El Puente Viaducto de La Unidad es una respuesta integral que aporta múltiples soluciones al conjuntar las partes citadas uniendo el boulevard Rogelio Cantú Gómez, en Monterrey, con la avenida Humberto Lobo, en San Pedro Garza García, cruzando por encima e interconectándose con las calles de Aarón Sáenz, los boulevares Díaz Ordaz y Antonio L. Rodríguez, para llegar al puente de alta tecnología que desembocará en Humberto Lobo.

Premisas de diseño

En principio, se seleccionaron cuatro alternativas de trazo y para cada una se analizaron las longitudes, el número de predios, de áreas y de construcciones afectados, así como los grados de dificultad y la estimación de costos.

Una nueva faz se perfila para el área metropolitana de Nuevo León, en el norte del país, con la construcción de un proyecto integral con varias obras importantes, el Puente Viaducto de La Unidad, que constará de un viaducto elevado y otro inferior, el primero de 1,200 y el otro de 400 metros lineales, un moderno puente libre atirantado de 300 metros, además de cuatro rampas de acceso, equipamiento y obras inducidas de energía, pluviales, así como dos pasos a desnivel.

La opción A, que involucraba al poniente, se caracterizaba por cruzar la mayor cantidad de predios baldíos; la B, hacia el oriente, era la más corta, en tanto la C debía hacerse en zigzag, siguiendo parcialmente derechos de paso existentes y la D era intermedia, recta y localizada entre el poniente y la opción oriente. Finalmente, se escogió la primera variante, que induce el desarrollo urbano hacia Valle Poniente. .

Entre otras premisas, se previó el apoyo vial a la zona poniente citadina, restando a Gonzalitos entre 2,500 y tres mil veh/hr pico en el 2020. Cabe destacar que en la actualidad, de esa vía hacia Lincoln el aforo es de 12,256 veh/hr pico y con la nueva obra se prevé que en dos décadas ni siquiera alcance los nueve mil veh/hr pico, pues la mayor circulación derivará hacia el de La Unidad. Además, esta obra contribuirá al cierre del anillo vial metropolitano, sin afectar las zonas habitacionales de San Pedro, gracias a lo cual se proporcionará una conexión adicional a este municipio con el de Monterrey, con un total respeto al derecho natural del río Santa Catarina.

Incluso, se determinó que en caso de otro desbordamiento similar al ocurrido años atrás durante el huracán Gilberto, por sus características técnicas y constructivas, un puente elevado sería seguro para cruzar en la vialidad norte-sur. También, se libra el claro completo sin apoyos intermedios, al aplicar una tecnología contemporánea al elemento más llamativo del conjunto.

Cabe destacar las principales ventajas de esta obra, como una mayor fluidez vial, el ahorro en tiempo-horas-hombre, así como en recorridos y gasto de combustible, lo que propiciará menos contaminación y una mejor calidad de vida para los habitantes de la región.

¿Qué es un puente atirantado?

El origen de los tirantes se remonta a la Edad Media, con los puentes levadizos de los castillos, cuyos tableros podían alzarse para impedir el acceso a los enemigos. No obstante, hasta el siglo XVII aparecieron los verdaderos atirantados, que proliferaron hasta el XIX, cuando en 1817 se erigió el primero hecho con acero, aunque debido al insuficiente desarrollo de la resistencia de materiales, que propició dimensionamientos y verificaciones erróneas en los tirantes, la evolución de esta técnica se frenó hasta quedar casi en el abandono.

Hubo dos accidentes espectaculares en puentes de aquella época. El derrumbe del Dryburgh Abbey, en Escocia, en 1817, por las oscilaciones provocadas por el viento y, en 1824, cayó el situado sobre el Saale, en Alemania, por una excesiva sobrecarga del tablero. Después de esto, el científico francés Navier recomendó la construcción de puentes colgantes y se hicieron pocos atirantados durante más de 100 años, entre los que destacan los de Whealing sobre el río Ohio, en 1846, y el del ferrocarril sobre el río Niágara, en 1855, ambos a cargo de Roebling, en Estados Unidos.

A comienzos del siglo XX, Arnodin, un contratista francés, construyó dos puentes trasbordadores atirantados, uno en Marsella, en 1903, y el otro en Nantes, en 1905. No obstante, el auge de esta técnica no llegó hasta después de 1945 con la gran necesidad de levantar nuevamente, con presupuestos limitados, los puentes destruidos durante la segunda guerra mundial, junto con los progresos realizados en el ámbito de la construcción metálica.

Famosos ingenieros, como Dischinger, probaron la superioridad tecnológica y económica de estas estructuras, comparadas con las colgantes, para la gama de luces desde los 100 a varios cientos de metros. La primera obra de esta generación se erigió en Strömsund, Suecia, en 1955, y le siguieron los puentes de Brotnne, Francia, en 1977; de Rande 1978- y Barrios de Luna 1983-, en España, así como los de Coatzacoalcos 1984- y Tampico 1988-, ambos en México.

Para construir este último, Freyssinet, la firma encargada, aplicó una novedosa técnica que permitió izar en dos horas una dovela de150 toneladas, 18 m de ancho y 24 m de longitud, a una altura de 60 m. Por esta obra recibieron los galardones internacionales "Puente de Alcátara" y "Concrete Bridge Award".

Desde entonces, se optimizó la distribución de los tirantes para reducir los esfuerzos locales en la estructura y la rapidez de sustitución de un tirante dañado, sin alterar de modo sensible el funcionamiento estático, previamente establecido, de la estructura. La luz de los puentes atirantados, ya sea con tableros metálicos, de concreto o mixtos, ha crecido rápidamente, hasta alcanzar valores inimaginables hace algunos años. Por supuesto, las técnicas modernas de atirantamiento utilizan cables y anclajes directamente derivados del pretensado, muchos con cordones protegidos por galvanización y vaina individual, que les aseguran una gran resistencia mecánica y rigidez, un excepcional aguante ante la fatiga y la corrosión, en contraste con una singular ligereza.

En México se han erigido varios de estos puentes en años recientes, mediante innovadoras tecnologías en base de concreto y acero, como el Mezcala, en la autopista hacia Acapulco, Guerrero, o el Grijalva, en Villahermosa, Tabasco. A escala mundial, destacan por su original diseño el Alamillo, en Sevilla, España, diseñado por Santiago Calatrava, y el Erasmus, en Rotterdam, Holanda, a cargo de Ben Van Berkel.

En el caso del Puente Viaducto de La Unidad se unen varios aportes ingenieriles. La concepción del trazo geométrico, los estudios viales, de aforos y soluciones físicas corresponden a especialistas de la Secretaría de Desarrollo Urbano y Obras Públicas (SEDOUP), de la Subsecretaría de Desarrollo Regional y Urbano, así como del Consejo Estatal de Transporte; las ingenierías apoyadas por CEMEX son de Sistemas Óptimos Constructivos, SA, una de las mayores empresas regiomontanas de cálculo estructural, asociada con otras locales, y se cuenta con la participación de International Bridges Technologies, especializada en ingeniería vial, con sede en San Diego, California y en París, entre cuyas obras recientes destacan los puentes de Bangok, en Tailandia y de Shipchannel, en Houston, EU.

BOX 1 Funcionamiento y cualidades Dada su estructura y modo de instalación el tirante se compara o confunde a menudo con un cable de pretensado. Sin embargo, aunque tiene un parentesco tecnológico, su naturaleza y funcionamiento son distintos.

En el caso de un puente en voladizo, los cables de pretensado ejercen una fuerza activa en el tablero. A causa de la gran rigidez de éste en relación con la de los cables, estos últimos pueden tensarse fuertemente, al margen de las cargas aplicadas respecto de la resistencia del tablero.

Las variaciones de esfuerzo ulteriores en los cables son consecuencia de las del concreto que los rodea y se equilibran proporcionalmente a los módulos de elasticidad de los dos materiales usados: acero y concreto.

En un puente atirantado los cables son elementos tendidos de una estructura triangulada formada por el tablero, el mástil y los tirantes, que son péndolas pasivas, aunque ajustables, y no pueden tensarse más allá del valor que les brindan las cargas aplicadas al nudo, intersección del tablero con el tirante, sin provocar deformaciones incompatibles con la resistencia efectiva del tablero.

Con esta configuración, el tablero se asimila a una viga continua sobre apoyos elásticos múltiples constituidos por los tirantes. El reglaje de la tensión en el tirante tiene la ventaja de permitir el ajuste de los momentos de flexión en el tablero a su valor óptimo.

Por fin, al revés de los que ocurre en los cables de un puente de concreto pretensado, las variaciones de esfuerzo de un tirante están directamente ligadas a las cargas aplicadas a la estructura y pueden alcanzar 100 a 150 N/mm2, según sea la relación entre las sobrecargas y las cargas totales. Entre las cualidades fundamentales de los tirantes están su gran rigidez y resistencia mecánica, su soporte ante la fatiga y su durabilidad, pues éstos son elementos clave, y deben ofrecer la mejor garantía operativa, tanto por su naturaleza como por su diseño.

Por este motivo, su protección contra la corrosión debe diseñarse y ejecutarse de manera especial. Además, al no descartar la posibilidad de un accidente de tráfico, el diseño de los tirantes debe prever su sustitución rápida y fácil, sin modificar indebidamente algo en su estructura, ni causar interrupciones en el movimiento vehicular.

Fuente: Freyssinet Information.

BOX 2

ALTERNATIVAS DE TRAZO

Condiciones de diseño y operación Velocidad del proyecto 60 km/hr
Sección típica en viaducto 22 m
Sección típica en puente 26 m
Pendiente máxima en tramo corto 5%
Mínimo de veh/hr previstos en la interconexión en 2020 4,100
Capacidad vehicular en la interconexión en 2020 8,000

BOX 3

COSTO DEL PUENTE VIADUCTO DE LA UNIDAD

Área Costo (millones de pesos)
Viaducto superior 160 mdp
Viaducto inferior 60 mdp
Puente libre o atirantado 160 mdp
Cuatro rampas de acceso, equipamiento y obras inducidas 70 mdp
Dos pasos a desnivel 100 mdp
TOTAL 550 mdp

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