas transversales o traversas que soportan la cama de rodado. Esta, a su vez, puede ser de madera, aunque hoy se ofrecen también soluciones en base a grating y/o plancha diamantada.


Imagen Nº 4  – Isométrico de Panel principal de puente Bailey,  según Manual de Campo de Bailey Truss de 1986 del Headquarters Departmaent of the Army,  FM5-277, editado para distribución pública y circulación ilimitada.

Lo interesante del sistema ideado por Bailey y que sigue vigente hasta nuestros días es la absoluta modularidad de las piezas principales y la disponibilidad de un set muy detallado de piezas y partes complementarias para su fácil armado, todas ellas disponibles bajo catálogo en las empresas que fabrican y proveen el puente. Otra característica interesante de esta solución es que con los mismos elementos modulares se puede conformar la nariz de lanzamiento del puente de manera que pueden ser lanzados convencionalmente desde una ribera a la opuesta sin requerir apoyos intermedios. 

En EEUU de Norteamérica existe hasta nuestros días una empresa que opera bajo el nombre de Bailey bridge, y aunque en su presentación señala que produce los puentes estandarizados del ejército norteamericano tipo M1, M2 y M3, su uso se ha diversificado. Hoy en día, sus usos principales son de paz y para dar respuesta a las emergencias. Sigue basado en el módulo de 10 pies y destaca por conservar intactas y aún mejoradas las características del puente original. Es modular, usa las mismas partes que son fácilmente intercambiables y/o reemplazables en caso de daño y permite una muy rápida instalación gracias a que los elementos que la conforman están pre calculados.

Al desarrollo de los puentes mecano de Bailey han seguido otros. Distintos proveedores en distintas partes del mundo han diseñado y ofrecen soluciones eficientes y rápidas en base a sistemas modulares, pre calculados en acero. Uno de estos proveedores es Waagner-Biro, de Austria, una empresa que tiene un amplio repertorio de obras de distinto tipo. Entre su paleta de ofertas están los puentes modulares. Según declara en su sitio web, parte de su estrategia está en el desarrollo de soluciones para países emergentes siendo éste uno de sus productos más requeridos. Más de 100 puentes al año han suministrado a África e Indonesia, aunque también se les encuentra representado en países de América Latina. Típicamente calculados para salvar luces entre 35 y 60m, han desarrollado soluciones para hasta 120m de luz. Los anchos de las plataformas son variables entre 4m para puentes de una sola calzada hasta 7m para puentes de dos pistas. Las soluciones modulares se acoplan para resolver encargos mayores: doble ancho para puentes de más vías, sucesión de puentes de largos menores con apoyos intermedios para los casos en que se deba salvar luces mayores. También incluyen puentes para ferrocarriles.


Foto 1 - Puente Ferrocarril en Sri Lanka – Waagner-Biro – fuente https://www.waagner-biro.com/de/sparten/brueckenbau/referenzen

Sin embargo, también encontramos entre su oferta pasos peatonales de reemplazo de infraestructura dañada en la propia Austria, como el puente de paneles de Bruckneudorf que se muestra en la fotografía siguiente.


Foto 2 - Pasarela Bruckneudorff, Austria – Waagner-Biro - fuente https://www.waagner-biro.com/de/sparten/brueckenbau/referenzen


Foto 3 – Puente transitorio - fuente https://www.waagner-biro.com/de/sparten/brueckenbau/referenzen

Acrow es una empresa situada en Estados Unidos de Norteamérica que ha desarrollado una variedad importante de puentes de emergencia y militares, éstos últimos diseñados para cargas vivas de tanques de 80ton y vehículos de 110ton. Una de las características de estos puentes militares es la posibilidad de generar apoyos intermedios en base a barcazas flotantes que permiten salvar las luces mayores.


Foto 4 – Puente transitorio Acrow – Fuente https://www.acrow.com/productos-y-servicios/puentes/detalles/?lang=es#para-alquilar

Muchos de estos puentes se fabrican en acero galvanizado por inmersión en caliente, aunque se ofrecen también soluciones en aceros patinables y o acero al carbono con protección superficial de zinc inorgánico o pinturas.
Una estrategia innovadora en materia de puentes temporales también es abordada por esta y otras empresas: se trata del arriendo o alquiler de puentes. Con frecuencia, obras de mantenimiento o renovación de la infraestructura requieren de interrupciones temporales de viaductos existentes. En ese escenario, un by-pass de uso temporal es una solución en la que el uso de puentes de alquiler puede constituir una estrategia de planificación de obras en forma económica.
 

Foto 5 – Puente transitorio Acrow – Fuente https://www.acrow.com/productos-y-servicios/puentes/detalles/?lang=es#para-alquilar


Foto 6– Puente transitorio Acrow – Fuente https://www.acrow.com/productos-y-servicios/puentes/detalles/?lang=es#para-alquilar

Según señala Akrow en su presentación, la utilización de puentes de desvío, aun en obras viales de menor escala, ha aumentado mucho en los últimos años, ya que permiten adelantar el cronograma y reducir los costos y los plazos de obra.
Otra empresa que tributa al puente Bailey es Mabey, una empresa británica que compra piezas y partes de los puentes Bailey excedentes de la guerra e inicia a partir de allí un importante desarrollo que la tiene al día de hoy con representaciones en más de 100 países. Su sistema Compact es la evolución del puente de Bailey y se suministra hoy con tableros de acero. Además, la empresa provee puentes permanentes para luces de hasta 81m y ha desarrollado el sistema Universal que salva luces de hasta 81m en puentes de dos y tres vías con cargas pesadas de hasta 60ton por eje.


Foto 7 – Lanzamiento vigas de puente Mabey. Fuente http://algonquinbridge.com/modular-panel-bridges-delta/mabey-compact-200-bridge-system/

Por cierto, no todos los puentes de emergencia o de uso temporal que se ofrecen en el mercado para la adquisición o renta son de vigas de celosía. Se encuentran también soluciones de puentes transitorios en base a vigas tipo cajón, cuyo diseño se funda en el concepto de una unión apernada de muy simple ejecución que puede no demandar herramientas y equipos especiales para su instalación. Sin embargo, pese a la simpleza de las uniones de empalme entre las vigas, es altamente probable que, por su peso, estas vigas se deban movilizar con algún equipo de izaje, por lo que, aunque se pueden aplicar en forma muy eficiente en casos de emergencias, probablemente no sean eficaces en escenarios bélicos. Por lo mismo, aunque para las conexiones no se requiere capacitación especial, si será necesario contar con operadores calificados para el izaje de los elementos.


Foto 8 – Montaje viga sistema Unibridge- Fuente http://www.unibridge.fr/


Foto 9 – Montaje viga  sistema Unibridge- Fuente http://www.unibridge.fr/

Otro de los aspectos claves en el montaje de los puentes tipo mecano comentados es la consolidación de los estribos en que finalmente, el puente se apoya. Se han desarrollado muchas soluciones que van desde elementos de hormigón u hormigón armado hasta soluciones de gaviones. Entre ellas destaca el sistema de muros de contención en base a chapas robustas de acero galvanizado plegadas que se pueden ensamblar fácilmente en terreno mediante pernos y que reciben y contienen material granular y en conjunto conforman un muro de contención gravitacional que resiste las cargas de uso y evita los deslizamientos de terreno.  Bolt-A-Bin, de la empresa AIL de Canadá, es uno de los sistemas que se complementan bien con los sistemas de puentes mecano comentados.


Foto 10 – Relleno de estribo prefabricado Bolt-A-Bin. Fuente http://www.ail.ca/product/bolt-a-bin/


Foto 11 –Estribo prefabricado Bolt-A-Bin para recibir puente mecano tipo Mabey compact200 - . Fuente http://www.ail.ca/product/bolt-a-bin/

Existen otros sistemas de muros de contención en base a gaviones y de muros de contención tipo tablaestacados de acero. Estos últimos fueron comentados en este mismo sitio (ver en http://www.arquitecturaenacero.org/uso-y-aplicaciones-del-acero/soluciones-constructivas/tablestacas-una-colaboracion-ef...) en que se presentaron, entre otros, las soluciones de Acerlor Mittal, empresa de gran presencia en la Región.

Como se ve, estas obras temporales o permanentes, para usos de emergencias, apoyo en obras de mantenimiento o renovación de infraestructura, minería y aún para los usos militares que le dieron origen, están concebidos y resueltos en base a elementos de acero. Tanto los aceros al carbono con protecciones superficiales como los aceros patinables o los aceros galvanizados por inmersión en caliente (hdg) son parte de este kit de suministros altamente racionalizados y estandarizados que la industria ofrece como provisión o renta. En años recientes han aparecido más y más empresas que proveen los servicios de arriendo de estas construcciones. Ello no sólo habla de las ventajas técnicas y estructurales del material sino de su durabilidad, de la facilidad de montaje y desmontaje de los sistemas desarrollados, de suministro de piezas y partes para ampliación o reemplazo, lo que las convierte en una excelente alternativa de bajo costo.

F. Pfenniger
Arquitecto

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