¿Cuándo debemos anclar los aparatos de apoyo?

20 sept 2019
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Hace ya varios años que los Eurocódigos aparecieron en nuestras vidas. Durante un tiempo (seguramente más largo del que debiera), convivieron pacíficamente con nuestras normativas nacionales; con las modernas, actualizadas y de obligado cumplimiento (IAP-11, IAPF-08…), y con aquellas que nos hemos acostumbrado a incorporar a nuestros cálculos y a nuestra vida laboral, aunque no pasen de ser recomendaciones ministeriales de carácter no obligatorio (estamos hablando, sí, de las Recomendaciones para el proyecto y puesta en obra de los apoyos elastoméricos para puentes de carretera (1982)). Sí, han leído bien: 1982.

Vale, evitemos las posibles omisiones. «¿Qué pasa con la Nota Técnica de 1995?», se preguntarán algunos. En 1995, el Ministerio de Obras Públicas, Transporte y Medio Ambiente publicó la Nota Técnica sobre aparatos de apoyo para puentes de carretera. En ella se ampliaban algunos aspectos tipológicos y descriptivos de los distintos aparatos de apoyo que conformaban el abanico del momento. Al no aportar nuevas disposiciones relativas a la necesidad o no del anclaje de los aparatos de apoyo, se ha acudido directamente a las Recomendaciones.

En este artículo (a falta de un término menos pretencioso, tenemos que refugiarnos bajo su acogedora ala), pretendemos responder a la siguiente cuestión: ¿cuándo debemos anclar nuestros neoprenos zunchados?

Si hemos llegado a plantearnos esta cuestión, algo tenemos ganado: ya nos hemos peleado con más de un aparato de apoyo cuyas tensiones medias mínimas nos sugieren que no estaría de más si lo anclamos. Ahora bien, ¿estamos consultando las Recomendaciones del Ministerio o, pertrechados con el indómito espíritu normativo comunitario nos hemos adentrado en los Eurocódigos, más concretamente en el EN-1337-3?

Más allá de los criterios que cada documento pueda establecer como indispensables para el cumplimiento de las distintas comprobaciones del aparato de apoyo, cabe preguntarse lo siguiente. ¿Cuál se adaptará mejor a los métodos de cálculo actuales? ¿Qué documento tendrá, a priori, un carácter menos anacrónico?

La respuesta parece evidente. La actualización de las normativas europeas tendrá, casi con toda seguridad, un mayor rigor técnico y una mejor adaptación a los criterios de análisis que vienen implementados en todas las normativas en los últimos tiempos.

Expongamos, no obstante, libres de prejuicios y de manera objetiva, las consideraciones propias de ambos documentos, ¡no vayamos a defenestrar a nadie antes de tiempo!

Recomendaciones para el proyecto y puesta en obra de los apoyos elastoméricos para puentes de carretera (1982)

Hay dos aspectos del documento emitido por la Dirección General de Carreteras que son de interés para el análisis de la necesidad o no de anclaje de los apoyos elastoméricos.

El primero de ellos lo encontramos en los primeros apartados, concretamente, en el 2.3. Método de cálculo.

De él se extrae lo siguiente: “Para el cálculo del aparato de apoyo se considerarán las combinaciones de acciones más desfavorables, de acuerdo con la «Instrucción relativa a las acciones a considerar en el proyecto de puentes de carretera»”. Indagando un poco (sí, hay que indagar, pues es una Instrucción que no ha estado vigente para un par de generaciones de ingenieros), se descubre que data, nada más y nada menos, que ¡de 1972!

Partimos, por tanto, de que las Recomendaciones están planteadas para modelos de carga y análisis previos incluso a la Teoría de los Estados Límite.

Con este pequeño contratiempo en mente, pasemos a analizar el segundo punto interesante para el asunto que tenemos entre manos. Lo encontraremos en el apartado 2.3.2. Limitaciones. Condición de no desplazamiento de su posición inicial, y a él debemos ir sin más dilación.

Veamos cómo limita, por tanto, el documento la tensión mínima media, σm.

Se han de verificar las dos condiciones siguientes:

Donde f adopta los siguientes valores en función de si el aparato de apoyo es tipo A, B o C (categorización definida en el apartado 1.3.1. de las Recomendaciones).

Añade, a continuación:

Cuando la tensión media se encuentra entre 10 y 20 kp/cm2 (1 y 2 MPa) es conveniente prevenir el posible desplazamiento del aparato de apoyo de su posición inicial, dotándole de dispositivos especiales como los descritos en 1.3.2.

En la siguiente imagen se muestra la clase de apoyo a la que se referencia.

¿Qué dice, por su parte, el Eurocódigo? Vamos a comprobarlo.

Eurocódigo EN-1337-3

Por establecer una comparación directa, aunque sea casi redundante, el primer aspecto a destacar en contraposición con las Recomendaciones, es que los cálculos están basados en modelos de carga en consonancia con la Teoría de los Estados Límite, vigente en todas las normativas actuales.

Pero lo verdaderamente importante nos espera a la vuelta de la esquina, concretamente en la calle Condición de no deslizamiento, portal 5.3.3.6.

En él se establecen dos condiciones de estabilidad para aparatos de apoyo no anclados.

La primera de ellas establece que se satisfacer la siguiente expresión:

Vemos que, a priori, parece un criterio muy similar, pues también considera la tensión mínima media, y en el mismo sentido que las Recomendaciones, pero… claro, ¿cómo no considerarla? La dramática diferencia estriba, a nuestro juicio, en la segunda condición necesaria para garantizar la estabilidad. Dispone, de manera clara, lo siguiente:

Y bajo cargas permanentes (debe satisfacerse):

Se observa en la expresión anterior dos diferencias fundamentales con las Recomendaciones:

1. Se establece el límite tensional en 3 MPa, a diferencia de los 2 MPa considerados en las Recomendaciones del Ministerio.

2. La consideración de la tensión media mínima (reflejada en la fuerza vertical actuando sobre la superficie del aparato de apoyo) se contempla bajo la actuación exclusiva de las cargas permanentes.

Y es aquí, como anunciábamos, donde se produce el cambio radical de pensamiento frente a las antiguas Recomendaciones. Las acciones variables desaparecen en el cálculo de la tensión mínima sobre los apoyos elastoméricos.

Pero, ¿es esto tan importante?

Si pensamos en un puente isostático, a priori no, no lo es, puesto que las reacciones serán siempre positivas (o casi siempre, tampoco queremos pillarnos los dedos con tableros con relaciones ancho/largo peculiares o con estructuras tipo pérgola).

Seguro que más de un avezado lector está pensando ahora “¿y qué sucede con los puentes problemáticos, los hiperestáticos? Pues allá vamos, poco a poco y paso a paso. Todo cambia si entran a jugar los puentes hiperestáticos, puesto que nos encontraremos con reacciones negativas que intentarán que nuestros delicados aparatos de apoyo despeguen, independizándose de una vez por todas de esos padres sobreprotectores que son la subestructura.

Estas reacciones negativas son coto de caza casi exclusivo de las acciones de tráfico, por lo que si las acciones variables desaparecen, se reduce enormemente el problema del despegue.

Estas nuevas reglas del juego, que pueden parecer menos conservadoras, tratan de adaptar las comprobaciones de los aparatos de apoyo a la filosofía de cálculo presente en los Eurocódigos (y que se está extendido poco a poco fuera de nuestras fronteras comunitarias).

Así, ahora, como reacciones a considerar en la primera comprobación del Eurocódigo, se deben tomar las generadas en el modelo de carga que prioriza las acciones horizontales frente a las verticales, mientras que en las comprobaciones relativas a las tensiones mínimas, se incide en el estado en el que se va a encontrar el aparato de apoyo durante la mayoría de su vida útil, que no es otro que bajo la acción exclusiva de las acciones permanentes, por lo que, sí, estimado lector, con la aplicación estricta de los Eurocódigos se reduce enormemente la casuística que puede derivar en el anclaje de los aparatos de apoyo.

¿Qué conclusión podemos extraer, entonces, de todas estas disquisiciones?

Las normativas se actualizan, los criterios cambian y se adaptan a la realidad y al estado de la ingeniería en cada territorio y en cada momento. Lo que antes eran unas Recomendaciones razonables, hoy en día se han quedado obsoletas ante el empuje imparable de los Eurocódigos.

No es solo que lo más razonable es actualizarse y emplear como normativa base una europea y actual frente a unas Recomendaciones de casi 40 años de antigüedad; es también que los criterios de cálculo avanzan, evolucionan.

Del mismo modo que los ingenieros de entonces recelaron de los Estados Límite cuando estaban recién implementados, los nuevos cambios pueden inquietar e incitarnos a que nos aferremos a lo conocido (bueno o malo), con más fuerza.

Hay que mirar hacia delante, y en esa dirección solo hay una tierra a la vista: y se codifica desde Europa.