SANTIAGO CALATRAVA, UN INNOVADOR DEL DISEÑO DE PUENTES

 

 

Para quien no conoce a fondo a  Santiago Calatrava, este profesional podría resultarles  raro y a la vez extraño, ya que en el se reúnen dos características que difícilmente encontraremos en otro profesional, la mente calculadora y fría de un ingeniero y la destreza y creatividad de un arquitecto.

 

Calatrava, español de nacimiento, valenciano por orgullo y arquitecto-ingeniero de 49 años, por convicción tuvo su formación profesional definitiva en Suiza, de forma por demás extraña ya que a pesar de ser español, decidió incursionar en una nueva profesión, aun ya teniendo una primera,  en un país de costumbres y cultura extraña a su propio origen y además, ya teniendo el titulo de arquitecto,  es decir, se decide obtener uno titulo mas como ingeniero.

 

Su primera incursión en la arquitectura la realiza en la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Valencia, España, donde obtiene su titulo de Arquitecto y un master en urbanismo.

 

No contento con los dos títulos obtenidos, emigra a Suiza y se inscribe en  The Swiss Federal Institute of Technology. ETH Zurich, donde obtiene otro titulo de ingeniero civil y ahí mismo logra su doctorado en  técnicas científicas en el departamento de arquitectura de la ETH Zurcí.

 

La decisión solo el la sabe, sin embargo parece que fue la mejor ya que esta  ha permitido en el, lograr diseños y proyectos que solo un profesional con esas características podría darse el lujo de imaginar.

Una parte de su personalidad creativa la ha volcado en el diseño de puentes, algo que hasta hace algunas décadas solo estaba permitido a ingenieros, sin embargo Calatrava viene a revolucionar los diseños y las soluciones estructurales, convirtiéndolas en cosas atrevidas y nunca antes vistas.

 

Una de las virtudes de sus diseños consisten en mezclar las soluciones estructurales y las soluciones formales y conceptuales en cada modelo.

 

Esa mezcla de acero y concreto que siempre se han llevado de la mano, como los ingenieros y los arquitectos, el los amalgama en formas y volúmenes que convierten su obra en verdaderas esculturas monumentales que rasgan el cielo de cada lugar, convirtiendo el diseño en un emblema urbanístico que le da imagen y carácter a la ciudad que acoge su obra y al mismo tiempo retando la estabilidad de los materiales empleados.

 

El concepto de diseño de sus puentes los apoya en reglas que para el son indispensables, el nivel de conocimiento de la ingeniería estructural y el conocimiento de los sistemas constructivos del momento en el que se diseña un puente.

 

Para Calatrava existen tres aspectos que pueden modelarse en el diseño de un puente, las fuerzas simétricas o asimétricas en el arco de un puente, el trabajo de los arcos en su tensión y el trabajo de las columnas como soporte de los arcos.

 

Ello confluye a una idea, la arquitectura y la ingeniería de los puentes debe ser orgánica ya que asemeja la estructura del cuerpo humano y su juego de la tensión y la flexión.

 

Para enfocar estos conceptos he escogido un ejemplo de sus puentes mas significativos, el Alamillo Bridge que reúne dos características inigualables, la audacia del mástil y su solución técnica y la solución estructural del viaducto y la unión técnica y formal de ambos diseños en un todo conceptual.

 

 

Alamillo Bridge es un puente que originalmente estuvo pensado como un puente gemelo, es decir, con dos secciones simétricas y que intentaba comunicar el viaducto de la Cartuja y que correría a lo largo de 250 metros de largo conectando dos poblaciones distantes a 1.5 kilómetros de distancia entre ellas, sin embargo, al final quedó como un puente sencillo en una sección y un viaducto hecho en concreto armado, pero con una solución fuera de lo común, ya que combinó la originalidad de un mástil que resolvía por un lado el libramiento del puente sobre el cause del río y por otro lado se convertía en un símbolo del viaducto y del puente mismo.

 

Este mástil fabricado con una camisa de placas de acero y reforzado en su interior por concreto armado logró una altura de 142 metros sobre el nivel de piso terminado y una inclinación de 58° con respecto a la horizontal que le permite recibir los esfuerzos de la tensión de los cables que soportan el puente mismo, logrando en su diseño la forma de un brazo y jugando con la tensión de soporte y la flexibilidad de los materiales.

 

 

 

vista de la cimentación del mástil en la rivera del río

 

La carpeta de rodamiento del puente se concibe en un sistema estructural mixto, una estructura metálica para soportar ambos carriles de circulación y un recubrimiento o carpeta de concreto hidráulico que hace la función de capa de compresión, con un corazón central en forma de hexágono que aloja los soportes de los cables tensores que viajan desde el mástil y hasta la parte baja del puente y al mismo tiempo dejando en cantilíber los carriles de circulación semejando las alas de un avión.

 

corte sección del área de rodamiento del puente y su estructura central

 

 

Una de las características muy personales de Calatrava es la imposición en sus puentes de incluir un área de peatones en la mayoría de sus diseños y esta no es la excepción, separando además la zona de automóviles de la de personas.

 

 

 

Otra de las novedades en el diseño de este puente lo fue la cimbra deslizante que utilizaron los constructores y que permitió un ahorro de tiempo considerable en la ejecución.

 

 

Esta cimbra fue diseñada para correr sobre rieles que permitieran su traslado de forma rápida y autónoma pero al mismo tiempo que dejara trabajar en varios frentes sin que se estorbaran los obreros.

Este proyecto fue realizado por Santiago Calatrava para celebrar la exposición  mundial de 1992 realizada en Sevilla, españa y el puente sirvió para conectar la entrada a la expo por su parte noroeste

 

The artificial aspects of bridge design are the result of the mindset dictated by the essence of the play of forces. In the sense, the form of a bridge can be read in the geometry dictated by the resolution of structural forces and their logical arrangement. Where is the freedom of the design? The answer to this question lies in a precise study of the static system and the correct arrangement of the materials according to their properties. This opens up possibilities for the designer, which we would like to explain through a series of examples of bridges.

 

“Los aspectos artificiales del diseño de un Puente son el resultado del pensamiento dictado por la esencia del juego de fuerzas. La forma del puente puede leerse en la geometría dictada a través de la solución de fuerzas estructurales y su arreglo lógico. La libertad del diseño esta en la selección correcta de los materiales, acordes a sus propias  propiedades  lo que abre las posibilidades para el diseñador, el cual quisiera exponer sus ideas a través de sus propios diseños.”

 

In a first series of examples, we will study an asymmetric cable-stayed bridge. If we incline the pylon, its weight acts as a counter-force and enhances the asymmetry. By an intentional geometric arrangement of the return anchorage cables, the design can even increase this expression as shown in the Salford Bridge. If the weight and the slant of the pylon is great enough, the pylon and the roadway maintain a mutual balance, thus making the return anchoring unnecessary. An example for this is the Alamillo Bridge.

En una serie de primeros ejemplos, estudiaremos la asimetría de la tensión de los cables del puente. Si nosotros inclinamos el poste , este acto de sobrecarga contra la fuerza y su enhances la asimetría.

Por un arreglo intencional de la asimetría el regreso de los cables tensionados, el diseño puede ser incrementado y esta expresión se muestra en el puente salford.

En el caso del puente el alamillo, el equilibrio de fuerzas se logra a traves de la inclinación del poste y la tensión de los cables, haciendo que el anchoring sea innecesario.

 

As a second series of examples we whose the arch as the supporting system. In this case, the relative position of the arch and the connection with the roadway are of the decisive importance for the expression of the bridge.

The arch can be placed asymmetrically, but in a vertical position above the roadway. (Ondarroa Bridge).

The arch can be placed symmetrically above the roadway. (Merida Bridge).

The asymmetric arch can be placed at an angle. (Alameda Bridge). 

In all of the above cases, the torsional rigidity of the roadway is a decisive importance

As a third example, let us take a look at the bridge in Disentis which uses a haunched arch structural system. The inclined concrete haunches splay apart from the columns to which they are connected. The horizontal forces resulting from a one-sided loading are transferred via the counterbalancing stanchion head. When reversing the system, the same form with reversed tension and compression forces is the logical result. The role of the columns however, remains the same. The lateral concrete members of the tension element can be replaced by simple cables thus creating a slanted cable-stayed bridge with a compacted pylon.

Besides these static considerations, there is the freedom to give the pylon an appropriate shape. From the distance, the pylon takes on the shape of a human being with raised arms.

I believe, that architecture and engineering design are organic and related to the form of the human body.

 

Santiago Calatrava

Artículo escrito por el Arq. Javier Acosta Bautista,  publicado en octubre del 2000 por la revista Construcción y Tecnología del Instituto Mexicano del Cemento y el Concreto, Vol. XIII, núm. 149.

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