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Materiales de construcción

Puente de Minneapolis

Introducción | Materiales | Elementos | Resistencia específica | Tipos | Causas de fallos | Normativa

Los materiales tienen una importancia decisiva en la configuración de los puentes. A lo largo de la historia se han ido empleando distintos materiales en su construcción, evolucionando estos hasta la utilización actualmente de materiales compuestos formados por fibras de materiales muy resistentes. Madera, piedra, hierro, hormigón, ladrillo y aluminio han sido los materiales utilizados con más frecuencia en la construcción de este tipo de estructuras.

En una primera etapa de la historia de la construcción de puentes los materiales que se usaban eran la piedra y la madera.

El hierro fundido comenzó a utilizarse a finales del siglo XVIII, suponiendo una auténtica revolución en la construcción de puentes. Del hierro fundido se pasó a mediados del siglo XIX al hierro forjado, más resistente y regular y a finales de este siglo se empezó a utilizar el acero, superando a los dos tipos de hierro en resistencia y calidad. También a finales del siglo XIX hizo su aparición el hormigón, que permitió hacer arcos mayores que los de piedra natural dando lugar a un nuevo sistema de hacer estructuras: el hormigón armado, donde el hormigón y el hierro se asocian para permitir construir vigas de luces considerables y afinar las dimensiones de los arcos, lo que no era posible con el hormigón en masa ni con la piedra.

A finales de la primera mitad del siglo XX hizo su aparición el hormigón pretensado, una forma de colaboración perfecta entre el acero y el hormigón, ampliando de forma extraordinaria las posibilidades del hormigón armado. Contemporáneas al hormigón pretensado son las estructuras mixtas, otra forma de colaboración entre el acero y el hormigón en la que ambos no se mezclan íntimamente, sino que se yuxtaponen.

Han sido muchas las tentativas de utilizar aleaciones de aluminio en la construcción de puentes por su mayor resistencia específica (fuerza resistida por unidad de peso y longitud) que el acero y por su ligereza, pero son escasos debido al alto coste económico, a las dificultades que plantea la unión de las piezas y por los problemas que han causado. Se ha utilizado especialmente en la construcción de puentes móviles atraídos por su ligereza, siendo ejemplos el puente de Banbury (Oxfordshire, Inglaterra) o el puente de Hendon Dock también en Inglaterra. Este último puente cuya construcción finalizó en 1948 fue sustituido en 1976 a causa de la corrosión que había afectado al aluminio. La aparición de nuevos materiales en la construcción de puentes ha ido dando lugar a innovaciones y la construcción de puentes y a una evolución de su tipología para adaptarse a sus características, adecuándose los materiales, las estructuras y las formas.

El material es esencial en la concepción de un puente, porque su características de resistencia son las que determinan las dimensiones de cada uno de los elementos que lo componen, e influye decisivamente en la organización de su estructura. Además de ello, el material tiene unas posibilidades tecnológicas determinadas en lo que se refiere a fabricación, uniones, formas de los elementos básicos, etc., que son fundamentales a la hora de proyectar un puente. No obstante, los materiales no determinan unívocamente los tipos de puentes, ya que cada tipo de material permite distintos tipos y formas de puentes.

El desarrollo de las tecnologías de los distintos materiales ha hecho que las estructuras de los puentes tengan cada vez más posibilidades, lo que ha permitido una mayor diversidad de formas y hacer puentes de hormigón y acero, hasta el grado de que a veces es difícil a distancia saber de qué material están hechos, especialmente en las vigas continuas con sección en cajón de alma llena, metálicas o de hormigón, que se pueden confundir con facilidad si su color es análogo.

Cronológicamente, los puentes metálicos siempre han ido por delante de los de hormigón, ya que el hormigón hizo su aparición casi un siglo después. Pero además, el acero al ser un material de mayor resistencia específica también permite salvar luces mayores lo que a su vez permiten que los puentes tengan mayores dimensiones.

Actualmente se prueban nuevos materiales para construir puentes con mayor resistencia específica que el acero. Son los denominados materiales compuestos, formados por fibras unidas con una matriz de resina y que se vienen utilizando desde hace años en diversos tipos de industrias (aeroespacial, aeronáutica, automóvil, etc.).

Cronología de los materiales en la construcción de puentes
COMPRESIÓN FLEXIÓN TRACCIÓN
Prehistoria Arcilla
(tapial, adobe, ladrillo)
Madera Cuerdas
Historia clásica Piedra Madera Madera
Grapas metálicas
Siglo XIX Fundición Madera Cadenas de hierro
Primera mitad siglo XX Hormigón en masa
Acero laminado
Hormigón armado
Acero laminado
Cables de acero
Segunda mitad siglo XX Hormigones especiales
Acero laminado
Maderas laminadas
Hormigón pretensado
Acero laminado
Aleaciones ligeras
Cables de acero de alta resistencia, alto límite elástico y baja relajación


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