Puente atirantado

Un puente atirantado cuelga su tablero de cables rectos, los tirantes, que van desde altas torres hasta puntos repartidos a lo largo del tablero. Cada tirante levanta una parte del tablero y lo empuja hacia la torre, que queda solo comprimida cuando los dos lados se equilibran. Carl Imanuel Löscher publicó un proyecto de este tipo en madera en 1784, se hundieron puentes atirantados en Dryburgh en 1818 y en Nienburg en 1825, y el tipo volvió en acero con el puente de Strömsund, en Suecia, a mediados de los años cincuenta.

Qué es

Un puente atirantado sostiene su tablero con cables rectos, los tirantes, que bajan desde una o varias torres, los pilonos, directamente hasta puntos repartidos a lo largo del tablero. Un puente colgante funciona de otra manera: su tablero pende de péndolas verticales colgadas de dos grandes cables principales que pasan por encima de las torres y se anclan en el terreno en cada extremo. En un puente atirantado, cada tirante es una línea recta independiente del pilono al tablero, y tablero, pilonos y tirantes forman juntos una sola estructura que se sostiene por sí misma.

El tipo se emplea tanto en pasarelas de unas decenas de metros como en puentes de carretera con un vano principal de más de un kilómetro. Los pilonos son de acero o de hormigón armado, los tirantes de haces de alambres o cordones de acero de alta resistencia, y el tablero es una viga de acero o de hormigón.

Cómo funciona

Las cuatro disposiciones básicas de los tirantes: radial, en arpa, en abanico y en estrella.

El peso del tablero y del tráfico tira de los tirantes y los pone en tracción. Como cada tirante está inclinado, su tracción tiene dos partes. La parte vertical levanta el tablero donde se ancla el tirante, de modo que el tablero se comporta como una viga apoyada en muchos apoyos elásticos en lugar de salvar solo todo el hueco. La parte horizontal empuja el tablero a lo largo hacia el pilono, de modo que el tablero queda comprimido, sobre todo cerca del pilono. En lo alto del pilono, los tirantes del lado del río y los del vano lateral tiran en sentidos opuestos; cuando se equilibran, el pilono solo queda apretado contra su cimiento. Los tirantes de retenida, anclados cerca de los estribos, impiden que el pilono se incline hacia el vano central cuando lo cruza una carga pesada, y los estribos sujetan el tablero contra su tirón hacia arriba.

Los tirantes solo trabajan si están tensos. Walter Podolny, en su historia del tipo publicada en 1974, señala que los primeros constructores no sabían calcular las fuerzas de los tirantes y usaban madera, barras redondas o cadenas que no podían tensarse del todo; unos tirantes flojos dejaban que el tablero se hundiera mucho antes de empezar a tomar carga. Los tirantes modernos se tensan al colocarlos. En alzado siguen cuatro disposiciones básicas, radial, en arpa, en abanico o en estrella, y van en un solo plano por el centro del tablero o en dos planos a lo largo de sus bordes.

Un tablero atirantado moderno suele construirse avanzando desde cada pilono de forma equilibrada. Se coloca una dovela de tablero a un lado y otra al otro, cada una se cuelga de su nuevo tirante, se tensan los tirantes y el ciclo se repite hasta que los dos brazos de pilonos vecinos se unan en el centro. No hacen falta apoyos provisionales en el agua.

Cómo hacerlo

Una maqueta de un pilono: tres tirantes sostienen el tablero de cartulina y un tirante de retenida mantiene el pilono derecho.

Una maqueta de mesa muestra cómo los tirantes sostienen un tablero y por qué el pilono necesita tirantes de retenida. Hacen falta un listón de madera cuadrado de unos 30 centímetros para el pilono, un bloque de madera pesado, una tira de cartulina fina de 50 por 8 centímetros, hilo fuerte o cordel fino, cola blanca de carpintero, cinta adhesiva, un montón de libros tan alto como el bloque, un vasito de papel y un puñado de monedas.

Pegue el listón de pie contra una cara del bloque y sujételo con cinta mientras fragua la cola. Doble hacia arriba 1 centímetro a lo largo de cada borde largo de la cartulina para formar un canal poco profundo y apóyela desde lo alto del bloque hasta el montón de libros, a 45 centímetros. Cuelgue el vasito del centro de la cartulina con un lazo de hilo y añada monedas: la cartulina se curva y se dobla. Quite el vasito. Perfore los bordes doblados a 15, 30 y 40 centímetros del bloque y ate un hilo desde cada par de agujeros hasta lo alto del pilono, tensando cada uno lo justo. Ate otro hilo desde lo alto del pilono hacia atrás, hasta un objeto pesado colocado en la mesa detrás del bloque. Vuelva a colgar el vasito y añada las monedas de una en una: la cartulina queda ahora casi horizontal. Suelte el tirante de retenida y observe cómo el pilono se inclina hacia el vano y el tablero baja; luego vuelva a atarlo.

Historia y evolución

La idea de sostener un tablero con tirantes inclinados desde una torre es antigua. En las Machinae novae de Fausto Veranzio (Verantius), un libro de máquinas impreso en Venecia y fechado según las fuentes entre 1595 y 1616, un puente de hierro pende de cadenas. Podolny lo cuenta entre los primeros puentes atirantados; otros historiadores leen el mismo dibujo como un puente colgante de cadenas.

Un puente atirantado de madera del tipo que propuso Löscher en 1784: tirantes de madera rectos desde una torre de madera sostienen el tablero.

En 1784 Carl Imanuel Löscher, de Freiberg en Sajonia, publicó el proyecto de un puente «con poca madera, y madera débil», capaz de salvar un río en una gran longitud sin arco y de soportar cargas pesadas, desarrollado a partir de ensayos de carga con varillas de madera y de maquetas. Podolny lo describe como un puente de madera con tirantes de madera fijados a una torre de madera, la técnica del entramado de madera aplicada a una disposición nueva. Otra propuesta temprana, del arquitecto francés Poyet, usaba barras de hierro colgadas de altas torres; el biógrafo de Löscher la fecha en 1787, Podolny en 1821.

Las pasarelas atirantadas aparecieron en Escocia en la década de 1810. En 1816 Richard Lees, fabricante de paños de lana de Galashiels, tendió sobre el río Gala una pasarela de alambre para unir sus dos hilaturas, que el Historic American Engineering Record clasifica como una forma puramente atirantada. En 1817 la pasarela de King’s Meadow, de los ferreteros de Edimburgo John Redpath y John Stevenson Brown, con una luz de unos 110 pies (34 m), colgaba su tablero de tirantes de alambre inclinados fijados a una torre de fundición. Sobre el Tweed, cerca de la abadía de Dryburgh, John y William Smith construyeron una pasarela de unos 260 pies (79 m) cuyo tablero sostenían tirantes de cadena de hierro que irradiaban de las torres; se abrió en 1817 y el viento la derribó en enero de 1818, cuando las cadenas se rompieron por sus uniones al oscilar el tablero. Después de que un puente atirantado sobre el Saale en Nienburg se hundiera bajo una multitud en 1825, el ingeniero francés Navier informó sobre estos fracasos, y los ingenieros se volcaron en los puentes colgantes durante más de un siglo.

Los tirantes volvieron cuando el alambre de acero fue lo bastante resistente para tensarse por completo y los ingenieros supieron calcular sus fuerzas. En 1938 el ingeniero alemán Franz Dischinger añadió tirantes inclinados a un proyecto de puente colgante ferroviario sobre el Elba para rigidizarlo. El puente de Strömsund, en Suecia, con tablero de acero, es el primer gran puente atirantado moderno. Walter Podolny fecha su terminación en 1955, y Trafikverket, la administración sueca de transportes, en septiembre de 1956. Después las luces crecieron deprisa. El puente de Tatara, en Japón, alcanzó 890 metros en 1999, y el puente de la isla Russki, en Vladivostok, terminado en 2012, tiene un vano central de 1 104 metros.