¿Qué hacer para cruzar un río? - se puede nadar, o se puede utilizar una canoa... ¿Qué pasa si queremos una solución permanente?
El puente más simple es - tal vez - un puente de cuerda, que puede ser sencillo como una sola cuerda o tan complejo como los puentes de cuerda del imperio inca:
Un puente de esta clase requerirá otro método para cruzar de un extremo a otro y atar la primera cuerda.
Una alternativa que no tiene este problema es colocar una - o varias - vigas de madera:
Sin embargo, el tamaño de los puentes que se pueden crear de esta forma está limitado por el tamaño de las vigas de madera.
Nota: Esta tecnología es prehistórica.
También es posible cambiar la madera por la piedra. Al cortar una piedra monolítica se puede conseguir una viga del tamaño adecuado sin estar limitado por el crecimiento de los arboles.
Utilizando pilares que permitan repetir esta estructura sería posible aumentar la longitud del puente...
O bueno, porque no un "arco", como los que vemos en Stonehenge:
O en Machu Picchu:
Sin embargo, este método de construcción está limitado por la longitud que la viga de piedra puede extenderse sin colapsar por el peso. Forzando al uso de gran cantidad de pilares para poder sostener la viga superior. Esta es la técnica utilizada en los templos griegos:
Es posible mejorar la distribución de esfuerzos con el entendimiento del centro de gravedad, si nos aseguramos que al colocar una viga, si el centro de gravedad esta colocado sobre un soporte la estructura será más resistente.
El ultimo bloque puede sobresalir hasta la mitad de su longitud (porque tiene el centro de gravedad en el medio):
sin embargo para el bloque anterior se debe considerar el peso del ultimo, y así cada bloque se debe colocar considerando el peso de los que tiene encima:
Construyendo de esta forma desde ambos lados, podemos hacer que las pilas se encuentren en el medio en una única pieza. Esto además la ventaja de permitir un techo más alto y de no requerir bloques tan grandes.
Esta tecnología la encontramos en la arquitectura Maya:
En el interior de La Gran Pirámide de Giza:
Entre otros...
Es necesario notar que la pila de la izquierda tiende a caer a la derecha, y la de le derecha a la izquierda. Esto es que tienden a caer una contra la otra. Debe ser posible crear un arco donde una pila detenga a la otra, de forma que se pueda llegar más lejos de lo que permiten los centros de gravedad por si solos.
Sin embargo, esto significa que el arco no se podría sostener a menos que esté completo. Si le falta una parte al arco no se sostendría... lo cual es un problema para su construcción.
Podemos decir que el arco tiene una forma de complejidad irreductible, en el sentido que reducir su complejidad (quitar partes) hace que no funcione.
¿La solución? Partes temporales. Los arcos se construyen con un soporte de madera, el cual permite colocar todas las piedras del arco en su lugar... y una vez se completa el arco, los soportes temporales se quitan.
Este es el tipo de arco que vemos en los puentes canales de los acueductos romanos (en forma de semicírculo):
Una vez tenemos arcos, podemos repetirlos longitudinalmente para crear túneles bovedas, o los podemos usar como base para crear cúpulas.
La forma ideal de los arcos - analizada en el siglo 17 - es una curva catenaria (la curva de un cable colgante) invertida. De hecho, los arcos tienen dualidad con los puentes colgantes: la forma de una cuerda colgante es la que distribuye uniformemente los esfuerzos de tensión causados por la gravedad, y la forma de un arco ideal es la que distribuye uniformemente los esfuerzos de compresión causados por la gravedad.
Comentarios
Publicar un comentario