Maravillas de la ingeniería: un puente, cuatro métodos de demolición

El puente Champlain, de 3,5 km de longitud en Montreal, Canadá, constaba de cuatro secciones estructurales distintas, una de las cuales era la vía marítima del río San Lorenzo. (FOTO: Delsan-AIM)

El puente Champlain, que conecta la isla de Montreal con el territorio continental canadiense, tiene una longitud de 3,5 km y está compuesto por un total de 50 tramos.

Con 30 de esos puentes ubicados sobre el río San Lorenzo, un entorno protegido para la vida silvestre y una fuente de agua potable para millones de personas, el desmantelamiento del Puente Champlain de la década de 1950 fue un desafío de ingeniería como ningún otro.

“Fue uno de los mayores desafíos profesionales a los que me he enfrentado”, afirma Simon Hébert, director de obras civiles y director de proyectos en Delsan-AIM, que requirió cuatro metodologías de demolición distintas, cada una de ellas una maravilla en sí misma, y casi 40 meses para completarse.

Simon Hébert, director de obras civiles y director de proyectos de Delsan-AIM. (Foto: Delsan-AIM)

Planificación de la demolición

Después de la inauguración de un puente de reemplazo en 2019, Jacques Cartier y Champlain Bridges Incorporated (JCCBI) contrataron a la empresa conjunta Nouvel Horizon Saint-Laurent (NHSL), cuyo socio principal fue Delsan-AIM Environmental Services, para llevar a cabo la planificación, ingeniería y deconstrucción del puente Champlain original.

“La planificación por sí sola representó una cuarta parte de todo el tiempo del proyecto”, dice Simon, y el medio ambiente fue central en cada aspecto de la eliminación del puente.

Desde el principio, la JCCBI impuso estándares que iban mucho más allá de los necesarios para lograr una calificación de emisiones netas cero. La prioridad número uno era garantizar que no se dañara el ecosistema del río San Lorenzo, tanto durante como después de las obras.

Esto significaba que el uso de explosivos no era una opción y que Delsan-AIM también tenía que asegurarse de que no cayera ningún residuo al río.

Teniendo en cuenta la estructura construida y el estado de deterioro del puente, que desde los años 90 había sufrido importantes obras de refuerzo, Simon y su equipo desarrollaron un plan de demolición para cada parte estructural distinta del puente, dividiendo las obras del proyecto en cuatro secciones.

Las máquinas estaban equipadas con accesorios de martillo y pulverizador para los trabajos. (FOTO: Delsan-AIM)

Desmontaje mecánico

El primer tramo, que comienza en la isla de Montreal, en el extremo occidental del puente, mide aproximadamente 400 m de longitud y está compuesto por vigas en I de hormigón pretensado y pilares de hormigón que sostienen una plataforma de hormigón postensado pavimentada con asfalto.

Como esta parte del río es demasiado poco profunda para que puedan pasar embarcaciones, se decidió retirar la primera sección con métodos tradicionales, pero Delsan-AIM primero tuvo que construir un embarcadero temporal de 0,5 km de largo que se extendiera hasta el río San Lorenzo para acomodar el equipo necesario para las obras.

“Sin embargo, al construir el embarcadero, estaríamos restringiendo el flujo de agua, cambiando toda la hidrología del río”, dice Simon.

“El problema con eso era que crearía un área de 'agua muerta' cerca de algunos hábitats clave para los peces”.

Para evitar causar daños a los hábitats, Delsan-AIM trabajó con biólogos marinos y universidades para resolver el problema.

“Primero tuvimos que investigar mucho para asegurarnos de que no estábamos afectando a los peces ni a los otros animales en ese microcosmos.

“Al final, construimos el embarcadero con dos corredores migratorios e instalamos diez cámaras submarinas y sensores para contar el número de peces, monitorear su dirección de viaje y medir su tamaño”.

Si bien el diseño y la instalación del embarcadero fue el mayor desafío de esta parte de la demolición, Simon afirma: “Todos quedaron realmente impresionados. Por primera vez en la historia del río, la universidad y el público pudieron tener datos reales sobre las especies de peces que viven en el río San Lorenzo”.

Demolición marina

La segunda obra de ingeniería que Delsan-AIM tuvo que realizar fue la eliminación de 30 tramos de puentes, con una longitud total de 1,6 km, que estaban situados sobre el río San Lorenzo.

Quizás la parte técnicamente más difícil de todo el proyecto desde el punto de vista de ingeniería, la remoción de la sección media del Puente Champlain, se llevó a cabo utilizando una metodología de "elevación y desplazamiento".

Durante el proceso de remoción, se cortó cada tramo de 53,7 m del puente y sus pilares, antes de bajarlos mediante el sistema de elevación hasta la barcaza catamarán. (FOTO: Delsan-AIM)

Cada uno de los 30 tramos que discurren por el río mide 53,7 m de largo y 24,1 m de ancho. Están formados por cerchas de acero sobre pilares de hormigón armado, cuya altura varía entre 10 y 28 m, dependiendo de la profundidad del río, que a su vez varía entre 8 m y solo 1,5 m.

El tablero de cada tramo era de construcción pavimentada de hormigón postesado, incorporando siete vigas prefabricadas de hormigón preesforzado que se amarraban lateralmente mediante diafragmas transversales de hormigón ligeramente reforzado postesado.

Delsan-AIM diseñó y fabricó la remoción de cada tramo de 2.000 t en su totalidad, a través de una única operación de elevación que implicó el uso de cuatro remolcadores, cuatro barcazas de apoyo y una barcaza catamarán de 2.900 m2 y 7.000 t de capacidad con seis torres de elevación de 800 t de capacidad montadas en ella.

Las torres elevadoras se unieron entre sí mediante tres vigas de acero en forma de cajón. A continuación, se erigió una plataforma de acero sobre las vigas para proporcionar un puente para las torres, una estructura de soporte para el tramo que se iba a elevar y un área de trabajo para la demolición y el manejo de materiales una vez que se bajaba cada tramo.

Según Delsan-AIM, todo el conjunto de soporte y los vanos pesaban en total 4.800 t.

Simon dice: “En la primavera de 2021 comenzamos a montar y movilizar todos los sistemas en la barcaza.

“En realidad, fue todo un desafío. La mayoría del equipo que necesitábamos se encontraba en otras partes del mundo y, debido a la pandemia de COVID-19, traerlo a Canadá resultó ser un proceso muy lento”.

Simon añade: “Hubo muchos retrasos con la adquisición, el montaje y la movilización.

“Al final, empezamos a quitar los tramos dos meses y medio más tarde de lo previsto”.

Durante el proceso de remoción se cortó cada tramo de 53,7 m del puente y sus pilares, antes de bajarlo mediante el sistema de elevación hasta la barcaza catamarán.

“La operación de elevación de cada tramo duró tres días. Después, se desmanteló la sección en la barcaza, lo que llevó otros tres días, y el hormigón se evacuó a una barcaza secundaria.

“Una vez demolido un tramo, los materiales restantes se transfirieron a las barcazas de soporte y se transportaron a un muelle temporal.

“Así, cada seis o siete días, dependiendo del tiempo, desaparecía un tramo del puente”.

Cada tramo del puente, de 53,7 m de longitud, pesaba unas 2.000 toneladas. (FOTO: Delsan-AIM)

Mientras la barcaza catamarán se desplazaba hacia el siguiente tramo, otras dos estaciones de barcazas se desplazaban para demoler los restos de los pilares de hormigón sobre los que se había situado el tramo retirado.

“Para retirar los pilares, algunos de los cuales tenían 20 m de altura, utilizamos nuestras excavadoras de gran alcance, que estaban sobre una placa de barcaza”, explica Simon.

“Luego movilizamos una segunda barcaza para construir una ataguía alrededor de los cimientos y retiramos el resto de los pilares de hormigón del agua.

“Pero no drenamos el agua”, añade. “En lugar de eso, trabajamos bajo el agua con un sistema GPS y el operador de la máquina trabajaba desde una pantalla de computadora”.

Después de retirar todo el material del muelle, el contratista instaló piedra adicional para recrear el lecho del río.

Elevación y desplazamiento

La tercera maravilla de ingeniería del proyecto se produjo cuando se encargó a Delsan-AIM retirar el puente en voladizo de 2.500 toneladas sobre la vía marítima del San Lorenzo.

“La vía marítima del San Lorenzo es un canal de navegación internacional. La principal dificultad era que no se podía cerrar a los barcos, salvo durante un período de mantenimiento de tres días durante la temporada navideña, durante el cual se vaciaría el agua del canal para su inspección”, explica Simon.

“Instalamos seis gatos de cable con casi 300 cables de acero y bajamos toda la sección hasta una barcaza. Se necesitaron 18 horas para bajar el tramo de 33 m hasta la barcaza y, como había que abrir de nuevo la vía marítima y era pleno invierno y no había acceso, tuvimos que empujarla río arriba lo más que pudimos, donde pudimos dejarla durante todo el invierno”.

Caída controlada

El desafío final de este inmenso proyecto fue la eliminación de la sección interior oriental del puente, de 528 m de largo.

Si bien se utilizaron medios mecánicos para derribar los cuatro tramos del tramo, la tarea se complicó por la presencia de una autopista de ocho carriles que pasaba directamente debajo y por un plazo estricto de 50 horas para completar las obras.

ASI Engineering realizó el modelado y análisis 3D para la demolición de la sección final del puente. (FOTO: Delsan-AIM)

Para garantizar que los tramos se derribaran de forma segura y sin demoras, ASI Engineering proporcionó un modelado digital de las obras planificadas, que verían primero la eliminación de las dos primeras vigas de cada lado del tramo, seguida de una caída controlada de la viga restante en una sola operación utilizando cizallas hidráulicas montadas en excavadoras.

Una flota de 20 excavadoras, tres máquinas de gran alcance, seis camiones volquete de 40 t, tres cargadoras de ruedas y una topadora derribaron la sección final según lo previsto en octubre de 2022.

Una vez demolida la última sección del puente Champlain, Simon comenta: “Pasamos los seis meses siguientes quitando todas las obras temporales, incluido el embarcadero, y después reconstruimos todo el terreno para que pareciera que nunca había existido un puente allí”.

Para obtener una visión aún más profunda del proyecto del Puente Champlain, esté atento a nuestra entrevista ampliada con Simon, que se publicará próximamente .