Ingeniería estructural

En este trabajo de investigación, como tema elegido la ingeniería civil especializada en estructuras, se explicara un pequeño concepto de este tema.

Se conoce como Ingeniería Estructural el área o disciplina de la ingeniería que incluye el conjunto de conocimientos científico-técnicos necesarios en las fases del proceso de concepción, diseño y fabricación de los sistemas estructurales que son necesarios para soportar las actividades humanas.

Por consiguiente, se nombraran y explicaran detalladamente, proyectos estructurales que ayudan a la población, a vivir cómodamente y sin correr riesgos, tales como:

El burj khalifa: Fue construida en el país de emiratos árabes, Dubái. Considerado un salto sobresaliente en la ingeniería estructural, y el rascacielos más alto del mundo jamás construido por la humanidad.

Mega planta en pucusana: Una obra que se realiza en nuestro país, específicamente en Lima, pucusana. Esta obra será utilizada, para la industria en producción de gaseosas, y consta de más de 669,000 m2.

City center quimera: Se lleva a cabo en la ciudad de Arequipa, es una construcción inmobiliaria y que contara con un hotel 5 estrellas, entidades financieras y de seguros, oficinas especializadas, restaurantes y cafés Club empresarial, centro de estudio de posgrado, casino, spa y comercios, tiendas vitrina, 600 estacionamientos entre otros.

Puente chilina: El Puente Chilina es uno de los puentes más largo del País con una longitud de 562 metros. Además para su construcción se ha utilizado nuevas materiales y técnicas en su asfalto.

Introducción

El termino ingeniería estructural se aplica a la especialidad de la ingeniería civil que permite el planeamiento y el diseño de las partes que forman el esqueleto resistente de las edificaciones más tradicionales como edificios urbanos, construcciones industriales, puente, estructuras de desarrollo hidráulico y otras.

El esqueleto estructural forma un sistema integrado de partes, denominadas elementos estructurales: vigas, columnas, losas, zapatas de cimentación y otros. 

A menudo se requiere resolver problemas de elevada complejidad que se resuelven mediante técnicas de elementos finitos que obligan a penetrar en el cálculo diferencial e integral de diversas variables, temas de álgebra lineal, ecuaciones diferenciales y métodos numéricos.

Aunque puede parecer que está más directamente asociada con la ingeniería civil, tiene una fuerte relación con todas aquellas especialidades de ingeniería que requieren un sistema estructural o componente para alcanzar sus objetivos. Son ejemplos de proyectos que requieren el uso de los métodos y técnicas de la ingeniería estructural los proyectos de estructuras de vehículos, componentes de máquinas, estructuras civiles, plantas industriales, medios de transporte, almacenamientos de gases o de líquidos, mecanismos de transmisión, estaciones de generación de potencia, plantas de tratamiento de aguas, naves y plantas industriales, etc.

La evolución de la Ingeniería Estructural está asociada a la evolución de la Mecánica de Materiales y del Análisis Estructural, al desarrollo de técnicas computacionales, a la introducción de nuevos materiales constructivos, a la creación de nuevas formas estructurales y al desarrollo de las técnicas constructivas.

La actividad profesional del ingeniero estructural se inicia con un bosquejo arquitectónico de la futura edificación, en el cual se comienzan a definir las dimensiones generales tanto en planta como en alzado. Compara las alternativas referentes al material básico de construcción: la conveniencia de usar concreto reforzado o pre esforzado, acero, madera, mampostería confinada o reforzada, aluminio u otras posibilidades más recientes. Asimismo define previamente las dimensiones longitudinales y transversales de los elementos estructurales. En la ingeniería estructural de las obras urbanas, el trabajo entre arquitectos e ingenieros resulta a menudo inseparable.

Definidas las características geométricas preliminares se pasa al proceso de predimensionamiento de los elementos estructurales: dimensiones de las vigas y columnas, características de la cimentación, definición de escaleras, muros de contención, posición de ductos de aire acondicionado. Luego se evalúa las cargas que soportara la edificación: cargas muertas que son cargas que no varían dentro de la estructura ni a lo largo del tiempo; cargas vivas que varían en espacio o en el tiempo, por el ejemplo, el peso de los ocupantes y los muebles.

El ingeniero a cargo debe analizar las fuerzas de reacción y deformaciones que del esqueleto resistente debido a las cargas. Para esto muchos ingenieros. Muchos ingenieros disponen de programas computarizados en sus oficinas para la solución de los problemas corrientes.

Marco teórico

ESTRUCTURAS

Todos los cuerpos poseen algún tipo de estructura. Las estructuras se encuentran en la naturaleza y comprenden desde las conchas de los moluscos hasta los edificios, pero el ser humano ha sabido construir las suyas para resolver sus necesidades.

Pero… ¿Qué tienen todas en común tantas cosas distintas para ser todas estructuras?

1. Están compuestos por elementos simples unidos entre sí

2. Resisten las fuerzas a las que está sometido sin destruirse

3. Todas conservan su forma básica.

Por eso, podemos dar una definición de estructuras

Una estructura es un conjunto de elemento unidos entre sí capaces de soportar las fuerzas que actúan sobre ella, con el objeto de conservar su forma, un ejemplo notable de estructuras en la siguiente foto:

Imagen 1: Puente Lupu, China.

Las fuerzas que actúan sobre una estructura se denominan cargas y pueden ser de dos tipos: Fijas como el peso propio de un puente, que siempre actúa sobre los cuerpos; o variables, como el viento que no siempre actúa sobre los objetos.

Las estructuras pueden ser naturales (creadas por la naturaleza como el esqueleto, las cuevas, los barrancos, etc.) o artificiales (creadas por el hombre como las viviendas, los vehículos, las carreteras, los aviones, etc.).

FUNCIONES DE LAS ESTRUCTURAS.

¿Qué condiciones debe cumplir una estructura para que funcione bien?

• 1. – Soportar cargas. Es la principal función de toda estructura ya que las fuerzas o cargas siempre están presentes en la naturaleza: la gravedad, el viento, el oleaje, etc.

• 2. – Mantener la forma. Es fundamental que las estructuras no se deformen, ya que si esto ocurriese, los cuerpos podrían romperse. Es lo que ocurre cuando los esfuerzos son muy grandes. Por ejemplo, en un accidente de coche, la carrocería siempre se deforma o araña dependiendo de la gravedad del impacto.

• 3. – Proteger partes delicadas. Una estructura debe proteger las partes delicadas de los objetos que los poseen. Por ejemplo, el esqueleto protege nuestros órganos internos, la carcasa de un ordenador protege el microprocesador, las tarjetas, etc. Pero hay estructuras que no tienen partes internas que proteger, como los puentes o las grúas.

• 4. - Ligeras: Las estructuras deben ser lo más ligeras posibles. Si la estructura fuese muy pesada, podría venirse abajo y, además se derrocharían muchos materiales.

• 5. - Estable: La estructura no puede volcar o caerse aunque reciba diferentes cargas.

ELEMENTOS DE UNA ESTRUCTURA

Las estructuras pueden ser masivas como una cueva o una presa. Pero lo normal es que estén formadas por partes, de manera que se forman por la unión de diferentes clases de elementos estructurales debidamente colocadas. De esta forma se construyen puentes, edificios, naves industriales, etc.

Los principales elementos estructurales, llamados elementos estructurales simples o elementos resistentes, son:

• 1. Forjado: Es el suelo y el techo de los edificios. Son tejidos de metales muy resistentes, a continuación se muestra un modelo:

Imagen 2: Modelo de forjado en construcciones.

• 2.  Pilares: Son los elementos verticales de una estructura y se encargan de soportar el peso de toda la estructura. Por ejemplo las patas de la mesa, las de la silla (que como ves no son exactamente horizontales), los travesaños verticales del marco de la ventana, etc. En un edificio, los pilares soportan el forjado que tienen justo encima, además del peso del resto del edificio. Si los pilares son redondos, se llaman columnas. Aquí se muestran algunos tipos de columnas:

Imagen 3: Variación o tipos de pilares.

• 3. Vigas: Son elementos estructurales que normalmente se colocan en posición horizontal, que se apoyan sobre los pilares, destinados a soportar cargas. En un edificio forman parte del forjado. Ejemplos de vigas son, los rieles de las cortinas, los travesaños horizontales de debajo del tablero en el pupitre o en la silla, el marco de la ventana o de la puerta, etc. Véase a continuación dos tipos de columnas:

Imagen 4: Vigas metálicas.

Imagen 5: Vigas de concreto.

• 4. Dintel: Viga maciza que se apoya horizontalmente sobre dos soportes verticales y que cierra huecos tales como ventanas y puertas, para mayor información, se ve las siguientes imágenes:

Imagen 6: El dintel en la construcción.

Imagen 7: Esbozo de un dintel.

• 5. Tirantes: Con objeto de dar rigidez a las estructuras se dispone de unos elementos simples que se colocan entre las vigas y los pilares. Por ejemplo las tijeras de los andamios (oblicuas), esa barra horizontal donde apoyas los pies en el pupitre, etc. Un ejemplo de tirantes tenemos:

Imagen 8: Uso de tirantes en un puente.

• 6. Tensores: Su misión es parecida a la de los tirantes pero éstos son normalmente cables, como los cables que sostienen la barra de gimnasia, o sujetan una tienda de camping, etc.

• 7. Arco: es el elemento estructural, de forma curvada, que salva el espacio entre dos pilares o muros. Es muy útil para salvar espacios relativamente grandes, como se muestra en la siguiente foto:

Imagen 9: Construcción de un arco, en un puente.

• 8. Cerchas que son un caso especial de vigas formada por un conjunto de barras formando una estructura triangular. Se usan normalmente en los techos de las naves industriales. Es decir, es una estructura triangular construida con barras de acero o madera que forman tejados

• 9. Los perfiles: son todas aquellas barras de acero que tienen una forma especial. se emplean para conseguir estructuras más ligeras que soportan grandes pesos con poca cantidad de material. El nombre del perfil viene dado por la forma de la superficie lateral: I, U, T, L… Estos aceros se usan en las vigas, pilares y tirantes.

• 10. Cimientos: es el elemento encargado de soportar y repartir por el suelo todo el peso de la estructura, aquí se muestra un ejemplo, de cómo se construye un cimiento.

Imagen 10: Cimiento común armado.

LAS FUERZAS QUE SOPORTA UNA ESTRUCTURA.

Una estructura tiene que soportar su propio peso, el de las cargas que sujetan y también fuerzas exteriores como el viento, las olas, etc.

Por eso, cada elemento de una estructura tiene que resistir diversos tipos de fuerzas sin deformarse ni romperse. Los tipos de fuerza más importantes que soportan son:

• 1. Tracción: Si sobre los extremos de un cuerpo actúan dos fuerzas opuestas que tienden a estirarlo, el cuerpo sufre tracción. Es el tipo de esfuerzo que soportan los tirantes y los tensores. Ejemplo:

Imagen 11: fuerza tipo tracción.

• 2. Compresión: Si sobre los extremos de un cuerpo actúan dos fuerzas opuestas que tienden a comprimirlo, el cuerpo sufre compresión. Es el tipo de esfuerzo que soportan los pilares y los cimientos. Ejemplo:

Imagen 12: fuerza tipo comprensión.

• 3. Flexión: Si sobre un cuerpo actúan fuerzas que tienden a doblarlo, el cuerpo sufre flexión. Es el tipo de esfuerzo que soportan las vigas y las cerchas. Ejemplo:

Imagen 13. Fuerza tipo flexión.

• 4. Torsión: Si sobre un cuerpo actúan fuerzas que tienden a retorcerlo, el cuerpo sufre torsión. Es el tipo de esfuerzo que soporta una llave girando en una cerradura. Ejemplo:

Imagen 14: Fuerza tipo torsión.

• 5. Cortadura o cizalladura: Si sobre un cuerpo actúan fuerzas que tienden a cortarlo o desgarrarlo, el cuerpo sufre cortadura. Es el tipo de esfuerzo que sufre la zona del trampolín de piscina unida a la torre o la zona de unión entre una viga y un pilar. Ejemplo:

Imagen 15: Fuerza de cortadura o cizalladura.

Proyectos más importantes

• Internacional

BURJ KHALIFA

Complejo de 2 km2 situado junto a la avenida Jeque Zayed, que atraviesa transversalmente la ciudad de Dubái. Su construcción comenzó el 21 de septiembre de 2004, siendo su inauguración oficial el 4 de enero de 2010. Debe su nombre al Jeque y presidente de los Emiratos Árabes Unidos, Jalifa bin Zayed Al Nahayan. Su nombre oficial, o el Burj Khalifa, la estructura más alta construida hasta ahora por el hombre. Con 828 metros de altura es hoy por hoy sinónimo de suntuosidad, modernidad, buen gusto y alta tecnología

El arquitecto redactor principal del proyecto fue el Arq. Adrian Smith, que trabajó junto a la firma Skidmore, Owings and Merrill (SOM) hasta 2006. La forma de la base del Burj Khalifa está basada en la forma geométrica de una flor, la Hymenocallis blanca de seis pétalos cultivada en la región de Dubái y en India, como se puede observar en la siguiente imagen:

Imagen 16: diseño Arq. Del burj khalifa.

Imagen 17: flor de Hymenocallis.

Ingeniería

La estructura del edificio está compuesta por hormigón armado hasta la planta 156 (586 m de altura). Desde el piso 156, las plantas están hechas de acero, lo que las hace más ligeras.

ELEMENTOS ESTRUCTURALES

Cimentación

La cimentación de este edificio es la más grande jamás construida. Se compone por un innovador concepto basado en estudios geotécnicos y sísmicos: el edificio es soportado en primera instancia por una placa inmensa de hormigón armado de casi 4 m de grosor, sumando 12 500 m³. Esta placa a su vez es soportada por un sistema compuesto por 192 pilotes de 1,5 m de diámetro en su base por 43 m de profundidad y un peso cercano a las 7 millones de toneladas. Un modelo de sus cimientos en la siguiente representación:

Imagen 18: cimentación profunda del burj khalifa.

Estructura

La estructura en forma de Y está conformada por un núcleo que sale de la base del edificio y cuenta con tres secciones laterales, que siguen la dirección del viento en Dubái (noreste-sur), las cuales ascienden a distinta altura cada una y de forma escalonada lo que permite que los pisos hacia el exterior vayan eliminándose a medida que la estructura gana altura, que también favorece así el flujo del viento. El diseño en Y, ayuda además a minimizar el impacto del viento sobre el movimiento de la torre y de las tormentas de arena que se producen habitualmente en Dubái; así como a mantener la simpleza constructiva del Burj Khalifa, siendo esta una de las características más llamativas de la edificación. El cuerpo del Burj Khalifa lo conforman siete niveles mecánicos localizados a lo largo del edificio cada 30 pisos, en donde se sitúa la maquinaria que controla los sistemas del edificio como las estaciones eléctricas o las bombas de agua. A partir del último nivel mecánico, ubicado a más de 500 metros de altura, en donde terminan las alas, continúa el núcleo del edificio que se subdivide hasta terminar en la antena telescópica de 4000 toneladas de acero, en donde funciona un equipo de telecomunicaciones que agilizan el tránsito de datos a través de la telefonía celular, fija, Internet y otras señales digitales. Esta antena, o torre cumbre, es visible a una distancia de 95 km y para su colocación, se utilizó desde dentro del edificio, una bomba hidráulica que la empujó hasta coronar su altura final. Se muestra un ejemplo de la estructura del rascacielos, es la siguiente página:

Imagen 19: estructura interna del burj khalifa.

Imagen 20: estructura externa del burj khalifa.

Tabla de datos de la construcción del burj khalifa.

Tabla 1: tabla de datos generales del burj khalifa.

• En nuestra capital (Lima)

MEGAPLANTA EN PUCUSANA

La nueva infraestructura industrial ejecutada por la empresa constructora Gerencia de Proyecto S.A.C (GERENPRO), se eleva desde un área de más de 669,000 m2 que colinda por el Este con la carretera Panamericana Sur. Sobre este lote se edifica un área construida de 90,409.4 m2. El proyecto consistió en la construcción de una mega planta industrial de bebidas conformada principalmente por una nave de producción de 59,659m2 que alberga 10 líneas de producción. Asimismo, incluye las áreas de almacenamiento de productos terminados, una nave de procesamiento de agua y bebidas de 13,170m2 y una nave de 3,740m2 que será almacén general. Complementariamente, el proyecto incluye oficinas administrativas, servicios de fuerza, servicios complementarios al trabajador, tratamiento de afluentes, plantas de residuos sólidos, anden de carga y estacionamiento.

DISEÑO

El diseño de las naves fue desarrollo por el Arquitecto Luis Sala Bacigalupo, corresponde a techos a dos aguas y el sistema estructuras porticadas. Los pórticos se componen de columnas de concreto armado de sección circular y vigas metálicas de sección rectangular. Los pórticos se encuentran unidos mediante vigas de concreto postensado, las mismas que se apoyan en las columnas de concreto y van a lo largo de toda la nave. Cuando la separación entre pórticos es 19 m, el diseño contempla 2 vigas metálicas intermedias apoyadas en las caras laterales de las vigas postensadas; cuando la separación es de 23 m, se instalan 3 vigas metálicas.

Las vigas metálicas se fijan mediante soldadura a placas de anclaje que son unidas a pernos de anclaje que se encuentran embebidos en las caras laterales de las vigas de concreto. Entre las vigas metálicas se instalan viguetas metálicas de sección rectangular que sirven de apoyo y fijación de las coberturas.

En la cobertura se usaron paneles termo acústico, conformado por 2 láminas de acero pre pintado y un núcleo aislante de poliuretano.

Con respecto a los cerramientos, el diseño contempla la instalación de paneles de forma horizontal apoyados en columnas metálicas ubicadas cada 3 m. este diseño descarta la indeseable presencia de polvo que normalmente aparece cuando hay elementos metálicos instalados de forma horizontal, cumpliendo condiciones de seguridad alimentaria. Se puede observar el perfil del diseño en la figura siguiente:

Imagen 21: modelo Arq. De la planta industrial.

Fabricación de Estructuras Metálicas

EL impresionante tonelaje de estructuras metálicas necesarias para la construcción de as planta industrial, al requerimiento de entrega en un corto plazo, genero la necesidad de realizar fabricaciones con mayor velocidad. Con este fin, GERENPRO implementó un sistema de fabricación de vigas metálicas por soldadura automática AWS GMAW en transferencia spray pulsado, utilizando maquinas sinérgicas de parámetros autoregulables.se acondicionaron 2 líneas de soldadura automáticas por ratios de producción por línea de 10 Ton/día y velocidad de avance de 37.3 cm/min. Estos equipos poseen antorchas con sistema de refrigeración por agua obteniéndose siglos de trabajo de 100% y cuenta con un accesorio lineal oscilador que permite controlar el ancho del cordón de soldadura, todo esto resultando en depósitos de gran calidad debido a la mayor estabilidad del arco de soldadura y la buena función durante el proceso.

Un modelo de las estructuras usadas en este proyecto se observa en la siguiente imagen:

Imagen 22: Estructuras usadas en la planta.

Obras Civiles

En el proceso constructivo se estableció el postensado de las vigas de concreto como requisito previo al montaje de las vigas metálicas. Y fue condicionante que antes del postensado se verifique que el concreto haya alcanzado el 75% de su resistencia. Con un diseño estándar de concreto a 28 días, la resistencia del 75 por ciento se hubiese conseguido a los 7 días, periodo no acorde con las exigencias de los plazos comprometidos. Ante esta restricción, se encargó a la empresa proveedora de concreto premezclado estos tiempos, logrando conseguir un diseño de concreto f"c = 350 Kg/cm2 –cemento tipo 1, con lo a los 3 días sus testigos curados in situ arrojaron una resistencia del 75% equivalente a f"c = 245 Kg/cm2; siendo este el nuevo periodo concordante con la planificación de la obra.

Obras Metálicas

La aplicación de una planificación confiable permitió ejecutar el montaje de las 3,000 Tn de estructuras metálicas en 6 ½ meses, todo un tiempo record.

Se estableció una estratégica de secuencia de las fabricaciones de elementos y de las construcciones de vigas postensadas, permitiendo trabajos continuos de montaje.

En base a rendimientos de montaje se determinó la cantidad necesaria de personal técnico para cumplir con los plazos previstos, llegando a contar con 230 montajistas.

Igualmente, se determinó la cantidad de equipos necesarios llegando a contar 3 grúas telescópicas de 30 Tn, 3 grúas telescópicas de 10 Tn, 5 camión grúas, 16 plataformas articuladas, 6 plataformas de tipo tijeras y 3 montacargas permitiendo realizar trabajos de montaje de forma simultánea.

Cuadro de los datos generales de la obra.

Tabla 2: ficha técnica de datos generales del proyecto.

• En el interior del país

CITY CENTER QUIMERA (AREQUIPA)

Con la convicción de ofrecer siempre productos innovadores en el sector inmobiliario que se diferencien por sí mismos y con la seguridad que Arequipa ha recuperado su liderazgo como centro generador del desarrollo económico de la región sur del Perú, QUIMERA inmobiliaria, presenta CITY CENTER, la mejor alternativa frente a las principales necesidades del sector productivo, proyecto concebido bajo una idea original, con un estilo funcional y moderno.

Descripción

El confort, modernidad, tecnología y seguridad con sus elementos característicos cumpliendo con los más altos y exigentes estándares del mercado global. CITY CENTER contara con un hotel 5 estrellas, entidades financieras y de seguros, oficinas especializadas, restaurantes y cafés Club empresarial, centro de estudio de posgrado, casino, spa y comercios, tiendas vitrina, 600 estacionamientos entre otros. A continuación se ejemplifica el diseño arquitectónico:

Imagen 23: modelo Arq. Del city center.

Características

• Sótanos: Consta de dos niveles subterráneos para estacionamiento de hasta 600 vehículos.

• Planta Baja: Comercio, restaurantes, casino, cafés, supermercado, oficina de administración.

• Primer Nivel: Entidades financieras y de seguros, tiendas vitrina, hotel 5*, comercio, tiendas.

• Segundo Nivel: Centro de estudios de postgrado, oficinas corporativas

• Tercer Nivel: Oficinas premiun con terraza, empresariales, profesionales.

• Cuarto Nivel: Oficinas empresariales y corporativas.

• Quinto Nivel, Torre Sur: Oficinas premiun con terraza, empresariales, consultorios médicos, club empresarial, amplias terrazas.

• Quinto al Duodécimo Noveno Nivel, Torre Sur hotel 5*.

Torre 1 – 20 niveles, Bancos, financieras y seguros, restaurante, club empresarial, centro de postgrado, comercio, tiendas vitrina, casino, restaurant, agencias financieras. Del tercero al veinteavo oficinas profesionales, empresariales y corporativas de 40 a 530 metros cuadrados.

Torre 2 – 20 niveles, Bancos, hotel 5*, restaurantes, comercio, agencias financieras y spa. Del tercero al cuarto oficinas profesionales, corporativas y premiun con acceso a terrazas Del décimo tercero al veinteavo oficinas profesionales, empresariales y corporativas de 45 a 500 metros cuadrados.

Este proyecto un se encuentra en construcción, por lo que se mostrara un avance de la construcción en las siguientes fotografías:

Imagen 24: vista frontal del avance.

Imagen 25: vista posterior del avance.

Beneficios

Para la construcción del "CITY CENTER" se utilizará un novedoso sistema antisísmico, único en Arequipa y el Sur del país y uno de los primeros en todo el Perú, permite disipar la energía sísmica y disminuye considerablemente los desplazamientos laterales haciendo que los daños en equipamiento y elementos no estructurales sean mínimos ante un sismo moderado o severo. Este sistema es utilizado actualmente en países que han desarrollado alta tecnología en este campo, como México, Japón y USA.

Se contará además con control de accesos e intrusión, detección, alarma de incendios y alarma preventiva de sismos, circuito cerrado de televisión, entre otros.

Los restaurantes, cafeterías y servicios higiénicos estarán implementados con un sistema de extracción de gases y olores.

PROYECTO PUENTE CHILINA

CARACTERÍSTICAS

El Puente Chilina es uno de los puentes más largo del País con una longitud de 562 metros. Cuenta con dos tableros paralelos con capacidad de hasta 3 carriles de 11.3 m. de ancho cada uno y están separadas por 2 m. entre sí para alojar en cada tablero una plataforma asfaltada de 10.50m. Esta plataforma se distribuye en una calzada de dos carriles de 3.60m cada uno, berma exterior de 0.5 m y berma interior de 2.80m.

En el tramo de estructura recto en planta, los tableros mantienen una pendiente transversal constante con bombeo del 2% para cada plataforma. En los tramos en curva, la losa superior de los tableros gira para adaptarse progresivamente a los condicionantes de peralte transversal del trazado, hasta un máximo del 4% de peralte transversal. La separación transversal de 2 m es necesaria por razones constructivas, para el paso de los carros de avance que permiten la ejecución en dovelas de voladizos, y para garantizar que los tableros no chocan entre sí en caso de sismo. 

El puente está apoyado en 4 pilares de 35.60, 39.00, 28.71 y 21.10 m. respectivamente, los cuales tendrán 5 vanos de luces de 100, 157, 142, 102 y 61 m. El vano principal de 157 m. m es un vano de muy grandes dimensiones para este tipo de estructura con vanos más habituales entre los 100 y 150 m.

Cantidad De Pilotes: Diámetro De Los Pilotes Es De 1.50 Metros, a continuación se mostrara una tabla de pilares empleados en esta obra.

Tabla 3: tabla de contenido, en cantidad de pilares utilizados.

Para mayor visualización de este megaproyecto, se expone imágenes del mismo a continuación:

Imagen 26: puente chilina, vista superior.

Imagen 27: puente chilina, inaugurado.

DESAFÍOS Y PUNTOS A RESALTAR DEL PUENTE CHILINA

La Mega obra Puente Chilina viene lidiando con grandes desafíos y diversos temas a resaltar, con el fin de lograr concretar el gran sueño Arequipeño:

• De acuerdo a los plazos acordados, que establecen una ejecución de la obra en 22 meses, el puente Chilina deberá estar concluido en 2014. Y para demostrar que el Consorcio está honrando fielmente este compromiso la construcción se realiza en turnos que comprenden las 24 horas del día, conscientes de que solo con un esfuerzo proporcional a la dimensión de la obra sacaremos adelante el mega proyecto que beneficiará a toda Arequipa.

• El Puente Chilina es uno de los mayores puentes del Perú. Una vez construido será el puente urbano más largo con 562 m de longitud. Con sus dos tableros de 11.3 m y una superficie de estructura de más de 12.700 m2, sin duda se convertirá el puente con mayor superficie del país.

• El Puente Chilina es un puente construido por avance en voladizos sucesivos. El vano principal tiene una luz de 157 m entre pilares. Esta es una gran luz para un puente de este tipo y es la mayor de este tipo en Perú, superando por ejemplo al puente Pilcomayo del mismo tipo entre Bolivia y la República Argentina con luz principal de 115 m, 505 m de longitud y un único tablero de 12 m de anchura.

INGENIERIAS

Arenas & Asociados nace en noviembre de 1999 cuando su Presidente, Juan J. Arenas, Profesor de la Universidad de Cantabria, decide crear una nueva empresa, capaz de responder a las exigencias de calidad y compromiso que demandaba el mercado. Es así que Arenas & Asociados, fusionando los esfuerzos de varios ingenieros y profesionales, es hoy en día una empresa especializada en el diseño de puentes y estructuras singulares.

La empresa basa su en la búsqueda de un alto nivel de expresividad formal y valores estéticos, bajo la funcionalidad y resistencia de los proyectos estructurales elegidos. Desarrollando diseños de ingeniería y arquitectura conceptual, desde sus primeros bocetos pasando por las siguientes etapas del proyecto, hasta finalmente llegar a su construcción.

Método Constructivo  

El puente continuo segmental se construye mediante un procedimiento de avance en voladizos simétricos con carros de avance para la ejecución del tablero sobre los pilares, y con dos tramos cimbrados anexos uno a cada estribo. El método constructivo de avance en voladizos simétricos o FCM (Free Cantilever Method) consiste en la ejecución de tramos del tablero llamados dovelas, avanzando desde la coronación de un pilar, de forma simétrica de forma que el tablero a un lado de la pila se vea balanceado con el tablero al otro lado. Los tramos o dovelas son generalmente de una longitud aproximada de 5 m y se ejecutan con la ayuda de un elemento auxiliar llamado carro de avance que se desplaza a medida que progresa la construcción. La fase inicila consiste en la ejecución de los pilotes de cimentación y los cabezales que unen los pilotes y sobre los que apoyarán los pilares y estribos. La ejecución de pilares se realiza con la ayuda de encofrado trepante en tramos de 5 m.

Una vez ejecutada la subestructura, es decir, los pilares y estribos, se comienza la construcción de cada tablero. Sobre el pilar 3 se ejecuta la dovela 0 de 6+6m sobre consola, y se continúa con la ejecución de las dovelas de avance en voladizo ejecutadas sobre carro para un total de 11 dovelas de 5.10m a cada lado completando un voladizo máximo de 62.10m (6.00+11×5.10m) desde el eje de apoyo a cada lado. Con un desfase en el tiempo de acuerdo al cronograma se comienza la ejecución del voladizo tablero desde eje de pilar 2. Sobre el pilar 2 se ejecuta la dovela 0 de 6+6m sobre consola, y se continúa con la ejecución de las dovelas de avance en voladizo ejecutadas sobre carro para un total de 14 dovelas de 5.10m a cada lado completando un voladizo máximo de 77.4m (6.00+14×5.10m) desde el eje de apoyo a cada lado.

Tras otro desfase temporal, se comienza la ejecución del voladizo tablero desde eje de pilar 1 con las mismas características del voladizo de pilar 2 descritas en el párrafo anterior. En los vanos centrales se ejecutan unas dovelas de cierre de 2.20m en vano 2 y 2.5 m en vano 3 para completar los vanos. El vano 1 requiere ejecutar 22.6m de tablero sobre cimbra para completar el vano de 100.0m de longitud junto al estribo 1. Los tableros de vano 4 parcialmente (38.50m de 102.00 m) y vano 5 completamente (61.00 m) se ejecutan sobre cimbra apoyada en el terreno. El plazo de ejecución previsto del total del Puente Chilina es de 22 meses.    

Retos

A continuación se establece retos en los siguientes aspectos:

Construcciones de edificios antisísmicos

Durante tiempos históricos se tiene conocimiento de terremotos que han ocasionado destrucción en ciudades y poblados de todos los continentes de la tierra. Un elevado porcentaje de los centenares de miles de víctimas cobradas por los sismos, se debe al derrumbe de construcciones hechas por el hombre; el fenómeno sismo se ha ido transformando así en una amenaza de importancia creciente en la medida en que las áreas urbanas han crecido y se han hecho más densas.

Para ello se propone diversas estrategia la más eficiente es de proyectar y edificar utilizando racionalmente los conocimientos de la Ingeniería Sismo resistente ; y con la integración de ello se plantea construir de manera constante y permanente edificio antisísmicas ; que al lograr este sueño cubriendo en la mayoría de territorios urbanos y rurales en las que se concentra la mayor población en todos los lugares del mundo se reducirá las pérdidas humanas y materiales al momento de ocurrir este tipo de desastre que se menciona ;contribuyendo así a la economía de los países.

Además de ello para desarrollar la construcción de estos tipos de edificios se requiere la incorporación y desarrollo de la Resistencia de Materiales . De igual modo la aplicación de procedimientos de análisis y la incorporación del acero en la construcción, y así se incrementaran sensiblemente la seguridad en las edificaciones y la de vidas humanas.

Edificaciones sostenibles y sustentables

 Se anhela proyectar de manera persistente el diseño y construcción ecológica, utilizando nuevas tecnologías que mejoren la calidad de vida en entornos urbanos, implantado nuevos procesos menos perjudiciales para el medio ambiente

En suma estas edificaciones se refieren a la utilización de métodos constructivos y el uso de materiales respetando el medio donde se desarrolla desde su planificación, diseño, ubicación, construcción, usando energía renovable (fuente solar, eólica, etc.), conservando el agua, aprovechando los recursos naturales de luz y ventilación, minimizando los residuos y creando ambientes productivos.

Edificios inteligentes o Domótica

Son aquellas edificaciones equipadas con cableado estructurado que permite a sus ocupantes controlar, remotamente, una serie de dispositivos automatizados por medio de un solo comando, es decir que un solo botón pueda realizar varias tareas a la vez. Este concepto de edificios inteligentes permite sistematizar automáticamente el control de la luz, temperatura y cambios de humedad y que sus ocupantes puedan personalizar los servicios del edificio.

1. Eficiencia del Consumo de Energía2. Sistema de aseguramiento de Vidas3. Sistemas de Telecomunicaciones.4. Automatización de áreas de trabajo