Cuando se levantó el puente Golden Gate, era el tramo de puente colgante más largo del mundo.
En su momento costó unos US$37 millones; una construcción con la misma estructura costaría hoy alrededor de mil millones de dólares.
Algunas personas han sugerido incluso reconstruir el puente Golden Gate de una forma que limite los gastos continuos de mantenimiento y explotación.
La innovación en este campo podría permitir materiales más ligeros y abordar el sistema de amortiguación del puente.
Desde que el puente Golden Gate abrió al tráfico el 27 de mayo de 1937, se ha convertido en un símbolo icónico del paisaje estadounidense.
En 1870, la gente ya había reconocido la necesidad de construir un puente sobre el estrecho Golden Gate que conectara la ciudad de San Francisco con el condado de Marin. Sin embargo, pasó otro medio siglo antes de que el ingeniero estructural Joseph Strauss presentara su propuesta de puente. Los planes evolucionaron y el proyecto final fue aprobado como puente colgante, que finalmente tardó más de cuatro años en construirse.
Cuando se levantó el puente Golden Gate, era el tramo de puente colgante más largo del mundo: unos cables sostienen la calzada entre dos torres, sin apoyos intermedios. Además, el entorno presentaba varios desafíos inherentes. Su coste fue de unos US$37 millones en su momento; construir hoy la misma estructura costaría alrededor de mil millones de dólares. ¿Cómo ha resistido el diseño durante los últimos 80 años y haríamos las cosas de otra manera si empezáramos desde cero hoy?
El puente colgante más largo del mundo
El puente Golden Gate es un puente colgante, lo que significa que se apoya en cables y tirantes sometidos a tensión, junto con torres sometidas a compresión, para salvar una gran distancia sin apoyos intermedios. La plataforma de la calzada cuelga de tirantes verticales conectados a los dos cables principales, que discurren entre las torres y los anclajes de los extremos. Los tirantes transmiten las cargas del tráfico y el peso propio a los cables de sustentación, que están anclados en las torres y, a través de ellas, en el terreno firme.
Los primeros puentes de este tipo probablemente unían dos acantilados con cuerdas flexibles para cruzar un valle o un río. Hace cientos de años, estas cuerdas se fabricaban con fibras vegetales; más tarde llegaron las cadenas de hierro. El puente de Brooklyn, en la ciudad de Nueva York e inaugurado en 1883, fue el primero en utilizar cables de acero, que pasaron entonces a ser el estándar.
Las torres probablemente comenzaron como una simple roca a cada lado de un valle; con el tiempo, los ingenieros emplearon pilares masivos de piedra o acero. El puente Golden Gate, por ejemplo, se apoya en un estribo en cada extremo y en las dos torres, que se asientan sobre cimentaciones embebidas en el lecho marino.
Los dos cables de sustentación del puente Golden Gate son prácticamente lo único que no ha cambiado desde que el puente se abrió al tráfico en 1937. Cada cable principal está formado por 27.572 alambres de acero de un grosor aproximado al de un lápiz. Los equipos de construcción tendieron casi 80.000 millas de cables de alambre de un lado al otro del puente.
Es casi imposible fabricar un cable largo y grueso en una sola pieza y sin defectos para esta función. Y, lo que es fundamental, si un único cable grande sostuviera el puente y sufriera algún daño, se produciría un fallo catastrófico. Al depender de alambres más pequeños, cualquier fallo sería más lento, lo que deja tiempo para desviar el desastre.
Desde que la gente empezó a plantearse un puente en la bahía de San Francisco, existía una enorme preocupación por la capacidad de la estructura para resistir los fuertes vientos, las aguas turbulentas y las posibles fuerzas sísmicas del lugar. San Francisco se encuentra en la intersección de dos placas tectónicas activas – evidentemente, nadie quería ver que un terremoto derribara el puente, que actualmente soporta unos 112.000 vehículos al día.
Para evitar este problema, los constructores también colocaron amortiguadores en cada extremo del puente para absorber la energía procedente del viento o de las fuerzas sísmicas. Estos amortiguadores de vibración, diseñados especialmente, son cilindros de un metro de diámetro con núcleo de plomo recubierto de caucho. Colocados en puntos estratégicos, absorben una energía que, de otro modo, podría provocar el colapso del puente.
Mantenerlo en buen estado
Lo habitual sería pensar que un proyecto de infraestructura termina poco después de su inauguración. Pero mantener el puente Golden Gate en perfecto estado exige un mantenimiento continuo y riguroso. Durante 80 años, equipos de mantenimiento dedicados han dado servicio al puente, repintando y sustituyendo los componentes corroídos o rotos cuando ha sido necesario.
Este trabajo debe realizarse con normas muy exigentes. Por ejemplo, cuando hay que sustituir alguno de los miles de pernos que unen las distintas piezas del puente, no se retiran más de dos a la vez, para mantener el puente seguro frente a los fuertes vientos o las fuerzas sísmicas.
También existen problemas de mantenimiento estructural. Debido al paso del tiempo y a la variabilidad continua de la temperatura, los cables y tirantes se alargan o se contraen, y necesitan una revisión periódica y un retensado. Este tipo de ajuste se denomina «afinación» y es similar a la forma en que un músico mantiene un instrumento de cuerda sonando en su mejor momento.
¿Qué cambiaría si lo construyéramos hoy?
Debido a los enormes costes de mantenimiento, algunas personas han sugerido reconstruir el puente Golden Gate de una forma que limite los gastos continuos de mantenimiento y explotación. Dejando a un lado la viabilidad política, ¿cómo diseñarían los ingenieros el puente si hoy tuvieran que construirlo desde cero?
Con el tiempo, los investigadores han desarrollado materiales más ligeros. Utilizar polímeros reforzados con fibra (FRP) en lugar de acero u hormigón es una forma de reducir el peso de una estructura de esta magnitud. Este peso propio suele consumir entre el 70 y el 80 por ciento de su resistencia, es decir, la carga máxima que puede soportar antes de fallar. Al reducirlo, la estructura del puente necesitaría menos resistencia, lo que permitiría opciones más baratas y sencillas.
Por ejemplo, los diseñadores han empezado a usar materiales compuestos reforzados con fibra (FRP) en puentes como el Market Street Bridge, en Virginia Occidental. Los FRP utilizan una resina plástica para unir fibras de vidrio o de carbono, que aportan resistencia al material. Siendo cuatro veces más ligeros que el hormigón, los FRP son entre cinco y seis veces más resistentes.
Probablemente, el primer objetivo de cambio en un puente Golden Gate sustitutivo sería la composición de los cables. El acero que se utiliza actualmente es corrosivo, cuatro veces más pesado que los materiales más nuevos y puede fallar en entornos de humedad y temperatura extremas, como los que se dan en este lugar. Los cables de carbono son más inertes y ya se utilizan en todo el mundo.
Estos materiales más ligeros que el acero también podrían utilizarse en otros elementos del puente, como la calzada de tráfico. El uso de tableros de material compuesto plástico podría reducir el peso propio del tablero del puente Golden Gate en un factor de cinco. Esto permitiría a los ingenieros diseñar y construir un puente atirantado en lugar de un puente colgante. La ventaja sería poder prescindir de los tirantes verticales: en un puente atirantado, las fuerzas se transmiten directamente desde el tablero a las torres mediante los cables. El primer puente atirantado de carretera con cables de CFRP es el puente Stork, en Suiza, inaugurado en 1996.
Un puente atirantado puede tener un vano más largo que un puente colgante, por lo que su estructura entre los apoyos y la orilla podría ser más sencilla. Además, construir las torres más cerca de la orilla, donde el lecho del agua es menos profundo, ayudaría a aliviar uno de los principales problemas de la primera construcción del puente Golden Gate: trabajar en las cimentaciones de las torres en aguas profundas y con corrientes fuertes es muy difícil y costoso.
El sistema de amortiguación también podría abordarse con un nuevo diseño. Los amortiguadores de núcleo de plomo que se utilizaron en la construcción del Golden Gate podrían sustituirse por tecnologías más nuevas, capaces de resistir mejor el viento, el tráfico y las fuerzas sísmicas. Esta mejora garantizaría que no se repita un fallo como el del puente Tacoma Narrows, donde el viento hizo que el puente oscilara lateralmente, se retorciera y se derrumbara.
Dicho esto, el puente Golden Gate sigue en buen estado. Incluso con otras opciones viables y más baratas, nadie trabaja realmente para reemplazar este icono del Art Déco ni su mundialmente famoso acabado en «naranja internacional». El puente Golden Gate se supervisa de cerca para asegurar que no supere sus límites de tensión debidos al tráfico, el viento y las cargas sísmicas. Podemos esperar al menos otros 80 años de esta obra maestra de la ingeniería.
