La nueva pasarela de Cerdanyola está situada en la también nueva Plaza del Riu Sec, cruza sobre la línea de ferrocarril y la calle Frederic Puig, uniendo el barrio de la Farigola con el otro lado de las vías.

Los materiales que componen la estructuras son solo 3: El hormigón, que solo está presente en la cimentación; el acero, que conforma prácticamente toda la estructura; y la madera, utilizada como plataforma y pavimento. El primer y el tercer material no esconden ningún secreto y su uso es muy convencional, pero en la parte metálica el formalismo estructural y arquitectónico dan lugar a la tipologia y solución final.

La plataforma del pavimento cuelga de dos vigas de 64,80 m. Estas vuelan en toda su longitud libres de un arriostramiento constante. Para poder responder delante de las acciones del viento e inestabilidades laterales las dos vigas están fijadas por los puntos de apoyo y por un punto central donde se inicial la pasarela. Esta solución pasa indiscutiblemente por el uso de la sección cajón, que confiere al elemento de rigidez torsional.

Los puntos de apoyo distribuyen la longitud de la pasarela en dos luces de 36,80 m y 28,00 m. En el lado de la plaza las vigas se empotran en un pórtico doble, que también sirve de estructura del ascensor, es elemento descompone la flexión de las vigas en un par de fuerzas, de tal forma que los pilares interiores del pórtico soportan la compresión y los exteriores hacen de tensores llevando la tracción hasta la cimentación.

El apoyo central de la pasarela vuelve a ser un pórtico metálico, éste al contrario del primero tiene flexibilidad en dirección longitudinal a la pasarela, de tal manera que se permite el movimiento debido a la retracción y dilatación por temperatura. Las pilas de apoyo mantienen el equilibrio entre la flexibilidad de un elemento sometido a flexión y la robustez que confiere el arriostramiento de una celosia. Se persigue así la máxima del buen diseño de resistir las fuerzas externas y permitir los movimientos impuestos.

Ficha técnica:

Promotor: Ayuntamiento de Cerdanyola (con el 50% de finanzación de fondos europeos FEDER)
Proyecto y dirección de obra: Enginyeria Reventós, SL y Àrea Metropolitana de Barcelona (AMB)
Empresa contratista: Copcisa

Dimensiones principales:
Ancho útil: 2,50 m
Superfície útil pasarela: 235,20 m²
Longitud: 64,80 m, dividido en 36,80 m + 28,00 m
Canto estructural: 1,00 m

Peso de la estructura:
Peso total: 414,000 kg
Hormigón: 276,000 kg
Acero estructural: 90,500 kg
Acero de armaduras: 10,200 kg
Cimentación: 37,248 kg
Cuantía de acer: 250 kg/m² (peso del acero de la plataforma y vigas entre la superfície útil de la pasarela).

Es fascinante ver como desde el nacimento hasta la posterior evolución y maduración de la resistencia de materiales ha seguido los mismos pasos que el resto de ramas clásicas de la ciencia. Y más aún si seguimos los nombres propios de los quien han contribuido.

Muchos consideran a Galileo (s. XVII) como el primer gran científico, sus aportaciones en la astronomía, la física y la mecánica son conocidas, pero menos conocidos son sus estudios en el campo de la resistencia de materiales. En su libro ‘Dos nuevas ciencias’ se recoge su trabajo en el campo de la mecánica, Galileo observó que la resistencia de un elemento sometido a tracción es proporcional a su sección e independiente de su longitud. También explicó el mecanismo resistente de una viga en voladizo sometida a flexión. Ahora sabemos que su teoría era errónea pero esta primera publicación sirvió de punto de partida y su testigo pasó a tantos otros.

IIlustración de Galileo de un ensayo a flexión (fuente)

Posteriormente Robert Hooke, coetáneo y rival de Newton, evaluó que el alargamiento de cables y resortes es proporcional al peso que aguantan. La ley de Hooke, que lleva su propio nombre, es la base cuando hablamos de sólidos elásticos.

La resistencia de materiales evolucionó como el resto de ramas de la ciencia, avanzó a medida que el pensamiento científico y las herramientas teoricas y técnicas evolucionaban. Actualmente todo el mundo tiene acceso al conocimiento pero a finales del siglo XVII el cálculo (sí la asignatura de derivadas e integrales) era la herramienta más potente de la época, y solo cuatro hombres estaban familiarizados con esta rama de las matemáticas. Estos eran Leibnitz, Newton y los dos hermanos Jacob y Johann Bernoulli. Estos dos últimos son conocidos en el mundo de las matemáticas pero también trabajaron en el campo de las estructuras estudiando la deformación de vigas. El hijo de Johann, Daniel Bernoulli siguió los pasos de su padre, su publicación más importante fue ‘Hidrodinámica’ donde postuló el principio de Bernoulli pero de sus conversaciones con Euler surgieron grandes contribuciones a la resistencia de materiales.

Jacob, Johann y Daniel Bernoulli y Leonhard Euler (de izquierda a derecha)

Leonhard Euler (s. XVIII) uno de los matemáticos y físicos más conocidos y prolíficos compartió piso con Daniel Bernoulli que lo animó a resolver de forma analítica la ecuación diferencial de la viga. También obtuvo la carga crítica de pando para pilares comprimidos, que es la base para el cálculo de inestabilidad de una estructura.

Durante el siglo XVIII todo estaba por hacer en el mundo de la ciencia y prácticamente aún no había división entre disciplinas. Un mismo pensador tocaba diferentes ramas de la física y de las matemáticas, es habitual encontrar que grandes científicos en ciertas disciplinas también trabajaron en la resistencia de materiales.

Coulomb (1736 – 1806) contribuyó como nadie a la mecánica de sólidos elásticos durante el siglo XVIII pero sus aportaciones más conocidas fueron en los campos de la electricidad y magnetismo. Thomas Young (1773 – 1829) es conocido por su experimento de interferencia de la luz (1801), desde mi punto de vista uno de los experimentos más influyentes de la historia de la ciencia, años más tarde introducía el módulo de elasticidad (o módulo de Young) como propiedad intrínseca del material e independiente de la sección. Lord Kelvin (1824 – 1907) y James Clerk Maxwell (1831 – 1879) grandes personalidades en los campos de la termodinámica y del electromagnetismo respectivamente también trabajaron en la elasticidad y la resistencia de materiales.

Coulomb, Young, Kelvin y Maxwell (de izquierda a derecha)

Estos son algunos de los nombre propios de la resistencia de materiales pero hay muchos más i sino los he citado no es porqué sea secundarios, podría haber hablado también de Navier, Cauchy, Poisson, Stokes, Lamé, Saint-Venant, Mohr o de Stephen Timoshenko, considerado el padre de la resistencia de materiales moderna y autor del libro ‘History of strength materials’. Libro del cual he sacado la mayor parte de la información del artículo y que recomiendo al quien quera ampliar la información de como se ha conformado la ciencia de las estructuras.

History of strength materials. Autor: Stephen P. Timoshenko

Todo ingeniero de puentes siempre se arregla las vacaciones para poder visitar alguna estructura interesante. Éste año yo he aprovechado para ver un de estos puentes que simplement hay que ver alguna vez en la vida, la criatura en cuestión se llama Forth Railroad Bridge, o simplemente Forth Bridge para los amigos.

Solo cuatro datos rápidos para situar y no aburrir: luz máxima 521m, longitud total 2529m, altura máxima de las pilas 100m, y fue construído entre el 1883 y el 1890 ¡y aún está en uso!

La espectacularidad del Forth Bridge es en gran parte gracias a la magnitud de la estructura, utiliza la tipologia estructural de un puentes en voladizo (Cantilever Bridge). Para explicar el mecanismo resistente los propios ingenieros prepararon esta celebre imagen del puente ‘humano’:

Éste diseño fue escogido por los ingenieros John Fowler y Benjamin Baker, aunque inicialmente el puente tenia que ser colgante siguiendo el proyecto de Thomas Bouch. El año 1879, cuando ya se habían empezado los trabajos en la cimentación, se paralizaron las obras debido al colapso del Tay Bridge, proyectado por Thomas Bouch. El accidente tuvo lugar cuando falló una pila durante un gran tormenta, parece ser que el accidente fue una combinación de mal diseño y mal mantenimiento. Se puede encontrar mucha información al respecto en esta web: Tay Bridge Disaster. El accidente se cobró 75 vidas y supuso un choque para la sociedad británica suficiente para parar el proyecto del Forth Bridge. Finalmente, éste cayó en las manos de Fowler y Baker, que rehicieron el diseño inicial. El esquema del puente en voladizo és mucho más estable y com se puede observar en las imágenes, en los puntos de apoyo las pilas se abren para dar más estabilidad lateral.

Una de las características inconfundibles es su color, un rojo subido, escogido para destacar cuando la niebla llega al estuario, muy habitual en la zona. Pero tal magnitud de estructura requiere un gran mantenimiento de la pintura, hasta hay una expresión en inglés que hace referencia: ‘be like painting the Forth Bridge’ para referirse a trabajos que no se acaban nunca (fuente).

El Forth Bridge es una obra magna de la ingeniería situada en un marc incomparable, al lado hay el Forth Road Bridge, una puente colgante terminado en el 1964 que también supuso un gran hito. Y ya se está construyendo el New Forth Bridge, éste será atirantado con tres grandes torres y reforzará el enlace viario. En el 2016, cuando se prevé terminarlo, convivirán tres magnificas estructuras pertenecientes a tres siglos diferentes.

Forth Bridge junto al Forth Road Bridge

Arriba un diseño previo preliminar del puente; abajo el proyecto de Thomas Bouch que se acabo descartando

En recuerdo a los que perdieron la vida construyendo el puente

Forth Bridge entre la niebla

Forth Road Bridge

El Sistema Internacional de Unidades (SI) garantiza que en cualquier parte del mundo se pueda hablar de distancias, pesos o velocidades sabiendo con total seguridad que un kilogramo (kg) en Botsuana mide lo mismo que un kilogramo en España. Para poderlo hacer cada pais tiene una oficina, instituto o organización que se dedica a definir y compara las unidades del SI para estar siempre de acuerdo con el estándar. Por razones históricas la Oficina Internacional de Pesos y Medidas ((Bureau international des poids et mesures)) se ha dedicado a definir las unidades básicas del SI.

Inicialmente se utilizaban Prototipos, por ejemplo, un kilogramo (kg) es la unidad de masa igual a la masa prototipo internacional del kilogramo custodiado en la BIPM. Esto significaría que si un fabricante de básculas de mucha precisión necesitaría ir a la BIPM, en Francia, para calibrar sus básculas. Poco práctico, verdad?, en realidad existen Patrones Nacionales repartidos por diferentes países, en España está el Centro Español de Metrologia (CEM), que tienen cópias con ‘suficiente’ precisión. Igualmente, es un rollo, cada ciertos años los patrones se tienen que calibrar con el original, que se guarda totalmente aislado para que no se altere, los otros patrones cuando se van manipulando va perdiendo o ganando massa y dejan de pesar 1,00000… kg.

Actualmente, los científicos están buscando otra forma de definir qué es un kilo que deje obsoleto el Patrón, la intención es encontrar una definición de kilogramo genérica y que se pueda reproducir por cualquier equipo con la instrumentación adecuada. Esto ya se hizo con otras unidades, un metro (m) originalmente se definia con una barra que también hacia de referencia base, actualmente un metro es la distancia que recorre la luz en vacío durante un intervalo de 1/299.792.458 de segundos. Esta definición nos lleva a preguntar qué és un segundo. Según el SI un segundo es la duración de 9.192.631.770 oscilaciones de la radiación emitida en la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio, a una temperatura de 0 K.

¿Para que sirve esta definición tan infernal? Con estas definiciones, dos equipos con los instrumentos adecuados pueden medir una distancia de forma independiente con los mismos resultados, lo cual es básico para que el mundo funcione tal como hoy lo entendemos.

Desgraciadamente, los pobres científicos que se dedican a la Metrologia no han encontrado una forma satisfactoria, durable e inequívoca de redefinir el actual kilogramo para dejar de lado el antiguo Patron. Así que las medidas masa seguirán dependiendo de un pequeño cilindro de platino e iridio guardado en una caja fuerte en la afueras de Paris.

Fuentes:
La Cuchara Menguante de Sam Kean. Editorial Ariel
Centro Español de Metrología
Bureau international des poids et mesures
Brief history of the SI

No acostumbro a hacer muchos posts institucionales pero en la última semana no me ha parado de llegar cartas de las Elecciones al Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, toda la información está disponible en la web pero hacer un resumen de todo siempre va bien. Las votaciones serán el próximo 19 de abril, pero se puede votar por correo o online hasta el 17 de abril (mediente la web del colegio, www.ciccp.es). Se tiene que escoger la Junta de Gobierno y el Consejo General del Colegio. Empecemos por la Junta de Gobierno, se presentan 4 candidaturas:

A parte de la Junta de Gobierno también hay el Consejo General, formado por 23 Consejeros por sectores profesionales, 18 Consejeros territoriales y 2 Consejeros por razón de edad, uno que representa a los jóvenes y otro por parte de los jubilados. A partir de aquí la cosa se complica, ya que hay 10 sectores profesionales, 8 demarcaciones más los 2 por edad. Si no habéis recibido la carta o mail correspondiente, todas las candidatures se pueden consultar en la web del colegio (todas las candidaturas).

Las candidaturas son listas abiertas, és decir, que se pueden votar de forma independiente candidatos de las diferentes listas donde se presentan. No entraré en el detalle de los equipos que conforman las listas ni en su programa, pero la información está disponible en las webs enlazadas. Animo a todos a que se informen, a participar y a votar, el Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos puede tener defectos o no, pero nos representa profesionalmente y con la que está cayendo no estamos para ir cerrando puertas.

Para situar, la estación está ubicada en Canfranc (Huesca), se inauguró el 18 de julio del 1928. Conectaba con Francia mediante un túnel ferroviario a través de los Pirineos y en su momento fue la estación más grande de Europa, toda una mega-infraestructura para la época. A pesar que se inauguró por todo lo alto nunca tuvo mucho tráfico, claro que las crisis económicas y las diferentes guerras y posguerra no ayudaron. Pero el túnel siguió abierto hasta el 1970, cuando a causa de un accidente de un tren de mercancías en el puente de l’Estanguet, en la parte francesa, se cierra y ja no se recupera nunca la conexión.

Actualmente a falta de saber que pasará con la conexión central pirenaica del AVE (el Eje 16) el recinto está en desuso, el edificio principal está cerrado pero aún hay vagones de tren abandonados y restos de los soportes de las catenarias, realmente parece más un escenario del Call of Duty o los restos de un apocalipsis zombie.

Podéis encontrar las fuentes e imágenes históricas en los siguientes enlaces:

http://www.canfrancestacion.es/
http://www.forbidden-places.net/exploracion-urbana-estacion-de-canfranc#.T1YcQfEaMiA
http://www.canfranc.de/canfranc/start_s.html

¡Hoy estreno el nuevo diseño de la web!, el anterior formato estaba un poco desfasado y ya tocaba una renovación. Siguiendo la filosofia de menos és mas la información se presenta de manera más intuitiva y directa. Espero que os guste y por favor decidme que os parece, acepto críticas también, podéis comentar directamente en la web, vía mail (info@construcloud.com) o por twitter (@construcloud).

Empezamos por el principio, descripción del sujeto: Nacido el año 1856 y de origen croata, casi 2 metros de altura, cabello negro y repeinado hacia atrás, aspecto noble y arreglado, y vestía con levita negra y sombrero de hongo. Tenía manías dignas de estudio aparte: obsesión por los números divisibles entre 3, acostumbraba a calcular mentalmente el volumen de los platos que comía, no soportaba las perlas y detestaba la gente obesa. De joven, para pagarse los primeros inventos empezó a jugar al billar y casi se vuelve ludópata con el juego.

Nikola Tesla a los 34 años (font)

Tenía memoria fotográfica y una mente prodigiosa, se hace difícil saber hasta que punto, pero él mismo describía su método científico particular, afirmaba construir sus propios diseños y hacer los ajustes necesarios todo mentalmente, solo cuando funcionaba en su cabeza lo construía y lo hacía funcionar tal y como había pensado. Pero sus habilidades no acababan aquí, aseguraba que podía oír truenos a 800 km y ‘sentir’ la presencia de objetos que lo rodeaban, hasta tuvo una visión que predijo la muerte de su madre.

Con 26 años, mientras recitaba Goethe ideo el motor de inducción y el campo magnético rotatorio, que supusieron la revolución del sistema de corriente alterna (AC), hasta entonces se funcionaba con corriente continua (DC) y se necesitaban generadores cada 3 km. Con éste curriculum viajó a los EEUU para buscar trabajo con Thomas Edison, que en esa época ya era considerado una celebridad. Tesla acaba trabajando para él con la condición de recibir un pago de 50000$ para mejorar el sistema de corriente continua de Edison. ¡Y ojo, porqué después de trabajar durante un año hasta tener éxito, Edison le niega la paga bonus y alude que era una broma americana! Tesla que tenía poco sentido del humor se fue de la empresa para buscarse la vida por su cuenta.

Laboratorio de Tesla en Colorado Springs (font)

Pero la cagada monumental de Edison fue no ver el potencial del sistema de corriente alterna, Tesla con su propia empresa encuentra inversores que la instalan y aquí empieza Guerra de Corrientes entre Tesla (AC) y Edison (DC). Como se puede ver en todos los enchufes de la casa, Tesla acabó ganando, pero la lucha fue dura y sucia. Edison puso en marcha una campaña de difamación de la corriente alterna, se dedicaba a electrocutar animales mediante la AC, los siempre pragmáticos americanos vieron la utilidad como nuevo método para ejecutar presos, y así de esta Guerra de Corrientes también surgió por casualidad la silla eléctrica.

El éxitos de la corriente alterna fue total y Tesla de tenía que haber convertido en un hombre riquísimo, ya que cobraba de las múltiples patentes a su nombre. Pero el propi éxito ahogaba financieramente la implantación de la AC. Finalmente, malvendió sus derechos a la empresa Westinghouse para que pudiera extender su sistema, renunció a millones que ya se le debían más todos los futuros ingresos que le pudieran generar.

Pero Tesla era un inventor total, ya había revolucionado el mundo pero él seguía investigando en aquello que creía. Un día haciendo pruebas con un oscilador que había fabricado hizo temblar un edificio de 10 plantas en Wall Street, causando el pánico entre la gente y la policía que pensaban que había un terremoto. Él mismo afirmó que podría hacer caer el puente de Brooklyn si se lo proponía.

Una de sus obsesiones fue la transmisión de energía sin hilos, a finales del siglo XIX ya estaba seguro que se podría establecer comunicación con Marte. Ideó un sistema de transmisión de energía mundial en la Wardenclyffe Tower. Una torre de 30 m de altura, octogonal y coronada por una esfera metálica qua tenía que propagar energía por la ionosfera sin la necesidad de hilos. EL proyecto nunca se terminó, sufrió muchos problemas de financiación y falta de confianza de los inversores. Al final no pudo afrontar las deudas y se paralizo el proyecto.

Wardenclyffe Tower (font)

Tesla acabó marginado de la comunidad científica, claro que su carácter tampoco le ayudo, al final de su vida estaba arruinado. Una de las últimas obsesiones tenía que ver con las aves, despojado de su laboratorio se dedicaba a dar alpiste a las palomas, recogía las que estaban heridas y las cuidaba. Hablado de una tórtola especial que había encontrado, decía que la quería igual que un hombre ama a una mujer, y ella le correspondía. Cuando murió el animal también murió su afán científico.

Solo me queda pedir perdón por el tono de la entrada, puede que demasiado informal i hasta cómico. Nikola Tesla fue un científico-inventor-ingeniero que marcó una época, pionero en muchos campos inexistentes en su época. Se pueda afirmar sin ninguna duda que sin sus aportaciones en la corriente alterna o en la radiotelecomunicación aún iríamos en máquinas de vapor.

La fuente principal de esta entrada ha sido el libro Nikola Tesla. El genio al que le robaron la luz, de Margaret Cheney, ed. Turner Noema.

El la foto de família del Congreso de Solvay se juntan las mentes más brillantes de la época, y posiblemente del siglo XX, en esta irrepetible generación los más conocidos son Einstein, Schrödinger, Heisenberg i Bohr, pero cual fue el motivo de esta épica imagen. Pues bien, el tema principal de la reunión fue ‘Electrones y fotones’. A principios del siglo XX se elaboró el modelo atómico que conocemos actualmente, pero antes que se aceptara dentro de la comunidad científica se tuvo que romper con la idea imperante hasta entonces que mediante la ciencia se puede saber todo.

Hasta finales del siglo XIX se creia en una física determinista, Laplace (1749 – 1827) afirmaba que si hacemos una ‘fotografia’ de todas las partículas del universo en un momento determinado y se pudiera saber la posición y velocidad de cada una, entonces conoceríamos perfectamente el presente, y aplicando las leyes de Newton, pasado y futuro quedarían determinados. Éste pensamiento se vio socavado por el Principio de Incertidumbre de Heisenberg (¡que tenia 26 años cuando lo formuló!), el cual apuntaba a que no podemos conocer todas las magnitudes físicas de una partícula atómica a la vez y que la observación que realizamos altera el resultado obtenido.

En el congreso de Solvay havia el grupo de partidarios de la teoria, encabezados por Bohr y Heisenberg, su discípulo; pero por el otro lado, mentes tan respetables como Eistein y Schrödinger estaban en contra, decían que esta no podia ser la última verdad, que la física tenia que aspirar a poderlo explicar todo. De éste enfrentamiento salió ganando la escuela de Copenhague (Bohr y Heisenberg) y se asentaron, por fin, las bases de la mecánica cuántica, pero también trascendió la posición contraria de Einstein que decía que: “Dios no juega a los dados”.

Hoy la mecánica cuántica ha estado confirmada en múltiples experimentos y nadie la ha podido refutar, es la teoria que se acepta como correcta y que explica la interacción entre átomos. Han quedado atrás las disputas entre físicos sobre su interpretación, debido a que los resultados experimentales se han correspondido con la teoria, y el pensamiento práctico ha imperado. Pero tal como dijo Bohr: “Cualquiera que no se sorprenda por la teoria cuántica es que no la ha entendido”.

*Leyenda de la foto:
Primera fila de izquierda a derecha: Irving Langmuir, Max Planck, Marie Curie, Hendrik Antoon Lorentz, Albert Einstein, Paul Langevin, Charles-Eugène Guye, Charles Thomson Rees Wilson, Owen Willans Richardson.
Segunda fila de izquierda a derecha: Peter Debye, Martin Knudsen, William Lawrence Bragg, Hendrik Anthony Kramers, Paul Adrien Maurice Dirac, Arthur Holly Compton, Louis-Victor de Broglie, Max Born, Niels Bohr.
Tercera fila de izquierda a derecha: Auguste Piccard, Émile Henriot, Paul Ehrenfest, Edouard Herzen, Théophile de Donder, Erwin Schrödinger, Jules-Émile Verschaffelt, Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg, Ralph Howard Fowler, Léon Brillouin.

Éste post viene motivado por un par la libros que he leído últimamente y que recomiendo muchísimo:

Incertibumbre de David Lindley
Electrodinámica Cuántica de Richard P. Feynman
El Enigma Cuántico de Bruce Rosenblum y Fred Kuttner

Hace aproximadamente un año colgaba en el blog las fotos de la construcción del Jardín Tarradellas (Barcelona), entonces aún estaba en construcción y solo había un render con la imagen futura. A lo largo del año la obra se terminó, se plantaron las plantas y recibí noticia de su inauguración. Como cualquier otro parque urbano el día su inauguración no es cuando tiene la mejor imagen, usualmente se necesitan años para que los árboles empiecen a lucir. Esta semana he recibido una fotografía reciente, cedida por Josep Maria Damas, os la dejo para que podáis ver la mejora. Aún no es una pared vegetal completa pero seguro que en verano ya estará casi cubierto.

Si queréis más información podéis consultar la web del Ayuntamiento de Barcelona, donde también se pueden encontrar más fotos de la evolución de las planta, información de las especies que lo habitan y las plantes que lo componen:

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