Cajones presurizados para cimentación de puentes. Puente de Brooklyn.

A finales del siglo XIX y principios del XX se construyeron muchos de los que hoy consideramos puentes emblemáticos, destacando entre ellos el puente de Brooklyn. La cimentación de estos puentes se solía resolver mediante la técnica de los Cajones de Aire Comprimido ( Compressed Air Caissons or Pneumatic Caissons).

Los cajones de aire comprimido se basaban en la ejecución de una gran estructura estanca, a modo de campana, que se hincaba en el terreno gracias a su propio peso y a que unos operarios descalzaban el perímetro de apoyo mediante excavación manual.

 

En cierto modo, esta técnica es similar a la técnica de los cajones indios ( aquí tenéis lo que dice el PG3 sobre los cajones indios).

Dado que los trabajos de excavación se realizaban bajo el nivel freático, para impedir que el agua entrase en la cámara donde se estaban realizando los trabajos de excavación, ésta se presurizaba mediante la utilización de compresores de aire. Abajo os dejo una figura bastante ilustrativa.

 

 

 

 

El puente de Brooklyn se construyó entre los años 1870 y 1883. En su momento, la construcción del puente fue uno de los mayores retos de la ingeniería civil mundial, a modo de ejemplo, su longitud era un 50% mayor que la longitud del mayor puente colgante existente en aquella época y sus dos torres fueron durante muchos años unas de las estructuras más altas de todo el continente americano.

 

Las dos grandes torres que sustentan el puente pretendían ( luego lo explico) ser cimentadas sobre el lecho rocoso del East River entre los distritos de Manhatan y Brooklyn en la ciudad de Nueva York. Con este objeto se utilizó la técnica de los Cajones de Aire Comprimido, construyendo una estructura de unas 3000 Tn.

 

Los cajones se hundieron hasta apoyarlos sobre el lecho del río con la intención de que, a medida que se extraía el terreno en la base, que en los primeros metros estaba formado por lodos propios de la dinámica fluvial, finalmente se empotraran en el lecho rocoso, momento en el cual se rellenarían de hormigón a modo de gran pila de cimentación.

 

Abajo os dejo un dibujo del mismísimo Washington Roebling, Director de  la Obra, el cual sustituyó a su padre John A.Roebling, cuando éste murió debido a un accidente en las propias obras del puente.

 

 

 

Ver el dibujo en detalle.

 

En el interior del caisson trabajaban mayormente emigrantes recién llegados a Nueva York. Las condiciones de trabajo eran pésimas, a modo ilustrativo os dejo el siguiente párrafo en el cual el propio Washigton describía el ambiente de trabajo en la zona de trabajo, utilizando como símil el Infierno de Dante.

 

"Inside the caisson everything wore an unreal, weird appearance.  There was a confused sensation in the head, like the rush of many waters.  The pulse was at first accelerated, then sometimes fell below the normal rate.  The voice sounded faint, unnatural, and it became a great effort to speak.  What with the flaming lights, the deep shadows, the confusing noise of hammers, drills and chains, the half-naked forms flitting about, if of a poetic temperament, get a realizing sense of Dante's inferno.  One thing to me was noticeable, time passed quickly in the caisson."

           - E.F. Farrington, master mechanic for Washington Roebling.

 

 

En total, dentro de aquellos cajones, murieron más de 20 personas, muchos de ellos por embolia gaseosa. La embolia gaseosa o síndrome de descompresión se produce cuando el cuerpo humano sufre una fuerte bajada de la presión atmosférica, hoy esta enfermedad es muy conocida, pero cuando se realizaban los trabajos de excavación en los apoyos del puente, sólo se sabía que los trabajadores salían, enfermaban y muchos de ellos morían.

El propio Washigton Roebling sufrió de embolia y tuvo que dirigir las obras del puente desde su casa, ayudado por su mujer, Emily Roebling. De hecho, la propia Emily se convirtió en una de las personas de referencia en lo que a puentes atirantados se refería.

Aunque el objeto de la técnica era conseguir que los apoyos del puente estuvieran apoyados en roca, únicamente uno de los apoyos lo está (lado Brooklyn). El otro lado (lado Manhatan) está apoyado en terreno arenoso, ya que el propio Washington, tras una serie de análisis que concluyeron que el material sobre él que se apoyarían no se había movilizado en miles de años, decidió no seguir con los penosos trabajos de cimentación.

En definitiva, mucha gente murió, incluso su proyectista, pero el puente se construyó y ahí lo tenemos, objeto de admiración, aunque nadie piensa que la mayor dificultad de la obra está bajo el agua en las cimentaciones.

Ya lo decía Terzaghi

No hay gloria en las cimentaciones

En GEOJUANJO ya hice un artículo donde hablaba de construcciones con presión de aire, en este caso no hablaba de puentes sino de túneles y más concretamente del Holland Tunnel en Nueva York, abajo os dejo el enlace, os aconsejo su visita hay unas figuras y un vídeo fantástico.

Escudos para perforar. 200 años de historia.

Gracias por vuestro tiempo

juanjo