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Construcción

Los puentes en madera tienen un significado fundamental en la evo-lución humana. El hombre al disponer un tronco sobre el río, proba-

blemente imitando la propia naturaleza, logró inicialmente salvar dis-tancias importantes pero no mayores que la propia longitud del tronco;surgió entonces la necesidad de vencer luces mayores, de hallar nuevassoluciones para atravesar no sólo ríos, sino crear pasos peatonales, yestablecer vínculos culturales al mismo tiempo que desarrollaba tecno-logías constructivas con la madera.

Así pues, desde principios de las civilizaciones son los países nórdicos yeuropeos como Suiza, Holanda, Noruega, Suecia, Alemania o Francia,los que han exhibido una notable riqueza maderera, sabiamente apro-vechada en la construcción con el desarrollo progresivo de sistemasestandarizados y una variada tecnología para dar solución a problemasque requieren propuestas estructurales, no sólo eficientes, si no estéti-cas y amables con el entorno urbano.

Particularmente, el uso tradicional y permanente de la madera en estospaíses ha resurgido durante las últimas décadas despertando un enor-me interés en países occidentales como Estados Unidos y Canadá, esto,gracias a que ya son reconocidas mundialmente las claras ventajas de la

madera frente a la contaminación por explotación, al bajo consumo comparati-vo de la energía en su habilitación, a su fácil utilización Industrial, su condiciónde material degradable, no contaminante, y ante todo, a su carácter de recursorenovable.

De hecho, estas claras ventajas, auspiciadas por el Estado en los países citados,son las que han promovido el desarrollo de tecnologías que constituyen exce-lentes alternativas constructivas y estructurales frente a materiales como el ace-ro y el concreto, aplicadas en diversos propósitos.

La posibilidad de erigir grandes estructuras de coliseos o estadios en madera, asícomo de construir puentes vehiculares y peatonales con acertados y muy varia-dos diseños, es hoy una realidad versátil e ilimitada, pues el material ofreceademás de su función estructural, un innegable aporte estético en la medidaque se integra como ningún otro material constructivo al entorno, lo que ade-más constituye, en la mayoría de los casos, un valor agregado.

La Madera y Tecnología para la Construcción de

Puentes en Madera

La madera en la construcción ha estado presente desde los inicios deluniverso; cuando el hombre comienza a fabricar sus primeras

moradas, armas, utensilios y cuando, con las primerasmanifestaciones de su desplazamiento, fue precisa la construcción de

puentes

Pilar Castro (*)Arquitecta

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Puentes de madera…Atravesando el TiempoCómo se afirmó en un comienzo, eldesarrollo en el campo de los puentesen madera se inicia en los llamadospaíses avanzados, en el siglo XIII, conla aparición y uso de la energía hidráu-lica para aserrar madera, hecho queda un gran impulso a la construcciónde estructuras de gran envergadura.

Ya a nivel de desarrollo tecnológico,éstos se manifiestan en el siglo XVI,con aportes tan significativos como losinicios de la madera laminadagestados por el arquitecto francésPhilibert Delome, quien realizó inte-resantes ensambles de madera. Simul-táneamente en Norte América surgensistemas constructivos más sofisticadoscomo los entramados (1) en madera,que evolucionarían, siglos más tarde,al sistema conocido como cercha (2).

Pero fue en el siglo XVII cuando lasobras públicas en Europa alcanzaronsu punto de avance más importante,destacándose entre las más significa-tivas la construcción de puentes, he-cho que coincidió con el periodo enque la ingeniería civil comenzó a sertambién reconocida como profesión.De hecho, producto de estas positivassituaciones sobresalieron los puentescubiertos construidos por los herma-nos Grubenmann en Suiza, siendo elmás notable de ellos el Schaffhausen,erigido sobre el río Rhin en 1758 ydestruido por los franceses en 1799.(Foto 1)

Así pues, importantes puentes fueronconstruidos en Europa en un procesoque se mantuvo activo durante el si-glo XVIII aunque, los progresos mássignificativos a finales del siglo se ex-tendieron y registraron en EstadosUnidos y Rusia.Con la Revolución Industrial, a finalesdel siglo XVIII, el acero hace su incur-sión en el campo de la construcción ya partir de entonces empieza a hacerparte esencial del puente, originandola combinación de la madera y el me-tal en su estructura. Durante este pe-riodo los entramados y arcos comien-zan a predominar en los diseños depuentes de madera, incentivando vi-gorosamente el desarrollo de nuevosdiseños y sistemas constructivos.

Ya para principios del siglo XIX, enEuropa y Estados Unidos, la presenciade la madera en puentes resulta co-mún pero se reconoce la necesidadmejorar su diseño, de cubrirlos.

Es así como en 1820 el arquitecto IthielTown patentó el diseño del puente dedoble pared enrejada, una soluciónfácil de fabricar, con la cual se llegó acubrir luces de 66 metros y que repre-sentó el primer diseño hacia la cerchaasí como se conoce actualmente. Conel antecedente, este sistema se con-virtió rápidamente en la forma deconstrucción más común para lospuentes cubiertos americanos, cons-truidos para tráfico vehicular y ferro-viario. (Foto 2)

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Foto 1. Puente Shaffhausen,obra de Hans Ulrich

Grubenmann, inaugurado el2 de octubre de 1758. Fue

construido en dos tramos, conluces de 51 y 58 metros.

Foto 2. Cerchade doble paredenrejada“Lattice truss”.Ithieel Town,USA construidoen 1820 yPuente deCercha Howepara ferrocarril,USA.1840


Pero tal como se registraban constan-tes mejoras a nivel estructural, tam-bién se desarrollaba productos, sustan-cias e insumos para proteger lasnovedosas iniciativas. Justamente, afinales del siglo XIX, el desarrollo detratamientos preservativos a presiónsignificó el progreso más importantepara mejorar el desempeño y asegu-rar la durabilidad de los puentes enmadera, lo que repercutió en el per-feccionamiento los diseños y tecnolo-gías constructivas de los puentes exis-tentes. De igual forma, en Francia,para el mismo periodo, el coronel Emyimaginó un sistema de “vigas lamina-das” unidas con pernos y correas me-tálicas, pero sólo hasta 1900 se repor-ta en Suiza el nacimiento de vigaslaminadas curvas, cuando el suizoOtto Hetzer reemplaza los pernosmetálicos por adhesivos naturales,probablemente caseína (3). (Foto 3)

Con el tiempo otros importantes de-sarrollos hicieron su aparición, yentre los más valiosos registrados du-rante el siglo XX, esta la Madera La-minada Pegada Estructural LPE, con-sistente en la unión de tablas (láminaso llamadas también lamelas) por susextremos que se empalman por me-dio de la tecnología del dentado tipo“finger joint”,y unidas también porsus caras, mediante pegantes (4), querestituye la continuidad de las fibraspara lograr elementos de gran longi-tud (5), a partir de vigas, arcos y mar-cos, conformando unidades estructu-rales de largos ilimitados con seccionesde geometrías muy variadas. (Fotos 5y 6)

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Foto 3. Cilindros de tratamientos depreservación a presión.1934. USA.

Dicho perfeccionamiento incentivó deforma clave la expansión del uso de lamadera en puentes en forma de vigasy cerchas de gran tamaño, especial-mente en la década de 1930, épocaen la que se levantaron imponentesobras como el puente de SiouxNarrows en Kenora, Notario (Canadá),construido en 1936, con una luz prin-cipal de 64 metros y que aún hoy estáen servicio. (Foto 4)

Foto 4. PuenteSioux Narrows,

Ontario, construi-do en 1936. Su

estructura es encercha Howe,

venciendo una luzde 64 metros.

Foto 5. Pruebas llevadas a caboen el Laboratorio de productosForestales de USA, con arcos demadera laminada, 1935.

Foto 6. Arcos de vigas laminadas.

En la década de los años 40, se intro-duce el LPE como material para laconstrucción de puentes y a partir de1960, se convierte en el material porexcelencia para este fin. Un ejemplorepresentativo de la tecnología de LPE,es el puente vehicular Keystone Wye,construido en 1968 en el sur deDakota, utilizando la tecnología dellaminado pegado para la estructura dela viga y arco principales. (Foto 7)


Tecnologías Alternativas…Son múltiples e interesantes las propuestas desarrolladaspor el hombre, en materia de construcción y en la cons-tante búsqueda de ofrecer alternativas, es así como en 1969TJ International USA (Art Trotner y Herold Thomas), expe-rimentando en el área de los contrachapados, fabrica suprimera vigueta en , totalmente en madera, que másadelante y ya de forma evolucionada, haría parte de la es-tructura de puentes. Dentro del mercado americano lasventas de esta vigueta se dispararon, al haber una grandemanda, su producción dependía del suministro de ma-dera estructural de alta calidad para los cordones de trac-ción y compresión, de tal forma que el Sr. Troutner empe-zaría a desarrollar un producto alternativo a la maderamaciza.

Se trataba de un laminado paralelo de 2.54 milímetros degrueso de chapas de Abeto Douglas, pegadas, prensadas amás de 15 Kg/cm2 y fraguadas por radiofrecuencia, quealcanzaba óptimas propiedades de resistencia y acabado.De esta gran lámina se cortaban los elementos del ancho ylargo deseado para conformar las viguetas. Este procesode fabricación fue bautizado y patentado en enero de 1970por TJ como Microllam LVL. (Foto 8)

Hoy por hoy el LVL combina la estética de la madera natu-ral con la versatilidad y las características de un productotecnificado. Son tableros de chapas laminadas pegadas con

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Foto 7. Puente Keystone Wye, construido en 1968, en el sur de Dakota,USA, con un largo total de 88 metros y una luz de 49 metros que venceel arco.


adhesivos a prueba de agua, que res-petan la dirección paralela de la vetay de esta forma ofrecen un tablerocompacto del que pueden obtenerseelementos a la medida exacta y nece-saria para, por pegado, conformar vi-gas, viguetas, columnas, perfiles, etc.

Sin embargo, el sistema presenta al-gunas limitantes ya que puede ser res-trictivo en forma cuando solamentepermite la fabricación de elementosrectos, sin contar que su fabricaciónes exigente y costosa por la gran can-tidad de juntas y pegante que se utili-za en la elaboración de los tableros yen la de los elementos. Pero con todo,actualmente y en algunos casos, vie-ne sustituyendo a la madera laminadaen la fabricación de elementos rectos,con mayores costos, pero menos vo-lumen. (Foto. 9)

Tecnologías Recientes…Dada la limitante que significa contar,exclusivamente, con las dimensionesde la madera comercial para elemen-tos estructurales y con la necesidad deconstruir sistemas longitudinales deplataforma continua para puentes, conluces mayores a las disponibles comer-cialmente, para finales de la décadade 1970, fue concebido el tablero ten-sado, tecnología desarrollada en con-junto entre Canadá y Estados Unidos.

Su importancia radicó en que los ta-bleros tensados ofrecieron como ven-tajas, frente a los puentes tradiciona-les, una mejor distribución y absorciónde cargas puntuales, el no requeri-miento del empalme longitudinal delos listones, un armado en obra o fá-brica por tramos de tamaño transpor-table, la no demanda de mano de obraespecializada para su elaboración y/oarmado y por último, el uso del table-ro al mismo tiempo como refor-zamiento horizontal y base dimen-sionalmente estable para facilitar laaplicación de la capa protectora deacabado (concreto, asfalto, etc).

El exitoso sistema, básicamente con-siste en tablones (listones) de aproxi-madamente 30 centímetros de alto,dispuestos cara contra cara en la di-rección longitudinal del puente, cuya

posición hace que setensen transversal-mente con barras pormedio de gatos hi-dráulicos. Aquí tantolos elementos de ten-sado como los de an-claje son fabricados enacero de alta resisten-cia, configuración quepermite que el conjun-to trabaje como placamultifuncional, distri-

buyendo y absorbiendo las cargas ex-ternas uniformemente.

Para distribuir adecuadamente los es-fuerzos de compresión transversal enel tablero, se colocan en los extremoslaterales, elementos de madera másresistentes o perfiles de acero, mien-tras los empalmes longitudinales de loslistones se colocan a tope sin ningúntipo de unión.

Las fuerzas externas originadas por lascargas de uso son transferidas entrelas láminas por fricción, gracias alpretensado de toda la placa. El hechode que el tablero trabaje como unaplaca uniforme facilita la disposiciónde membranas impermeables. A ma-nera de protección en los puentes pea-tonales y/o la aplicación de asfalto oconcreto en los puentes vehiculares,cumpliendo la misma función protec-tora de la techumbre a dos aguas delos antiguos puentes de madera.

Este método es sencillo y económicopara construir tableros de una enver-gadura aproximada de 8 metros a 10metros entre apoyos, siguiendo losrequerimientos básicos de distan-ciamientos, donde los tablones songeneralmente tratados con creosota (6)

antes de ser ensamblados y tensados.

El primer ejemplo conocido de estetipo de construcción fue el puente Teal

Construcción

Foto 8. Manufactura de tableros de LVL

Foto 9


River en 1989 y recientemente, a nivellatinoamericano, en Chile se han re-gistrado algunos experimentos conesta tecnología, relacionada con la res-tauración de puentes vehiculares.(Foto 10) y (Foto 11)

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perestructura, constituida por el con-junto de elementos que salvan las lu-ces entre apoyos.

Según las soluciones adoptadas parasoportar el tablero y transmitir las car-gas a los apoyos, se pueden clasificaren nueve tipologías, referidas al tipode estructura y características comu-nes, así: viga, tablero como viga apun-talada, tablero como viga mixta,cercha de cordones paralelos, cerchatriangular, arco, tablero atirantado,tablero colgante, sistemas no conven-cionales. Estos son algunos ejemplosrepresentativos de la madera y su tec-nología, aplicada en la construcción depuentes peatonales. (Foto 12)

Esta innovadora construcción, con ladisposición inclinada del par de vigasreticuladas (cerchas) elaboradas contecnología de LPE, se une en su cor-dón superior, generando una viga tipocajón de sección triangular. Aquí la pla-taforma de piso, además de unir loscordones inferiores de las dos cerchaslaterales, queda protegida al interiorde la viga cajón. Las dos cerchas cons-tituyen así la cubierta revestida, convidrios de seguridad, que le confierensu singular atractivo estético. (Foto 13y 14)

Fotos 10 . Puente Teal River,Chequamegon National Forest SawyerCounty, WI construido en 1989. Luz totalde 9.7 metros y un ancho de 7,2 metros.

Foto 12. Puente ubicado sobre el río Neckaren Remseck (Alemania - 1988), fue construi-do con tecnología LPE, armado en maderatratada y espina de pescado y tiene una luzde 80 metros y 7.56 metros de ancho.

Tipología de Puentes deMadera en el MundoEn el puente cabe diferenciar la Infra-estructura, constituida por las colum-nas o apoyos cimentados sobre el te-rreno, los cuales transmiten a éste elpeso del puente y por otro lado la Su-

Foto 11

Foto 13. Puente Vihantasalmi, ubicadoen Mäntyharju, Finlandia (1999), de 11metros de ancho y de 168 metros de luz,construido con tecnología LPE. Laestructura está conformada por trescerchas Rey, donde sus dos vigasprincipales fueron elaboradas en LPE. Sutablero es una estructura de madera conacabado de concreto que se descuelga y essostenido por medio de pendolones deacero en los puntos medios y cuartos delas cerchas triangulares.


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Para su construcción se eligió made-ra, por ser el material más armónicocon el paisaje. Su estructura está ba-sada en dos arcos de LPE, ayudadospor dos vigas longitudinales de LPE,colocadas a manera de baranda quetrabajan a flexo tracción. Ochoseparadores tubulares de acero unenlos arcos, complementados pordiagonales de barras de acero quegarantizan la rigidez espacial, evitan-do vuelco. (Foto 15 y Foto 16)

La solución de esta estructura es unacombinación de acero y madera, quese integra perfectamente al paisaje no-ruego. Está sostenido por tres arcos deLPE, un arco principal y dos lateralesapoyados sobre el principal, fijados so-bre dos bases de concreto piloteadosy anclados al suelo rocoso. El tablero,que actúa como cubierta del puente,está fabricado en madera de abeto sintratar y descansa en el centro sobre elarco principal y sobre cuatro colum-nas de acero en los extremos. La es-tructura alcanza los nueve metros porencima del nivel de la autopista.

(*) Fuente:

Pilar Castro Casas: Arquitecta egresada Uni-versidad Nacional 1998.Maestría en construc-ción Universidad Nacional 2005. Actualmentevinculada con la Industria de pisos laminadosy de madera. E-mail: [email protected]

Citas:

1. Entramados: Armazón esqueletal de piezasde madera; su función es la de soportar cargasdistribuyendo los empujes producidos, sobre losapoyos.

Foto 14. Puente ubicado en TarRiver trail, Rocky Mount (Estado deNew Cork, USA) construido en el año2000, de 69 metros de luz, 4.25metros de ancho y armado enmadera con acabado asfaltado.

Fotos 15 y 16.Puente Leonardo,

un diseño deLeonardo Da Vinci,levantado en Aldea

As, (Noruega) en2001. Armado en

madera sin tratar,tiene una luz de 45

metros y un largototal de 110 metros.

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2. Cercha: Entendido como componentes estructurales planos, retículasde contorno poligonal, formados por triangulación de elementos sim-ples o compuestos que trabajan a tracción y compresión, donde esvital el arrostramiento horizontal trabajando como una gran viga.

3. Caseína: Fosfoproteína que se encuentra especialmente en la lechey también en algunas semillas. Polvo soluble en agua y disolucionesalcalinas, se utiliza en la preparación de plásticos, adhesivos, pinturasy fibras textiles.

4. Los pegantes usados actualmente son los que están preparados abase de resinas sintéticas. A esta clasificación pertenece el Urea-formaldehído, usada en estructuras no sometidas a la humedad y elResorcinol-formaldehído, la melamina – formaldehído, Poliuretano,Epoxídicas, que resisten la humedad.

5. Por secado y economía se ha llegado a la conclusión de que elespesor de las láminas no debe ser menor a 19 milímetros ni sobrepa-sar los 50 milímetros. Si las láminas son paralelas al plano neutro deflexión del elemento, es llamada laminación horizontal; si por el con-trario las láminas son perpendiculares al plano neutro de flexión, seconoce como laminación vertical.

6. Creosota: Destilado generalmente de alquitrán de hulla, constitui-do por una mezcla de hidrocarburos aromáticos sólidos y líquidos.Utilizado en la preservación e inmunización de la madera contra hon-gos, insectos o taladradores marinos.

* Tomado de M&M. Madera Laminada.

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