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Valdrá la pena en México prefabricar las estructuras de puentes? Esta pregunta suelen contestarla con cierta ligereza tanto los partidarios de la prefabricación como los que ven con escepticismo sus posibles ventajas basándose en el refrán de que “más vale malo por conocido, que bueno por conocer”. No hay que olvidar tampoco la importancia que tienen en nuestra forma de trabajar, la improvisación y la intuición, ambas cosas incompatibles con los principios de la prefabricación.

Fundándose en el éxito que la prefabricación ha tenido en otros países, muchos ingenieros ven en esta modalidad constructiva una forma de abaratar las estructuras de los puentes. En efecto, es difícil negar la conveniencia de estandarizar soluciones y recurrir a procedimientos industrializados de producción. Sin embargo, no es raro encontrar cierta resistencia a la aplicación de técnicas de prefabricación; resistencia que no deja de tener alguna justificación.

Nuestras condiciones no son iguales a las de los países donde los nuevos sistemas han demostrado
su bondad, que, o son altamente industrializados o por algún motivo tienen escasez de mano de obra, casos en que las ventajas de recurrir a la prefabricación resultan evidentes. En nuestro país esto no es así. La mano de obra todavía es barata y abundante. Por otra parte las distancias son muy largas, lo que no favorece el establecimiento de plantas fijas.

	FIGURAS
Solución con vigas TiB. Paso en el km 169.
Fig. 1. Plano de localización de los puentes prefabricados para la autopista México-Querétaro. Características generales de las estructuras.
Fig. 2. Puente típico en trabe rectangular pretensada.
Fig. 3. Puente típico de trabes Tib pretensadas.
Fig. 4. Puente típico de trabes Tib pretensadas.
Fig. 5. Tipos de dispositivos.
Fig. 6. Detalle del armado del extremo de una trabe.

Experiencias con puentes prefabricados en México
La modalidad de la prefabricación más frecuente en México ha sido la utilizada en algunos de los puentes postensados de claros medios (30 a 40 m aproximadamente) dos en los últimos años. Las vigas se prefabrican en los accesos del puente para ser lanzadas posteriormente sobre los claros a salvar. Menos comunes han sido los ensayes con puentes construidos con vigas fabricadas en plantas fijas y transportadas desde éstas hasta el lugar de la obra. Sin embargo, ha habido ya algunos casos que han aportado enseñanzas valiosas.

En 1964 se construyó un conjunto de catorce puentes para resolver el problema de cruces de caminos sobre el Emisor del Poniente, al norte de la ciudad de México. En este caso se utilizaron elementos prefabricados pretensados que fueron producidos en una planta del DF, desde donde fueron transportados a los distintos puentes. El principal elemento prefabricado que se utilizó fue una sección 1 pretensada con alambre de alta resistencia de 2 mm de diámetro. Las losas del sistema de piso se colaron en el lugar para formar una sección compuesta con las piezas prefabricadas.

Para valorar las posibilidades de la prefabricación la Secretaria de Obras Públicas (SOP) convocó a dos concursos para la construcción de las superestructuras de los puentes de la autopista México- Querétaro. Las bases de estos concursos se establecieron de manera que la prefabricación entrara directamente en competencia con otros sistemas constructivos. Con este fin se dio libertad a los concursantes para proponer soluciones coladas in situ o prefabricadas. Fueron impuestas ciertas limitaciones de peralte y de ancho de apoyos que no permitieron obtener el máximo provecho de sistemas a base de prefabricación.

Las condiciones de los claros a salvar variaron bastante entre sí de manera que no fue posible establecer un grado alto de estandarización. De los dos concursos convocados por la SOP, el primero comprendió las estructuras del tramo México-La Cañada, y el segundo las del tramo La Cañada- Querétaro. En el primer concurso las soluciones prefabricadas no fueron favorecidas y la solución adoptada consistió en estructuras convencionales coladas en el lugar, algunas de ellas postensadas. El segundo concurso fue adjudicado a un concursante que propuso un número importante de soluciones prefabricadas. De un total de 1,192 metros lineales de puente se prefabricó el 65%. La superficie total de calzada fue de 11, 324 m2, de los cuales el 52% correspondió a las soluciones prefabricadas.

Datos generales
En la Fig. 1 se muestra la localización de las estructuras prefabricadas así como sus características principales. La variedad de claros y anchos relativamente grande así como las limitaciones de peralte y de aspecto de la parte inferior mencionadas anteriormente obligaron a establecer diversas soluciones estructurales distintas entre sí.En las Figs. 2, 3 y 4 se muestran tres de las soluciones más representativas. Para claros menores a 11 metros se escogieron trabes rectangulares por su sencillez (Fig. 5).

Para los puentes donde se requería dar una apariencia plana en la parte inferior se proyectó la sección TiB, (Fig. 6). Con esta sección se forma una especie de cajón al colar encima la losa de concreto que actúa en sección compuesta conjuntamente con los elementos precolados. El espacio entre nervaduras es tan pequeño que el costo de la cimbra perdida necesaria para colar la losa influye muy poco en el costo total. En los casos de claros grandes donde no era necesario que la parte inferior de la estructura presentara una superficie plana aparente se utilizaronvigas 1, también formando sección compuesta con la losa colada en el lugar (Fig. 4). El análisis y dimensionamiento de las estructuras se hizo siguiendo las especificaciones y recomendaciones de la SOP, de la AASHO y del Reglamento ACI 318-63.

Para el concreto de los precolados se especificaron resistencias de 350 y 400 kg/cm”. Los tendones para el presfuerzo se formaron con alambre de 2 mm de diámetro, con una resistencia a la ruptura de 220 kg/mm2. En un caso que presentaba problemas especiales de carga y peralte se complementó el alambre de 2 mm con cables postensados.La liga transversal entre las trabes principales se logró por medio de diafragmas reforzados con acero ordinario, y colados en el lugar al mismo tiempo que las losas. Todos los tramos se consideraron libremente apoyados. La decisión de diseñar las superestructuras como isostáticas en lugar de continuas se tomó después de hacer una comparación cuidadosa de las dos alternativas.

Aunque desde el punto de vista funcional es más conveniente la solución continua porque se reducen juntas en la superficie de rodamiento y se simplifican los apoyos, se prefirió la solución isostática por su sencillez constructiva y para facilitar la estandarización. Las soluciones dadasa los dispositivos de apoyo se muestran en la Fig. 5. En la mayoría de los casos se propuso neopreno, solo o combinado con teflón.

Dimensionamiento de las zonas extremas de las trabes TiB
Fue necesario estudiar las zonas extremas de las vigas con cuidado debido a lo reducido del apoyo. El problema fue especialmente delicado en las trabes TiB, diseñadas sin ampliación en los extremos con el fin de simplificar la cimbra. Aunque esto es ya es usual en los Estados Unidos, en el caso de las trabes TiB se estimó conveniente reforzar conservadoramente los extremos debido a la forma poco convencional de la sección y el escaso espesor del alma (13 cm). En la Fig. 6 se puede apreciar un armado típico.

La tendencia al agrietamiento longitudinal se revisó por los procedimientos propuestos por Bernander, o Marshall, y Mattock, Marshall, y Lenschow y Sozen. Todos estos procedimientos dan refuerzos del mismo orden que los que resultan de aplicar recomendaciones empíricas como las de la AASHO y el Canadian Prestressed Concrete Institute. El armado propuesto es más conservador que el obtenido aplicando cualquiera de los procedimientos mencionados. El comportamiento observado ha sido satisfactorio.

Comentarios sobre experiencia mexicana en puentes prefabricados
Las obras de puentes en las que se ha aplicado alguna modalidad de prefabricación han aportado enseñanzas importantes. Se ha comprobado que los recursos técnicos de nuestro medio son adecuados para resolver cualquiera de los problemas de proyecto y ejecución propios de la prefabricación. Sin embargo, en lo que se refiere al aspecto económico de la prefabricación todavía es pronto para llegar a conclusiones definitivas.

Las oportunidades que se han presentado hasta la fecha para aplicar técnicas de prefabricación no han sido ideales. En algunos casos los proyectos han sido adaptaciones improvisadas de proyectos convencionales, lo que no suele conducir a un buen aprovechamiento de los recursos que brinda la prefabricación. En otras ocasiones ha sido necesario respetar una serie de limitaciones que no permitían llegar a soluciones convenientes. Como todos los ensayos han sido en escala relativamente pequeña, nunca ha sido posible alcanzar un grado alto de industrialización.

Un ejemplo típico es el de los moldes, donde es posible obtener economías grandes cuando el numero de usos justifica el, empleo de moldes metálicos. Sin embargo por regla general los moldes empleados han sido de madera, debido al bajo número de usos probable. La falta de experiencia en los sistemas de montaje y la carencia de equipo adecuado frecuentemente han tenido como consecuencia un costo exagerado de montaje. Es necesario señalar también que las comparaciones económicas entre soluciones prefabricadas y convencionales que se han efectuado no han tenido en cuenta todos los factores que deben considerarse.

Para evaluar el costo de las soluciones convencionales suelen utilizarse los costos promedios que tiene un contratista en la construcción de estructuras de puente en general, independientemente de que se trate de volúmenes de obras grandes o pequeñas, mientras que al estudiar las variantes prefabricadas no se tienen en cuenta las economías en supervisión y otros gastos indirectos. No es lo mismo administrar, supervisar y movilizar los recursos materiales necesarios para la realización de un gran número de obras pequeñas, a veces muy distantes entre sí, que centralizan la mayor parte de las actividades de manera que lo que resta por hacer en el lugar mismo de la obra quede reducido a un mínimo.

Tampoco es usual valorizar el ahorro de tiempo que es precisamente una de las ventajas principales de la prefabricación. En estas condiciones los resultados que se obtienen a veces son poco favorables a las soluciones prefabricadas. Un estudio más profundo del problema seguramente indicaría que en muchos casos la prefabricación puede aportar beneficios económicos importantes.