El Gran Puente de China
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REVISTA DEDICADA AL NÍQUEL Y A SUS APLICACIONES |
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CONCEPTO DE UN ARTISTA de como lucirá el puente Stonecutters una vez terminado en el 2008. |
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EL PUENTE STONECUTTERS realzará la entrada hacia el Puerto contenedor Kwai Chung de Hong Kong. |
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DUPLEX STAINLESS STEEL plates, 20 mm thick, will be welded and bolted together to form the skin of two
concrete-filled pole towers. |
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UN PROTOTIPO A ESCALA NORMAL de la coraza fue fabricado en Inglaterra para probar el diseño. |
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El prototipo fue hecho en dos mitades corvadas de 1.75 metros de alto por siete metros de largo. Cada
mitad fue soldada a tope y posteriormente fueron unidas mediante pestañas idénticas a las que serán usadas en
la estructura real. |
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EL PROTOTIPO permitió a los diseñadores modificar los detalles de las soldaduras, pestañas, tachones y
agujeros de canalización de cable. |
Puede que no dure tanto ni sea tan largo como la gran Muralla, sin embargo, el nuevo puente
atirantado de dos vías de Hong Kong ha sido diseñado para durar al menos 120 años
Por Carroll McCormick
Revista de Níquel, Julio 2005 -- Su engalane volará 75 metros sobre la entrada del puerto Kwai Cheng en Hong Kong, y sus dos torres de los extremos se elevarán 200 metros hacia el cielo. Cuando se finalice la construcción, para el 2008, el puente Stonecutters de 1,600 metros de largo se convertirá en un componente clave de la actividad comercial de China.
La dificultad para tener acceso y realizar el mantenimiento de la parte superior de las torres fueron los motivadores para que los diseñadores en Arup Hong Kong, insistieran en utilizar un material que durante 120 años no necesitara mantenimiento alguno. Para satisfacer los rigurosos requisitos estructurales y superficiales, la Arup Materials Consulting de Londres, seleccionó placa laminada en caliente de acero inoxidable dúplex grado S32205 (con 4.5 a 6.5 % de níquel) para fabricar la parte superior de las elevadas torres. Cerca de 2,000 toneladas de la aleación S32205 serán utilizadas.
La compañía Arup también especificó barras de refuerza de acero grado S30400 (con 8 a 10 % de níquel) para los pilotes de concreto y para las zonas donde el agua salpica a las torres. La compañía italiana Cogne suministrará 2,882 toneladas de barra de refuerzo en diámetros de hasta 50 milímetros.
La sucursal en Hong Kong de la compañía Arup está supervisando la construcción que llevará cuatro años, además de asumir la responsabilidad de la obra civil estructural, de mecánica de suelo y estudios topográficos. Las compañías COWI Consulting Engineers y Asia Pacific Ltd. están asesorando a Arup. El consorcio internacional Maeda-Hitachi-Yokogawa-Hsin Chong Joint Venture ganó el contrato $350 millones de dólares. La compañía Outukumpu de Suecia está suministrando la aleación S32205 así como los consumibles de soldadura.
"La coraza" del puente será fabricada con placa curvada de hasta 20 milímetros de espesor y será unida mediante procesos de soldadura y pernos. Estas placas se unirán hasta formar tamaños de sección adecuados como para que puedan ser manipulados. Tanto el fondo como la cima de cada sección tendrán pestañas estructurales de 25 milímetros de espesor y 130 milímetros de ancho de tal modo que las diferentes secciones puedan unirse fácilmente.
Las secciones pre-fbricadas se unirán y colocarán en su lugar para formar un "bote" estructural en el cual se verterá el concreto. Cerca de cuarenta mil tachones de 300 milímetros de largo y 16 milímetros de diámetro serán soldados a la parte posterior de las placas proporcionando la rigidez necesaria al concreto. Las cargas se transferirán del concreto hacia la coraza.
Durante la elección del material que se utilizaría para la coraza, los diseñadores decidieron que aún y cuado el acero al carbono ofrecía una resistencia estructural de 450 Newtons por milímetro cuadrado, no ofrecía el nulo mantenimiento que se requería. "Los aceros inoxidables austeníticos no cumplían con los requerimientos de resistencia estructural (300 Newtons por milímetro cuadrado)" dice Graham Gedge, especialista en materiales para proyectos. "Hubiéramos tenido que utilizar placas más gruesas y más pesados y por consiguiente más caras; con el uso de la aleación S32250 sabíamos que al utilizar placa laminada en caliente, cubríamos la resistencia d 450 Newtons por milímetro cuadrado."
Hubo otra razón por la cual se descartaron los aceros inoxidables convencionales: Una larga exposición del acero bajo la acción de este ambiente marino contaminado hubiera requerido una preparación minuciosa y controlada de la superficie del material. La valoración de la durabilidad del ambiente en el cual se espera que estos materiales trabajen es C5M, la peor clasificación atmosférica bajo la cual puede estar expuesto un material según la clasificación ambiental de la ISO.
El acabado superficial de la aleación S32205 es el idóneo ya que es el que los diseñadores especificaron. El acero S32205 es menos susceptible a la corrosión por picaduras y al manchado que otras aleaciones competidoras," explica Graham Gedge. "El control de la rugosidad superficial se vuelve menos crítico aún y cuando sobre esta queden atrapadas partículas de suciedad y sal."
Se seleccionó un acabado mate, en parte por razones estéticas y en parte para simplificar la fabricación. "No deseábamos tener dos enormes espejos en el puerto de Hong Kong," menciona Graham Gedge, "además se requería de mucha soldadura por lo que era crucial seleccionar un acabado que fuera fácilmente restaurable después del proceso de fabricación."
Outukumpu se encargará de pulir las placas a un acabado estándar. Una vez fabricadas las piezas, éstas se opacarán con un abrasivo de óxido de aluminio. Posteriormente se proporcionará el acabado final empleando cuentas de vidrio para embotar los filos dejados por el óxido de aluminio.
Para asegurar el éxito de la fase de diseño, la compañía Arup contrató los servicios de la compañía Ancon Building Products establecida en Sheffield, Inglaterra para que fabricaran un prototipo a tamaño real de la sección de la "coraza". La compañía Barnshaw Bending de Glasgow, Escocia, roló las placas y la Metal Improvement Company de Derby, Inglaterra proporcionó el acabado superficial.
El prototipo fue hecho en dos mitades corvadas de 1.75 metros de alto por siete metros de largo. Cada mitad fue soldada a tope y posteriormente fueron unidas mediante pestañas idénticas a las que serán usadas en la estructura real.
Las placas fueron roladas en formas cónicas (el radio de la torre se estrecha de 30 metros donde comienza la coraza de acero S302025 hasta 27 metros en la cima), y los detalles como las soldaduras, pestañas, tachones y agujeros de canalización de cable se trabajaros de manera cuidadosa.
"El prototipo nos obligó a replantear el empleo de las uniones con pestañas ya que la soldadura provocaba mucha distorsión," dice Graham Gedge. "Hicimos un segundo prototipo a escala en el cual alteramos el detalle de la soldadura, logrando disminuir notablemente la distorsión. Nuestro mayor reto fue como obtener la menor distorsión y la mayor resistencia estructural."
"El prototipo nos permitió producir el acabado requerido y para asegurarnos que las soldaduras no eran antiestéticas. Determinamos el acabado que puede obtenerse partiendo de placa laminada en caliente."
La combinación de torres de acero dúplex con barras de refuerzo de acero inoxidable austenítico convencional puede resultar en la construcción de un puente que perdurará por siempre.
Carroll McCormick is a Montreal-based freelance writer.
Crédito de la fotografía: Arup Materials Consulting
 Graham Gedge |
