ACERO
Un mundo de acero Ventajas competitivas del acero en la construcci贸n Thomas Telford Revista de difusi贸n de la Federaci贸n Mexicana de Colegios de Ingenieros Civiles, A.C. $ 50 Vector Especial Acero
Instituto Mexicano de la Construcci贸n en Acero
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Concreto
Conferencia T茅cnica FEMCIC - Vector
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El Parlamento Europeo
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l acero es básicamente una combinación o aleación de hierro y carbono: más de un 98% de hierro y hasta un 2% de carbono. El hierro puro es el elemento principal del acero y no se encuentra libre en la naturaleza, ya que reacciona con facilidad con el oxigeno del aire para formar óxido de hierro con impurezas y otros materiales.
Actualmente existen más de 2,500 clases estándar de acero en el mundo, cuya fabricación inicia con la reducción del hierro; algunas veces, además del carbono, se agregan otros elementos de aleación específicos como el cromo ó el níquel para propósitos determinados como incrementar la residencia, la ductilidad o la dureza, entre otros.
Tipos de acero Los diferentes tipos de acero se clasifican de acuerdo a los elementos de aleación que contienen.
Aceros de carbono Más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diferentes cantidades de carbono y menos del 1.65% de manganeso, el 0.60% de silicio y el 0.60% de cobre. Los aceros al carbono tienen amplias aplicaciones en las industrias de la construcción, metalmecánica, naval y automotriz.
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Aceros aleados Estos aceros contienen cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales, además de una proporción variable de molibdeno, vanadio y otros elementos. Se subdividen en: • Estructurales: con un contenido de la aleación que puede variar entre el 0.25 y el 6%, estos aceros se utilizan en puentes, estructuras de edificios, partes de máquinas, chasis de automóviles y barcos.Para herramientas: son aceros de alta calidad que se emplean en herramientas para cortar y modelar metales y no metales. • Especiales: son aceros con un contenido de cromo superior al 12%. Son aceros de gran resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión. Se emplean en turbinas de vapor, engranajes, ejes y rodamientos.
Aceros inoxidables Los aceros inoxidables son muy duros, brillantes, resistentes a la oxidación, a la humedad y a la acción de gases corrosivos y mantienen esa resistencia durante largos periodos a temperaturas extremas. Tienen aplicaciones industriales, en el transporte, la arquitectura, la medicina y la cocina, principalmente.
Aceros de baja aleación ultra resistentes Esta familia es la más reciente de las cuatro grandes clases de acero. Los aceros de baja aleación son más baratos que los aceros aleados convencionales; sin embargo, reciben un tratamiento especial que les da una resistencia
mucho mayor que la del acero al carbono. En la actualidad se construyen muchos edificios con estructuras de acero de baja aleación, porque las vigas pueden ser más delgadas sin disminuir su resistencia.
Es muy difícil concebir un escenario de la vida urbana o rural donde no haya al menos un objeto de acero. Es posible encontrar piezas de acero en gran cantidad y en todas partes en nuestras casas, en nuestra ropa, en las calles y en el campo. El acero está presente prácticamente en todos los aspectos de la vida diaria: la vivienda, el trabajo, la transportación, la alimentación y la salud, por ejemplo. En resumen, pudiera decirse que nada es fabricado, procesado o transportado sin utilizar acero, y para comprobarlo vale revisar algunas de sus aplicaciones En los hogares pueden verse puertas, muebles, artículos decorativos, utensilios de cocina, cubiertos, llaves de baño, cerraduras y candados, cajas de herramientas y herramientas. En el aspecto personal se emplean navajas de afeitar y alfileres; también los relojes y los broches de ropa pueden ser de acero. En la industria existen naves, hornos, equipamiento, herramientas y cables de acero. Se emplea acero también en los electroimanes, en los núcleos de transformadores y en los escudos magnéticos. En las oficinas, las cajas de los elevadores son de este material.
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Torre Acero
Con acero se construyen viviendas, centros comerciales, escuelas, hospitales, estadios, estaciones, puertos, túneles, y defensas fluviales y costeras, entre otras muchas obras. En el transporte se usan contenedores y flejes de acero. Los automóviles y camiones usan acero en su fabricación. Los ferrocarriles y los rieles son de acero. Las torres de comunicaciones se pueden construir de acero. Hasta el arte encuentra en el acero un material sumamente adecuado para las esculturas y creaciones de forma y volúmenes. Por tipo de acero, los más usados son los aceros al carbono, que constituyen la mayor parte de las estructuras de construcción y la materia prima de maquinas como excavadoras y grúas, carrocerías de automóviles y cascos de buques, incluidos los portaviones. Los aceros inoxidables se utilizan en tuberías y tanques de petróleo o plantas químicas, en fuselajes de aviones y en la construcción de capsulas espaciales. También se emplean en arquitectura con propósitos decorativos; en medicina para fabricación de equipos quirúrgicos e instrumental — agujas, por ejemplo— y para fijar o sustituir huesos rotos, ya que resisten la acción de los fluidos corporales. También se utilizan en la fabricación de utensilios de cocina, ya que no oscurecen los alimentos y pueden limpiarse con facilidad.
El acero ha sido empleado en la construcción de rascacielos desde la segunda mitad del siglo XIX.
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Actualmente, por sus bondades, es uno de los materiales más usados en esta industria, dentro de los siguientes campos: • Estructuras: el acero interviene en el conjunto de elementos que constituyen el “esqueleto” de un edificio como columnas, trabes, vigas, perfiles y tubos, o en la manera en que se organizan e instalan los distintos elementos del esqueleto. • Armaduras de acero para concreto: el conjunto de productos largos en acero redondo o de entramados soldados, o no, que forman una estructura en concreto armado: varilla, alambrón y fibra de acero. • Sistemas constructivos: los elementos constructivos que trabajan entre sí para formar una estructura completa, como estructuras espaciales o sistemas de forjado compuesto. • Cubiertas: hay acero en los dispositivos para proteger de las precipitaciones que cubren la parte superior de los edificios, tales como techos simples, paneles o soportes. • Divisorias y decoración interior: este campo comprende los productos de acero especialmente indicados para su utilización en interiores por sus propiedades térmicas, acústicas o estéticas, como falsos techos o paneles para compartimientos. • Forjados: de acero son las superficies o bloques compuestos horizontalmente que separan dos pisos sucesivos en una construcción y que recogen las sobrecargas de funcionamiento del edificio. • Fachadas: existen elementos que constituyen la “piel” o cubierta exterior de un edificio. • Obra civil: productos de acero relacionados con la construcción de obras públicas como barreras de seguridad, pantallas acústicas, carriles, andamios y puntales.
Centro Cultural Filadelfia
redunda en una mayor flexibilidad en el uso del edificio y hace posible un mejor diseño interior sin necesidad de incrementar la inversión.
Ventajas arquitectónicas Luego de que en las fundiciones de los altos hornos pudo obtenerse acero —un material más resistente y elástico que el hierro—, su empleo permitió una mejor articulación del espacio, como lo demostró Mies Van der Rohe con una pilastra de acero cromado capaz de unir paredes de cristal traslúcido en el pabellón alemán en la Exposición de Barcelona de 1929. Desde entonces, el acero se ha convertido en un elemento característico de la arquitectura de alta tecnología, sobre todo a partir de las espectaculares vigas reticuladas de acero ideadas por Renzo Piano y Richard Rogers para el revestimiento del Centro Georges Pompidou de Paris. El uso del acero es un aliado invaluable en el diseño, brindando flexibilidad y fácil refuerzo cuando es necesario; por ejemplo, cuando se pretende cambiar el uso de un inmueble. Los edificios de acero pueden ser expandidos fácilmente en cualquier dirección y los elementos de acero se diseñan más fácilmente que los elementos de otros materiales.
Ventajas económicas De manera más fácil y económica, una estructura de acero permite claros mas grandes con menores columnas, lo que
Una estructura de acero puede ser fácilmente diseñada; los materiales, rápidamente comprados; fabricada y montada en periodos cortos. Como un edificio de acero puede ser construido mucho más rápido, los intereses durante la construcción se ven reducidos: el edificio puede ser ocupado antes y los ingresos producto de su ocupación llegan antes en beneficio del flujo de capital. El valor de un edificio con estructura de acero permanece alto por la facilidad con que puede expandirse, renovarse o reforzarse para adaptarlo a nuevas necesidades. En un país como México, ubicado en zona sísmica, la ductilidad del acero lo hace el mejor material para resistir temblores de manera económica. El propietario de un edificio debe considerar cuánto de la estructura será recuperable después de un sismo. Una estructura de acero magnifica esta recuperación y reduce los costos de demolición, si se llegasen a requerir.
Ventajas ecológicas En el acero es un producto 100% reciclable. Además, la industria del acero ha establecido programas para disminuir los consumos de agua y energía y las emisiones a la atmosfera.
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Dirección y sentido
Si bien toda actividad industrial genera algún grado de emisión al aire, lo importante es que la cantidad de partículas o gases liberados no dañe la salud del hombre, los animales o el medio ambiente. En este sentido, los productores de acero han incorporado sistemas de limpieza de gases orientados a minimizar las emisiones; por otra parte, se han encontrado aplicaciones para el polvo captado en los sistemas de filtros, mismo que es utilizado en la agricultura para el mejoramiento de praderas, al igual que otros residuos que son utilizados para el reemplazo de materias primas.
Ventajas de seguridad En caso de un sismo, es muy conveniente que la estructura de los edificios tenga la mayor capacidad posible para absorber la energía de movimiento transmitida por el terremoto. Si esta energía no es absorbida por el acero, que es el elemento plástico de las estructuras de concreto reforzado, esa energía se concentra entonces en la fractura de trabes o columnas, lo cual es desastroso. La tenacidad se define como la capacidad que tienen los materiales de absorber energía al deformarse antes de ocurrir la fractura. Así, la varilla microaleada de acero y los elementos de este material son sumamente tenaces. Esta cualidad incide directamente en la seguridad de los usuarios de un edificio.
Floralis Genérica
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Nord LB Building
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Infraestructura
Museo Universitario del Chopo
Ana Silvia Rábago Cordero
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a colonia Santa María la Ribera suscita un buen número de reminiscencias, a cual más dispares, entre los habitantes de la Ciudad de México. Referirse al sitio implica, para algunos, hablar de una zona muy concurrida de la capital; para otros, de un lugar difícil de visitar, mientras que algunos más lo considerarán un sitio ideal para hablar de cultura y arte, ya sea al referirse al pintoresco tian-
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guis que solía acoger, a las exposiciones que ofrece alguno de sus museos o a los magníficos edificios que el barrio aún conserva. Uno de éstos despierta, por sobre los demás, la curiosidad del viandante y el asombro de turistas y lugareños por igual: la monumental estructura de acero que alberga al Museo Universitario del Chopo. La estructura del actual Museo del Chopo fue construida en Alemania en 1900. En ese momento, la modernidad se había convertido en el estandarte del régimen de Porfirio Díaz, lo cual se reflejó en la construcción e inauguración de diversos edificios que mostraban la posibilidad de invertir en el mejoramiento de la imagen urbana de la capital —y de las grandes
Infraestructura
ciudades del interior— gracias a la estabilidad económica lograda al amparo de la administración porfirista. En los primeros años del siglo XX se llevó a cabo en Düsseldorf, Alemania, la Exposición de Arte e Industria Textil, para la cual la empresa metalúrgica Gutehoffnungshütte construyó un edificio con piezas que podían montarse con facilidad. La feria concluyó a finales de 1902, y tres de las cuatro salas de exposición fueron compradas por los ingenieros Hugo Dorner, Luis Bacmeister y Aurelio Ruelas, quienes pretendían trasladarlas a la Ciudad de México y convertirlas en el edificio sede de la Compañía Mexicana de Exposición Permanente. A diferencia de otras construcciones hechas durante el porfiriato, en las que toda la planeación y edificación se realizó en México, la novedad del llamado Palacio de cristal —nombre que se dio al edificio por ser sus materiales, acero desnudo y vidrio— fue precisamente que no se fabricó en el país, sino que es una estructura diseñada y hecha completamente en Europa, con la que se logró algo hasta poco tiempo antes inimaginable: el traslado casi completo de una estructura de acero de un continente a otro, lo que le convirtió en el primer edificio prefabricado de México. Las piezas de la construcción fueron enviadas por mar hasta Veracruz y finalmente llegaron por ferrocarril a su destino, la colonia Santa María la Ribera, donde el palacio fue armado en un terreno ubicado en la calle de Chopo. Dicho terreno pertenecía al empresario José Landero y Cos, y se ubicaba cerca de la estación del ferrocarril de Buenavista. La construcción —o, mejor dicho, el ensamblado de las piezas— se llevó a cabo entre 1902 y 1905, año en el que fue liquidada la Compa-
ñía Mexicana de Exposición permanente y Landero y Cos adquirió el inmueble para crear una sala de exposición de productos industriales. En 1909, la Secretaría de Instrucción Pública y Bellas Artes —dentro del proyecto de modernización del país a partir, no sólo del aspecto material, sino de la educación y la cultura— arrendó el Palacio de Cristal para utilizarlo como sede del Museo de Historia Natural. Sin embargo, en 1910, en el marco de los festejos del Centenario de la Independencia, el edificio se prestó temporalmente para la Exposición de Arte Industrial Japonés. Como la mayoría de los eventos del festejo, la exposición fue inaugurada por el presidente Porfirio Díaz, y el edificio recibió el sobrenombre de “pabellón japonés”.
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Después de esta breve pausa, el Museo de Historia Natural fue inaugurado el 1 de diciembre de 1913 por el presidente Victoriano Huerta. Sus exposiciones tuvieron mucho éxito, convirtiéndose en uno de los museos más visitados de la ciudad gracias a sus colecciones de animales disecados, minerales y óleos sobre paisajes. Al obtener la Universidad Nacional de México en 1929 el decreto que garantizaba su autonomía, el museo pasó a su resguardo, lo que provocó un litigio de treinta y ocho años entre la UNAM y José Landero y García Granados — hijo de José Landero y Cos— porque el inmueble estaba ubicado en un terreno que había sido propiedad de su padre. El proceso judicial comenzó en 1912 y acabó en 1950, al pagar la UNAM 355,000 pesos al heredero del empresario.
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Para 1930, el Museo del Chopo ya era muy conocido y visitado. En dicho año hubo una modificación en la nomenclatura de la calle que daba nombre al museo, la cual se nombró “Dr. Enrique González Martínez”; sin embargo, el museo conservó su anterior denominación. El Museo de Historia Natural continuó con sus actividades hasta 1964 cuando, a causa del deterioro del edificio y del acervo mismo, se determinó el cierre del Museo del Chopo, por lo que parte de las colecciones se trasladaron a la nueva sede del museo, en la 2ª sección del Bosque de Chapultepec, y otra parte se llevó al Museo de Geología —ubicado también en Santa María la Ribera—, al plantel 9 de la Escuela Nacional Preparatoria, a la ENEP Iztacala y al Museo Nacional de las Culturas.
Infraestructura
Por cerca de nueve años, el edificio del Chopo estuvo abandonado, deteriorándose más al paso del tiempo. Sin cuidado alguno, el acero de su estructura y el vidrio que lo adornaba adquirieron un triste aspecto. La vacía construcción sirvió entonces como locación para películas de terror como La mansión de la locura, de Juan López Moctezuma (1971) y Recodo del purgatorio, de José Estrada (1975). Al no ser ocupado durante varios años, el edificio corrió el riesgo de ser demolido y vendido como chatarra. La concepción estética de principios de siglo, en la que el acero puro y los vitrales se concebían como la forma de unir arte e industria, ya no tenía la misma vigencia. Sin embargo, el gobierno mexicano emitió la Ley Federal sobre Monumentos y Zonas Arqueológicas, Artísticas e Históricas, la cual evitó que el Chopo fuera destruido y sus toneladas de acero vendidas como desperdicio. A la par, la UNAM comenzó la restauración de la construcción para rescatar su valor histórico y artístico.
Finalmente, el museo fue reinaugurado el 25 de noviembre de 1975 por el entonces rector de la UNAM, Guillermo Soberón Acevedo; a partir de entonces adquirió el nombre con el actualmente se le conoce: Museo Universitario del Chopo. Junto con el Palacio de Minería y la Casa del Lago, el Museo del Chopo se integró a las dependencias a cargo de la Dirección General de Difusión Cultural de la UNAM. Exposiciones de cine, teatro, conferencias y talleres fueron parte de los servicios que el museo puso a disposición del público. En 1976, dentro de los festejos por el XV aniversario de la Filmoteca de la UNAM, se organizó la exposición 80 años de cine en México, la cual ocupó todo el edificio, mismo que fue ambientado con locaciones de cine de distintas décadas. El éxito de la muestra fue tal que un año después se constituyó el Cinematógrafo del Chopo. Para ofrecer un mejor servicio, el edificio fue remodelado nuevamente en 1982, al serle agregados un foro, camerinos y salones para talleres, entre otros espacios. Actualmente, el Museo del Chopo es un ícono de la cultura en la Ciudad de México, donde todas las artes se concentran en su interior: literatura, teatro, danza, cine, pintura y escultura. Espacio abierto para el arte contemporáneo, el coloso de hierro es testigo de las transformaciones culturales y espaciales de la colonia en la que se encuentra. El museo del Chopo es un personaje inmóvil —pero a la vez dinámico— que ejemplifica la capacidad para convertir al acero en algo más que material de construcción: en él, el acero es arte; la sobriedad enmarcada en sus dos torres saluda al visitante, lo invita a que que entre metal y vitrales disfrute no sólo de las exposiciones, sino del edificio mismo. El Museo Universitario del Chopo representa más de cien años de historia, cien años desde que el metal desnudo se convirtió en arte, en objeto estético.
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Un lugar preferencial2
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uchas son las ventajas del acero como material, lo que ha permitido llevar a la práctica ideas y diseños arquitectónicos audaces, así como imponentes obras civiles de gran envergadura. En este sentido es que el acero se hace patente por sobre otros materiales para la construcción: si bien, en principio, una mayor relación de resistencia y rigidez por unidad de volumen le ofrece una aplicación preferencial, también debe considerarse su homogeneidad, la cual mantiene la uniformidad de sus propiedades mecánicas y físicas a lo largo del tiempo, lo que le otorga un valor agregado.
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Para citar algunos ejemplos de sus ventajas, los techos de acero se han convertido en lo usual ante el implacable sol de Australia, y qué decir del vertiginoso crecimiento en cuanto a desarrollos habitacionales en esa del parte del mundo; asimismo, hoy en día la estructura de acero se
Productos y servicios
emplea para reforzar la mampostería en Gran Bretaña y el continen¬te europeo; en los Estados Unidos, en Escandinavia y en Finlandia, el acero ofrece una fascinante alternativa, comparada con los sistemas constructivos a base de estructuras de madera y los techos de materiales combustibles, como aglomerados o paneles sintéticos. En Suecia, las estructuras de acero brindaron una mayor flexibilidad a los proyectos de viviendas multifamiliares, mientras que en Japón el acero reemplaza a la madera debido a su adaptabilidad a la prefabricación automatizada y cobra un mayor auge debido a su resistencia sísmica y durabilidad, lo que ha quedado demostrado en temblores como el acaecido en la ciudad de Kobe en 1995. Brasil, Argentina y México, como países en desarrollo, impulsan fuertemente el desarrollo de la estructuración metálica, al construir un mayor número de viviendas de acero que proveen comodidad y funcionalidad en las modalidades de autoconstrucción o edificación modular, que pueden ser realizadas por mano de obra no necesariamente especializada pero sí capacitada. Canadá y Estados Unidos, por su parte, hacen lo propio en el mercado de los edificios metálicos industriales, cuyas aplicaciones se aprecian en fábricas, centros comerciales, farmacias, escuelas, iglesias, gimnasios y todo tipo de proyectos en donde basta un buen diseño arquitectónico para que la estructura–marco de acero entre en acción. El acero cuenta, además, con la ventaja que le otorga la maleabilidad de los componentes estructurales en taller y campo, la facilidad de transporte, su ligereza, ductilidad, resistencia a la fatiga y una gran capacidad de absorción de energía bajo el concepto actual y de uso común de disipadores metálicos.
Costo–beneficio en la construcción
El aspecto económico/financiero juega un papel clave en todo proceso constructivo y la importancia alcanzada por el acero deja testimonio de ello, en gran medida por su menor peso —con lo que se obtiene un ahorro por demás significativo en la cimentación— y por su alta relación resistencia/peso, de ahí que su uso intensivo en edificios altos y estructuras de grandes claros se justifique plenamente. Un elemento aparte lo representa la reducción en los tiempos de construcción —las horas/hombre acumuladas— y el retorno de la inversión en periodos mucho menores, sobre todo al ser empleados elementos prefabricados que muestran su adaptabilidad para acoplarse a acabados de diversos tipos sin perder su resistencia natural, haciendo del acero un material estético, pero al mismo tiempo seguro y de pronta habitabilidad. En este sen-
Un lugar seguro para habitar, con la facilidad de ser construido en un tiempo menor sin escatimar seguridad, es lo que el acero ofrece. Aplicaciones del acero en vivienda: •90% en estructuración metálica. •30% combinado con concreto en sistema de vigueta y bovedilla. •25% como refuerzo en cimentación. •25% como refuerzo de castillos. •30% como refuerzo de trabes y muros.
tido, los costos directos pueden reducirse entre un 20% y 25% con respecto a los de la construcción tradicional, y esta cifra puede aumentar si se consideran los costos indirectos.
En cualquier espacio En un territorio como el de México, que se caracteriza por tener zonas sísmicas de gran riesgo, la construcción con acero ha demostrado un compor-
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Productos y servicios
En lo que respecta al espacio útil, el acero presenta una gran eficiencia constructiva al permitir claros más grandes que con la construcción tradicional. A la vez, las menores dimensiones de los miembros estructurales de acero, con respecto a las secciones de concreto, permiten un uso eficiente del espacio y brindan una mayor amplitud de áreas.
tamiento altamente satisfactorio ante los terremotos debido a la ductilidad que caracteriza al material siderúrgico. Así lo revelan datos del sismo de 1985, donde el acero demostró su superioridad en edificaciones que, si bien fueron dañadas, no se derrumbaron en su totalidad por su capacidad de respuesta y resistencia a la carga. De igual suerte, en zonas afectadas por los huracanes, el acero ha demostrado igualmente su competitividad: anclajes rápidos, estructuraciones erigidas a base de secciones de ligera dimensión y marcos de sección variable han hecho que el tiempo de construcción con viviendas prefabricadas en acero se reduzca hasta en un 90%. Esa característica, que da flexibilidad a los proyectos arquitectónicos, es también uno de los factores por los que los arquitectos prefieren el uso del acero, ya que se adapta al trazado de grandes claros, vigas voladas, paredes oblicuas, aberturas en el piso y otros diseños especiales. Adicionalmente, la construcción con acero facilita la realización de modi-
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ficaciones, al permitir cambios de diseño para incorporar ascensores, escaleras y otros requerimientos mecánicos o arquitectónicos, en tanto que, en obras terminadas, las estructuras de acero pueden reforzarse para soportar cargas adicionales.
A la vista La rapidez constructiva es otra ventaja a favor de la construcción con acero, material que permite realizar trabajos de prefabricación que facilitan ampliamente el tiempo empleado en la etapa de montaje estructural. En lo referente a los acabados existe una mayor economía, y la estructura de acero es compatible con una gran variedad de materiales complementarios con un menor costo. A todo ello se suma una característica que es fundamental dentro de la tendencia ambientalista del presente: el acero es un material ecológico, 100% reciclable.
La rapidez constructiva es otra ventaja a favor de la construcción con acero, material que permite realizar trabajos de prefabricación que facilitan ampliamente el tiempo empleado en la etapa de montaje estructural. En lo referente a los acabados existe una mayor economía, y la estructura de acero es compatible con una gran variedad de materiales complementarios con un menor costo. A todo ello se suma una característica que es fundamental dentro de la tendencia ambientalista del presente: el acero es un material ecológico, 100% reciclable.
Productos y servicios
Si de ventajas se trata
•Económico: edificación rentable en lo relativo a la inversión, comparada con los sistemas tradicionales (por ejemplo, ahorros de hasta un 70% en cimentación, o de un 40% en cuestiones de mantenimiento de la construcción en condiciones de vida útil). •Rápido: el tiempo de construcción es casi un 70% más rápido, y brinda facilidad modular, de conexiones y de montaje en obra. •Durable: un producto para toda la vida. Infonavit y Fovi lo constatan en vivienda (mínimo 30 años de duración). •Limpio: sistema seco y sin mezclas ni polvaredas. •Ligero: reduce el peso en la cimentación y las cargas muertas, otorga facilidad de manejo y permite la prefabricación. •Menor desperdicio: por su naturaleza y colocación, reduce significativamente excedentes en proceso de obra. •Seguro: resistente a la humedad, fuego, vientos fuertes, sismos o termitas mediante la correcta aplicación de inhibidores. •Confortable: aislamiento termoacústico que provee ahorro de energía, además de proveer comodidad. •Flexible: puede ser utilizado en combinación con otros sistemas constructivos (viable en remodelaciones). •Versátil: se adapta a cualquier proyecto y permite diseños que en otros materiales serían muy costosos (cúpulas o arcos, entre otros). •Calidad: Permite al usuario tener la seguridad que su edificación cumple con los más altos estándares mundiales.
Caminos El acero se hace presente al unir territorios a través de las vías de comunicación. Aplicaciones del acero en carreteras: •100% en señalamientos. •75% en las barreras de protección. •25% en los postes de alumbrado (acero de refuerzo). •25% como reforzamiento de pavimentos de concreto (en pasajuntas).
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Grandes caudales
Los grandes volúmenes de agua destinados al abastecimiento del campo y las ciudades no podrían concebirse sin la inclusión del acero en magníficas obras de ingeniería como presas, canales, proyectos de agua potable y alcantarillado o plantas de tratamiento. Éstas son sólo algunas de las construcciones más representativas en las que el acero juega un papel determinante Aplicaciones del acero en obras hidráulicas: •35% en estructura de compuertas. •30% en estructuración de canales. •75% en barreras y rejillas. •25% en tubería. •30% como reforzamiento de muros de contención.
Puentes ¿Cómo imaginar el cruce de un extremo a otro sin que el acero participe como silencioso testigo en la construcción de majestuosos puentes? Aplicaciones del acero en puentes: 35% nas. 75% 50% 30% 40%
como complemento de refuerzo en pilas o columen cableados de sujeción. en anclajes y empotramientos. como reforzamiento de trabes. en barreras de protección.
1 Instituto Mexicano de la Construcción en Acero. Av. Club de Golf Bellavista No. 53, Lomas de Bellavista, Atizapán, Estado de México, C.P. 52995. Tel. fax: 55 72 31 96. Sitio electrónico: www.imca.org.mx Correo electrónico: info@imca.com.mx 2 Todos los porcentajes que se indican son estimados de acuerdo al proyecto estructural en cuestión.
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Daniel Amando Leyva González
Las Torres Gemelas: las huellas de dos colosos Uno de los acontecimientos más espectaculares ocurridos en Nueva York fue la construcción del World Trade Center. JoAnne Pawlowski y Zachary Winestine Building the World Trade Center (1983)
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n 1971, la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles le confirió al World Trade Center —WTC— su prestigioso premio anual al Logro Extraordinario. A casi diez años de su desaparición, las opiniones acerca de su aspecto continúan tan divididas como entonces, y a las muchas voces que alaban la majestuosidad y el minimalismo futurista de las Torres Gemelas —las emblemáticas piezas centrales del conjunto de siete edificios— se contraponen otras, no menos numerosas, que las siguen considerando enormes “archiveros de oficina hechos de vidrio y acero”. En cualquier caso, nadie parece estar dispuesto a negar que, desde el punto de vista ingenieril, el diseño de las
Maravillas de la Ingeniería
torres fue el genial parte aguas que señaló el nacimiento de una nueva época en la construcción de grandes edificios y que, además, con su destrucción se perdió para siempre lo que probablemente fue, durante tres décadas, el principal símbolo arquitectónico de la ciudad de Nueva York: la pareja protagónica de la perspectiva urbana estadounidense más inmediatamente reconocible en el mundo entero. El World Trade Center, lo mismo que cualquier obra de ingeniería, nació como la respuesta a una necesidad, en este caso, la de crear un moderno centro de intercambio financiero y mercantil en el área de Nueva York. Dicho proyecto fue propuesto por primera vez en 1946, apenas un año después de terminada la Segunda Guerra Mundial, mas tendrían que pasar quince años para que, a instancias del nieto del legendario magnate John D. Rockefeller, la Autoridad Portuaria de Nueva York y Nueva Jersey1 decidiera acometer su construcción para así impulsar la renovación urbanística del Bajo Manhattan, un área de la famosa isla que había sido dejada de lado durante la fiebre de construcción de la década de 1950. El sitio específico que se eligió para colocar el modernísimo nodo mercantil fue un pequeño —pero muy activo— barrio conocido como la Calle de la Radio —Radio Row—, así llamado por concentrar numerosas tiendas especializadas en la venta de aparatos electrónicos y de refacciones para su reparación, principalmente, los famosos, indispensables —para la tecnología de la época— y terriblemente frágiles tubos termoiónicos, mejor conocidos como bulbos. Inmediatamente después de que el Consejo de la Ciudad de Nueva York anunciara su decisión, los dueños de estos negocios emprendieron una batalla legal en contra de la expropiación de sus terrenos, con tal tenacidad que lograrían elevar sus
quejas hasta la Corte de Apelaciones de Nueva York en 1963, representadas en un caso que lleva el colorido título de “la Tienda del Sándwich de Cortesía vs. la Autoridad Portuaria”. Finalmente, las autoridades judiciales, en una decisión muy polémica, desestimaron la demanda, y ése fue el final de la guerra por salvar a la Calle de la Radio. Mientras tanto, la Junta de Gobierno de Nueva York no había dejado de atender los trabajos de preparación de su gran proyecto, por el que ya habían desechado la construcción de otras obra públicas —quizás más urgentes— como un nuevo túnel vial bajo el río Hudson, además de un puente sobre el mismo, todo lo cual significaba aceptar un alto riesgo político que no dejaría margen para errores ni retrasos. Por esta razón, ya desde 1962 habían elegido al arquitecto principal del proyecto, el estadounidense Minoru Yamasaki, hombre con invaluable experiencia en la construcción de estructuras de concreto, quien inmedia-
tamente se puso a trabajar. Un año más tarde, la firma Worthington, Skilling, Helle y Jackson —que contrató al entonces joven Leslie Robertson— tenía lista la solución que haría posible implementar las desafiantes ideas de Yamasaki: el revolucionario sistema estructural de “armazón de tubo”. La invención de este sistema de construcción, que hace posible prescindir de numerosas columnas —hasta entonces el medio tradicional de soporte—, fue la respuesta a un nuevo reto: el de construir dos rascacielos con muchísimo espacio útil. De acuerdo con su diseño, en lugar de descansar sobre un tupido bosque de columnas, cada torre se apoyaría —en parte— sobre sus cuatro caras exteriores, diseñadas especialmente para servirle al edificio a manera de “exoesqueleto”. Cada una de estas caras se construiría uniendo entre sí enormes bastidores de acero —o cerchas— de tres pisos de altura de tal manera que, al final, formaran una malla capaz de soportar su propio peso, así como gran parte del de los pisos del edificio, pero que al mismo tiempo
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tuvieran la flexibilidad necesaria para oscilar ligeramente y así absorber la fuerza del viento. En relación con este último punto, la mayor preocupación de los constructores fue conseguir un balance perfecto: si la estructura se balanceaba demasiado, nadie al interior del edificio se salvaría de padecer mareos, y si no se balanceaba lo suficiente, un viento fuerte podría provocar fracturas catastróficas. Por esa razón, varios modelos a escala de los edificios fueron sometidos a rigurosas pruebas en túneles de viento, hasta que los cálculos alcanzaron un nivel de precisión hasta entonces inimaginable. Sin embargo, como se ha dicho, el armazón de tubo no era capaz de sostener, por sí solo, el peso de una torre. Para lograr esto se decidió construir nada menos que un edificio dentro del edificio: una estructura cúbica de acero y concreto —el llamado núcleo— tan alta como la propia torre y que serviría a dos propósitos: primero, para terminar de distribuir convenientemente el peso del edificio; segundo, para alojar los cientos de elevadores, escaleras y cuartos de servicio indispensables para el funcionamiento de los rascacielos. Además, en el caso del edificio WTC 1, o “Torre Norte”, el núcleo fue especialmente diseñado para soportar una antena de televisión de 109 metros de altura. Para hacer más eficiente el tránsito de personas dentro de los edificios, cada torre se dividió en tres bloques de 44 pisos cada uno y se diseñó un sistema de elevadores inspirado en el funcionamiento del metro de Nueva York, con rutas exprés para ir de un bloque a otro y rutas locales para moverse dentro de los mismos. Como se ve, cada detalle de los edificios se planeó cuidadosamente. Por ejemplo, los estrechos ventanales —de tan sólo 45 cm de ancho—, que tantas críticas recibieron, contribuyeron a
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...se utilizaron 200,000 toneladas de acero, colocado 56,000 m2 de vidrio, y vertido suficiente concreto como para construir una carretera entre Nueva York y Washington, D. C.
mantener una temperatura agradable en las oficinas, evitando que penetrara demasiada luz solar en verano y se disipara demasiada energía en invierno. Por otra parte, según dicen, tal decisión también tuvo mucho que ver con la acrofobia que padecía Yamasaki, quien estaba muy preocupado por darle una “sensación de seguridad” a los ocupantes de sus torres. Por supuesto, lo único que puede realmente garantizar la seguridad de una construcción no es el tipo de vista que ofrezcan sus ventanas, sino la solidez de sus cimientos, y aquí surgieron más problemas: el terreno lodoso de la rivera del río Hudson, que había ser-
vido bien para sostener los antiguos edificios de la Calle de la Radio, no aguantaría la presión concentrada de dos torres, cada una de aproximadamente 400 metros de altura. Era indispensable, entonces, excavar a 18 metros de profundidad, hasta alcanzar el sustrato de roca sólida. Sin embargo, una excavación de tal magnitud desestabilizaría el suelo sobre el que se apoyaban los edificios circundantes. ¿Qué hacer? La solución dada consistió en aislar la zona de construcción de los cimientos del WTC por medio de enormes paredes de concreto enterradas en el suelo y reforzadas con vigas de acero. He-
cho esto, se pudo proceder a extraer el material sobrante: casi un millón de m3 de tierra, suficientes para construir una extensión de la isla, la llamada Battery Park City, donde se construyeron otras cuatro torres de oficinas —de 60 pisos— y cuatro edificios de departamentos. Pero no todo fue “coser —o cavar, en este caso— y cantar” porque, además de la demolición de 164 edificios, había que reacomodar cientos de kilómetros de cables de electricidad y de teléfonos, así como tuberías de agua y gas. Por si todo esto fuera poco, los constructores tuvieron que apuntalar un tramo de tren subterráneo que atravesaba la obra, la interrupción de cuyo servicio era impensable.
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Maravillas de la Ingeniería
Todos estos complicadísimos trabajos fueron una pesadilla que se prolongó hasta el año de 1968, cuando finalmente pudo empezar, propiamente dicha, la construcción de las torres. A partir de ese momento, un ejército de diez mil trabajadores, asistidos por un moderno sistema computarizado de control de transporte de material, se dio a la tarea de levantar los dos rascacielos, a razón de tres pisos cada diez días. Cuando los trabajos llegaron a su fin, en 1970, se habían utilizado 200,000 toneladas de acero, colocado 56,000 m2 de vidrio, y vertido suficiente concreto como para construir una carretera entre Nueva York y Washington, D. C. Los edificios de oficinas más grandes del mundo estaban listos para ser, tanto ocupados por los empleados de las compañías más poderosas de los Estados Unidos, como admirados por los visitantes de todo el mundo. Su capacidad para hacerlo estaba a la “altura” de las torres: 200,000 personas llegaron a transitar, a diario, por sus instalaciones, entre turistas y trabajadores, y si alguien llegaba con un sobrante de dinero, podía darse el lujo de ordenar una hamburguesa en uno de los restaurantes más peculiares del planeta, La Ventana al Mundo, localizado en el último piso de la Torre Norte. El 11 de septiembre de 2001, las Torres Gemelas rompieron un nuevo récord, el último en su historia: fueron los primeros rascacielos, en todo el mundo, en desplomarse, si bien el trágico desenlace de los ataques efectuados ese día no fue culpa de una desatención de los ingenieros, como dejó demostrado el análisis forense del propio Robertson. De hecho, los rascacielos habían sido diseñados para soportar el impacto de un Boeing 707; por desgracia, los aviones utilizados como proyectiles pertenecían a una generación posterior eran mucho más pesados y, sobre todo, cargaban más combustible. En consecuencia, la fuer-
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za del impacto pulverizó los recubrimientos anti-incendio y la temperatura de las llamas derritió las columnas de acero que sostenían los pisos superiores. Después, todo fue cuestión de que la gravedad hiciera su trabajo. A pesar de su trágico destino, el legado de Minoru Yamasaki, y de todos los ingenieros, arquitectos y trabajadores que hicieron posible la construcción de esta perdida maravilla, seguirá vivo, pues ellos sentaron las bases para la construcción de los fabulosos edificios del mundo moderno.
1 La PANYNJ —por sus siglas en inglés— es la agencia gubernamental encargada de mantener y operar la infraestructura de transportación —como puentes, túneles, aeropuertos y puertos marítimos—, además de otros servicios comerciales, dentro del área portuaria que comparten los estados de Nueva York y Nueva Jersey.
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Daniel Amando Leyva Gonzรกlez
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Historia de la Ingeniería Civil
A monsieur Eiffel, el ingeniero, el intrépido constructor de tan gigantesco y original producto de la ingeniería moderna, de alguien que siente el mayor respeto y admiración por todos los ingenieros… incluido el Gran Ingeniero, el Bon Dieu, Thomas Edison”. Libro de visitas de la Torre Eiffel, 10 de septiembre de 1889.
Los padres de la Dama
A
un si su archifamosa torre no hubiera sido construida —eventualidad que realmente estuvo a un tris de ocurrir, como se verá más adelante—, es seguro que el apellido Eiffel habría alcanzado el reconocimiento internacional y la inmortal fama de que ahora goza pues el genio francés, pionero de la ingeniería civil moderna, dejó su huella en prácticamente todos los aspectos de esa disciplina y hay, hasta el día de hoy, ejemplos de su obra en cuatro de los cinco continentes habitados de la tierra. Sin embargo, es justo señalar que la fabulosa reputación de Gustave Eiffel ha eclipsado la memoria de al menos dos personajes, cuyos nombres merecen ser recordados por sus vitales aportaciones al diseño y la construcción del gran símbolo de París: el arquitecto Stephen Sauvestre —quien, entre otras cosas, fue el autor de los arcos que embellecen la base de la torre— y el ingeniero estructural Maurice Koechlin. Por cierto, este último caballero — suizo de nacimiento— había hecho mancuerna con Eiffel, once años antes de embarcarse en la construcción de la Dama de Hierro, en otro proyecto monumental, hoy no menos famoso: la Estatua de la Libertad, cuyo armazón fue producto de esa colaboración.
podría suponerse que cualquier proyecto respaldado por el par de nombres que se han citado —Eiffel y Koechlin— hubiera obtenido aprobación inmediata, la verdad es que la propuesta de Eiffel se enfrentó con una gran oposición hasta el punto de que, en una famosa carta abierta firmada por personalidades de la talla del compositor Charles Gounod y el escritor Alexandre Dumas, hijo, su obra sería descrita como “la repugnante columna construida con placas de hierro remachadas”. Por si fuera poco, la Torre de Trescientos Metros —que es como la bautizó Eiffel— no era la única propuesta para coronar la exposición, y su principal competidor era un faro de idéntica altura, hecho de granito y diseñado por Jules Bourdais. Como suele ocurrir en asuntos de obra pública, la balanza terminó por inclinarse a favor de la torre gracias, sobre todo, al apoyo que recibió Eiffel de parte de su amigo Édouard Lockroy, ministro del Comercio y de la Industria del presidente Sadi Carnot, quien se encargó, junto con otros políticos, de conseguir que la convocatoria del concurso para elegir el monumento de la exposición estuviera “hecha a la medida” del proyecto de Eiffel. Por ejemplo, se estipuló que la estructura debía ser metálica, un ataque directo en contra del faro del arquitecto Bourdais; de igual suerte, los candidatos tendrían apenas tres semanas para
Difícil comienzo La ocasión que dio lugar a la singular empresa a que se refieren estas líneas fue la Exposition Universelle de 1889, una feria internacional de ciencia, tecnología y arte que formaría parte de las celebraciones del primer centenario de la Revolución Francesa. Aunque
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presentar sus proyectos, lo cual favoreció al equipo de Eiffel, que llevaba no menos de dos años preparando la construcción de la torre.
Anatomía de una dama No obstante que la expresión “columna de placas de hierro remachadas” fue pensada con ánimo de demeritar la apariencia del edificio, la verdad es que, como descripción, es del todo acertada, ya que la Torre Eiffel, hablando en términos puramente materiales, no es otra cosa que un entramado de miles de piezas de hierro —18,038 de ellas, para ser exactos, y que juntas pesan 7,300 toneladas—
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que fueron unidas entre sí utilizando la técnica de fijación mencionada. Llama la atención que Eiffel y Koechlin hayan decidido utilizar hierro y remaches para levantar la que, hasta entonces, sería la estructura más alta del mundo, justo en el momento en que ambos materiales —sobre todo el hierro— comenzaban a volverse obsoletos frente al avance de la soldadura y el acero. Si bien la cuestión del remachado se explica fácilmente, pues a esas alturas del siglo XIX no se habían inventado aún las herramientas necesarias para soldar las piezas en el sitio de la construcción, cabe preguntar ¿por qué
Eiffel, un pionero del uso del acero, prefirió echar mano del “anticuado” material? Al parecer, un miembro de su equipo señaló que una estructura de acero vibraría mucho más que una de hierro, y eso podría poner en peligro su estabilidad. Eiffel, entonces, escucharía el consejo y ordenaría que las piezas se fabricaran en sus propios talleres lo cual, dicho sea de paso, le garantizaría la obtención de otro jugoso contrato gubernamental.
Tour
de force
Aparte de consideraciones estéticas y políticas, los dos grandes “enemigos” de la Torre eran el viento y el terreno.
Para vencer al primero, los ingenieros se dieron a la tarea de dibujar las delicadas “curvas” del esbelto monumento, utilizando métodos de diseño que hoy parecerían increíblemente primitivos, pero que estaban respaldados por años de experiencia en la construcción de sólidos puentes. Es una pena que la mayoría de los cálculos se hayan perdido, pues todavía es materia de debate entre ingenieros y matemáticos cuáles fueron los procedimientos de cálculo que usaron esos hombres para llegar a formular soluciones que hoy sólo son concebibles como productos de poderosos ordenadores. En cuanto al terreno, el problema era que, debido a la proximidad del río Sena, éste se encontraba saturado de agua y, como las excavaciones para colocar los cimientos en dos de los cuatro puntos de apoyo —los más cercanos al río— acabarían inundándose, los trabajos habrían de hacerse prácticamente de forma “subacuática”. Eiffel tenía lista una solución: fabricar cámaras presurizadas dentro de las cuales podrían operar los albañiles a ocho metros de profundidad. Éste era un método poco probado, riesgoso por decir lo menos, y es un alivio saber que no provocó ninguna fatalidad. Mas no habrían de terminar ahí los peligros para los trabajadores pues, transcurridos los cuatro meses que tomó sentar las bases del edificio, tocó el turno a doscientos remachadores de jugarse la vida maniobrando cada día más lejos del suelo, expuestos al calor del verano durante doce horas por jornada, al frío del invierno durante nueve y al viento en todas las estaciones. Por si esto fuera poco, con el fin de cumplir con los plazos de construcción pactados, se tomó la decisión de prescindir de las plataformas de seguridad. La preocupación por respetar las fechas límites también llevó a Eiffel a perfeccionar los nuevos métodos logísticos que había aplicado en otras
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Historia de la Ingeniería Civil
construcciones, tales como la estricta planeación del traslado de los materiales desde los centros de producción hasta la obra y la “construcción modular”, basada en la utilización de unidades prefabricadas individuales —únicas, como las piezas de un rompecabezas— en lugar de elementos manufacturados en el sitio de la obra. La tarea de los obreros consistía en elevar las piezas de hierro y fijarlas, de manera temporal, con pernos. Después, éstos se iban retirando uno a uno y se sustituían con remaches, para lo cual cada equipo contaba con un “brasero” con el que calentaban los remaches a 1,200° C y los apuntalaban con mazos de cinco kilos. Se calcula que esos trabajadores debieron colocar 3,200 remaches cada día durante 26 meses. Como era de esperarse, no faltaron las protestas laborales, algunas de las cuales fueron resueltas por medio de la negociación y otras con amenazas por parte de los patrones; sin embargo, la obra nunca fue detenida. Aunque, ciertamente, fue entregada con un año de retraso, estuvo lista justo a tiempo para presidir la inauguración de la Exposition Universelle.
Presente y futuro Lo curioso de la historia de esta obra es que, si todo hubiera salido conforme a lo planeado, París no tendría hoy una Torre Eiffel, pues había sido estipulado, desde antes de que empezaran las obras, que el monumento habría de ser desmontado después de 20 años. Paradójicamente, fue la Primera Guerra Mundial, ese espantoso conflicto que acabó con la vida de millones de personas, lo que salvó definitivamente a la torre, al ser convertida en una torre telegráfica de enorme utilidad bélica. Desde entonces, “viendo pasar el tiempo” —como dice cierta canción
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popular—, la Torre Eiffel se ha dedicado a existir y ser admirada por un estimado de 200 millones de visitantes desde 1889 a la fecha. ¡Y qué tiempos ha visto en sus 121 años! Dos guerras mundiales, el inicio de la era atómica, el nacimiento de la Unión Europea… Por si quedara alguna duda de que los reacios parisinos —quienes con tanto ardor se opusieron a la construcción del Centro Pompidou y a la remodelación del Museo del Louvre— han terminado por hacer suya a la Torre Eiffel, sólo hay que observar el celo con el cual han respetado la voluntad de su constructor, renovando cada siete años el recubrimiento que, además de embellecer la estructura, la protege de la corrosión. El más reciente de estos trabajos de conservación, finalizado en el presente año —2010—, le representó dieciocho meses de labor a un equipo de veinticinco pintores, quienes utilizaron 1,500 brochas y rodillos para aplicar 60 toneladas de recubrimiento anticorrosivo de última generación, a un costo de aproximadamente cuatro millones de euros, sobre los 250,000 m2 de hierro que conforman la Torre.
“Es un honor que nuestros materiales para recubrimiento hayan sido seleccionados para proteger esta obra única de ingeniería”, dijo Jean–François Ferrer, director general de la filial francesa de Jotun SAS, la compañía — con sede en Noruega— formuladora del sistema anticorrosivo —a base de resinas alquídicas uretanizadas— que ahora viste, con la elegancia debida, a la Dama de Hierro. Y si amor, como se dice, son acciones, queda claro que aún no ha terminado el romance entre la Ciudad Luz y la Torre Eiffel.
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Ingenieros civiles
Thomas
Telford Daniel Amando Leyva González
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ara quienes estamos hoy en día acostumbrados a ver el desarrollo científico y tecnológico cada vez más centralizado en las universidades y en los institutos de investigación de las grandes urbes, sin duda resulta extraño descubrir que Thomas Telford —uno de los ingenieros ingleses más brillantes de todos los tiempos— nació en un pequeño pueblo ubicado a cientos de kilómetros de Londres, capital de Inglaterra, ciudad que, de hecho, visitó por vez primera cuando contaba con veinticinco años, momento en el que ya había adquirido, de manera autodidacta, una gran cantidad de conocimientos y expe-
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riencias en los campos de la matemática, la arquitectura y la ingeniería civil, disciplina esta última que, en la segunda mitad del siglo XVIII, se encontraba en su más temprana infancia. Mas, con todo lo sorprendente que esto pueda parecer, el caso de Telford no fue de ninguna manera una excepción, dado que muchos de los primeros ingenieros de la Revolución Industrial inglesa fueron, como él, a la vez autodidactas y “pueblerinos”; sin embargo, la humildad de sus orígenes, cuyos detalles se expondrán un poco más adelante, colocó al joven escocés en una posición mucho más desventajosa con respecto a la de la mayoría de sus colegas, lo cual hace aun más sorprendente el nivel de éxito que alcanzó su carrera… y “sorprendente” es una palabra que, cuando se habla de este extraordinario personaje, nunca deja de ser requerida.
La primera etapa del camino Telford nació en Eskdale, un remoto distrito escocés, en 1757. Fue el hijo único de un pastor de ovejas que murió cuando el pequeño Thomas aún no cumplía su primer año de vida. Como es de suponer en una época en que la compa-
Ingenieros civiles
sión de los vecinos era casi la única “seguridad social” que podía esperar una viuda, la vida de la pequeña familia se tornó muy difícil y Thomas muy pronto fue enviado a trabajar en el campo, cuidando ovejas como su padre. A pesar de todo, gracias al empeño de su madre y a la ayuda de un primo, Telford recibió la educación elemental en la escuela de la parroquia del pueblo y, un poco más tarde, entró de aprendiz en el taller de un stonemason, el primer paso que lo conduciría a su extraordinario destino. El oficio de stonemason, hoy prácticamente extinto, era una mezcla del de cantero, tallador y albañil. Quienes en la época de Telford se dedicaban a él no sólo se ocupaban de extraer bloques de piedra de una cantera — para entonces, el principal material empleado en las construcciones “permanentes”— y darles la forma y el acabado ornamental requeridos sino que, además, sabían colocarlos para levantar los edificios que, muchas veces, ellos mismos diseñaban. El joven Thomas pronto demostró una gran habilidad para trabajar la piedra, y en poco tiempo se vio involucrado en la construcción de muros, caminos y hasta puentes, y se dice que en la actualidad todavía es posible encontrar, sobre todo en el pueblo de Langholm, ejemplos del trabajo de su cincel. Mientras tanto, Telford desarrolló un gran gusto por la lectura, el cual lo llevó a adquirir una amplia cultura y un hábito artístico muy particular, que lo acompañaría por el resto de su vida: escribir poesía. A propósito de esta inclinación literaria, hay en su autobiografía un pasaje muy llamativo: “[versificar] es para mí lo que tocar el violín es para otros”. “Otros genios”, quizás quiso decir Telford, si pensamos en la afición musical de un Einstein, por ejemplo. Pero no sería la poesía lo que le daría el siguiente “empujón” al joven Thomas, sino los progresos que realizaba
Acueducto de Pontcysyllte
en el campo de la construcción. Terminado su aprendizaje, Telford partió a Edimburgo, la capital escocesa, donde entró en contacto con la arquitectura. Después de dos años de vivir en esta ciudad, trabajando y estudiando, decidió seguir el ejemplo de muchos de sus paisanos y dirigirse al sur, a Londres, en busca de mejores oportunidades. Una vez más fue su primo, Thomas Jackson, quien lo ayudó a avanzar en su carrera, facilitándole un caballo y un buen par de pantalones de montar. Mucho tiempo después, Jackson se regocijaría contando la historia del primer gran viaje de su célebre pariente a la capital sin olvidar, eso sí, señalar que “Tom nunca se acordó de regresarme los pantalones”. En Londres, su dedicación y tenacidad le ganarían una fama muy merecida, así como la confianza y el patrocinio de William Pultney, un miembro del Parlamento y el hombre más rico de Escocia. Fiel a su costumbre, Telford no desatendió los estudios, y se dedicó a desentrañar, por su cuenta, los secretos de la química, al tiempo que atendía las numerosas obras públicas que impulsaba su patrón. La reputación de Thomas se vio finalmente establecida en 1788, al ser llamado para asesorar la remodelación de una vieja capilla en Shrewsbury. Telford examinó la estructura cuidadosamente y concluyó que pronto se vendría abajo, como de hecho sucedió tres días después de su visita. Ese mismo año, y en un sitio próximo a Shrewsbury, una cuadrilla de albañiles descubrió las ruinas de la ciudad romana de Uriconium; de inmediato, Pultney —que era el dueño de los terrenos donde se encontraban los vestigios— mandó llamar a Telford y le ordenó encargarse de las excavaciones. A partir de este momento, la carrera de Telford inició un ascenso meteórico, y sería inútil tratar de resumir aquí cuarenta y seis años de infatigable labor. Por ejemplo, tan sólo en el renglón de la construcción de puentes, Telford erigió
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atender otros compromisos, se vio obligado a suspender ciertos proyectos personales. Telford, junto con William Jessop —un alumno de John Smeaton, del que ya se ha hablado en estas páginas—, se enfrentó a retos que constantemente exigían diseñar nuevas técnicas de construcción. Por ejemplo, la cantidad de esclusas que habrían tenido que construir —de haber seguido la metodología tradicional— para que todos los tramos tuvieran el nivel adecuado para la navegación, hubiera sido enorme. En dos puntos en especial el terreno era tan escabroso que el experimentado “picapedrero” tuvo que tomar la audaz decisión de utilizar, por primera vez a gran escala en el campo de la ingeniería hidráulica, el nuevo material que revolucionaba la ciencia de la construcción en Europa: el hierro forjado1. Así fue como nacieron los acueductos de Chirck y de Pontcysyllte.
Acueducto de Pontcysyllte
cerca de treinta, no pocos de los cuales siguen funcionando. Además, diseñó y construyó carreteras, embarcaderos, canales e, incluso, cárceles e iglesias. Así pues, sirva de ejemplo de sus innumerables logros la que tal vez sea su obra magna: el Canal Ellesmere.
Ingeniería a gran escala En 1793, momento en que Telford tomó la dirección de las obras, el Canal Ellesmere llevaba dos años planeándose. La idea era crear un complejo de vías navegables que corrieran de sur a norte, en tres ramas, conectando los ríos Mercy, Dee y Severn, con lo que se haría mucho más eficiente el transporte de insumos y mercancías. En un principio, los terratenientes ingleses y galeses se opusieron al proyecto pero, al ver que las rentas de sus tierras subirían gracias a la intensificación del comercio y la producción, pronto decidieron apoyar la empresa, e incluso a invertir en ella. La construcción de los 180 kilómetros de obras que integrarían finalmente al canal tomaría trece años, durante los cuales, si bien Telford se las arregló para
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El acueducto Pontcysyllte, el más grande de los dos, es un canalón de acero de 307 metros de longitud, 3.5 de ancho y 1.6 de profundidad, suspendido a 38 metros de altura por diecinueve imponentes pilares hechos de ladrillo y un cemento especial compuesto de cal, agua y sangre de buey. El canalón, por supuesto, no es una sola pieza de hierro —imposible de fabricar en aquella época—, sino que está formado por varios tramos en forma de “bebedero” unidos entre sí, lo cual presentó una dificultad más, pues el moderno proceso de soldadura, que hubiera permitido acoplar las piezas de manera hermética in situ, no sería desarrollado sino hasta casi un siglo después. Para solucionar el inconveniente, Telford inventó una técnica que consistía en utilizar una mezcla de mercurio y azúcar hirviendo para sellar las uniones y así evitar los escurrimientos. Además, consciente de que, con estos nuevos métodos, estaba aventurándose en terrenos inexplorados, Telford fue uno de los primeros ingenieros en preocuparse por probar la resistencia de todos sus materiales antes de utilizarlos en la construcción.
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Ingenieros civiles
A diferencia de los puentes colgantes modernos, los tirantes del Menai no están hechos con cables, sino con barras de hierro de tres metros de largo, unidas entre sí para formar cadenas de 121 toneladas de peso. Para evitar la oxidación, los enormes “eslabones” fueron recubiertos con aceite de linaza y luego pintados. La ingeniosa solución de Telford fue, sin duda, eficaz: el puente siguió funcionando sin problemas hasta bien entrado el siglo XX. En 1938, finalmente, se reemplazaron las cadenas de hierro por otras hechas con acero, decisión que no se debió a ninguna falla en la estructura sino a que las nuevas exigencias del transporte comenzaban a superar los límites de resistencia para los que habían sido calculadas las cadenas. Con todo, gracias a la previsión de Telford, el puente pudo ser renovado sin necesidad de interrumpir el tráfico.
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El final del camino
Podría decirse que, con las obras del Canal Ellesmere, la historia de la ingeniería civil entra de lleno en su “edad de hierro”. A partir de ese momento, Telford construirá innumerables obras que demostrarán, una y otra vez, que la piedra ya no podía competir con ese material, fuerte y ligero, cuando se necesitaba acelerar la construcción de una obra o se tenían dificultades para cimentarla adecuadamente.
Telford falleció en 1834, dos años después de completar sus últimas obras: un puerto en la ciudad de Kent y dos modernas vías férreas. Quizás, en el caso de un genio tan polifacético como él, hubiera podido existir algún debate acerca del título con el que habría de ser recordado; sin embargo, el nombre que eligió para su autobiografía no deja dudas al respecto: la llamó La vida de Thomas Telford, ingeniero civil.
Con todo, el primer puente metálico del mundo —el Puente de Hierro, construido entre 1777 y 1779 en Coalbrookdale— no lo construyó Telford: el honor le corresponde a Thomas Farnolls Pritchard, y el escocés tomaría este exitoso experimento como modelo para diseñar, en 1795, su primer puente de hierro, el Buildwas. Una comparación entre ambos puentes da una idea de cuánto había avanzado la ingeniería en menos de veinte años, gracias, en gran parte, a los esfuerzos de Telford. Por ejemplo, el puente Buildwas, a pesar de tener un arco con una luz casi diez metros más ancha que la del de Pritchard, fue construido con sólo 173 toneladas de hierro; es decir, menos de la mitad del material utilizado por su predecesor. El puente de Telford que sí batiría récords sería el puente colgante Menai, de 1819, que, con sus 180 metros de
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longitud fue el más grande de su clase. Además, el Menai fue diseñado para permitir el paso de los grandes barcos de la Marina Real, de hasta 30 metros de altura.
El resultado, incluso desde el punto de vista estético, fue portentoso, como lo atestiguan las palabras de Walter Scott en una carta al Poeta Laureado Robert Southey, quien fuera amigo cercano de Telford: “la obra de arte más impresionante que yo haya visto en mi vida”, dijo el celebrado novelista acerca del Pontcysyllte, y uno no puede menos que imaginar el orgullo que debió haber sentido el vate aficionado ante tal homenaje. Muchos años después, en 2009, la UNESCO confirmaría la apreciación de Scott al inscribir el Pontcysyllte en la lista del Patrimonio de la Humanidad.
1 El hierro forjado se distingue del acero —ambas, aleaciones de hierro y carbono— en que el primero contiene mucho menos carbono que el segundo. Durante todo el siglo XIX, el hierro forjado fue la clase de hierro maleable más utilizada en la construcción. Después de que se desarrollaron los modernos métodos de producción del acero, el hierro forjado dejó de producirse a escala industrial.