Puentes

Tipos de puentes existentes y sus características

24/05/2023

Descubre todos los tipos de puentes que existen para soportar diferentes tipos de carga y las características específicas de la estructura de cada puente.

Características de los puentes

Los puentes pueden ser desde las estructuras más sencillas hasta enormes obras de ingeniería, pero siempre cumplen una misma función, atravesar un tramo que de otra forma sería difícil o imposible. Ya sea para salvar un valle, un río o una carretera, la constante innovación ha dado lugar a diferentes estructuras que combinan la ingeniería con variedad de materiales que han permitido prolongar la vida de un puente durante siglos.

En su diseño, además de las condiciones topográficas y logísticas del lugar, hay que tener en cuenta las fuerzas naturales, los costes económicos tanto del material como del proceso de ejecución, la belleza o singularidad de la arquitectura, etc.

Los puentes funcionan equilibrando las fuerzas físicas entre las dos partes que lo componen:

Superestructura: compuesta por el tablero y todos los componentes que se encuentran en el tramo horizontal que transmiten las cargas a los apoyos.
Infraestructura: son los pilares, estribos, pilas y zapatas, que soportan la superestructura y transmiten las cargas al suelo.

¿Cuáles son los tipos de puentes?

Existen diversas maneras de clasificar un puente: por su geometría, por sus elementos, por su uso, forma, materiales, metodologías constructivas, etc. Poco a poco iremos descubriendo las características y peculiaridades de estas súper construcciones. En este caso, nos centraremos en la distribución de cargas.

La forma de gestionar los esfuerzos verticales y horizontales determina la estructura de los diferentes puentes, y constituye una forma de clasificarlos. En algunos casos, la zona del tablero será el elemento portante, mientras que en otros serán las pilas o pilonos. También hay diseños que transmiten la tensión a través de los cables del puente, lo que permite un grado de flexibilidad adecuado a diferentes terrenos.

Puente de vigas

El puente de vigas es el prototipo de puente y el más simple en apariencia. Consta de una viga transversal que cubre el tramo, apoyada en cada extremo en un pilar, para contrarrestar la gravedad y soportar toda su carga. Muy a menudo se encuentran otras vigas, colocadas entre las vigas principales, que ofrecen apoyo y estabilidad adicionales.

Cuanto más largo es un puente y más tráfico de personas, vehículos y ferrocarriles soporta, más pesa su carga total. Y cuanto más separados estén los pilares de un puente de vigas, menos estable será la estructura. De ahí que para construir un puente más largo y más estable se añadan pilares que conectan los distintos tramos o secciones.

En los puentes de vigas, la fuerza de compresión empuja la carga hacia el centro del puente. Al mismo tiempo, la fuerza de tracción desplaza la carga hacia los estribos de ambos extremos del puente.

Puente de arco

El puente de arco es uno de los tipos de puentes más antiguos. En esta clase de puente, el arco es el principal componente estructural. De forma curva o semicircular, puede situarse sobre el tablero o bajo el tablero. El número de arcos está determinado por el tipo de carga y las tensiones que deba soportar la estructura del puente.

Es la opción adecuada para aquellos puentes que deben salvar grandes distancias. Los puentes en arco son habituales sobre ríos anchos, orografías complicadas como desfiladeros y otros lugares en los que no es posible o no resulta rentable colocar pilas o columnas intermedias sobre el terreno. Un ejemplo de esta tipología de puente es el puente en arco Eresma, situado en Segovia.

La forma de este tipo de puentes determina su fuerza. La carga de un puente de arco se traslada a lo largo de la curva del arco hasta los soportes de cada extremo. Estos soportes, llamados estribos, soportan la carga y evitan que los extremos del puente se expandan. Por lo tanto, es esencial que estas partes del puente estén bien cimentadas. El arco está siempre bajo compresión, lo que hace que se vuelva rígido y mantenga su resistencia.

Puente en voladizo

El puente en voladizo es un tipo de puente que se construye con voladizos. Una viga o un tramo de un puente está en voladizo cuando se construye o se apoya desde solo en un extremo. Este tipo de puente utiliza un pilar para soportar un tablero horizontal que se extiende a lo largo del tramo. La carga está soportada tanto por arriba como por abajo. El puente en voladizo suele ser de acero estructural o de hormigón postensando. Una vez construido funciona como uno de vigas y durante su construcción las cargas se equilibran entre ambos lados del voladizo.

La mayoría de los puentes en voladizo no necesitan cimbra: una estructura temporal que sostiene el puente mientras se construye. Esto hace que los puentes en voladizo sean ideales para zonas como barrancos profundos y ríos susceptibles de inundarse o vías con tráfico por carretera o ferroviario.

Puente colgante

El puente colgante más conocido es el Golden Gate, de San Francisco, en EE.UU. El tablero o la calzada está suspendida de tirantes verticales más pequeños unidos a los cables de suspensión que se extienden a cada lado del puente y se anclan firmemente en el terreno. Dependerá del tamaño del puente, pero requiere de varias torres para sostener los cables de suspensión. Cualquier carga aplicada al puente se convierte en tensión a través de los cables de suspensión, que son la parte integral de la estructura. Pero como estos tipos de puentes sólo están fijados en el terreno en ambos extremos y los cables de suspensión tienen cierta capacidad de flexión, pueden balancearse con el viento o vibrar cuando los atraviesa el tráfico pesado.

Puente atirantado

Un puente atirantado es un tipo de puente colgante que conecta por medio de cables el tablero con los pilonos o las torres. Estos tirantes utilizan la tensión para ayudar a mantener el tablero del puente estable y en su sitio. El puente atirantado es el ideal para salvar distancias muy largas.

En este tipo de puentes los pilonos son el elemento portante de la estructura. Los cables se conectan desde los pilonos al tablero inferior, ya sea directamente desde la parte superior o en diferentes puntos del pilono, creando un patrón en forma de abanico. Esta es la característica estética de los puentes atirantados. Los cables diagonales transfieren las cargas desde el tablero directamente a los pilonos. Este tipo de estructura suele utilizarse para distancias mayores que las que se consiguen con un diseño de puente en voladizo, pero menores que las de un puente colgante.

*Puente atirantando: Puente Cebu-Cordova, Filipinas

Tipos de materiales utilizados en la construcción de puentes

Los puentes se construyen y se han construido con casi cualquier material, de ahí que muchos se hayan mantenido en pie durante siglos. Tanto es así que los avances en ingeniería estructural de los últimos años no han supuesto una mejora significativa respecto a los diseños de años atrás. Pero para adecuarse a la demanda actual se está investigando en nuevos materiales y aplicaciones que pueden marcar una clara diferencia:

Madera – Empleada desde la antigüedad, en los últimos años se ha producido un repunte en su utilización como material constructivo por el creciente interés de las cuestiones medioambientales y la sostenibilidad. Tiene la ventaja de ser un material resistente y se obtiene directamente de la naturaleza. Además, los nuevos tratamientos e innovaciones relacionadas con su conservación han incrementado la demanda o su uso como material de ingeniería estructural.
Piedra - La piedra, una opción duradera y de bajo mantenimiento, se ha empleado en la construcción de puentes desde la época romana. En la actualidad, su uso es más decorativo que estructural ya que tienen una mayor resistencia a la compresión.
Hormigón – Sin duda es el material más importante en la construcción de cualquier tipo de puente, sea cual sea el tamaño, la forma o el uso, por su rendimiento, durabilidad y estética. Un buen hormigón alcanza una gran resistencia a la compresión y a la mayoría de las agresiones medioambientales. Sin embargo, su resistencia a la tracción es baja, de ahí que se refuerce con barras de acero convirtiéndose en hormigón armado.
Metal: Entre los distintos metales, el acero tiene las cualidades de resistencia más elevadas y favorables en comparación con cualquier otro material, por lo que es adecuado para los puentes con mayores luces y diseño innovador. El acero de construcción tiene una resistencia a la compresión y a la tracción mayor que el hormigón. El acero es también dúctil, es decir, puede moldearse fácilmente. Parece el material perfecto, pero tiene un coste elevado.
Nuevos materiales - Los proyectos de construcción consumen un porcentaje alto de recursos naturales, lo que a menudo conlleva costes añadidos, retrasos en los plazos de construcción y desperdicio de materiales. El futuro de la construcción se dirige a una nueva generación de materiales cada vez más resistentes, duraderos, ligeros y más sostenibles. Entre ellos se encuentran los plásticos reforzados con fibra, el hormigón de alto rendimiento y los composites.

ULMA, especialistas con amplia experiencia en construcción de puentes

En ULMA llevamos más de 60 años colaborando en la construcción y reparación de todo tipo de puentes de carreteras, ferrocarriles y peatonales en todo el mundo. Sabemos cómo llevar a cabo proyectos de construcción de puentes. Disponemos de un amplio portafolio de encofrados y sistemas de puntales y cimbras capaz de hacer realidad cualquier tipo de puente independientemente de su geometría, localización y metodología constructiva. Y un equipo con una larga experiencia en proyectos de aplicación en el ámbito de la ingeniería civil en todos los tipos de puentes mencionados.