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Cuando el Cálculo es la herramienta del Diseño: el Puente sobre el Basento de Sergio Musmeci

Llevamos unos meses publicando cada día, en nuestra cuenta de Twitter, @Estructurando, los datos básicos y foto formal de algún puente singular con el hashtag “#Puentedeldía”. La acogida de esta iniciativa ha sido muy positiva y me ha permitido ponerme al día en puentes  singulares.

Una de las sorpresas al realizar este divertimento ha sido encontrarme con estructuras realmente curiosas y, a veces, gratamente deliciosas. En este post os describo una de estas estructuras que me tiene fascinado por su singularidad, belleza y, sobretodo,  por su forma de concepción. Se trata del Puente sobre el río Basento, en Potenza (Italia) del Ingeniero Sergio Musmeci.

Sergio Musmeci Puente Basento 1

Sergio Musmeci (1926-1981) fue un ingeniero civil e ingeniero aeronáutico italiano que para este puente utilizó un nuevo paradigma en la concepción estructural. Normalmente,  el proceso de concepción estructural de un puente consiste en,  más o menos, las siguientes fases:

  • Adopción de una tipología estructural tipificada a partir de las condiciones de la obra
  • Aportación de una geometría estimada de los elementos de la obra (lo que llamamos predimensionamiento) .
  • Proceso iterativo que consiste en realizar el cálculo de la estructura y comprobar la viabilidad de la geometría propuesta (grado de seguridad), cambiando  la geometría de los elementos que no cumplan. El modelo inicialmente propuesto sufre una serie de trasformaciones geométricas en este proceso iterativo hasta llegar a una forma válida y óptima.

Se podría decir que según esta vía, el cálculo es una herramienta más del proceso de diseño.

Sin embargo, Sergio Musmeci pensó en otro proceso. Le dio la vuelta a la tortilla e ideó un método en el que el cálculo era el que diseñaba la estructura, es decir, un método que obtiene una estructura específica, no tipologizada, a partir de las cargas y sin conocer inicialmente el resultado final. De esta manera, la forma estructural resultante explicaría visualmente la manera de trabajar de ella misma. Es decir, su proceso que tendría las siguientes fases:

  • Partir de las acciones sobre la estructura y condicionantes especiales de la obra
  • Búsqueda geométrica de la estructura que asuma unas tensiones límites (definidas por el material y que define en sí el grado de seguridad estructural) y que cumplan unas restricciones prefijadas del tipo:
    • Menor cantidad de material
    • Criterios de minimización del coste constructivo

La  obra así concebida es este Puente sobre el río Basento construido entre 1972 y 1974 en Potenza (Italia):

 Puente de Basento de Sergio Musmeci 2

Se trata de dos estructuras superpuestas, la primera es la losa superior, condicionada por el paso de vehículos y formada por una losa plana que descansa sobre la segunda estructura en 32 apoyos puntuales. Esta segunda estructura es una superficie de doble curvatura de 0,30 m de espesor formando cuatro arcos de 69,20 m de luz y apoyada en bases cuadradas de 10,38 m de lado. La longitud total del puente es de 280 m.

Para el diseño de la estructura, Musmeci resolvió una ecuación diferencial de superficie que minimizaba la cantidad de material imponiendo las tensiones máximas en el hormigón. Decidió usar superficies con la condición de que las curvaturas principales que definían en cada punto la geometría de esta fueran iguales y de signo contrario.

De manera paralela al cálculo, construyó varias maquetas para la validación del modelo. Una de ellas, de neopreno, podemos verla aquí:

 Modello neopreno Puente Basento

Otra, de metacrilato, a escala 1:100 :

Puente Basento metraquilato

Y otra algo más grande, escala 1:10 y de microcemento podemos verla aquí:

 Sergio Musmeci Puente Basento Modelo Hormigón

En esta se pudo comprobar (en el Instituto Experimental para los modelos y Estructuras de Bérgamo) que las tensiones registradas en todos los puntos de la estructura eran similares.

Inicialmente se pensó aprovechar el espacio resultante entre el tablero y la estructura para el paso de una pasarela, pero finalmente no se llevo a cabo. Hubiera quedado algo así:

pasarela en el puente basento

Por último, recalcar que el coste final del puente fue similar al de otras tipologías  mas convencionales.

Os dejo varias fotografías que he encontrado de este puente y el Street View de su ubicación donde podéis hacer un recorrido por sus alrededores.

dentro del puente de basento

Sergio Musmeci puente basento4

Puente BASENTO

Puente Basento construcción

Prueba de carga del puente Basento

Fuentes:

Un puente de Musmeci sobre el río Basento: una obra singular en el panorama arquitectónico del siglo XX. Agustín Lacort.

– Wikipedia yWikiarquitectura

Espero os haya gustado tanto como a mi.

 


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José Antonio Agudelo Zapata

Ing. Caminos, Canales y Puertos y Máster de Estructuras por la Universidad de Granada. Cofundador y responsable de Estructurando.net

17 Responses to Cuando el Cálculo es la herramienta del Diseño: el Puente sobre el Basento de Sergio Musmeci

  1. […] Cuando el Cálculo es la herramienta del Diseño: el Puente sobre el Basento […]

  2. […] Cuando el Cálculo es la herramienta del Diseño: el Puente sobre el Basento de Sergio Musmeci… […]

  3. Balse dice:

    Este caso encaja dentro de lo que yo llamo “estetica estructural”. Es decir la estetica de las estructurtas que trabajan de forma natural y no sobrediseñada ni forzada. Por tanto esta estructura “tiene una gran estética estructural”
    Muy buen post muy completo e inspirador

  4. usuario dice:

    Bua, quiero ver el cálculo de la armadura, hay zonas con arco de descarga, pero el entronque donde se aprovecharía la pasarela tendrá un cortante tremendo

    • Lamentablemente no dispongo del cálculo ni planos de armadura. Sería interesante tener los planos o el modelo para poder correrlo en algún programa de cálculo y comprobar si ciertamente se trata de una superficie isotensional. Yo no lo veo descabellado, superficies así ya las hacían antes Torroja, Lugi Nervi o Candela con espesores mucho menores (5 cm).

      • Balse dice:

        Siguiendo los modelos de Gaudi, con sus antifiniculares, etc, estoy seguro de que el modelo de neopreno de la foto, pero invertido es decir, colgando de la lámina el tablero, con sus cargas y colgando el conjunto de sus apoyos “al terreno”, determina que las tensiones por cortante se descargan satisfactoriamente. Yo lo veo natural. Y de hecho funciona con sus 30 cm.

  5. Elena Ferreira dice:

    Excelente! No me sorpende que haya sido italiano, siempre enseñándonos la combinación perfecta entre diseño e ingeniería al resto de los ingenieros del planeta.

  6. Libe dice:

    Si tú estás aprendiendo con “el puente del día”… ¡ imagínate nosotros!
    Supongo que por deformación profesional yo me quedo con los que destacan especialmente por lo que Balse ha llamdo “estética estructural”.
    Hay verdaderas obras de arte/ingeniería que ni tan siquiera sabía que existían.
    Felicidades por el post!

  7. Jaume dice:

    Muy interesante, recuerda a las láminas de Heinz Isler, que utilizava textiles y cuerdas en tensión en sus diseños. Éste puente debe ser de los últimas obras que dio la época dorada de las láminas de hormigón que hubo en la primera mitad del s. XX.

    ¡Felicidades!

    • Gracias Juame¡¡
      Las láminas siempre han sido un tema estructural que me ha gustado mucho y el cómo lo resolvían los pioneros como Isler, Torroja o Candela con textiles o cuerdas me ha fascinado. A ver si escribo algún post sobre las Velarias y sus cualidades, que me parece un tema muy interesante.
      Un saludo¡¡¡

  8. Leo dice:

    En programas de elementos finitos se utiliza una técnica denominada “topology optimization” que describe, en esencia, un proceso similar al descrito en este artículo.

    El programa parte de un “tosco” de material, las condiciones de contorno y las solicitaciones, y a partir de ahí “esculpe” el material en un proceso iterativo hasta llegar a un óptimo (local o global) estructural.

    Podéis buscar referencias fácilmente en Google.

    Muy interesante tu artículo. Gracias por compartirlo.

    • Gracias Leo¡¡
      Conozco esas herramientas de las que hablas. En la ingeniería industrial, en la que la optimización de las piezas hasta la mínima expresión es un imperativo, son muy usadas. Quizá, y esa es la pena, no lo son tanto en la ingeniería civil (que debería en mi opinión). El mérito de Musmeci realmente es que se pudiera concebir y ,sobre todo, resolver el problema, en los años 70.
      Muy interesante el tema. A ver si un día me animo a escribir un post sobre ello.
      Un saludo Leo¡

  9. […] la forma queda autoimpuesta por las propias cargas de la estructura (como pudimos ver en el post “Cuando el Cálculo es la herramienta del Diseño: el Puente sobre el Basento de Sergio Musmeci” o en el post “Gaudí, el funicular de cargas y un software para calcular en 3d”). Sin […]

  10. Luis Poveda dice:

    He leido una de tus artículos que me han cautivado y me ha llevado a mas artículos todos muy buen aporte, muchas gracias por transmitir esos conocimientos

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