Condición estructural de los puentes Benito Juárez y Miguel Hidalgo

La ciudad de Culiacán está localizada en el noroeste de México y es atravesada en el oriente por dos ríos, el Tamazula y el Humaya, los cuales, al unirse aguas abajo en la ciudad, forman el río Culiacán.

Si se recorre la ciudad, se pueden observar una serie de puentes vehiculares que conectan las diversas partes vitales de la capital sinaloense. En este aspecto, se cuenta con dos puentes vehiculares que conectan a la parte norte, atravesando el río Humaya, dichas estructuras son el Puente del Boulevard Universitarios y el Puente de la vialidad Enrique Félix Castro.

Por otro lado, existe otra serie de puentes en Culiacán, los cuales traspasan el río Tamazula, entre ellos se encuentran los dos Puentes de la Isla Musalá, el Puente Benito Juárez, el Puente de la Avenida Aquiles Serdán, el Puente Miguel Hidalgo, y el Puente de la Avenida Teófilo Noris. Por último, al río Culiacán lo cruzan el Puente de la Carretera México 15, el Puente del Boulevard Rolando Arjona y el Puente del Boulevard Miguel Tamayo Espinoza de los Monteros.

En resumen, con base en la descripción anterior, se puede establecer que la Ciudad de Culiacán cuenta con once puentes vehiculares que atraviesan sus tres ríos y que resultan útiles para la movilidad de sus habitantes. Sin embargo, poco se sabe de la seguridad estructural que estos guardan, existiendo casos en los cuales no se cuenta con planos arquitectónicos ni estructurales de dichas estructuras. Lo anterior representa un riesgo latente para sus usuarios debido a que resultaría muy complejo el evaluar la seguridad estructural de dichas obras, y de manera específica, la relacionada a los puentes más antiguos que hoy en día son transitados diariamente por miles de vehículos, ciclistas, y peatones.

Con el fin de ilustrar un poco la condición estructural que guardan algunos puentes de nuestro querido Culiacán, se exponen de manera breve los resultados obtenidos en diversas investigaciones que se han realizado acerca del comportamiento estructural de los puentes vehiculares Benito Juárez y Miguel Hidalgo, respectivamente.

Respecto al puente Benito Juárez, el cual conecta la avenida Xicoténcatl con la Calzada de la Américas, se tiene que es una estructura construida a base de concreto reforzado, la cual tiene una longitud de aproximadamente 180 metros. Se estima que fue construido hace aproximadamente más de 45 años (ver Figura 1).

Figura 1. Puente Juárez (Guzmán-Acevedo et. al, 2019).

Desafortunadamente, hoy en día no se cuenta con los planos que detallen la arquitectura del puente, ni mucho menos con información que describa el armado estructural de sus elementos más importantes como columnas, vigas, y losas. En este sentido, los gobiernos municipal y estatal han declarado formalmente que no cuentan con información alguna del puente (López-Varela, 2020).

Aunado a lo anterior, en diversas investigaciones publicadas en revistas internacionales (Vázquez-Becerra et. al, 2017; Guzmán-Acevedo et. al, 2019; Gaxiola-Camacho et al., 2021), nuestro equipo de investigación, conformado por estudiantes e investigadores de la Universidad Autónoma de Sinaloa, ha demostrado que el Puente Juárez presenta desplazamientos verticales (deformaciones) más grandes que los que permiten los reglamentos de construcción de puentes vehiculares (AASHTO, 2017), demostrando con esto la importancia de llevar a cabo investigaciones acerca de la seguridad estructural que dicha obra guarda.

También, es muy fácil observar acero de refuerzo (varillas) expuesto a la intemperie en el puente Benito Juárez, lo que hace a dicho acero vulnerable a problemas de oxidación y corrosión, respectivamente, impactando en la resistencia de la estructura (ver Figura 2).

Figura 2. Acero expuesto en parte inferior de plataforma central del puente Juárez (López-Varela, 2020).

En términos de vibración de la estructura, el puente Benito Juárez tiende a tener problemas en uno de sus extremos debido, entre otras consideraciones, al alto vehicular que es requerido por un semáforo que controla el tráfico en dicha zona, en este sentido, es muy común sentir la vibración vertical de la estructura en nuestros vehículos cuando se espera el verde del semáforo.

Por otro lado, otra parte fundamental para la estabilidad del puente Benito Juárez es la resistencia a la compresión que debe tener el concreto con el cual fue construido, con respecto a esto, se ha determinado que dicha resistencia es la adecuada tanto en las columnas como en las plataformas del puente (López-Varela, 2020).

En resumen, si bien en cierto que el puente Benito Juárez está presentando un comportamiento poco confiable, esto no quiere decir que la estructura vaya a colapsar en un futuro inmediato, lo que en realidad significa es que se está comportando fuera de lo que marcan como seguro las normas de construcción de puentes (AASHTO, 2017).

El otro puente localizado en la ciudad de Culiacán, el cual ha sido objeto de diversas investigaciones por parte de nuestro grupo de investigación, es el puente Miguel Hidalgo. Esta estructura representa el puente vehicular más antiguo de Culiacán, contando con más de 100 años de haber sido construido. Dicha infraestructura civil conecta la avenida Álvaro Obregón de norte a sur cruzando el río Tamazula (ver Figura 3).

Figura 3. Puente Miguel Hidalgo (Vega-González, 2024).

Entre las investigaciones realizadas al puente Miguel Hidalgo, se tienen el desarrollo de pruebas no destructivas para determinar la resistencia a la compresión del concreto y el posible armado estructural de sus elementos principales como columnas, vigas, losas y cabezales.

Cabe mencionar que se solicitó a las autoridades competentes tanto municipal como estatal información relativa a los planos arquitectónicos y estructurales del puente Miguel Hidalgo, sin embargo, declararon no tener dicha información en su poder.

En términos de la resistencia del concreto, se determinó que es la adecuada según la normativa vigente para construcción de puentes (AASHTO, 2017). Los armados estructurales (varillas de refuerzo) detectados con la ayuda de equipo de ultrasonido (Pachómetro) fueron adecuados con respecto a las configuraciones requeridas en los elementos estructurales.

Para el caso del puente Miguel Hidalgo, paralelo a las pruebas anteriormente descritas, también se llevó a cabo una medición de las aceleraciones de la estructura con la ayuda de un acelerómetro de bajo costo, determinándose así su periodo de vibrar, y con esto se logró calibrar un modelo analítico de elementos finitos, esto es algo que se realiza comúnmente en el proceso de diseño y evaluación de estructuras. En la Figura 4, se muestra el modelo analítico del puente Miguel Hidalgo, el cual fue creado para simular su comportamiento ante cargas vehiculares.

Figura 3. Modelo analítico del Puente Miguel Hidalgo (Vega-González, 2024).

Con este modelo calibrado, se pudo determinar que la seguridad del puente en términos de desplazamientos verticales cumple con lo que marca la normativa de puentes (AASHTO, 2017). Aunado a lo anterior, no se observaron problemas de vibraciones en el puente Miguel Hidalgo. Sin embargo, a pesar de no tener problemas de deflexiones (desplazamientos) ni tampoco de vibraciones, se observó demasiado acero expuesto en columnas, cabezales, vigas, y losas del puente, así como también agrietamientos considerables en los cabezales que cargan directamente la plataforma del puente. Las Figuras 5 y 6 ilustran el acero expuesto y uno de los agrietamientos más marcados en uno de los apoyos de dicha obra.

Figura 4. Acero expuesto en el puente Miguel Hidalgo (Vega-González, 2024).

Figura 5. Agrietamiento en apoyo del puente (Vega-González, 2024).

En resumen, con base en las investigaciones realizadas a los puentes Benito Juárez y Miguel Hidalgo, respectivamente, se puede concluir que, a pesar de ser menos antiguo, el puente Benito Juárez presenta un comportamiento más inadecuado que el Miguel Hidalgo, sin embargo, el puente Miguel Hidalgo presenta más agrietamientos.

Por otro lado, ambos puentes tienen bastante acero de refuerzo (varillas) expuesto a la intemperie, lo cual se recomienda sea recubierto lo antes posible para evitar problemas de corrosión y oxidación. Igualmente, en ambos casos, se recomienda realizar evaluaciones, por lo menos visuales, de ambos puentes cada seis meses o de manera inmediata si se presenta algún problema local en la estructura.

Por último, se espera que con estudios de la salud e integridad estructural de puentes como el que aquí se presenta, las autoridades a cargo de la seguridad de la infraestructura de la ciudad tomen las medidas adecuadas y sobre todo establezcan protocolos de revisión oportuna y periódica de los puentes que tenemos en nuestra querida ciudad de Culiacán.

***

Referencias:

AASHTO (2017). Bridge Design Specifications. American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO).

Gaxiola-Camacho, J. R., Vazquez-Ontiveros, J. R., Guzman-Acevedo, G. M., Bennett, R. A., Reyes-Blanco, J. M., & Vazquez-Becerra, G. E. (2021). Real-time probabilistic structural evaluation of bridges using dynamic displacements extracted via GPS technology. Journal of Surveying Engineering, 147(2), 04021002. https://doi.org/10.1061/(ASCE)SU.1943-5428.0000350

Guzman-Acevedo, G. M., Vazquez-Becerra, G. E., Millan-Almaraz, J. R., Rodriguez-Lozoya, H. E., Reyes-Salazar, A., Gaxiola-Camacho, J. R., & Martinez-Felix, C. A. (2019). GPS, Accelerometer, and Smartphone Fused Smart Sensor for SHM on Real‐Scale Bridges. Advances in Civil Engineering, 2019(1), 6429430. https://doi.org/10.1155/2019/6429430

Lopez-Varelas, F. (2020). Propuesta de Evaluación y Rehabilitación del Puente Juárez, Localizado en Culiacán, Sinaloa, Utilizando la Reglamentación AASHTO. Tesis de Maestría. Facultad de Ingeniería Culiacán, Universidad Autónoma de Sinaloa. Culiacán, Sinaloa, México.

Vazquez-Becerra, G. E., Gaxiola-Camacho, J. R., Bennett, R., Guzman-Acevedo, G. M., & Gaxiola-Camacho, I. E. (2017). Structural evaluation of dynamic and semi-static displacements of the Juarez Bridge using GPS technology. Measurement, 110, 146-153. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2017.06.026

Vega-González, L. (2024). Monitoreo del comportamiento estructural en puentes antiguos: puente Miguel Hidalgo, un caso de estudio. Tesis de Maestría. Facultad de Ingeniería Culiacán, Universidad Autónoma de Sinaloa. Culiacán, Sinaloa, México.

***

José Ramón Gaxiola Camacho es Ingeniero Civil por la Universidad Autónoma de Sinaloa (UAS), Maestro y Doctor en Ingeniería Civil y Mecánica por la Universidad de Arizona. Especialista en diseño y evaluación de infraestructura civil como edificios, puentes, presas, y carreteas. Profesor e Investigador de Tiempo Completo de la UAS. Investigador Nivel 1 del CONAHCYT.