Resumen

A primeros de mayo de 2016, durante una de las crecidas del río Esla a su paso por el puente de Castrogonzalo, ocasionó el colapso de una de sus arcadas así como del pretil de su margen derecho.


Se pretende aquí investigar las causas que han originado este desastre así como las medidas que deben tomarse para minimizar y prevenir situaciones similares.


Para ello se ha efectuado un recorrido histórico de las diferentes situaciones a las que se ha enfrentado el puente con el fin de comprender su situación actual tanto estructural como patrimonial.


Se ha realizado una modelización de los hechos acontecidos, basándose principalmente en la “Teoría de la Excentricidad para Obras de Fábrica” de los autores que representa perfectamente el comportamiento real del puente, lo que supone una validación evidente de la misma. Tanto el arco colapsado como el pretil correspondiente y el resto de los daños producidos, de acuerdo a su concordancia con la modelización efectuada, se producen básicamente por el descenso de la primera pila del puente a consecuencia de la socavación de la corriente, que incide con excesiva fuerza sobre un tajamar de diseño poco adecuado. De acuerdo a los cálculos efectuados este descenso es considerable y se extiende en una amplia zona, presentando sus valores máximos un poco aguas arriba del tajamar anterior.


Igualmente, se han redactado unas actuaciones a realizar con el fin de servir de guía en una futura rehabilitación del puente.

1. ANTECEDENTES HISTÓRICOS

El puente de Castrogonzalo es posiblemente el sustituto de un primitivo puente romano en base a la evidencia de la aparición, a corta distancia aguas arriba del actual de “res- tos de construcciones con sillares bien escuadrados, como de opus cuadrata romana” (1), siendo más que probable que tras el relabrado de éstos se emplearan en la construcción del puente medieval dada que la zona es pobre en piedra.

Esta suposición se encuentra igualmente respaldada tras los hallazgos de unos estribos desfigurados de mampostería en los márgenes del Esla al estudiar el trazado de la calzada romana de Mérida a Astorga (2).

Las primeras referencias históricas del puente se encuentran en el siglo XII, alrededor de 1221, por lo que al mismo se le considera inicialmente como Medieval.

La historia del puente no es ajena a las fuertes y frecuentes avenidas que obligaron a su reparación y reconstrucción en diferentes ocasiones. Así, se tiene noticia que en 1550 se efectuó una reparación actuando básicamente sobre sus arcos, y que en 1683 se tramitó un expediente relativo a la reconstrucción del puente que fue derribado por una gran crecida del Esla.

De igual forma se encuentra documentado que una avenida lo dañó enormemente inutilizándole en 1739, y pese a su importancia estratégica como paso hacia Galicia, hasta 1795 no se planteó la reconstrucción del mismo, gracias posiblemente a la influencia y recomendaciones del historiador D. Antonio Ponz y de D. Francisco Javier del Mazo que lo definió en 1779 con la conocida frase “El puente más preciso del Reino” con la intención de hacer entender a las autoridades la necesidad de actuar sobre éste.

Las estructuras fueron rehabilitadas y rehechas concluyendo la reconstrucción en 1806, de forma que el puente constaba de veintisiete arcos (3), nueve de ellos formando el denominado “Puente Viejo”, que constituye la parte más antigua de la época medieval y dieciocho que configuran el denominado “Puente Mayor” de los cuales fue necesario levantar de nuevo los nueve primeros, los más próximos a Castrogonzalo.

A finales de diciembre de 1808 con el puente recientemente terminado, como consecuencia de la Guerra de Independencia a causa de la retirada de las tropas inglesas hacía Galicia, el general John Moore minó y voló los arcos más próximos al margen izquierdo del Esla con el fin de entorpecer el avance en su persecución de las tropas napoleónicas (4). Aunque, como era de suponer, de seguido, los pontoneros franceses se afanaron en restablecer la circulación entablando los arcos y machones minados aprovechando cuanta madera pudieron encontrar, como consecuencia, posteriormente los cinco primeros tramos se convirtieron en un puente de vigas de madera apoyadas en pilas de sillería que posteriormente fueron sustituidas por una estructura metálica.

Durante la continuación del siglo XIX el puente sufrió distintos deterioros que obligaron a su restauración, tal y como consta en 1831 en el “Diccionario Geográfico Universal dedicado a la Reina Nuestra Señora”, donde se indica que el puente se encuentra en un “fatal estado” y en 1859 de acuerdo a la “Memoria sobre el estado de las obras públicas en España” donde se registran diferentes obras de reparación.

En la situación del puente en 1874 se puede establecer que (5): “Consta de dos partes distintas separadas por un trozo de carretera defendida con muros de sostenimiento, los cuales se prolongan por la margen derecha en una longitud de más de un kilómetro, permitiendo el paso de las aguas por una porción de grupos de alcantarillas y pontón. El primer puente que se halla se conoce con el nombre de Viejo, y consta de 9 arcos de 10 a 12 metros de luz, semicirculares unos y otros peraltados y ligeramente apuntados. El otro puente, más moderno que el anterior, consta de 17 huecos y está dividido en dos porciones por una fuerte pila estribo, que sube hasta el piso del puente formando una gran plataforma. Uno de estos tramos fue cortado por los ingleses en la guerra de la Independencia hallándose hoy día reemplazados los arcos por entramado de madera. El resto de la obra es de sillería arenisca, hallándose toda ella en buen estado, e indicando ser moderna”.

En 1930, anexas a los tramos metálicos, se construyeron cuatro bóvedas elípticas de hormigón de luces que varían entre los 14.2m y los 16.4m apoyados sobre pilas de hormigón con contrafuertes.

En el año 2000 los trechos metálicos fueron objeto de obras de consolidación y reconstrucción (6).

2. ESTADO ACTUAL

En el puente de Castrogonzalo se pueden distinguir cuatro tramos diferenciados.

El primero o “Puente Viejo” constituye la parte más antigua que se conserva y puede datarse en la Edad Media. Tiene unos 45m de longitud, y de las nueve arcadas de sillería iniciales solamente se conservan tres bóvedas.

Mantiene una rasante horizontal, y pilas dotadas de tajamares de planta triangular en ambos alzados. Entre este tramo y el siguiente hay un terraplén intermedio de unos 180m de longitud.

El segundo tramo se puede considerar de los siglos XVII y/o XVIII, se compone de ocho bóvedas de cañón de sillería, excepto la tercera desde la margen derecha que es escarzana. La rasante es ligeramente alomada y las pilas presen tan tajamares de planta rectangular aguas abajo y triangular aguas arriba. Los estribos son singulares, siendo el de la margen derecha, que es la que ha colapsado, un desarrollo curvo y el estribo de la margen izquierda una plazoleta poligonal, donde se encuentra con el siguiente tramo. La longitud de este tramo es de unos 112m.

El tercer tramo, construido en 1930, se compone de cuatro bóvedas elípticas de hormigón de luces que varían entre los 14.2m y los 16.4m.

Las bóvedas apoyan sobre pilas de hormigón con contrafuertes acanalados horizontalmente, y presenta en la parte inferior tajamares semicilíndricos que se rematan con casquetes esféricos; los tímpanos están chapados con sillarejo dorado.

El tramo cuarto se une al anterior a través de un contrafuerte también chapado y tiene una longitud que alcanza los 76.50m.

Se compone de cinco tramos metálicos de tablero superior formados por celosías de cruz de San Andrés de 14.30m de luz. Las celosías poseen ménsulas metálicas pintadas en verde sobre las que vuelan las aceras. Las pilas, con tajamares semicilíndricos a ambos lados, son de sillería, de 1.70m de anchura (7).

En la tarde del día 1 de mayo de 2016 se produjo el derrumbe de parte de uno de los ojos en el tramo final del puente en dirección a Benavente, en la orilla derecha del río Esla, siendo objeto de esta investigación el determinar las causas del colapso tanto de la bóveda como del pretil del puente.

3. INCIDENCIA DE LA CORRIENTE

Como se aprecia en la figura 1, el cauce actual del río Esla a la altura del puente de Castrogonzalo, dibuja una“C”, encontrándose el pretil y arco dañados en la tangente a ésta en el margen derecho del río; de modo que, a excepción de este primer arco, el resto de los siete siguientes del “Puente Mayor” reciben la corriente con una componente transversal muy importante, y con fuertes arrastres incluyendo vegetación, hasta árboles caídos, como se ve en la figura 2 así como la socavación de las pilas del puente originándose, así mismo fuertes turbulencias, figura 1.

Figura 1. Incidencia de la corriente del río Esla sobre el puente de Castrogonzalo.

Figura 2. Turbulencias, arrastre y socavación de las pilas del puente.

Los depósitos que formalizan la zona cóncava de la “C” provocan sobre la parte del puente dañada un estrechamiento del río, con el consiguiente aumento de la velocidad de la corriente que, por otro lado, como se acaba de comentar, incide directamente sobre la zona afectada; de modo que ésta no solo recibe una mayor presión, sino que además, por la forma poco afortunada del tajamar que defiende la pila y el estribo mediante un desarrollo curvo, ha debido provocar una fuerte socavación bajo la estructura del puente.

Es evidente que el curso del río se ha visto muy alterado durante la historia, como prueba la ubicación actual de los restos del puente medieval o “Puente Viejo”.

Parece claro que esta falta de conservación ha influido de forma importante en la zona colapsada, dado que las filtraciones producidas han perjudicado notoriamente la cohesión de las tres hojas que conforman la sección transversal del puente dañado.

4. ESTADO DE CONSERVACIÓN DEL PUENTE DE CASTROGONZALO

En líneas generales se puede decir que el puente no es que se encuentre mal conservado, sino que parece que esta iniciativa no existe.

Es especialmente lamentable que la parte más antigua del puente, el denominado “Puente Viejo”, por diferentes circunstancias, de sus nueve arcos inicialmente conservados a fecha de hoy solo sobrevivan tres, y además en un estado de total abandono (figura 3), situación que entendemos no es admisible en un país que con uno de los mayores patrimonios histórico-artísticos parece carecer interés en conservarlo, lo que sería implanteable en países con muchísima menos tradición y carentes de una riqueza como la nuestra.

Figura 3. Estado de abandono y nula conservación del “Puente Viejo”.

Parece claro que esta falta de conservación ha influido de forma importante en la zona colapsada, dado que las filtraciones producidas han perjudicado notoriamente la cohesión de las tres hojas que conforman la sección transversal del puente dañado.

Con independencia de los daños ocasionados por el colapso del arco y pretil que nos ocupa se ha observado que por falta de mantenimiento, el puente presenta principalmente los siguientes defectos (figura 4):

  • Crecimiento de líquenes
  • Pérdidas de mortero
  • Pérdida de materiales
  • Suciedad y conformación de sales
  • Erosión en la piedra

Figura 4. Daños detectados.

Así como: falta adecuada de impermeabilización o inexistente (figura 5), vegetación enraizada (figura 6), huecos y socavación en las pilas (figura 7).

Figura 5. Falta adecuada de impermeabilización o inexistente.

Figura 6. Vegetación enraizada.

Figura 7. Huecos y socavación en las pilas del puente.

Dentro de estos conceptos entendemos que debe investigarse la situación de las cimentaciones de los diferentes pilares del puente, especialmente después de haber colapsado por socavación el que nos ocupa, así como la más que posible formación de vórtices de corriente como consecuencia de la entrada oblicua del agua sobre los tajamares triangulares, que agravan esta situación, con el fin de evitar posibles catástrofes en un futuro.

Fisuración: es de destacar que, con independencia de diferentes fisuraciones en las obras de fábrica, en dos de las bóvedas de hormigón se observan fisuras en la clave (figura 8), que aunque no es preocupante desde el punto de vista estructural, no dejan de crear una cierta inquietud en el observador profano, por lo que deben suprimirse además con el fin de evitar ataques a la parte interna de la propia bóveda.

Figura 8. Fisuración en las claves de las bóvedas de hormigón.

5. DAÑOS PRODUCIDOS POR EL ESLA EN SU CRECIDA DE MAYO DE 2016

Es evidente que el río ha tenido crecidas reiteradas y superiores a la que ha motivado el fallo que se estudia, lo que corrobora que su causa hay que achacarla a una reiterada situación que no ha sido detectada por carecer el puente del mantenimiento adecuado (8).

Dentro de los daños producidos se deben contabilizar como los principales a:

  • Hundimiento de la calzada (figura 9).
  • Colapso y desplazamiento lateral del pretil afectado (figuras 10 y 11).
  • Colapso del arco del puente, hundimiento de parte de su base, fisuración en el intradós de la bóveda y desplazamiento lateral de la misma (figura 12).

Figura 9. Hundimiento de la calzada.

Figura 10. Colapso del pretil.

Figura 11. Desplazamiento lateral del pretil.

Figura 12. Colapso del arco del puente, hundimiento de parte de su base, fisuración en el intradós de la bóveda y desplazamiento lateral de la misma.

6. JUSTIFICACIÓN DE LA SITUACIÓN CREADA

Ante los daños relatados, se ha buscado la justificación técnica de los mismos.

El hundimiento de calzada no es una causa sino el resultado de los puntos enunciados anteriormente, por lo que a estos aspectos no merece mayor comentario.

Para explicar las causas del colapso del pretil se decidió elaborar tres modelos matemáticos de su comportamiento, dos de ellos a través del proceso de cálculo por elementos finitos, uno lineal y otro bidimensional y un tercero basado en un análisis de vigas sobre cimentaciones elásticas mediante la aplicación de la teoría de las diferencias finitas.

Dada la concordancia de los resultados de los dos primeros modelos con la situación real creada, se prescindió de efectuar la tercera, dando por buenas las hipótesis en que se han basado éstas, y tomándolas como justificación de las causas que han originado el colapso estudiado, y que a su vez clarifican por el mismo proceso la fisuración en el intradós de la bóveda.

Para estudiar el colapso del arco al igual que en el análisis lineal por elementos finitos del pretil, se ha aplicado la “Teoría de la Excentricidad para Obras de Fábrica” elaborada por los propios autores, (9) y (10), que justifican y mejoran los procesos de cálculo clásicos, (11).

Como se puede apreciar en el siguiente epígrafe, las teorías planteadas son totalmente concordantes con la situación generada y representan una muy buena aproximación a la realidad.

7. APROXIMACIÓN DE LA MODELIZACIÓN

En la figura 13 se compara la formación de la rótula producida en el pretil y la fisura creada como consecuencia de los esfuerzos cortante máximos, que como puede apreciarse son plenamente concordantes con las predicciones de la teoría indicada de los autores, que pronostica la formación de la rótula en un punto donde el momento es máximo, y la ruptura por deslizamiento a cortante donde éste es máximo, siempre y cuando en el lugar considerado se produzca una inversión en el signo de éste.

Figura 13. Comparación entre el modelo lineal y las rótulas y fisuras creadas.

Las hipótesis del comportamiento del pretil son las de una viga apoyada continuamente en un lecho elástico con un descenso de la zona del apoyo en la parte correspondiente al tajamar curvo del arco colapsado.

La modelización bidimensional no hace nada más que ratificar, con las mismas hipótesis, los resultados anteriores, figura 14.

Figura 14. Comparación entre el modelo bidimensional y las rótulas y fisuras creadas.

Este modelo permite justificar el deslizamiento y fractura en coronación del pretil a la altura del apoyo de la bóveda colapsada.

En el análisis del colapso del arco como consecuencia de la validación de las hipótesis de cálculo anterior, descenso del apoyo sobre la vertical y con una componente en la dirección de aguas arriba, aplicando la “Teoría de la Excentricidad para Obras de Fábrica”, se obtienen los resultados en la formación de las rótulas mostrados en las figuras 15 y 16.

Figura 15. Aplicación de la “Teoría de la Excentricidad para Obras de Fábrica” en la formulación de la primera rótula.

Figura 16. Aplicación de la “Teoría de la Excentricidad para Obras de Fábrica” en la formulación de la segunda rótula.

De acuerdo a la “Teoría de la Excentricidad para Obras de Fábrica”, dado que las dos rótulas se producen en ambas caras de una misma dovela, el arco colapsa en ese instante, desplomándose únicamente en la zona de formación de las rótulas y manteniéndose en pie las dovelas trabadas en la bóveda, mitad izquierda, que coincide plenamente con el comportamiento real observado en el arco, figura 17.

Figura 17. Aplicación de la “Teoría de la Excentricidad para Obras de Fábrica” en el colapso del arco y su comparación con el colapso real del mismo.

La formación de la fisura y fractura por cortante en el intradós de la bóveda, (figura 18), se justifica de igual forma que el comportamiento a cortante del pretil, desarrollándose ésta según las tensiones tangenciales máximas que corresponden a una inclinación de 45º respecto a las tensiones principales inducidas como consecuencia del descenso del apoyo del tajamar y su zona adyacente por socavación de su cimentación.

Figura 18. Formación de una fisura por deslizamiento a cortante en el intradós de la bóveda.

De acuerdo a la “Teoría de la Excentricidad para Obras de Fábrica” dado que las dos rótulas se producen en ambas caras de una misma dovela, el arco colapsa en ese instante, desplomándose únicamente en la zona de formación de las rótulas y manteniéndose en pie las dovelas trabadas en la bóveda, mitad izquierda, que coincide plenamente con el comportamiento real observado en el arco, figura 17.

La formación de la fisura y fractura por cortante en el intradós de la bóveda, figura 18, se justifica de igual forma que el comportamiento a cortante del pretil, desarrollándose ésta según las tensiones tangenciales máximas que corresponden a una inclinación de 45º respecto a las tensiones principales inducidas como consecuencia del descenso del apoyo del tajamar y su zona adyacente por socavación de su cimentación.

8. RECOMENDACIONES

De acuerdo a todo lo anterior se proponen las siguientes recomendaciones con carácter de urgencia:

  1. Dragado y limpieza del río suprimiendo gran parte de la zona de arrastres que configuran la parte cóncava de la que hemos denominado como zona “C”, con el fin de repartir el caudal uniformemente sobre todos los arcos del puente, disminuyendo la presión y velocidad de la corriente sobre el apoyo derecho del arco colapsado.
  2. Formación de una ataguía para la reparación del puente que cumpla todos los objetivos propuestos.
  3. Creación de un nuevo tajamar en la zona colapsada que se adapte a las necesidades hidráulicas y estructurales de la pila a proteger.
  4. Inspección y rehabilitación de las cimentaciones de todas las pilas analizando su grado de peligrosidad frente a la socavación y descenso del apoyo.
  5. Propuesta de una reparación de la zona afectada consolidando tanto el relleno de la hoja intermedia del muro como del pretil en su situación actual dejándolo, como testigo histórico de lo acontecido en mayo de 2016, reconstruyendo un nuevo pretil de sillería al igual que del arco y bóveda colapsadas, manteniendo la filosofía anterior que, sin lugar a dudas, aparte de ser más económica frente a la restitución inicial de la situación del puente, supondría como se ha indicado una referencia para el futuro de la historia de un puente que ha sufrido tantas vicisitudes.
  6. Reconstrucción de la calzada y tablero destruido junto a la adecuación de ésta en todo el recorrido del puente.
  7. Establecer un sistema permanente de mantenimiento del puente que analice los daños anteriormente inventariados junto a los de nueva detección procediendo a su reparación y rehabilitación.
  8. Declaración del puente de Castrogonzalo como Bien de Interés Cultural.
  9. Actuación específica y puente sobre el denominado “Puente Viejo” dándole el interés histórico que merece y sacándole del olvido en que actualmente se encuentra.

9. CONCLUSIONES

A lo largo de este trabajo ha quedado de manifiesto que de acuerdo a la historia del puente de Castrogonzalo éste ha sufrido las acometidas de las crecidas del Esla de una manera regular, lo que ha obligado en numerosas ocasiones a efectuar reparaciones e incluso a la modificación integral del mismo, por lo que la situación creada en Mayo de 2016, más que una excepción, es su norma de funcionamiento histórico.

Para prevenir sucesos como el acontecido a corto y medio plazo, parece evidente la necesidad de actuar sobre el lecho del cauce actual para adecuarlo a un proceso que minimice la socavación y presión sobre sus pilas.

Ha quedado en evidencia que si no se actúa con carácter preventivo mediante un adecuado mantenimiento, el suceso que nos ocupa o uno similar, volverá a producirse.

Es además necesaria la concienciación del valor patrimonial que el puente supone y en especial del denominado como “Puente Viejo”.

La modelización efectuada de los hechos acontecidos representa perfectamente el comportamiento real del puente.

Lo anterior supone una validación evidente de la “Teoría de la Excentricidad para Obras de Fábrica”.

Tanto el arco colapsado como el pretil correspondiente y el resto de los daños producidos, de acuerdo a su concordancia con la modelización efectuada, se producen básicamente por el descenso de la primera pila del puente a consecuencia de la socavación de la corriente, que incide con excesiva fuerza sobre un tajamar de diseño poco adecuado. De acuerdo a los cálculos efectuados este descenso es considerable y se extiende en una amplia zona, presentando sus valores máximos un poco aguas arriba del tajamar anterior.

Se han redactado unas actuaciones a realizar con el fin de servir de guía en una futura rehabilitación del puente.

10. REFERENCIAS

1. Fernández Casado, C. (1980). Historia del Puente en España. Informes de la Construcción, vol. 32, nº 317. Madrid: IETCC.

2. Roldán Hervás, J.M. (2002). Historia de Roma. Salamanca: Ediciones Universidad de Salamanca

3. Madoz, P. (1850). Diccionario geográfico-estadístico-histórico de España y sus posesiones de ultramar (1846-1950). Madrid: P. y Sagasti Madoz.

4. Queipo de Llano Ruíz de Sarabia, J.M, Conde de Toreno, (1839). Historia del levantamiento, guerra y revolución de España. Edición facsímil, Tomo I. Valladolid: MAXTOR.

5. Martínez González, C. (1874). Memoria explicativa de la calzada romana de Astorga a Palencia por Benavente. Trozo 2º, Del Jamuz al Esla. León.

6. Campano Calvo, J.L. (2001). La labor de coordinación de los de los Gestores de Patrimonio. El siglo XX. Contradicciones. El puente de Santa Marina. Castrogonzalo. Ponencia en el I Congreso Iberoamericano del Patrimonio Cultural, Madrid.

7. Chías Navarro, P., et al. (2004). Los caminos y la construcción del territorio en Zamora. Catálogo de puentes. Zamora: Instituto de Estudios Zamoranos ‘Florián de Ocampo’. Diputación de Zamora, p. 1342016.

8. Campano Calvo, J.L. (2016). Trastornos que afectan a la Estabilidad del Puente de Castrogonzalo. Ponencia en las Jornadas del Puente de Castrogonzalo, organizadas por el centro de estudios Benaventanos Ledo del Pozo. Benavente, Zamora.

9. De Marco Mendívil, J., Marco García, L.J. (2016). Un nuevo enfoque para el diseño y cálculo de obras de fábrica. Madrid: Escuela Técnica Superior de Ingeniería Civil, Universidad Politécnica de Madrid (UPM).

10. De Marco Mendívil, J., y Marco García, L.J. (2016). Metodologías de Diagnóstico de las Fábricas, Comunicación en el Máster en Técnicas de Diagnóstico e Intervención en Bienes Inmuebles del Patrimonio Histórico. Salamanca: Universidad de Salamanca.

11. Heyman, J. (2011). Teoría básica de estructuras. Madrid: Instituto Juan de Herrera. Escuela Técnica Superior de Arquitectura Madrid.