Colapsos famosos: Point Pleasant (Silver Bridge)

Point Pleasant, también conocido como Puente de Plata (Silver Bridge), fue un puente de suspensión de cadena construido en 1928 en West Virginia, Estados Unidos sobre el Río Ohio. Se llamaba puente de cadena porque en vez de cables utilizaba una estructura muy similar a las cadenas de las bicicletas:

(A la izquierda la típica cadena de bicicleta, a la derecha una aplicación en el mundo real en Budapest)

Los puentes de cadena se hicieron muy populares en algunas épocas, al no estar disponible la tecnología que permitía fabricar los cables trenzados de acero, o también cuando los molinos tenían capacidad de sobra y podían producir cadenas más barato que cables. Básicamente el sistema era una serie de platos de acero con forma de 8, que se unían entre sí mediante pines.

El 15 de diciembre de 1967, durante la hora pico, el puente de Point Pleasant colapsó sin previa advertencia. 37 vehículos cayeron al río y 47 personas murieron. El colapso fue tan inesperado que uno de los cuerpos, recuperado de un taxi, todavía tenía un billete en la mano.

La causa del colapso fue fatiga de uno de los eslabones de la cadena, combinada con una temperatura baja del metal, y una supuesta sobrecarga del puente a raíz de la hora pico en un fin de semana de compras navideñas.

La fatiga es una condición que se produce en los metales que están sometidos a movimiento. Típicamente un metal puede doblarse y desdoblarse sin mayor problema varias veces. Pero después de cierto número de repeticiones del movimiento, aparecen grietas en el metal a nivel microscópico que lo debilitan. Con cada ciclo de movimiento el metal se vuelve más frágil, hasta que se rompe sin previo aviso. Es lo que uno hace cuando dobla un clip de papel hasta romperlo: adelante, atrás, y así un cierto número de veces hasta que el clip se parte. Si además del movimiento se enfría el metal, aumenta significativamente la probabilidad de que falle por fatiga.

En Point Pleasant, una de las placas metálicas se rompió por fatiga. Inmediatamente inició un efecto dominó que acabó con el puente. Cuando se rompió una placa, la placa del lado opuesto tuvo que soportar el doble del peso (el peso que soportaba antes, más el peso que soportaba la placa que se rompió). Como la placa está fuera de la línea de centro de la cadena, se generó además una fuerza excéntrica que la dobló y aumentó el esfuerzo sobre la misma. El resultado es que pocos segundos después también esta placa se rompió. El efecto se pasó a las otras placas cercanas, y luego al cable opuesto, hasta que finalmente se cayó todo el puente.

Resuelta esa parte del colapso, no acabó la investigación. Cuando se calculó el peso de los vehículos y su efecto sobre el eslabón, buscando analizar la supuesta sobrecarga, se encontró que era muy pequeño comparado con el peso del puente. Eso signficaba que el eslabón casi no se movía cuando pasaban carros, y en teoría tenía que durar muchísimos años antes de fatigarse. La evidencia física decía que el puente cayó por fatiga, pero los números en el papel no respaldaban ese escenario.

Se hicieron análisis microscópicos de las piezas de metal y se encontró que en la superficie estaban sanas. Pero algunos milímetros más abajo, en todos había grietas pequeñas. Incluso en muchos eslabones que no habían fallado estaban las grietas.

Al cabo de muchos años de investigación, se encontró que el problema raíz en el colapso no ocurrió ese día en 1967, sino casi 40 años antes cuando se fabricaron las piezas de metal de la cadena. El proceso de enfriamiento del metal no fue controlado correctamente, y en el interior de la pieza se formaron pequeñas grietas que no llegaban a la superficie. Como no habían grietas visibles, a la hora de construir el puente no se encontraron defectos en el metal. Pero las grietas en el interior fueron creciendo a través de los años, hasta que el día del colapso provocaron la falla del puente.

A raíz de la investigación, el otro puente de cadena que quedaba en Estados Unidos fue demolido. También los códigos de diseño fueron replanteados y se les incorporaron medidas de seguridad para que los eslabones en este tipo de estructuras pudieran resistir las grietas que se forman en su interior durante la fabricación. Pero el punto más interesante de este colapso fue el siguiente, que describen los historiadores:

El colapso de Silver Bridge captó la atención del entonces presidente Lyndon Johnson. Johnson, impulsado por la magnitud del desastre y por la opinión desfavorable que tenía la gente de su política de guerra en Vietnam, lanzó una investigación nacional del estado de los puentes. Ese fue el primer paso para que Estados Unidos se diera

cuenta de la magnitud del problema de mantenimiento de sus puentes. A la fecha, más de 700.000 puentes han sido inspeccionados y clasificados por las autoridades

federales, y muchos están siendo reemplazados antes de que puedan ocurrir más desastres como el de Point Pleasant.

Desastres - Colapsos de puentes

suplemento electrónico sobre recursos en la red

Introducción El Puente Tay

El Puente Quebec

El Puente Fallsview

El Puente Tacoma-Narrows

Puente Point Pleasant / Puente de plata

Puente de Minneapolis

Para saber más...

Introducción

A lo largo de la historia, la necesidad de establecer rutas de comunicación obligó a los ingenieros y diseñadores de caminos, carreteras y vías férreas a salvar los obstáculos ofrecidos por los cursos de los ríos. Las primitivas estructuras, que permitían vadear los cauces a pie o en cabalgaduras, fueron perfeccionándose hasta alcanzar las actuales instalaciones, algunas de las cuales soportan cientos de miles, sino millones, de desplazamientos diarios.

No obstante, la historia de los puentes ha estado marcada, cómo no, por desastres derivados de múltiples causas: sobreexceso de peso, riadas, temporales de viento... Veamos algunos de los más relevantes, en concreto aquellos que han tenido como protagonistas a puentes levantados sobre cauces fluviales.

El Puente Tay

Ubicado en Dundee (Escocia), este puente fue diseñado por el ingeniero Thomas Buch, que fue además responsable de su contrucción y mantenimiento. Terminado en febrero de 1878, e inaugurado por la Reina Victoria, su estructura cedió tan solo 19 meses después, por lo que el Buch fue apartado de otro proyecto similar, el puente Forth, que fue adjudicado a Benjamin Baker y Sir John Fowler.

El diseño de la estructura se basó tan solo en la propia experiencia previa del ingeniero, y no se dispone de documentación acerca de su construcción. El puente, de casi dos millas de largo, se elevaba 27 metros sobre la superficie del río, constituyéndose como el puente más grande del mundo en su época.

Foto: Railways Archive

El derrumbamiento del puente se produjo alrededor de las 19:15 del 28 de diciembre de 1879, cuando una fuerte tormenta, acompañada de vientos de hasta 110 kilómetros por hora, hizo ceder la estructura. En ese momento, un tren de seis vagones en el que viajaban 75 personas se precipitó al vacío, falleciendo todos los ocupantes. La investigación posterior determinó que la causa del desastre fue la falta de soportes en cruz. El diseño había sido preparado para resistir una carga de viento de hasta 22 kilos por metro cuadrado, lo que resultó ser manifiestamente insuficiente. Además, parte del hierro usado en la construcción era de muy pobre calidad.

Más sobre el desastre del Puente Tay

Tom Martin's Tay Bridge Disaster Web pages - Página web dedicada enteramente al desastre

Informe oficial con la investigación sobre el desastre - Extraído de los archivos de los servicios ferroviarios británicos, donde se pueden consultar otros documentos adicionales sobre la catástrofe

El puente Quebec

El puente Quebec está situado en el río San Lorenzo (Canadá). La construcción, encargada por la Quebec Bridge Company y la Phoenix Bridge Company, fue encomendada al reconocido arquitecto Theodore Cooper, neoyorquino graduado en Ingeniería Civil en el Instituto Renselaner y responsable, anteriormente, de la construcción del puente de San Luis.

El proyecto de construcción incluía un vano principal de cerca de 550 metros, convirtiéndo al puente Quebec en el más largo del mundo en su momento, por encima del Puente Forth.

A finales de 1903, la Phoenix Bridge Company había completado el diseño, y tras unos pequeños retoques del arquitecto, fue aprobado. Las restricciones presupuestarias obligaron a Cooper a probar algunos de los materiales utilizados en la construcción, pero cayó gravemente enfermo antes de que los tests fueran finalizados. Norman McLure, un joven ingeniero, supervisó la construcción en ausencia de Cooper, detectando fallos en la construcción; tras informar a Cooper, los trabajos prosiguieron sin su autorización, y el brazo sur del puente de derrumbó causando la muerte de 76 trabajadores.

Foto: Digital Apoptosis

No obstante, el proyecto se retomó el año siguiente con un diseño diferente y con mayores precauciones: se diseñó una estructura para soportar mayores cargas, los cálculos se comprobaron rigurosamente y se utilizaron aleaciones más fuertes y piezas más resistentes. A pesar de ello, un nuevo accidente provocó 11 muertes más, cuando uno de los brazos que elevaban la estructura central cedió.

En cualquier caso, el Quebec Bridge fue completado en 1917, y todavía hoy se mantiene como el puente voladizo más largo del mundo, con sus 987 metros de longitud total y su vano principal de 549 metros. Desde 1993 pertenece a la Canadian National Railway.

Más sobre el desastre del Quebec Bridge

Estudio de caso sobre el desastre - Explicación técnica de las causas del desastre

Canadian Civil Engineering: History and Heritage - Sección dedicada especialmente al Quebec Bridge, con una colección de fotos

Structurae - Información técnica del puente en esta base de datos

The Engines of Our Ingenuity - Otra explicación sobre las causas del derrumbe, que incluye un archivo de audio

El Puente Fallsview

El Puente Fallsview, más conocido como el "Puente de la luna de miel", estaba situado en las proximidades de las cataratas del Niágara (Ontario), unos 150 metros más al sur que el actual Puente Rainbow. La estructura de acero del puente fue diseñada por el ingeniero Leffert L. Buck, graduado en Ingeniería Civil por el Instituo Politécnico Rensselaer. El puente fue terminado en 1897 y abierto al tráfico en 1898 por la empresa Pencoyd Bridge Company de Filadelfia, y sirvió para sustituir a otra estructura anterior (un puente de suspensión) situada inmediatamente al lado, que fue desmontada y trasladada río arriba, donde estaría operativo hasta 1962.

El puente ofrecía peligros para vehículos y caminantes, debido a los fuertes vientos que soportaba, y a su pavimento de madera, muy deslizante bajo la lluvia. Pero las duras condiciones climáticas se agudizaban con la presencia de bloques de hielo, que ya en 1899, y procedentes del lago Erie, afectaron a los soportes del puente. Después de dicha situación se instalaron barreras para proteger la estructura de futuros deshielos, sistemas que funcionaron correctametne hasta que el 23 de enero de 1938, y tras una fuerte tormenta en el área de las cataratas, el río arrastró numerosos bloques de hielo río abajo. El día 27, y después de sufrir un rápido deterioro por la presión del hielo, el puente de derrumbó, aunque no se hundiría por completo hasta el mes de abril, sostenido por la gruesa capa de hielo del río.

Más sobre el desastre del Puente Fallsview:

Colección de fotos del Puente Fallsview - Procedentes de la Niagara Falls Public Library

Infoniagara - Con información adicional sobre otros puentes sobre el área de Niagara

Bridges over Niagara Falls - Que incluye dos pequeñas fotos de las construcción

El Puente Tacoma-Narrows

El puente estaba ubicado en Tacoma (Washington, Estados Unidos) y su construcción, tras dos años de trabajo, se completó el 1 de julio de 1940. El proyecto fue liderado por Clark Elderidge, ingeniero del Departamento de Autopistas del Estado de Washington, aunque el diseño fue retocado, posteriormente, por Leon S. Moisseiff, quien introdujo numerosos cambios. Los más destacados afectaron a algunas de las vigas, que hicieron que la estructura del puente fuese mucho más ligera. Este hecho, unido a los novedosos métodos de cálculo utilizados en su diseño, le convirtieron en un puente muy ligero a pesar de su enorme tamaño. Tras su inauguración se convirtió en el puente colgante más grande de su época, con una longitud total de 1.810 metros, y un vano central de 853 metros.

El 7 de noviembre de 1940, tan solo cuatro meses después de su inauguración, la estructura del puente comenzó a fallar. Las autoridades cerraron el tráfico a las 10 de la mañana debido a las tremendas ondulaciones observables a simple vista, gracias a lo cual no se produjeron víctimas. La causa de los desperfectos fue achacada al viento; en el momento

del fallo soplaba a unos 60 kilómetros/hora, lo que hizo que la estructura comenzara a oscilar en ondas de entre 1,5 y 8,5 metros, provocando, finalmente, el colapso del puente. En la investigación posterior se concluyó que las carencias del puente eras dobles: por un lado, el diseño había contemplado cargas menores a las requeridas; por otro, la falta de rigidez de la estructura, que contribuyó al desastre. No obstante, las conclusiones sobre las causas reales del fallo no convencieron a todos, ya que no se aportaron datos demasiado concretos, y todavía hoy sigue siendo objeto de debate.

Más sobre el colapso del Puente Tacoma-Narrows:

Tacoma Narrows Bridge Disaster - Con una colección de fotos sobre el desastre, y un breve video donde se muestra las espectaculares vibraciones del puente

Tacoma Narrows Bridge - Con una comparativa entre el antiguo puente y el actual, llamado de igual manera

Resonance, Tacoma Narrows bridge failure, and undergraduate physics textbooks - Documento elaborado por Yusuf Billah y Bob Scanlan, publicado en el Am. J. Phys. 59 (2), Febrero de 1991, donde se discuten las causas técnicas del colapso.

Vídeo sobre el colapso - Accesible en Youtube

Puente Point Pleasant / Puente de plata

Construido en 1928 sobre el río Ohio, este puente colgante conectaba Point Pleasant (Virginia Occidental, Estados Unidos) con Kanagua (Ohio). Poseía un vano central de 213 metros, y vanos laterales de 115.

A las 17:00 horas del 15 de diciembre de 1967, el también llamado Silver Bridge se derrumbó provocando 46 muertos y 9 heridos. Las causas del desastres fueron atribuidos al intenso tráfico, que provocó una carga superior a la admitida por la estructura. A ello se sumó una fractura en la base de unos de los soportes, que hizo que el puente colapsara en menos de un minuto. La investigación posterior, llevada a cabo por John Benett, reveló que el material de construcción empleado no era el más adecuado; se trataba de acero al carbón, un material que tendía a resquebrajarse. De hecho, entre los restos del puente se encontraron numerosas grietas, agravadas por la corrosión.

Tras el desastre se revisaron los estándares de revisión de estructuras en Estados Unidos, exigiendo la revisión periódica de las mismas para evitar catástrofes semejantes.

Más sobre el colapso del Puente Point Pleasant:

Silver Bridge Collapse - Amplia información ofrecida por Corrosion Doctors

Point Pleasant River Museum - Un enlace con información acerca del desastre, que incluye la nómina de víctimas del derrumbe

Puente de Minneapolis

A las 18:05 horas del 1 agosto de 2007, un puente sobre el río Mississippi, situada en Minneapolis (Estados Unidos) se derrumba en plena hora punta. Dicho puente formaba parte de una autopista interestatal (la I-35) de ocho carriles, una de las principales vías de entrada y salida a la ciudad -soporta a diario el tráfico de 200.000 vehículos-, y estaba siendo reparado.

El derrumbe provocó al menos 9 muertos, ya que afectó a numerosos vehículos que circulaban en ese momento sobre la estructura, entre ellos varios camiones y un autobús escolar. El momento del colapso coincidió con la hora punta de la salida, cuando miles de personas abandonan la ciudad tras la jornada laboral.

Foto: Publicada por usawayne en Flickr

El puente fue construido en 1967. Se trata de un arco de acero de 160 metros de longitud, con una altura sobre el río de 20 metros. A día de hoy todavía no se conocen las causas exactas del derrumbamiento, que están siendo investigadas por las autoridades.

Más sobre el colapso del Puente de Minneapolis:

Fotografías del desastre - Procedenete de Telemundo47

Artículo en Popular Mechanics - Revista especializada estadounidense que trata en extenso el desastre del puente de la I-35