Fenómenos Diferidos en el Hormigón. Importancia y Problemática en Puentes

Desde que el hormigón comenzó a usarse en la construcción de puentes, ha quedado constancia, en muchas ocasiones,  la importancia de tener en cuenta los fenómenos diferidos que en él se presentan durante el proceso de diseño y análisis de este tipo de estructuras.

Especialmente relevante resulta el tener en cuenta dichos fenómenos diferidos en puentes de hormigón de grandes luces, donde los fenómenos diferidos alcanzan su mayor presencia y complejidad. Esto se debe a que estas estructuras son enormemente pesadas, llegando a tener, en algunas ocasiones, un peso propio de hasta el 90 % de las cargas permanentes a soportar.

Una fiable y realista predicción de los efectos de los fenómenos diferidos del hormigón en puentes de hormigón de grandes luces resulta crucial para alcanzar unas adecuadas condiciones de servicio y durabilidad a largo plazo en los mismos. Dentro de los fenómenos diferidos del hormigón, la fluencia y la retracción resultan ser los de mayor relevancia y complejidad. Fluencia y retracción pueden afectar principalmente a dos aspectos en los puentes de hormigón:

En ciertas ocasiones, las estimaciones de los efectos de los fenómenos diferidos del hormigón no se han ajustado al comportamiento real de puentes de hormigón de grandes luces.  Estos problemas comenzaron a conocerse durante la construcción de los primeros grandes puentes de hormigón y se puso especialmente de manifiesto en el puente de Veurdre sobre el río Allier, proyectado por Eugene Freyssinet en 1907 y finalizado en 1912.

Tras la construcción de este puente, en el que los arcos (72 m. de luz máxima) presentaban una articulación en clave, comenzaron a observarse descensos importantes debido a los fenómenos diferidos del hormigón que comprometían la seguridad de la estructura al incrementar de modo importante los esfuerzos axiles en cada descenso respecto a la geometría de referencia. Freyssinet intuyó el problema y lo solucionó introduciendo por primera vez el procedimento de apertura en clave como mecanismo para restituir la geometría inicial, eliminando asimismo las articulaciones inicialmente proyectadas.

Otros claros ejemplos de ello son el Puente de los Nibelungos sobre el Rin (1952, U. Finsterwalder, Dyckerhoff & Widmann) y el Puente de Coblenza sobre el Mosela (1953, U. Finsterwalder, Dyckerhoff & Widmann).

Ambos ejemplos pertenecen a los primeros puentes de hormigón pretensado construidos mediante la técnica de avance en voladizo. En ambos ejemplos, se dispuso una articulación central con objeto de obtener una estructura isostática para el cálculo de esfuerzos debidos al pretensado y a las acciones gravitatorias en general.

^{Puente de los Nibelungos sobre el Rin}

Sin embargo, una vez más y pese a esta aparente ventaja, el efecto de la fluencia provocó en la sección de la articulación un incremento de las deformaciones verticales, necesitando ambos puentes medidas correctivas en años posteriores para asegurar unas adecuadas condiciones de servicio.

Otro ejemplo de una inadecuada predicción de los efectos de los fenómenos diferidos del hormigón es el puente Koror-Babeldaob, emplazado en la República de Palau. Este puente fue diseñado en 1975 y puesto en servicio en 1977, alcanzando el record de luz de vano en puentes pretensados con sección en cajón.

^{Puente de Koror Babeldaob en Servicio}

Desde su puesta en servicio, las deformaciones verticales resultaron ser mayores de lo previsto, alcanzando éstas su máximo valor en 1990 (aproximadamente 1.2 metros en centro de vano).  En junio de 1996 se completaron las medidas de rehabilitación de la estructura, pero en septiembre de 1996 se produjo el colapso de la misma.

^{Puente de Koror Babeldaob tras el colapso}