Procedimiento delicado con cilindros hidráulicos para formar la corona en el arco de hormigón del Puente del Tercer Milenio en Zaragoza

Desplazamiento hidráulico controlado con el sistema de elevación sincronizada de Enerpac

Quico Álvarez de Enerpac BV02/09/2008
Dos mil años después de que los romanos construyeron algunos de los más célebres arcos de la historia, una de sus ciudades antiguas ha presentado una nueva hazaña de ingeniería que refleja sus triunfos.

El Puente del Tercer Milenio en Zaragoza, la quinta ciudad de España – anteriormente el puerto fluvial romano de ‘Caesaraugusta’, sirviendo el Valle del Ebro - es una joya de la Expo 2008 que se celebra en la ciudad y uno de los puentes más impresionantes del mundo. Con su elegante y compleja estructura rematada por un arco atirantado de hormigón, la estructura de 36 millones de euros diseñada por el arquitecto Juan José Arenas constituye una hazaña de ingeniería hidráulica.

Aproximándose la fecha límite de la Expo del 14 de julio – 14 de septiembre (2008), y con sólo tres días disponibles para realizar esta tarea, se optó por un sistema de elevación sincronizada controlado por PLC de Enerpac para separar cuidadosamente y con gran precisión una carga de 12.000 toneladas y hacer espacio en la corona del arco para la última colada de hormigón del puente.

Un récord del mundo para una gran obra de ingeniería

Así como los romanos aprovechaban los avances en las tecnologías de hormigón e hidráulica para construir los acueductos y arcos de triunfo, así también utilizó la empresa constructora Dragados la avanzada tecnología hidráulica controlada por PLC de Enerpac para lograr el récord mundial elevando la corona del arco del Puente del Tercer Milenio (que tiene una longitud total de 270 m, un arco de 216 m, una plataforma de 48 m de ancha y una anchura total de 68 m, incluyendo 6 carriles para coches y 2 para bicicletas. Toda la estructura estaba fabricada de hormigón de alta resistencia).

“Normalmente no se utiliza hormigón para un puente tan grande con una configuración tan excepcional y esto presentó el desafío de batir un record mundial en la elevación de la corona. Una tarea realizada por Dragados que utilizó la solución hidráulica facilitada por Enerpac,” explica Jesús González, director técnico de Enerpac en España.

“La operación más crítica del proceso de construcción, que tuvo lugar en la primera semana de abril de 2008, fue la separación de la corona del arco atirantado. Esto se realizó utilizando un sistema sincronizado con seis cilindros de doble efecto con tuerca de bloqueo, cada uno con una capacidad de elevación de 2000 toneladas y con todos los seis cilindros controlados por una sola unidad de control PLC.

Al principio se utilizó el sistema hidráulico sincronizado integrado para desplazar el arco y separar los voladizos para hacer espacio para la última colada. Luego se utilizó para proporcionar la fuerza hidráulica para tensar los cables y levantar la plataforma a su posición final,” dijo Jesús González.

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Un sistema hidráulico sincronizado de 12.000 toneladas de Enerpac traslada el arco de hormigón y separa los voladizos para la última colada del Puente del Tercer Milenio en Zaragoza.

El punto crítico: el procedimiento de elevación

El éxito del proyecto dependía principalmente de la implementación suave y segura del procedimiento de elevación, uno de los puntos críticos del proyecto. Con tan sólo tres días para realizar la elevación de la corona del arco, los ingenieros necesitaban absoluta precisión, confiabilidad y seguridad en su lucha contra la fecha límite de la Expo 2008 en el verano nórdico.

Jesús González explica que el sistema sincronizado que se diseñó a medida, se desarrolló para separar y retener las dos piezas en la parte superior del arco, dejando el arco completamente libre de oscilaciones. Esta operación de precisión incluía un sistema electrónico programable que sincronizaba tres pares de cilindros con una precisión de medio milímetro entre los puntos iniciales y finales de los cilindros, y que toleraba un desalineamiento de cargas de 30 toneladas entre ellas. El sistema ejercía una carga de más de 12.000 toneladas en el arco para permitir la operación de separación y cierre a una altura de 36 metros sobre la plataforma del puente.

Con tan sólo tres días para realizar la elevación de la corona del arco, los ingenieros necesitaban absoluta precisión, confiabilidad y seguridad en su lucha contra la fecha límite.
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La separación del arco atirantado se realizó utilizando un sistema sincronizado con seis cilindros de doble efecto de 2000 toneladas con tuerca de bloqueo controlados por una sola unidad de control por PLC.

El sistema sincronizado de Enerpac se utilizó en ambas fases de la construcción del puente. Primero se construyó la plataforma del puente con un sistema de empuje que corría la estructura sobre pivotes provisorios. Esto incluía un sistema de control electrónico de ocho líneas de cilindros, de 150 toneladas cada uno.

El arco fue construido durante la segunda fase en la que se aplicaron tres pares de cilindros dirigidos por un transductor de 1600 bar y un sensor de carrera. Se realizó una sincronización basada en ordenador con software especialmente desarrollado para vigilar las rodaduras al abrirse el arco y controlar al mismo tiempo tanto cargas individuales por cilindro, como parejas de cilindros. El sistema fue diseñado con funciones automáticas a prueba de fallos para detener automáticamente la operación y mantener la carga en caso de que se interrumpiera la sincronización.

En cuanto se había concluido el cierre clave, los cables que soportan la plataforma volvieron a la tensión normal, imponiendo una carga adicional a los cilindros, que, tras haber cumplido con su trabajo formaron parte de la estructura mecánica. Los cilindros se cubrieron con hormigón y se quedaron en el interior del arco.

“El trabajo fue un reto y un honor para todas las personas involucradas, porque es una tarea monumental que lleva la firma arquitectónica de Juan José Arenas de Paul, los distintivos del diseño de Dragados y la garantía de precisión y seguridad de ejecución de Enerpac. Esta colaboración ha resultado en un puente espectacular de una estructura extremadamente complicada en hormigón blanco, cuya realización fue excepcionalmente difícil por su manipulación y control. Otros desafíos se presentaron al colocar las vigas transversales, haciendo este puente una de las obras de ingeniería de puentes más desafiante de los últimos años.”

Con el mayor arco de puentes fluviales en el mundo, la ejecución del proyecto se debe en gran parte a los sistemas sincronizados desarrollados por el centro español de soluciones integradas de Enerpac, dice el señor González. Las lecciones en control y seguridad también son aplicables en otros proyectos en otras partes del mundo.

Sistema de elevación sincronizada de Enerpac: un movimiento hidráulico controlado

Los sistemas sincronizados de Enerpac han sido utilizados en numerosos e importantes proyectos, incluyendo la construcción del puente más alto del mundo, el viaducto de Millau en Francia, con una altura de 343 metros. Su prodigiosa capacidad de elevación y seguridad ha sido aplicada en todo el mundo, de la construcción de plataformas petrolíferas en el Mar del Norte hasta el mantenimiento de una draga de 3500 toneladas para una mina de carbón en Queensland, Australia, así como la elevación de puentes y estructuras durante la construcción y el mantenimiento. Su delicada precisión también se utilizó en el sistema de elevación, pesaje y manipulación de los segmentos del casco en la construcción de destructores de combate antiaéreo para la Marina Real Británica.

Los sistemas de elevación sincronizada, disponibles en configuraciones de 4 a 64 puntos de elevación, controlan y vigilan los movimientos durante el ascenso, descenso, posicionamiento o ensayo hidráulico de objetos muy pesados, tales como maquinaria de fabricación, motores, estructuras fabricadas, edificios, puentes, plataformas petroleras, barcos, turbinas, generadores, molinos, instalaciones mineras y equipos computerizados/eléctricos pesados pero delicados.

Una gran ventaja es el equilibrio de la carga y la eliminación de las tensiones internas. Con control manual es inevitable que se produzcan diferencias entre los puntos de elevación, porque la medición del movimiento y el control de los puntos de elevación nunca son óptimos. Además, las tensiones internas resultantes pueden causar daños que pueden afectar el funcionamiento y la seguridad. La elevación sincronizada supera este problema.

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Procedimiento delicado con cilindros hidráulicos para formar la corona en el arco de hormigón del Puente del Tercer Milenio en Zaragoza.