El papel de los pernos Nelson en los puentes vehiculares

Publicado: 22 octubre, 2021

Si recorren bien la Ciudad de México, ya sea en transporte colectivo o en vehículo, notarán la gran cantidad de puentes que albergan. Algunas se usan para el tránsito de vehículos y personas y otras para el paso del transporte colectivo o metro. Sepan que esas grandes obras de ingeniería no serían posibles (o al menos como las conocemos), si no fuera por los llamados pernos Nelson o pernos de cortante.

Tienen un papel crucial, aunque no sean visibles a simple vista, pese a sus pequeñas dimensiones, no obstante, la calidad de su colocación determina la resistencia y seguridad de los puentes. A ello se debe que sean tan ampliamente usados. De hecho, fueron errores relacionados con los pernos los que causaron la tragedia del pasado 3 de mayo de 2021 en el Metro de la CDMX.

¿Por qué las vigas y el concreto no son suficientes para construir puentes?

En una conferencia en línea sobre lo acontecido en la línea 12, el ingeniero Francisco García Álvarez, expresidente de la Sociedad Mexicana de la Ingeniería Estructural, comentó la importancia de los pernos de cortante y por qué, su colocación deficiente y las soldaduras inadecuadas pueden llevar a una catástrofe. Muchos desconocían en qué consistían los pernos, sin embargo, a partir de esta sesión mostrada en varios medios de comunicación, muchos comenzaron a enfocar su atención en estas piezas pequeñas, pero cruciales.

El ingeniero explicó que el perno debe hacer trabajar dos materiales en conjunto, que son los más notables en los puentes vehiculares y del transporte colectivo: las vigas de acero, como la viga IPR y el concreto. Este último presenta excelente resistencia cuando es apretado, pero no cuando es estirado. Para solucionar este problema, es necesario utilizar el acero, que trabaja muy bien cuando es apretado y que muestra un excelente comportamiento cuando es estirado.

Detalló que los puentes de alta ingeniería consisten en la unión de dos materiales sobrepuestos de forma específica: el acero en la parte de abajo y el concreto en la parte superior. Ambos tienen que ponerse a trabajar mediante los pernos de cortante, que tienen la capacidad de brindar mayor estabilidad a las construcciones. Al contarse con las vigas y, además, colocar encima la placa de concreto, el trabajo de los pernos tiene que ser una unidad.

Expuso que la deformación es un fenómeno que ocurre cuando un puente es cargado. Al suceder la descarga, se recupera y retorna a su función original. En realidad, esto ocurre con todas las estructuras existentes, aunque el caso de los puentes es particular, debido a que se someten a cargas movibles de forma constante, es decir, cargas que vienen y van y que causan deformación y recuperación a cada momento.

La situación anterior deriva en un efecto peligroso, conocido como fatiga y, después de una gran cantidad de ciclos, es inevitable que los materiales lo presenten rápidamente. Ahora bien, ¿qué pasa cuando tanto el acero como el concreto se deforman? Tratan de deslizarse uno sobre el otro. Es en este punto donde entran los pernos Nelson.

Para entender su funcionamiento, pongamos un ejemplo sencillo. Coloque dos hojas de papel, una sobre la otra. Notarán que pueden deslizarse una con respecto a la otra de forma sencilla y sin esfuerzo alguno. Si entre ambas se coloca un elemento, como una pluma encima, ya no ocurrirá ese deslizamiento. Es para lo que los pernos son usados y fueron diseñados.

Básicamente, la función que prestan es conocida como cortante. Cuando la placa de arriba se deforma y las vigas de acero también lo hacen en distintas configuraciones, en la superficie que hay entre ambos materiales, ocurre un efecto de cortante y los pernos tratan de cortarse. A ello se debe su el nombre de pernos de cortante, debido a que su función es resistir esos cortes.

Ahora bien, en el caso de los puentes, todos pueden llegar a tener hasta cuatro o cinco hileras de pernos espaciados a diez, quince o veinte centímetros en toda la longitud, por tal motivo, la cantidad de pernos Nelson es considerable. Se requieren muchos de ellos para que ese trabajo en conjunto se lleve a cabo y los puentes puedan funcionar adecuadamente. También es indispensable la aplicación de métodos de soldadura adecuados.

Se preguntarán, ¿por qué los pernos deben tener buena soldadura y estar en una cantidad adecuada? Para explicar esto, remitámonos al informe preliminar que presentó la empresa DNV, que analizó lo ocurrido en la línea 12 del metro. Esta sostiene que el incidente ocurrió por una falla estructural relacionada con el proceso constructivo, donde destaca la calidad deficiente de la soldadura de los pernos, que se describió como con porosidad y carente de función percnotable.

Se reportó también la falta de un número adecuado de pernos, además de distintos tipos de concreto. Tras la evidencia fotográfica, para el especialista, resulta lógico determinar que los pernos fueron una causa directa del desastre. Si necesitan este excelente producto para construir puentes seguros u otros como el perfil PTR, contáctennos al (595) 133 43 64.

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