El hormigón armado, un desdichado matrimonio desigual

«El hormigón armado es un desdichado matrimonio desigual: el hormigón se fisura, el hierro se oxida y la teoría está en huelga.»

— Mirko Roš, 1921.

Mirko Roš, director del Instituto Federal de Ensayos de Materiales (EMPA) de Suiza, en 1921, describiendo perfectamente un material que, pese a sus defectos, se hace de querer.

La traducción es mía y, como siempre, mejorable. Los puristas pueden usar la cita original en alemán: «Eisenbeton ist eine unglückliche Mesalliance, das Eisen rostet, der Beton reisst und die Theorie streikt»; o su transcripción inglesa:«Reinforced concrete is an unfortunate misalliance: concrete breaks, iron rusts and theory is on strike”, que es la que yo he usado para la traducción, más que nada porque mi alemán no pasa del «Bitte, ein Bier. Danke».

Nota: He estado a punto de traducir «misalliance» como «matrimonio morganático», pero me ha parecido un poco extremo.

¿Puede un simple acopio de tierras desestabilizar la pila de un viaducto?

Por supuesto que si, y eso es lo que ocurrió en junio de 2014 en este tramo (google maps) en viaducto de la autopista interestatal I-495 (Delaware, EEUU).

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He aquí el culpable del problema

El viaducto, que no es precisamente pequeño (3 carriles por sentido y 90.000 vehículos diarios) fue cerrado al tráfico tras verificar una llamada al 911 que advertía que «el puente parecía estar separándose» (puedes oír la llamada aquí).

La inspección comprobó que, efectivamente, las pilas de las secciones 11 a 14 estaban inclinadas (hasta un 4%), con un asentamiento vertical máximo relativo de 46 cm entre calzadas, por lo que el tramo quedó cerrado al tráfico el 2 de junio.

El viaducto, construido en 1974, tiene una longitud total de 1.463 metros, formado por 38 vanos de 35 metros apoyados en pilas columna de 18 metros de altura. La cimentación de las pilas está resuelta por zapatas arriostradas de 1,70 m de canto sobre pilotes metálicos (perfil en H) hasta el nivel de roca, a algo más de 30 metros de profundidad.

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Como se puede comprobar, la alerta estaba justificada.

Lo primero que llamó la atención de los inspectores fue un enorme acopio de rellenos (aprox. 45.000 toneladas) próximo a la cimentación de la zona afectada, alrededor del cual se podían apreciar asientos y grietas, un acopio que no estaba ahí en la última revisión bianual de la FHWA, de octubre de 2012, pero que si aparecía en fotografías aéreas de 2013.

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Por experiencias previas, primero se sospechó de una corrosión de los pilotes metálicos pero una vez realizadas las catas se pudo comprobar que los pilotes, pese a haber pandeado, se conservaban en buen estado, no así las zapatas, con fisuras horizontales y diagonales.

El hecho de que las dos zapatas de cada sección estuvieran dañadas del mismo modo parecía confirmar la causa, un desplazamiento del terreno debido a la extrusión lateral del suelo blando bajo la carga creada por el acopio de tierras.

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Según el informe oficial, hubo una «perfect storm of factors«, una perfecta mala combinación de factores «si y sólo si» que hicieron posible el fallo:

  • El terreno: Suelos orgánicos muy blandos y muy compresibles en un espesor medio de 30 metros, algo más bajo la pila más afectada.
  • La cimentación: Pilotes metálicos (perfil en H, no se indican dimensiones) de más de 40 metros de longitud, hasta el nivel de roca, que no pudieron soportar la carga lateral y pandearon.
  • La carga: Un acopio de tierras de aproximadamente 45,000 toneladas que produjo la extrusión lateral del terreno.

La autopista se cortó al tráfico el 2 de junio. Los rellenos se retiraron entre esa misma noche y el 10 de junio. Puesto que el tiempo era el factor crítico (repetimos, 90.000 vehículos diarios) y el arreglo no podía esperar, el 4 de junio se decidió acudir de urgencia a obras cercanas y «tomar prestado» el equipo necesario, lo que permitió ahorrar entre 10 y 12 semanas.

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Como se puede ver en los esquemas (tomados de www.delawareonline.com), el arreglo consistió en una nueva cimentación en las secciones 12 y 13 y un recalce en las 11 y 14 (pulsa en los esquemas para verlos mejor).

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Para ello se perforaron 4 pilotes de 1,20 m de diámetro hasta 50 metros de profundidad a ambos lados de la cimentación existente, uniendo las cabezas con una viga de coronación. En las secciones 12 y 13 se colocó un apeo metálico temporal y se sustituyeron las pilas originales por otras tres, mientras que en las secciones 11 y 14 se «solidarizó» la cimentación existente con las nuevas vigas.

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Detalle de las nuevas vigas

Tras las preceptivas pruebas de carga, la calzada sur fue abierta al tráfico el 31 de julio y la calzada norte el 23 de agosto. Los trabajos terminaron totalmente en abril de 2015. El coste de la operación ascendió a 40 millones de dólares y por lo que se ve, un montón de gente visitó la obra, incluso el presidente Obama.

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La incidencia quedó añadida al protocolo de inspecciones de la FHWA y poco después se localizó un caso similar, así que al menos ha servido para algo… algo más que ser un ejemplo real de extrusión lateral, quiero decir.

Más información:

How Could a Pile of Dirt Cause a Major Interstate Bridge To Tilt?

Toda la información, fotos y vídeos en delawareonline.com

«el puente constituye para la colectividad un daño duradero»

«El puente comportará para el futuro un constante y desproporcionado desembolso económico por parte de la administración, ya que la obra se ve afectada por una patología crónica, caracterizada por la necesidad de un seguimiento constante y continuas intervenciones que no pueden atribuirse a operaciones ordinarias de mantenimiento. Se podría considerar que el puente constituye para la colectividad un daño duradero«.

— Carmine Scarano
Procurador del Tribunal de Cuentas del Véneto.
El País, 22 de agosto de 2013

Dejando a un lado que estamos hablando de un diseño de Santiago Calatrava que (una vez más) se ha salido de madre (de 3,8 a 11,2 millones de euros), consuela saber que las autoridades italianas son conscientes de la existencia de algo llamado «operaciones ordinarias de mantenimiento». Ahora sólo falta que se apliquen el cuento las autoridades españolas, porque tenemos las carreteras que dan pena. Por supuesto, el día que pase algo todo serán excusas y lamentos, pero no será porque no se haya avisado.

En cuanto al ínclito, el proceso se reanudará el próximo 13 de noviembre.

Problemas durante el izado de una pasarela metálica en Omagh, Irlanda del Norte

Al proyectar una estructura se deben tener en cuenta todos los esfuerzos que pueden actuar sobre ésta durante su construcción, transporte, instalación, servicio… e imprevistos.

El vídeo se grabó el pasado 21 de febrero en Omagh, Irlanda del Norte. Se trata de una pasarela metálica (40 t), valorada en 900.000 £ (~ 1.037.871 €, a día de hoy) y, por lo que se ve, el imprevisto ha sido más económico que técnico. El izado de la estructura se había previsto con una única grúa (de 500 t), pero en el último momento se hizo con dos más pequeñas (una de 350 t y otra telescópica), sin tener en cuenta que levantar la estructura en tándem podría crear esfuerzos no previstos… deformando el puente.

Más información en UTV Northern Ireland.


Jornadas Técnicas sobre Taludes y Laderas Inestables 2012

Jornadas Técnicas sobre Taludes y Laderas Inestables 2012El Ilustre Colegio Oficial de Geólogos (ICOG), la Asociación de Ingeniería Geológica Española (AIGE) y el Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas (CEDEX) organizan unas “Jornadas Técnicas sobre Taludes y Laderas inestables” para los próximos días 27 y 28 de noviembre de 2012.

El evento se celebrará en el salón de actos del edificio del Centro de Estudios y Técnicas Aplicadas (CETA) del CEDEX, en Madrid (aquí en Google Maps).

 

Hay conferencias muy variadas, tocando prácticamente casi todos los temas, diseño, reparación, rehabilitación, casos reales, sismicidad, etc.

Personalmente destacaría la de “Factores de Seguridad en la Estabilidad de Taludes de acuerdo al Eurocódigo EC-7 y el Anejo Nacional Español” (de próxima presentación) y la de “Sistemas de protección frente a desprendimientos. Aplicación en taludes de la red de anillos” de José Miguel García Torres, buen amigo y mejor profesional (me ha dejado ver algunas fotos de la presentación… realmente impactantes)

Como siempre, más información (horas, detalles, conferenciantes y todo eso) en el tríptico: 

Jornadas Técnicas sobre Taludes y Laderas Inestables 2012Jornadas Técnicas sobre Taludes y Laderas Inestables 2012

Bueno, va, para que no se diga que no he puesto ninguna foto, un ejemplo de una red de cable trabajando como toca. Ahí donde la veis, esos bloques sueltos tienen un peso de 24 toneladas, ¿qué os parece?, ¿funcionan o no funcionan estas cosas?, mejor que «eso» no llegue a la calzada, ¿verdad?.

una red de cable sujetando 24 toneladas de piedras... lo normal