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El Puente Golden Gate | Haciendo Ingeniería en su Máximo Esplendo — Transcript

by Sabin Ingeniería Civil · 2,349 words · 411 segments · language en · Watch on YouTube

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0:00al observar el puente Golden Gate
0:02flotando sobre el océano Pacífico tus
0:04ojos pueden fijarse en su hermoso
0:06sistema de cables en suspensión
0:08qué le ocurriría al puente si este
0:10sistema de cables no estuviese allí
0:13en pocas palabras sería una catástrofe
0:19desafiamos las corrientes mortales del
0:21océano Pacífico y construyamos el puente
0:23Golden Gate con su ingeniero jefe de
0:26diseño Joseph strauss
0:28también vamos a explorar las fascinantes
0:30hazañas detrás de la ingeniería que ha
0:32logrado el puente Golden Gate
0:34acompáñanos
0:36el puente Golden Gate es un puente en
0:39suspensión un puente en suspensión muy
0:41simplificado puede construirse de la
0:44siguiente forma
0:46levanta dos Torres en los dos extremos
0:48del océano y suspende un largo cable
0:50entre las torres
0:52este cable puede aproximarse como una
0:55parábola ahora fijemos una cubierta de
0:57carretera de concreto con pilares esto
1:00claramente aporta un soporte al extremo
1:03de la cubierta de la carretera
1:06cuando conectamos los cables de
1:07suspensión entre el cable principal y la
1:09cubierta de la carretera el puente
1:11también se apoya a lo largo de su
1:13longitud por lo que la superficie de la
1:15carretera no fallará como vimos
1:16anteriormente
1:19Este es el diseño básico del puente en
1:21suspensión antes de explorar más sobre
1:24el puente Golden Gate e intentamos
1:26primero porque los ingenieros eligieron
1:28Un diseño en suspensión para este lugar
1:31la distancia entre las dos costas del
1:33Golden Gate es nada menos que 2,7
1:36kilómetros
1:37construyamos un puente de vigas
1:39convencional aquí
1:41se puede ver que la cubierta se apoye en
1:44varios pilares
1:45la presencia de estos Pilares bloquea el
1:48movimiento de los barcos por debajo como
1:51puedes imaginar construirlos a 300 pies
1:54de profundidad en el agua sería
1:55extremadamente costoso por lo tanto el
1:58diseño de las vigas no tiene sentido en
2:00este caso ahora consideremos un puente
2:03de arco Esto sí proporcionaría caminos
2:06de paso para los barcos sin embargo para
2:09mantener la forma de arco el puente
2:11tendría que ser extremadamente alto
2:14semejante estructura sería bastante
2:16compleja de construir es por esto que yo
2:19soy bestrauss optó por un diseño de
2:21suspensión un puente que podía suspender
2:24todos los inconvenientes que hemos
2:25comentado de una forma muy eficaz ahora
2:29entremos en detalles del diseño del
2:30puente en suspensión
2:33este diseño tiene un evidente problema
2:36si construyes el puente de esta manera
2:38las torres se doblarán hacia adentro
2:40Como se muestra
2:42el cable principal está bajo una enorme
2:45carga de tracción esto aplica una fuerza
2:47en la torre
2:49cuando solucionas esta fuerza puedes ver
2:51que hay una fuerza horizontal
2:53desequilibrada que actúa hacia dentro de
2:55la Torre que explica Por qué las torres
2:57se doblan
2:59puedes encontrar una solución para este
3:01problema para anular esta fuerza
3:03horizontal necesitamos que la misma
3:05fuerza actúe en la dirección opuesta la
3:09solución directa es extender el cable
3:11principal y anclarlo hacia el suelo
3:12mediante un sistema de anclaje
3:16sin embargo podemos optimizar los
3:18recursos financieros necesarios para
3:20construir este puente con una simple
3:22idea
3:24todo lo que debemos hacer es acercar las
3:26torres entre sí
3:28ahora la longitud de la cubierta del
3:30puente sin soporte se reduce debido a
3:34esta la tensión en el cable será
3:35reducido
3:38esto por supuesto va a causar que el
3:40cable tenga una menor área de sección
3:41transversal la anchura de los cables
3:44principales es más de la mitad de la
3:45altura del ser humano medio como
3:47atracción turística un pedazo de este
3:50impresionante cable principal se muestra
3:51cerca del puente Golden Gate
3:54sin embargo si construyeras el puente
3:56con este diseño Exacto este
3:59experimentaría una muerte prematura
4:01puedes adivinar Por qué sería este el
4:03caso
4:04las conexiones son la parte más débil de
4:07cualquier sistema estructural
4:09la conexión directa de los suspensores
4:11de acero con la cubierta de concreto
4:13provocará la formación de grietas en la
4:16cubierta ya que el concreto es frágil
4:18por naturaleza
4:19veamos como estragos se resolvió este
4:21problema
4:24strauss decidió conectar los suspensores
4:26a una estructura de acero la conexión de
4:28acero a cero es siempre fuerte los
4:31detalles de la conexión entre los
4:33suspensores y la estructura de acero son
4:35mostrados aquí
4:37la cubierta de la carretera se coloca
4:39sobre esta estructura
4:41strauss mantuvo la anchura de la
4:43carretera en 27 metros para tener en
4:45cuenta las demandas del tráfico actuales
4:47y futuras
4:49el ensamblaje de esta estructura no fue
4:51nada fácil debido a las condiciones de
4:54niebla y viento en el lugar de la obra
4:55para facilitar el proceso los
4:58trabajadores prefabricaron cada uno de
5:00los miembros de la armadura y los
5:02llevaron a la obra en barcos el
5:04ensamblaje individual de los miembros se
5:07realizó con una torre de perforación y
5:09sus conexiones se aseguraron con
5:10remaches para garantizar la seguridad de
5:13los trabajadores se instaló una red bajo
5:16la cubierta del puente a medida que
5:18avanzaba la construcción del puente se
5:20conectaba simultáneamente la estructura
5:22con el cable principal mediante cables
5:24de suspensión
5:26además para mantener la igualdad de
5:28carga en el cable los trabajadores
5:30tuvieron que montar este sistema
5:32simultáneamente Y por igual en dos
5:34direcciones para cada torre de este modo
5:37el Golden Gate se convirtió en un puente
5:40si utilizaron 250 pares de cables
5:43verticales que colgaron toda la cubierta
5:46del puente al cable principal luego de
5:48la construcción de las estructuras de
5:50acero los trabajadores pintaron el
5:52puente de un color naranja internacional
5:53especial
5:55para continuar examinemos algunos
5:57detalles en la construcción de
5:58carreteras de concreto sobre esta
6:00estructura sólida
6:02los trabajadores colocaron primero el
6:04encofrado de madera
6:05fijaron las barras de acero la soldaron
6:08a las secciones de acero que había
6:10debajo
6:12y después vertieron y compactaron el
6:14concreto con un vibrador de aguja
6:18ya nuestro puente parece perfecto pero
6:21está listo para soportar el movimiento
6:23de vehículos a uno primero debemos
6:26afrontar otro gran reto de ingeniería
6:29la expansión térmica
6:32el concreto y la estructura de acero
6:34asociada se expandirán o contraerán de
6:36acuerdo a las variaciones de la
6:37temperatura ambiental
6:39si hubiéramos construido este puente
6:41como una sola pieza durante un día
6:43caluroso y soleado el puente se
6:46expandiría y provocaría una enorme
6:47tensión en la torre y en la carretera
6:51eventualmente el puente experimentaría
6:53daños
6:56Si alguna vez has visto el puente Golden
6:58Gate Te habrás dado cuenta de unas
7:00conexiones peculiares en la carretera
7:03estas conexiones llamadas articulación
7:05de expansión de los dedos fueron la
7:08solución de strauss para resolver el
7:09problema del expansión térmica
7:13strauss dividió el tablero en siete
7:14piezas separadas
7:16puedes ver que este puente tiene tres
7:18cunetas las articulaciones de expansión
7:21de dedos se instalan entre los espacios
7:22durante un aumento extremo de
7:25temperatura la longitud de la cubierta
7:27aumenta y estas articulaciones se mueven
7:29casi un metro
7:31qué solución tan elegante para un
7:33problema serio sin embargo aún queda un
7:36pequeño problema por resolver la
7:38expansión térmica del acero es
7:40ligeramente mayor a la del concreto
7:44esta expansión diferencial puede causar
7:46problemas a la cubierta de concreto que
7:48está compuesta por una mezcla de
7:49concreto y barras de acero pero este
7:52problema de expansión es insignificante
7:54cuando la longitud es pequeña por eso el
7:57Golden Gate contiene pequeñas
7:58articulaciones de expansión cada 50 pies
8:03otro gran reto de diseño el que se
8:05enfrentó strauss fue la altura de la
8:07Torre
8:08hagamos un experimento para lograr un
8:10mejor entendimiento
8:13tengo dos diseños de puentes conmigo una
8:16alta Torre como diseño que tiene un gran
8:18hundimiento
8:20el siguiente una torre corta como diseño
8:22obvio poco hundimiento
8:24La pregunta es qué puente da más fuerza
8:27a un puente en suspensión
8:30vamos a probar el primer diseño usando
8:32una cubierta de carretera una cubierta
8:34muy pesada
8:38cuando se fija la cubierta de carretera
8:40este diseño se
8:42mantiene fuerte este diseño es seguro
8:45ahora al colocar el mismo peso en el
8:47siguiente diseño una torre corta
8:54este puente tuvo un fallo repentino ni
8:57pude reaccionar a eso así de breve hemos
9:00probado experimentalmente que el diseño
9:02de torrealte es el mejor para un puente
9:03en suspensión es más fuerte la pregunta
9:07es por qué para obtener la respuesta a
9:09esto invitemos al ingeniero jefe de todo
9:11este proyecto josep straus al video la
9:14principal diferencia entre estos dos
9:16diseños es el ángulo del cable en ambos
9:19la carga a soportar es la misma la
9:21componente vertical de la tensión del
9:23cable equilibra este peso ya que el
9:26diseño de la Torre pequeña tiene un
9:27ángulo bajo para balancear el peso el
9:30cable debe inducir más tensión
9:33es por esto que la torre corta falla
9:35durante el experimento la torre alta por
9:38supuesto va a reducir la tensión del
9:39cable pero su construcción costaría
9:42mucho más
9:44precisamente por eso
9:46straus calculó la altura óptima de la
9:47Torre en 746 pies un promedio feliz
9:51entre estos dos escenarios ahora
9:54entremos en la parte más emocionante de
9:56este vídeo la construcción del puente
9:58Golden Gate en un entorno hostil
10:02primero empecemos con la construcción de
10:04la Torre sabías que la construcción de
10:06la Torre Sur fue más difícil que la
10:08torre Norte esto ocurre porque la
10:10construcción de la Torre Sur tuvo que
10:12superar el violento océano Pacífico
10:14los cimientos de una torre deben ser
10:16construidos sobre un lecho de roca
10:18fuerte llamado estrato duro en el caso
10:21del lado Sura el estrato duro estaba a
10:2315 metros por debajo del nivel del lecho
10:25marino y tenía un suelo empinado hay que
10:28excavar a esta profundidad y construir
10:30unos cimientos de concreto armado para
10:31la torre Sur
10:33para hacer esto primero se contrató
10:35abusos profesionales Para que hicieran
10:37estallar bombas bajo el agua los buzos
10:40Se limpiaron los escombros de la
10:42explosión e hicieron una mejor
10:43superficie
10:45ahora es hora de construir un marco de
10:47acero y madera en esta superficie los
10:50buzos por supuesto hicieron un trabajo
10:52increíble aquí
10:54ahora veamos la sección transversal de
10:56la estructura que construyeron luego se
10:58vertió el concreto para crear algo
11:00llamado muros de defensa después de esto
11:03toda el agua interna fue bombeada
11:05ahora que el muro de defensa está listo
11:08pudiesen los trabajadores entrar y
11:10empezar a excavar los estratos duros
11:12he Aquí el problema las corrientes
11:15marinas son tan desagradables que el
11:17muro de defensa tendrá que soportar una
11:19enorme fuerza hacia adentro y puede
11:21derrumbarse este tipo de construcción es
11:24altamente insegura
11:26strauss Tuvo una ingeniosa idea
11:28inicialmente se colocaron los tubos de
11:31chorro el pozo de trabajadores y el pozo
11:35de material dentro de los muros de
11:36defensa el truco era construir una losa
11:40gruesa de concreto armado para que los
11:42trabajadores pudieran trabajar debajo de
11:44ella
11:45la forma en que los trabajadores
11:47llegaban a la cámara de los trabajadores
11:48era bastante interesante A través del
11:51pozo de los trabajadores ellos
11:54perforaban continuamente las rocas y
11:56excavaban por debajo de la losa de
11:57concreto armado esta losa de rcc
12:00soportaba los muros de defensa y
12:02protegía a los trabajadores que estaban
12:04debajo contra las corrientes mortales
12:07Durante este proceso toda la estructura
12:10de los muros de defensa se dejó hundir
12:12lentamente
12:13puedes ver su forma de cuchillo
12:16eventualmente llegaron el estrato duro
12:19rocoso
12:20después de nivelar el estrato duro
12:22hicieron una estructura de acero allí y
12:24construyeron unos cimientos de concreto
12:26armado la construcción de los cimientos
12:29completos es ahora bastante fácil se
12:32puede ver como los muros de defensa
12:34protegen los cimientos principales de
12:36las olas mortales
12:39ahora es hora de ver la construcción de
12:41las gigantescas torres
12:42una vez que el cimiento estaba listo fue
12:45agregada a la placa base de acero sobre
12:47este ahora viene la magia de estas
12:50celdas de acero huecas
12:52ensamblaron y remacharon estas celdas
12:54como Si estuvieran construyendo una
12:56torre con Legos puedes ver el Ingenio
12:59con que se planificaron las formas y
13:01tamaños de estas celdas para que la
13:03torre tuviera finalmente la forma que se
13:04pretendía que tuviese
13:07strauss diseñó esta estructura de celdas
13:09única para que fuera tan económica como
13:11fuerte
13:13la construcción de la Torre estaba
13:15entonces terminada Luego llegó el
13:18momento de tender los cables principales
13:19para esto primero instalaron los
13:22soportes de los cables en la parte
13:23superior de las Torres
13:26pudieses pensar que el cable principal
13:28es solo un cable sólido el cable
13:30principal de hecho está formado por
13:3327.000 hilos más pequeños y 129 mil
13:37kilómetros de longitud de cable de acero
13:39si utilizaron para su fabricación
13:41para iniciar el tendido de estos cables
13:43los trabajadores construyeron primero un
13:46puente pasarela para ellos al principio
13:49los trabajadores colocaron un cable de
13:50soporte
13:54los cables principales hacían su
13:56recorrido a través de estas ruedas
13:57giratorias
13:58además estos pequeños cables Se pasaban
14:01por la torre a través de la silla de
14:03cables uno a uno para luego ser
14:05sujetados por los obreros
14:08después los obreros presionaron los
14:11cables con una prensa hidráulica
14:14simultáneamente enrollaban los cables
14:16con alambre de acero galvanizado
14:19explicando Por qué el cable principal
14:21parece un solo tubo grande
14:24estos cables Se anclan a la roca del
14:26lecho con placas de acero de zapata
14:30tras el tendido de los cables
14:31principales se fijaron a estos o los
14:34cables de suspensión lo único que
14:35quedaba por hacer era Construir la
14:37estructura de la cubierta Y colocar el
14:39concreto para la carretera ya conoces
14:42cómo lo hicieron un extraño incidente
14:45ocurrió en el puente Golden Gate en sus
14:4750 aniversario Cuanto más de 300.000
14:49personas se reunieron en el puente a la
14:51vez probablemente puedas predecir lo que
14:53ocurrirá si un puente en suspensión se
14:55sobrecarga sobre cargar un puente en
14:58suspensión puede hacer que se hunda
15:00esto pudiese incluso hacer que las
15:03torres principales se doblen hacia
15:04adentro esto es exactamente lo que
15:06ocurrió ese día la cubierta se hundió
15:09casi dos metros
15:11incluso con esta carga extrema el
15:13increíble puente en suspensión de
15:15strauss se mantuvo firme tan solo
15:18podemos admirar las tecnologías que
15:20desarrollaron hace 89 años en el diseño
15:22y la construcción del puente Golden Gate
15:24este exitoso proyecto supuso un salto en
15:28la ingeniería civil antes de irte No
15:31olvides unirte a como nuevo miembro al
15:33equipo lesics Esperamos que hayas
15:36disfrutado del video Gracias por verlo

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