TFM_Fanny Lulichac

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ESTUDIO DE VIABILIDAD DE 
ESTRUCTURAS DE MADERA 
PARA INFRAESTRUCTURAS DE 
TRANSPORTE 
 
Trabajo realizado por: 
 
Fanny Carmen Lulichac Sáenz 
 
 
Dirigido por: 
 
Javier Pablo Ainchil Lavin 
Gonzalo Ramos Schneider 
 
 
Máster en: 
 
Ingeniería Estructural y de la Construcción 
 
 
Barcelona, octubre del 2020 
 
 
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental 
 
Estudio de Viabilidad de Estructuras de Madera 
 para Infraestructuras de Transporte 
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DEDICATORIA 
 
A mi madre Elvira, por haberme demostrado 
con hechos el sacrificio de trabajar duro y que 
con mucho esfuerzo se puede alcanzar todo lo 
que nos proponemos. 
A mi padre Alindor, por estar siempre 
pendiente de mí y mi carrera profesional, por 
su apoyo incondicional y porque cada día me 
anima a seguir superándome. 
A mi querido hermano Alexis, quien se ha 
convertido en un ejemplo a seguir. 
 
 
 
 
 
 
 
 Estudio de Viabilidad de Estructuras de Madera 
 para Infraestructuras de Transporte 
 
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AGRADECIMIENTOS 
Primeramente, a Dios, por darme la fortaleza e 
iluminarme para seguir adelante y haberme 
permitido llegar hasta este punto de la vida. 
A mis tutores, Javier Ainchil y Gonzalo Ramos, 
por darme acogida en este proyecto de 
investigación, por compartirme sus 
conocimientos y apoyarme en los momentos 
que más necesitaba. Gracias por su 
colaboración, crítica y paciencia brindada. 
Finalmente quisiera agradecer a todas las 
personas que han sido parte de mi vida y que 
han aportado en mi crecimiento personal y 
profesional 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Estudio de Viabilidad de Estructuras de Madera 
 para Infraestructuras de Transporte 
 
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CONTENIDO 
DEDICATORIA ................................................................................................................................ i 
AGRADECIMIENTOS ....................................................................................................................... ii 
INDICE DE FIGURAS ...................................................................................................................... vi 
INDICE DE TABLAS ........................................................................................................................ ix 
RESUMEN .................................................................................................................................... xi 
ABSTRACT ................................................................................................................................... xii 
CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN .........................................................................................................1 
1.1. Objetivos y alcance ................................................................................................................. 1 
1.1.1. Objetivo principal ........................................................................................................... 1 
1.1.2. Objetivos específicos ...................................................................................................... 1 
1.1.3. Alcance ............................................................................................................................ 1 
1.2. Metodología de la investigación ............................................................................................ 1 
1.3. Estructura del trabajo ............................................................................................................. 2 
1.4. Definiciones ............................................................................................................................ 2 
1.5. Normativa ............................................................................................................................... 6 
CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE......................................................................................................7 
2.1. Antecedentes históricos ......................................................................................................... 7 
2.1.1. Evolución de elaboración de la madera ....................................................................... 10 
2.2. Tipos de madera ................................................................................................................... 11 
2.2.1. Madera maciza .............................................................................................................. 11 
2.2.2. Madera laminada encolada .......................................................................................... 11 
2.3. Clasificación de la madera .................................................................................................... 11 
2.3.1. Clasificación de la resistencia a partir de la calidad arbórea ...................................... 11 
2.3.2. Propiedades de la madera laminada encolada............................................................ 13 
2.3.3. Factores que pueden afectar el comportamiento estructural de la madera ............. 15 
2.4. Durabilidad............................................................................................................................ 16 
2.4.1. Introducción ...................................................................................................................... 16 
2.4.2. Protección de la madera ................................................................................................... 17 
2.5. Tipologías de puentes de madera ........................................................................................ 22 
2.5.1. Puentes con sistema estructural de placas .................................................................. 22 
2.5.2. Sistemas estructurales de barras ................................................................................. 23 
2.5.3. Sistema en arco ............................................................................................................. 23 
CAPÍTULO 3. ESTUDIO DE CASO REAL .......................................................................................... 25 
3.1. Descripción del puente en estudio ....................................................................................... 25 
 
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 para Infraestructuras de Transporte 
 
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3.2. Alternativas para un puente de madera .............................................................................. 25 
3.2.1. Alternativa 1. Puente arco con tablero superior ......................................................... 26 
3.2.2. Alternativa 2: Puente arco con tablero intermedio .................................................... 26 
3.2.3. Alternativa 3: Puente arco con tablero inferior........................................................... 27 
3.3. Condicionantes ..................................................................................................................... 27 
3.3.1. Condicionantes geométricos ........................................................................................ 27 
3.4. Alternativa seleccionada ...................................................................................................... 28 
3.5. Descripción de la solución adoptada ................................................................................... 28 
3.6. Respuesta estructural ........................................................................................................... 28 
CAPÍTULO 4. PUENTE DE MADERA ............................................................................................... 32 
4.1. Geometría de la estructura .................................................................................................. 32 
4.2. Modelo estructural ...............................................................................................................33 
4.3. Materiales ............................................................................................................................. 35 
4.4. Acciones a considerar ........................................................................................................... 35 
4.4.1. Acciones permanentes ................................................................................................. 35 
4.4.2. Acciones variables ........................................................................................................ 36 
4.4.3. Viento ............................................................................................................................ 38 
4.4.4. Acción térmica .............................................................................................................. 46 
4.4.5. Acciones accidentales (A) ............................................................................................. 46 
4.5. Combinación de las acciones ................................................................................................ 47 
4.5.2. Combinación en estado límite último (ELU) ................................................................ 48 
4.5.3. Combinación en estado límite de servicio (ELS) .......................................................... 48 
4.6. Comprobaciones ................................................................................................................... 49 
4.6.1. Estado límite último (ELU) ............................................................................................ 49 
4.6.2. Estado límite de servicio (ELS) ...................................................................................... 51 
CAPÍTULO 5. RESULTADOS ........................................................................................................... 52 
5.1. Combinación en ELU ............................................................................................................. 52 
Envolvente ELU ................................................................................................................................. 69 
Axial ................................................................................................................................................... 70 
Cortante ............................................................................................................................................ 71 
Momento .......................................................................................................................................... 72 
5.2. Comprobación ELS ................................................................................................................ 73 
Deflexión en vigas y arco .................................................................................................................. 73 
5.3. Dimensionamiento de viga de madera ................................................................................ 75 
CAPÍTULO 6. EMISIONES DE CO2 .................................................................................................. 82 
 
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6.1. Introducción .......................................................................................................................... 82 
6.2. La madera y la reducción de CO2 ......................................................................................... 82 
6.3. Emisiones de CO2 en madera estructural ............................................................................ 85 
6.4. Los productos de madera y su papel en el almacenamiento de CO2 ................................. 85 
CAPITULO 7. PRESUPUESTO ......................................................................................................... 88 
7.1. Introducción .......................................................................................................................... 88 
5.2. Mediciones ............................................................................................................................ 89 
5.3. Cuadro de Precios 1 .............................................................................................................. 92 
5.4. Cuadro de Precios 2 .............................................................................................................. 93 
5.5. Presupuesto .......................................................................................................................... 94 
7.8. Ratio .................................................................................................................................... 100 
CAPÍTULO 8. CONCLUSIONES Y FUTURAS LINEAS DE INVESTIGACIÓN .......................................... 102 
8.1. Conclusiones ....................................................................................................................... 102 
8.2. Futuras líneas de investigación .......................................................................................... 103 
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................................. 105 
ANEJO A. CARGAS ASIGNADAS .................................................................................................. 107 
PLANOS..................................................................................................................................... 107 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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INDICE DE FIGURAS 
 
Figura 1. Dirección de las fibras de la madera respecto a su eje.[2] ......................................3 
Figura 2. Placas de madera laminada transversalmente[4] ...................................................4 
Figura 3. Placa de madera laminada tensada[4]....................................................................5 
Figura 4. Pasarela peatonal en Essing, Alemania (entre los años 1986 – 87)[6] ...................8 
Figura 5. Puente ``Cascade Bridge`` del ferrocarril a Erie [6] ................................................9 
Figura 6. Evolución de la elaboración de la madera[6] ........................................................ 10 
Figura 7. Especies arbóreas procedentes de España[1] ...................................................... 12 
Figura 8. Clasificación de la madera según sus especies arbóreas[1] ................................. 12 
Figura 9. Normativas de las calidades de madera en diferentes países europeos[1] ........... 12 
Figura 10. Propiedades de la madera laminada encolada homogénea según su clase 
resistente[1] .......................................................................................................................... 13 
Figura 11. Propiedades de la madera clase GL36h[1] ......................................................... 14 
Figura 12. Coeficiente parcial de seguridad según el tipo de madera, 𝛾𝑀 [1] ...................... 14 
Figura 13. Factores de modificación, 𝑘𝑚𝑜𝑑 [1] .................................................................... 15 
Figura 14. Clases de duración de las acciones[1] ................................................................ 15 
Figura 15. Nivel de penetración según la clase de uso [1] ................................................... 18 
Figura 16. Protección mínima frente a la corrosión, o tipo de acero necesario[1] ................ 21 
Figura 17. Puente de acero en estudio en Sant Andreu de la Vola, Cataluña ...................... 25 
Figura 18. Alternativa 1. Puente arco con tablero superior[5] .............................................. 26 
Figura 19. Alternativa 2: puente arco con tablero intermedio.[5] .......................................... 26 
Figura20. Alternativa 3. Puente Arco con tablero inferior[5] ................................................ 27 
Figura 21. Puente arco con tablero inferior y péndolas con 4 luces de 39 metros. .............. 28 
Figura 22. Leyes de momentos flectores en un bowstring con péndolas verticales sometido a 
sobrecargas asimétricas. [11] ............................................................................................... 29 
Figura 23. Péndolas articuladas[12] .................................................................................... 30 
Figura 24. Anclaje de péndolas en el arco del puente [12] .................................................. 30 
Figura 25. Tipologías de anclajes de cables con extremos articulados [12] ......................... 30 
Figura 26. Secciones transversales de los elementos estructurales en cm. ........................ 32 
Figura 27. Geometría del puente de madera en metros. .................................................... 33 
Figura 28. Vista en 3D del Puente Arco en Madera ............................................................. 33 
Figura 29. Definición de los carriles virtuales[15] ................................................................. 36 
Figura 30. Ejemplo genérico de la distribución de los carriles. [15] ...................................... 36 
Figura 31. Valor característico de la sobrecarga de uso. [15] .............................................. 37 
Figura 32. Distribución de vehículos pesados y sobrecarga uniforme. [15] .......................... 37 
 
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Figura 33. Mapa de isotacas para la obtención de la velocidad básica fundamental del viento 
𝑉𝑏, 0. [15] ............................................................................................................................. 40 
Figura 34. Periodo de retorno para situaciones transitorias. [15] ......................................... 40 
Figura 35. Coeficientes según el tipo de entorno. [15] ......................................................... 41 
Figura 36. Coeficiente según tipo de entorno. [15] .............................................................. 43 
Figura 37. Coeficiente de fuerza 𝐶𝑓 para las secciones más habituales. [15] ...................... 44 
Figura 38. Empuje transversal del viento en péndolas......................................................... 45 
Figura 39. Empuje transversal del viento en arco ................................................................ 45 
Figura 40. Factores de seguridad en Estado Límite Último. [15] .......................................... 47 
Figura 41. Factores de seguridad en Estado Límite de Servicio. [15] .................................. 47 
Figura 42. Factores de simultaneidad. [15] .......................................................................... 47 
Figura 43. Tensiones de cortadura. a) corte paralelo. b) rodadura [1] ................................. 50 
Figura 44. Coeficiente 𝛼 en metros para la determinación del ancho efectivo de la viga. [16]
 ............................................................................................................................................. 50 
Figura 45. Ejemplo de la distribución de momentos a flexión en la placa para la determinación 
del ancho efectivo. [16]......................................................................................................... 51 
Figura 46. Valores límite para deflexiones en vigas, placas y armaduras. [16] .................... 51 
Figura 47. Carga de vehículo pesado (2𝑄𝑖𝑘) en el centro luz de la viga longitudinal ........... 53 
Figura 48. Sobrecarga uniforme (𝒒𝒊𝒌) en cada tramo del arco ............................................ 53 
Figura 49. Fuerza de viento transversal (𝐹𝑤𝑦) en arco y péndolas ..................................... 54 
Figura 50. Caso de carga 1 ................................................................................................. 55 
Figura 51. Caso de carga 2 ................................................................................................. 56 
Figura 52. Caso de carga 3 ................................................................................................. 56 
Figura 53. Caso de carga 4 ................................................................................................. 57 
Figura 54. Caso de carga 5 ................................................................................................. 57 
Figura 55. Caso de carga 6 ................................................................................................. 58 
Figura 56. Caso de carga 7 ................................................................................................. 59 
Figura 57. Combinación ELU-1 ........................................................................................... 60 
Figura 58. Combinación ELU-2 ........................................................................................... 60 
Figura 59. Combinación ELU-3 ........................................................................................... 60 
Figura 60. Combinación ELU-4 ........................................................................................... 60 
Figura 61. Combinación ELU-5 ........................................................................................... 61 
Figura 62. Combinación ELU-6 ........................................................................................... 61 
Figura 63. Combinación ELU-7 ........................................................................................... 61 
Figura 64. Fuerzas axiles en Arco, Péndolas y tablero en ELU-1 ........................................ 62 
Figura 65. Fuerza cortante en Arco y Tablero en ELU-1 ...................................................... 63 
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file:///C:/Users/Toshiba/Desktop/TFM%20Final/Informe%20completo%20TFM%2025.docx%23_Toc52298709
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file:///C:/Users/Toshiba/Desktop/TFM%20Final/Informe%20completo%20TFM%2025.docx%23_Toc52298713
file:///C:/Users/Toshiba/Desktop/TFM%20Final/Informe%20completo%20TFM%2025.docx%23_Toc52298714
 
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Figura 66. Diagrama de momento en Arco y Tablero para ELU-1 ....................................... 64 
Figura 67. Valores de los esfuerzos para las combinaciones en ELU1. ............................... 65 
Figura 68. Valores de los esfuerzos para las combinaciones en ELU2. ............................... 68 
Figura 69. Resultado de envolvente entre ELU 1 y ELU 2. .................................................. 69 
Figura 70. Valores de axil máximo y mínimo de la envolvente en ELU ................................ 70 
Figura 71. Valores máximo y mínimo de la envolvente en ELU a cortante .......................... 71 
Figura 72. Valores de momentos máximo y mínimo de la envolvente en ELU ..................... 72 
Figura 73. Valores de la deformación del arco y del tablero ................................................ 73 
Figura 74. Vista en 3D de la deformada del puente ............................................................. 74 
Figura 75.Esfuerzo máximo a tracción de la péndola .......................................................... 81 
Figura 76. El efecto de la fotosíntesis en el crecimiento de los arboles[9] ........................... 83 
Figura 77. Equilibrio Global delcarbono[9] .......................................................................... 84 
Figura 78. Reserva de carbono en la biomasa de madera en los bosques europeos[9] ...... 84 
Figura 79. Consumo de energía y emisiones de CO2 aproximadas de una estructura. [18] 85 
Figura 80. Diagrama de cálculo de emisiones para el análisis de ciclo de vida.[9] .............. 86 
Figura 81. Resumen de las emisiones de C02 de cada material ......................................... 87 
Figura 82. Comparativa entre vigas de madera con otros materiales[9] .............................. 87 
Figura 83. Presupuesto comparativo por elemento estructural del puente ................... 99 
Figura 84. Cuadro resumen de costo frente a emisiones de CO2 para los dos diferentes 
puentes .............................................................................................................................. 103 
Figura 85. Carga muerta asignada al modelo. ................................................................... 107 
Figura 86. Sobrecargas uniforme y puntual asignadas al modelo. ..................................... 107 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 INDICE DE TABLAS 
 
Tabla 1. Especies arbóreas procedentes de España[1] ........................................................ 12 
Tabla 2. Clasificación de la madera según sus especies arbóreas[1] ................................... 12 
Tabla 3. Normativas de las calidades de madera en diferentes países europeos[1] ............. 12 
Tabla 4. Propiedades de la madera laminada encolada homogénea según su clase 
resistente[1] .......................................................................................................................... 13 
Tabla 5. Propiedades de la madera clase GL36h[1] ............................................................. 14 
Tabla 6. Coeficiente parcial de seguridad según el tipo de madera, 𝛾𝑀 [1] .......................... 14 
Tabla 7. Factores de modificación, 𝑘𝑚𝑜𝑑 [1] ........................................................................ 15 
Tabla 8. Clases de duración de las acciones[1] .................................................................... 15 
Tabla 9. Nivel de penetración según la clase de uso [1] ....................................................... 18 
Tabla 10. Protección mínima frente a la corrosión, o tipo de acero necesario[1] .................. 21 
Tabla 11. Definición de los carriles virtuales[15] ................................................................... 36 
Tabla 12. Valor característico de la sobrecarga de uso. [15] ................................................ 37 
Tabla 13. Periodo de retorno para situaciones transitorias. [15] ........................................... 40 
Tabla 14. Coeficientes según el tipo de entorno. [15] ........................................................... 41 
Tabla 15. Coeficiente según tipo de entorno. [15]................................................................. 43 
Tabla 16. Coeficiente de fuerza 𝐶𝑓 para las secciones más habituales. [15] ........................ 44 
Tabla 17. Empuje transversal del viento en péndolas ........................................................... 45 
Tabla 18. Empuje transversal del viento en arco .................................................................. 45 
Tabla 19. Factores de seguridad en Estado Límite Último. [15] ............................................ 47 
Tabla 20. Factores de seguridad en Estado Límite de Servicio. [15] .................................... 47 
Tabla 21. Factores de simultaneidad. [15] ............................................................................ 47 
Tabla 22. Coeficiente 𝛼 en metros para la determinación del ancho efectivo de la viga. [16]50 
Tabla 23. Valores límite para deflexiones en vigas, placas y armaduras. [16] ...................... 51 
Tabla 24. Valores de los esfuerzos para las combinaciones en ELU1. ................................. 65 
Tabla 25. Valores de los esfuerzos para las combinaciones en ELU2. ................................. 68 
Tabla 26. Resultado de envolvente entre ELU 1 y ELU 2. .................................................... 69 
Tabla 27. Consumo de energía y emisiones de CO2 aproximadas de una estructura. [19] .. 85 
Tabla 28. Resumen de las emisiones de C02 de cada material ........................................... 87 
Tabla 29. Presupuesto comparativo por elemento estructural del puente ..................... 99 
Tabla 30. Cuadro resumen de costo frente a emisiones de CO2 para los dos diferentes 
puentes .............................................................................................................................. 103 
Tabla 31. Carga muerta asignada al modelo. ..................................................................... 107 
 
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Tabla 32. Sobrecargas uniforme y puntual asignadas al modelo. ....................................... 107 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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RESUMEN 
 
Este trabajo desarrolla un estudio aplicado a las modernas infraestructuras de transporte para 
el caso específico de un puente arco con tablero inferior vehicular de madera, teniendo en 
cuenta las normativas, así como la experiencia real de un puente ya ejecutado en estructura 
mixta de acero y hormigón que se encuentra ubicado en Sant Andreu de la Vola, Barcelona. 
Para ello se han definido las características geométricas y las propiedades mecánicas de los 
elementos estructurales de madera consistente con la normativa de diseño en estructuras de 
madera. También se analizaron las tipologías de puentes de madera susceptibles de cumplir 
con las características físicas del puente real que se requiere estudiar como modelo, con la 
finalidad de adaptarse a las condiciones existentes del puente y a condiciones estructurales y 
viables, al objeto de viabilizar y optimizar dicho puente de madera. Se modeló un puente arco 
de madera en el programa SAP2000 para optimizar las secciones requeridas de madera que 
pueda soportar las cargas estructurales a las que estaría sometido el puente vehicular. A la 
vez, se modeló el mismo puente, pero construido con acero para poder hacer las 
comparaciones en cuanto a costos y asimismo la cantidad de emisiones a lo largo de su ciclo 
de vida con respecto al puente de madera. 
 
Palabras clave: Madera estructural, análisis estructural, emisiones de C02 y costos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ABSTRACT 
 
This work develops a study applied to modern transport infrastructures for the specific case of 
an arch bridge with a wooden vehicular lower deck, taking into account the regulations, as well 
as the real experience of a bridge already executed in a mixed steel and concrete structure 
which is located in Sant Andreu de la Vola, Barcelona. For this, the geometric characteristics 
and mechanical properties of the wooden structural elements have been defined, consistent 
with the design regulations for wooden structures. The types of wooden bridges capable of 
complying with the physical characteristics of the real bridge that need to be studied as a model 
were also analyzed, in order to adapt to the existing conditions of the bridge and to structural 
and viable conditions, in order to make viable and optimize said wooden bridge. A wooden 
arch bridge was modeled in the SAP2000 program to optimize the required sections of wood 
that can withstand the structural loadsto which the vehicular bridge would be subjected. At the 
same time, the same bridge was modeled, but built with steel to be able to make comparisons 
in terms of costs and also the amount of emissions throughout its life cycle with respect to the 
wooden bridge. 
 
Keywords: Structural wood, structural analysis, C02 emissions and costs. 
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 para Infraestructuras de Transporte 
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CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 
1.1. Objetivos y alcance 
1.1.1. Objetivo principal 
Estudiar la viabilidad de los puentes de madera en infraestructuras de transporte, 
específicamente en puentes arco con tablero inferior, analizando un caso real de un puente 
vehicular ubicado en Sant Andreu de la Vola, Barcelona. 
1.1.2. Objetivos específicos 
- Evaluar las propiedades físico-mecánicas de la madera estructural, basadas en las 
normativas correspondientes. 
- Evaluar las tipologías de los puentes arco existentes y adaptarlas al caso real en estudio. 
- Optimizar las secciones de los elementos estructurales que conforman el puente como 
arco, tablero y péndolas, creando un modelo en el programa SAP2000. 
- Comparar las limitaciones y beneficios tanto para un puente de madera y para un puente 
en acero, principalmente en costos y emisiones de C02. 
1.1.3. Alcance 
Este trabajo se limita solamente al estudio de un puente vehicular de madera con una tipología 
de arco con tablero inferior, lo cual implica todos los requisitos de seguridad en la estructura 
y basados en las normativas correspondientes. Estos requisitos son las propiedades de 
resistencia, serviciabilidad y durabilidad. 
1.2. Metodología de la investigación 
Para lograr los objetivos de este trabajo se ha tenido en cuenta las metodologías basadas en 
las siguientes normativas: Diseño de estructural de madera en puentes (EN 1995-2-E-2004) 
y Documento básico en seguridad estructural de la madera (DBSE-M, 2019), los cuáles nos 
muestran un panorama indicativo de un proceso a seguir en la investigación, y son los 
siguientes: 
- Bases de diseño 
- Propiedades del material 
- Durabilidad 
- Protección de la madera 
- Bases para el análisis estructural 
- Estados límite último y de servicio 
- Limitaciones por deflexión 
 
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- Conexiones 
- Detalles y controles estructurales en el proceso constructivo. 
 
1.3. Estructura del trabajo 
La estructura del presente trabajo está organizada de una manera paralela al cumplimiento 
de los objetivos específicos, los cuáles se verán en 8 capítulos. 
En el Capítulo 2, se presenta un poco sobre los antecedentes históricos de estructuras de 
puentes de madera y la evolución de este material estructural a lo largo de los años, las 
tipologías de madera y su clasificación, las propiedades de la madera, la durabilidad y los 
tipos de puentes estructurales construidos con este material. 
El Capítulo 3 describe características geométricas básicas del puente real en estudio que está 
ubicado en San Andreu de la Vola, con la finalidad de identificar las condiciones necesarias 
para poder adaptarlo a un puente de madera analizando diferentes alternativas y una breve 
descripción de la solución escogida. 
En el Capítulo 4, se hace un estudio detallado de la solución adoptada del puente de madera 
descrito en el capítulo 3, comenzando con la geometría de la estructura, el modelo de la 
estructura en el programa SAP2000, las acciones y combinaciones a considerar, y la 
verificacion de flechas en cumplimiento con lo exigido por la normativa. 
El Capítulo 5, muestra los resultados obtenidos de realizar las mismas condiciones de un 
puente según el capítulo 4. 
En los Capítulos 6 y 7, se presentan a algunos estudios de emisiones de C02 en la madera y 
un presupuesto respectivamente. 
Finalmente, en el capítulo 8 se describen las conclusiones finales del presente trabajo desde 
tres puntos de vista del análisis estructural, ambiental y económico; además algunas 
recomendaciones de futuras investigaciones. 
1.4. Definiciones 
A continuación, se hace un listado de los diferentes tipos de madera que existen y su definición 
de acuerdo al Documento Básico de Seguridad Estructural en Madera 
- Madera aserrada: Es una pieza de madera maciza que se obtiene de los árboles de 
manera que las caras quedan paralelas entre sí y que además sus cantos quedan 
perpendiculares a dichas caras. A esta madera también se le denomina madera 
estructural. [1] 
 
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- Madera maciza: La madera maciza se refiere a la misma madera aserrada, pero con 
mayor extensión en su denominación; en tal sentido se diferenciará según la clase de uso 
frente a agentes bióticos al cual correspondan, por ejemplo: si es madera maciza o 
madera laminada encolada, ya que esta última tiene un comportamiento estructural 
mejorado.[1] 
 
- En efecto a lo definido anteriormente, se tiene que conocer las direcciones de la fibra de 
la madera (figura 1) que son: longitudinal, radial y tangencial, por las que está compuesta 
la madera. Según la figura 1 son visiblemente alargadas, pero también presentan cortes 
planos y paralelos al eje del tronco del árbol.[1] 
 
Figura 1. Dirección de las fibras de la madera respecto a su eje.[2] 
- Lámina de madera: las láminas de madera son capas de madera aserrada superpuestas 
una sobre otra y a la que se denomina madera laminada encolada y que sirve como un 
elemento estructural. el presente trabajo se realizó con este tipo de madera, en vigas y 
arco principalmente. Cada capa superpuesta puede tener la misma clase resistente que 
se llamaría madera laminada encolada homogénea o diferentes clases resistentes, 
entonces se llamaría madera laminada encolada combinada.[1] 
 
- Madera laminada encolada: La madera laminada encolada se define como un elemento 
estructural que estaría conformado por varias láminas de madera de una determinada 
clase resistente, hasta conseguir una altura según se requiera por diseño (canto).[1] 
 
- Madera laminada encolada homogénea: es considerado como un elemento estructural 
por lo que se ha explicado en láminas de madera y que significan que están compuestas 
 
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por la misma clase resistente. Este tipo de madera es la que se tendrá en cuenta para 
este trabajo.[1] 
- Madera microlaminada: Existe también la madera microlaminada que vendría a ser una 
especie de la madera laminada encolada, pero con espesores más pequeños (entre 3 – 
5 mm) y que además están formadas en la misma dirección de la fibra.[1] 
 
- Placas de madera laminada transversalmente: son placas que están compuestas por 
láminas superpuestas unas sobre otras al igual que la madera laminada encolada, pero 
con la diferencia que éstas superposiciones se dan en diferentes direcciones como se 
puede apreciar en la figura 2. Es por ello que recibe el nombre de placas de madera 
laminada transversalmente. Cada capa superpuesta puede estar unido no solamente 
mediante el encolado sino que también mediante algunos sujetadores mecánicos.[3] 
 
Figura 2. Placas de madera laminada transversalmente[4] 
- Contenido de humedad de la madera: la madera presenta naturalmente un pequeño 
porcentaje de contenido de humedad en su interior y es calculada respecto de su masa.[1] 
- Humedad de equilibrio higroscópico: se denomina humedad de equilibrio higroscópico a 
un porcentaje de agua en la madera que no sale al exterior; es decir que no intercambia 
vapor de agua con la atmósfera que lo rodea. Por lo tanto ese valor se mantiene en 
constante equilibrio con la madera.[1] 
- Tablero: el tablero es una pieza de madera que tiene mayor longitud, altura pero queprincipalmente predomina su espesor. El tablero normalmente es de uso estructural ya 
que presenta según ensayos, mejores propiedades de resistencia y rigidez.[1] 
- Placas de madera laminada tensada: es una nueva tecnología que se ha desarrollado 
con la madera laminada encolada que tiene uso estructural pero que además de la unión 
encolada que las caracteriza también se pueden postensar mediante barras de acero de 
manera transversal en la dirección del canto del tablero.[1] 
 
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Figura 3. Placa de madera laminada tensada[4] 
La función principal de este tipo de placas tensadas es la de distribuir las fuerzas de las 
acciones de los vehículos en el caso de puentes para que puedan trabajar conjuntamente 
todos los elementos que soportan dicha carga. Si se habla de puentes, la placa tensada recibe 
el nombre de tablero y entonces tiene la función que se menciona y la vez también tiene que 
cumplir la función de proteger de que no entre humedad en las barras de tensado ya que 
puede verse perjudicado en la madera y afectar en un futuro a la resistencia.[5] 
Según un estudio realizado en Suiza en la que se hicieron ensayos con este tipo de placas 
tensadas en la que se aplicaron cargas en el centro luz de la placa. El resultado de este 
ensayo fue que se transmitía los esfuerzos en cada unión de las barras tensadas, es decir 
que en toda la longitud de la madera se transmitía las cargas que luego generaban presión 
en las barras de acero. Pospuesto que todo el tablero podría soportar cargas mayores en toda 
su superficie. Además en ensayo fue realizado en condiciones óptimas de la madera, en 
donde no hubo humedad y más bien por estar muy seca la madera se notó que se tenía una 
ligera reducción del volumen de la madera.[6] 
El sistema de tensado en puentes genera estabilidad y rigidez cuando se tiene máximas 
cargas vehiculares, se tiene beneficios como que se pueden construir mayores luces, no como 
en puentes de hormigón ni de acero, pero por lo menos se pueden reducir las flechas, y que 
además tendría una mayor durabilidad si tienen desde el inicio un tratamiento de diseño de la 
madera. En el caso de las luces del puente, este estudio de suiza también determinó que este 
tipo de sistema puede resultar económicamente viable si se tienen luces entre 6 y 12 metros 
y para tráfico pesado de hasta 60 toneladas. Sin embargo si se realizan puentes mixtos ya 
sea con hormigón o con madera, se pueden llegar a tener puentes de mayores luces.[6] 
 
 
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1.5. Normativa 
A continuación, se relaciona la normativa vigente que se ha empleado para la definición y 
comprobación de la estructura: 
- Eurocódigo 5: Diseño de estructuras de madera – Parte 2: Puentes. 
- Eurocódigo 5: Diseño de estructuras de madera – Parte 1-1: General – Reglas comunes 
y reglas para edificaciones. 
- Eurocódigo – Bases de diseño estructural 
- Documento Básico SE-M. Seguridad Estructural – Madera 
- EN 1990:2002/A1 Eurocódigo – Bases de diseño estructural/corrección A1 – Anejo A2: 
Aplicación para puentes. 
- Eurocódigo 1: Acciones en estructuras – Parte 1-1: Acciones generales – Densidades, 
peso propio, cargas impuestas para edificaciones. 
- Eurocódigo 1: Acciones sobre estructuras – Parte2: Cargas de tráfico sobre puentes. 
- Eurocódigo 1: Acciones en estructuras – Parte 1-4: Cargas de viento 
- EN 1991-2 Eurocódigo 1: Acciones en estructuras – Parte 2: Cargas de tráfico sobre 
puentes. 
- IAP – 11: Instrucción sobre las acciones a considerar en el proyecto de puentes de 
carretera. 
- Eurocódigo 3: Diseño de estructuras de acero – Parte 2: Acero en puentes. 
- EAE – Instrucción de acero estructural. 
- EN 10138-1 Acero pretensado – Parte 1: Requisitos generales 
- EN 10138-4 Acero pretensado – Parte 4: Barras 
 
 
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CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE 
2.1. Antecedentes históricos 
Hace más de 3000 a.c no existían los puentes de madera. Para salvar pasos a diferente nivel 
sobre ríos en los pueblos de aquel entonces se utilizaba la madera. Inclusive el hombre 
buscaba la manera de superar esos obstáculos, desde entonces el primer hombre en pensar 
en la madera en su forma inicial fue en el lugar de la Mesopotamia construyendo con rollizos 
poco labrados. Y desde ahí fue que poco a poco se fue conociendo este material y 
adaptándolo a diferentes formas en la construcción por varios constructores de aquella época. 
La primera construcción más grande en donde solo se utilizó rollizos fue en el año 55 a.c y 
tenía 12 metros de ancho y 400 metros de longitud que se soportaban sobre pilas separadas 
cada 8m y que estaban arriostradas con tornapuntas para evitar que fueran llevadas por el 
agua.[6] 
Con el paso del tiempo y después de muchos años de haberle dado un gran uso a la madera 
en el sector construcción, sobre todo en puentes, se consideró a la madera como un objeto 
de carácter artístico a las cuáles se les atribuía propiedades religiosas y místicas. Además, se 
desarrolló para fines militares lo cual generó que fuera perdiendo funcionalidad, hasta en que 
en Suiza se impulsó nuevamente su construcción que generó un prestigio importante en sus 
obras con este material. Entre los años 1755 y 1758 se construyó un puente de madera sobre 
el río Rin, en Schaffhausen sustituyendo al deteriorado puente en piedra construido en la Edad 
Media.[6] 
A comienzos del siglo 19 la construcción de puentes en madera alcanzó un nuevo auge no 
solo en Suiza, sino que también en Norteamérica. Las grandes distancias y la poca densidad 
poblacional requirieron la rápida construcción de vías de comunicación. En contraste con 
Europa, en EEUU no había tradición artesanal en el área de construcción. A partir de 1820 y 
como consecuencia de la patente de un sistema constructivo por parte de los americanos 
Stephan Long y William Howe, comenzó la aplicación amplia del sistema de vigas de celosía 
mediante diagonales. Una tupida malla de barras en diagonal permitió el desarrollo de uniones 
traccionadas o comprimidas resueltas por medio de clavos (generalmente pasadores de 
madera), llaves o tarugos de madera, conectores de anillo y pernos.[6] 
 
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Los países colonizadores europeos, con el fin de obtener sus materias primas en las zonas 
montañosas, tuvieron que construir grandes puentes sobre profundos acantilados, como por 
ejemplo en el norte de la India. Por medio de rollizos de los bosques aledaños se armaban 
enormes estructuras, cual andamios, constituidos generalmente por torres conformadas por 
entramos sobrepuestos. En EEUU se empleó este sistema especialmente para puentes de 
ferrocarriles para evitar la construcción de grandes terraplenes. Además, este sistema permite 
construir puentes adaptados a vías férreas en curva. Para la construcción de la red ferroviaria 
se requería una gran cantidad de puentes de grandes luces y que debían poder soportar 
enormes cargas.[6] 
Durante los años 1986 – 87 se construyó cerca de Essing una pasarela de madera laminada 
de 192 m de largo. En analogía a la curvatura que genera un cable se configuraron las 
ondulaciones entre los apoyos, de tal madera que las cargas verticales uniformemente 
repartidas dieran como resultante principal axiles de tracción. Por lo tanto, la placa tensada 
solo queda solicitada en un 10% a los esfuerzos originados por la flexión. [6] 
 
Figura 4. Pasarela peatonal en Essing, Alemania (entre los años 1986 – 87)[6] 
 
 
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Las posibilidades de la construcción de puentes se ampliaron con el desarrollo de los nuevos 
materiales de construcción, hierro forjado, acero y hormigón. A las crecientes exigencia, el 
aumento del tráfico y las cargas, las solicitaciones dinámicas y las mayores luces con menores 
deformaciones admisibles, correspondían mejor los materiales cuyas resistencias podían ser 
calculadas, en vez de la madera que se seguía utilizando en forma tradicional. A raíz de ello 
la madera fue perdiendo relevancia. En parte esta pérdida de campo de aplicación también 
se debió a normas que afectaron en forma unilateral a la madera como, por ejemplo, la 
protección contra el fuego. [6] 
La mayoría de puentes no tienen gran durabilidad ya que están directamente expuestos a la 
intemperie y no tienen protección alguna. Además, el gran consumo de madera condujo con 
el tiempo a una falta de material o se requerían cubrir distancias apreciables para poder 
suministrarlo.[6] 
En Latinoamérica y Asia existen puentes colgantes que salvan luces de hasta 120 metros y 
se han comportado en condiciones óptimas hasta hoy en día. En épocas más recientes, y aún 
en lugares distantes, se han ido sustituyendo los tirantes de fibra natural por cables de 
acero.[6] 
Tal vez el puente más impresionante en América es el construido en el año 1,849 por 
Thompson S. Brown con un arco que salvaba una luz de cerca de 90 m. Para la construcción 
de este puente de dos vías paralelas de ferrocarril se requirieron de 306 m3 de madera de 
encina, 1,037 m3 de abeto, 31,921 kg de hierro forjado y 21,070 kg de hierro fundido. El costo 
de la construcción fue de 45,550 US$. 
 
Figura 5. Puente ``Cascade Bridge`` del ferrocarril a Erie [6] 
 
 
 
 
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2.1.1. Evolución de elaboración de la madera 
La aplicación de tecnologías nuevas en la elaboración de la madera es muy importante hoy 
en día ya que se tiene que adaptar a nuevos procesos constructivos y nuevas formas, por lo 
tanto, el desarrollo de la madera se tiene que dar de manera paralela junto con la evolución 
de los sistemas constructivos. Por ejemplo, se podría empezar con el tema de la durabilidad 
que es una especie de exigencia en estructuras que van a resistir grandes cargas y en que 
sobre todo estarán expuestas a condiciones que pueden deteriorar la resistencia del material. 
Para ello, se elaboran madera de mayor calidad, e incluso se añaden tratamiento químico 
conforme al tipo de madera para que no sean dañados con el fin de proteger a la madera de 
la intemperie. [6] 
La principal elaboración de la madera es en madera laminada encolada de alta resistencia 
con una clasificación de uso mediante ensayos, de los cuáles se generan materiales básicos 
de estructuras y en otros caso de madera combinada con madera aserrada o madera 
laminada, los cuáles serían madera reconstituida.[6] 
Los materiales como la madera microlaminada, son perfectamente combinables con la 
madera laminada, por medio de uniones mecánicas o con adhesivos. Este nuevo material 
permite el diseño de estructuras esbeltas y de secciones económicas; por ejemplo, las 
diagonales extremas de una viga de celosía en las que los axiles de compresión son muy 
elevados, además de la posibilidad de pandeo. [6] 
 
 
Figura 6. Evolución de la elaboración de la madera[6] 
 
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2.2. Tipos de madera 
2.2.1. Madera maciza 
Para el uso de la madera aserrada sea estructural se ha clasificado por su resistencia, según 
lo indica el Documento en seguridad estructural para madera. Las clases resistentes son: C14, 
C16, C18, C20, C22, C24, C27, C30, C35, C40, C45 Y C50 para confinaras y chopo; D30, 
D35, D40, D50, D60 y D70 para frondosas. Cada número indican el valor característico de 
resistencia a flexión, 𝑓𝑚,𝑘, expresada en 𝑁 𝑚𝑚
2⁄ .[1] 
2.2.2. Madera laminada encolada 
La madera laminada encolada se clasifica según sea homogénea o combinada por sus siglas 
en inglés (G: Gluem) y se muestran a continuación: 
- GL24h, GL28h, GL32h y GL36h para madera laminada encolada homogénea. 
- GL24c, GL28c, GL32c y GL36c para madera laminada encolada combinada 
Igualmente, que en anterior caso cada número entre las letras indica el valor de la resistencia 
característica a flexión, 𝑓𝑚,𝑘, expresada en 𝑁 𝑚𝑚
2⁄ . [1] 
2.3. Clasificación de la madera 
Existe mucha variedad de las especies de madera existentes en el mundo, pero para este 
trabajo se han considerado de España y de Escandinava ya que de ahí será traído la materia 
prima principal para el puente. Por lo que cada madera tiene una clase resistente diferente 
debido a sus combinaciones entre ellas ya varia la calidad de estas, con diferentes 
propiedades. 
2.3.1. Clasificación de la resistencia a partir de la calidad arbórea 
La especie arbórea dada en la tabla 1 pertenece de la familia de la madera aserrada según lo 
establece el DBSE-M. En la tabla 2 se puede observar las diferentes clases resistentes de la 
especie arbórea en España y algunos otros países, de los cuáles se puede notar que la 
madera en España se clasifica en ME-1 y ME-2 principalmente, como se observa en la tabla 
3.[1] 
 
 
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Figura 7. Especies arbóreas procedentes de España[1] 
 
 
Figura 8. Clasificación de la madera según sus especies arbóreas[1] 
 
 
Figura 9. Normativas de las calidades de madera en diferentes países europeos[1] 
 
 
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Para saber la clase resistente de la madera se tiene que indicar en la ficha técnica que es 
establecida por el fabricante y en donde también se muestran las propiedades de la madera. 
Este documento es muy importante ya que además de decirnos a qué clase resistente 
pertenece la madera con la cual se va a trabajar, también sirve para poder obtener cálculos 
de resistencia que son de esa clase [1]. En el presente trabajo se va a trabajar con la madera 
laminada encolada, cuyas propiedades estarán determinadas en el DBSE-M y se verán más 
adelante. 
2.3.2. Propiedades de la madera laminada encolada 
a) Madera laminada encolada homogénea 
Para este trabajo se considerará la madera laminada encolada de clase resistente GL36h 
como se observa en la tabla E.3, según el Documento Básico de Seguridad Estructural en 
Madera (2019) y se muestra en la tabla 4. 
Figura 10. Propiedades de la madera laminada encolada homogénea según su clase 
resistente[1] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 11. Propiedades de la madera clase GL36h[1] 
 
1. Valor de cálculo de las propiedades del material 
El valor de diseño de una propiedad resistente debe ser calculada como: 
𝑋𝑑 = 𝑘𝑚𝑜𝑑
𝑋𝑘
𝛾𝑀
 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (2.2) 
Donde: 
Xk = Es el valor característico de una propiedad de resistencia 
ɣM = Es el factor parcial para una propiedad del material 
kmod = Es el factor de modificación tomando en cuenta el efecto de la duración de la carga y 
contenido de humedad. [3] 
Figura 12. Coeficiente parcial de seguridad según el tipo de madera, 𝛾𝑀 [1] 
 
 
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Figura 13. Factores de modificación, 𝑘𝑚𝑜𝑑 [1] 
 
 
2.3.3. Factores que pueden afectar el comportamiento estructural de la madera 
El comportamiento estructural de la madera se puede ver afectado por dos características 
importantes. La primeratiene que ver con la durabilidad del material y la segunda se relaciona 
al tipo de exposición a las que estarán sometidas las estructuras. 
1. Clases de duración de las acciones 
Existen 5 clases de duración de las acciones según el DBSE-M, en donde la duración 
aproximada de la acción es desde algunos segundos hasta 10 años. Para este trabajo se 
consideró una clase de duración permanente, es decir, que las acciones se consideran el peso 
propio y la carga permanente, por lo tanto, la duración de la carga debe de ser mas de 10 
años, como se muestra en la figura 5. [1] 
Figura 14. Clases de duración de las acciones[1] 
 
2. Clases de servicio 
La clase de servicio se refiere a las condiciones ambientales a las que estará sometida durante 
toda su vida útil el elemento estructural. a continuación, se definen tres clases de servicio que 
están estrechamente relacionado con el contenido de humedad presente y a las que estarán 
expuestas la madera. [1] 
- Clase de servicio 1: la clase 1 corresponde a aquellos materiales que están expuestos 
a una temperatura del 20 ± 2ºC y una humedad relativa del aire que no exceda un 65%.[1] 
 
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En la clase de servicio 1 el contenido de humedad medio en la mayoría de las coníferas 
no excede el 12%. A este grupo pertenecen las estructuras que están cerradas o cubiertas 
del medio ambiente.[1] 
- Clase de servicio 2: la clase de servicio 2 corresponde a una temperatura igual al de la 
clase 1; es decir, de 20 ± 2ºC, pero con la diferencia de que no debe exceder el 85% en 
humedad relativa del aire que sólo exceda el 85%. [1] 
En la clase de servicio 2 el contenido de humedad medio en la mayoría de las coníferas 
no excede el 20%. A este grupo pertenecen las estructuras que también están cubiertas 
como en la clase de servicio 1 pero también pueden estar expuestas al medioambiente. 
[1] 
- Clase de servicio 3: la clase 3 se considera una clase que supera las temperaturas y el 
contenido de humedad relativa de la clase de servicio 1 y 2.[1] 
- Clase de uso 4: la clase de uso 4 significa que el elemento estructural está en contacto 
con el suelo y está expuesto a un contenido de humedad que supera el 20%. 
- Clase de uso 5: la clase de uso 5 considera que el elemento estructural está 
permanentemente en contacto con agua salada. En estas circunstancias el contenido de 
humedad de la madera es mayor que el 20%, permanentemente. 
Para el caso de este trabajo se tiene que la clase de servicio de la madera será la clase 3, ya 
que cada elemento estructural del puente estará expuesto al medioambiente y a los diferentes 
cambios climáticos, para lo cual es un beneficio ya que se estará del lado del lado de la 
seguridad.[1] 
 
2.4. Durabilidad 
2.4.1. Introducción 
La durabilidad en una estructura de madera es una característica importante a la hora de 
realizar el diseño, así pues, existe la durabilidad natural de la madera y depende de la 
clasificación que se había mencionado en los apartados anteriores. Pero lo más habitual es 
que la madera reciba tratamientos químicos para poder una buena durabilidad.[1] 
 
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En el caso de puentes de madera, el efecto de la precipitación, viento y radiación solar también 
debe ser tomado en cuenta. El efecto del desgaste directo por precipitación o radiación solar 
de los miembros de estructuras de madera pueden ser reducidos por medidas de prevención 
constructivas, o usando madera con una durabilidad natural suficiente, o siendo tratados en 
contra de ataques biológicos. [3] 
Cuando no se pone en práctica el recubrimiento parcial o completo de los elementos 
estructurales, la durabilidad se puede mejorar teniendo en cuenta una serie de medidas[6], 
tales como: 
- Elegir una geometría de la estructura que garantice la ventilación natural de todas las 
piezas de madera. 
- Se debe asegurar el contenido inicial del material y evitar que ingrese más humedad ya 
que podría generar hinchamiento o reducciones en la sección. 
- Evitar las fisuras o delaminaciones de la madera, especialmente en donde la fibra estaría 
expuesta a la absorción directa del agua. 
El riesgo de incrementar el contenido de humedad cerca al terreno, por ejemplo, debido a la 
ventilación insuficiente para la vegetación entre la madera y el terreno[6], puede ser reducido 
por una o más de las siguientes medidas: 
- El uso de una distancia incrementada entre las partes de la madera y el nivel de terreno. 
- Cubriendo el terreno y limitar la vegetación. 
Cuando los miembros de la madera estructural están expuestos a la abrasión por el tráfico, la 
profundidad usada en el diseño debería ser el mínimo permitido antes del reemplazo.[3] 
2.4.2. Protección de la madera 
Existe la probabilidad de que la madera al estar expuesta al medio ambiente se exponga a 
ataques por agentes bióticos o abióticos, causando daños a la estructura y reduciendo su 
comportamiento estructural. por lo tanto es necesario proteger la madera frente a estos 
agentes a un nivel aceptable por la madera para que tampoco se vea perjudicado las 
propiedades del material.[6] 
 
 
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- Protección frente a los agentes bióticos 
Los elementos estructurales de madera deben estar protegidos de acuerdo con la clase de 
uso a la que pertenecen. Se permite el empleo de madera con durabilidad natural suficiente 
para la clase de uso prevista según lo establecido en el Documento básico de seguridad 
estructural en madera.[1] 
En la siguiente tabla se indica el tipo de protección exigidos en función de la clase de uso. 
Figura 15. Nivel de penetración según la clase de uso [1] 
 
La madera laminada encolada que se utilizará para el arco, tablero, viga longitudinal, viga 
transversal y de arriostre, presentes en este trabajo, tendrán un nivel de protección NP2 de la 
clase de uso 3.1, según la tabla 8 que indica un tratamiento total en todas las caras de la 
madera con una penetración total en la abolladura. 
La no protección de los elementos estructurales de madera puede llevar a la pérdida de las 
propiedades de rigidez y resistencia.[1] 
Los agentes bióticos que se menciona al principio de este apartado son los siguientes [7]: 
Agentes bióticos 
Los hongos, los insectos y los xilófagos marinos afectan la madera y sus productos derivados. 
La oportunidad y la gravedad de sus ataques dependen en gran medida de las condiciones 
de servicio a que se ven expuestos, es decir, el grado de exposición a la intemperie y el 
régimen de humectación.[7] 
Hongos cromógenos y mohos 
Uso responsable de los productos madereros en elementos urbanos. Para el desarrollo de los 
hongos es necesario un contenido de humedad de la madera superior al 20% en peso. Hongos 
 
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causantes del azulado y los mohos. Estos hongos presentan básicamente inconvenientes de 
tipo estético. Pueden dañar los revestimientos decorativos y los protectores.[7] 
 
hongos xilófagos 
Esta categoría incluye los hongos de pudrición, aquellos que degradan la madera y 
disminuyen de manera significativa sus propiedades físicas y mecánicas. Los ataques sólo se 
producen si la madera está en contacto con agua líquida (agua corriente, condensaciones, 
suelo muelle ...), cuando la temperatura está entre 5 ° C y 40 ° C y si hay presencia de oxígeno, 
es decir, el frío pare el desarrollo, el calor seca en exceso el ambiente y necesitan ambientes 
aerobios. Bajo el agua no se desarrollan; por eso la madera totalmente sumergida no se 
pudre.[7] 
 
Insectos 
Animales invertebrados que tienen tres pares depatas y que en muchos casos han 
desarrollado la habilidad de volar. Son extremadamente abundantes y pueblan todo el planeta. 
Los insectos xilófagos no pueden atacar la madera si no pueden acceder físicamente o si al 
ambiente donde está instalada no hay oxígeno, este hecho pasa esencialmente bajo el 
agua.[7] 
 
Moluscos y crustáceos 
Xilófagos marinos es la denominación común que se aplica fundamentalmente a los 
invertebrados, tales como Limnos sp., Teredo sp. y Pholadidae, entre otros. Requieren agua 
con cierta salinidad y se desarrollan a la madera originando galerías y cavidades, Pueden 
provocar daños de gran consideración en embarcaciones y estructuras fijas y flotantes.[7] 
 
Vertebrado 
Esencialmente pájaros carpinteros (Picidae), liebres y conejos (Leoporidae). Estos animales 
no se alimentan de la madera, pero también pueden provocar daños de importancia en 
estructuras, fachadas de madera, postes de líneas aéreas o ásperas. Los roedores muerden 
la madera, mientras que los trepadores la perforan. En el caso de las aves, proteger la madera 
en profundidad incluso con creosota no es una solución efectiva para evitar sus ataques.[7] 
 
b) Protección de la madera laminada encolada. 
Como se ha visto la madera laminada encolada está conformada por una serie de láminas de 
madera aserrada, con lo cual cada una de ellas debe protegerse antes de ser encoladas y no 
 
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después de haber sido acabadas. Esto con el fin de que cada elemento sea protegido desde 
su fabricación para evitar daños futuros. [1] 
Para cada clase de uso que tiene la madera se tiene una diferente protección. Por ejemplo, si 
la madera es de clase 2, se debe proteger después de las operaciones de acabado como son 
el cepillado o los taladros.[1] 
Para madera de clase de uso 3.1. se debe tratar con cobre en cada pieza terminada previo a 
ser encolado.[1] 
Para las maderas de mayor clase de uso como las clase 3.2 a 4, se debe proteger cada lámina 
previo a su encolado y además se debe de comprobar que cada producto químico añadido 
sea compatible y no altere las propiedades de la madera.[1] 
3. Protección frente a agentes meteorológico 
Para proteger frente a los agentes biológicos a la madera se tiene que tener en cuenta el 
diseño constructivo y principalmente protegerlo de la causa de muchos daños que es la 
humedad. Esta protección se da sobre todo si la madera corresponde a una clase de uso 
superior a tres.[1] 
En los elementos estructurales que están expuestos al medioambiente debe usar productos 
que soporten los cambios de temperatura y que sean compatibles entre medio ambiente y 
madera. Para ello el documento básico en seguridad estructural de la madera recomienda que 
se deben emplear protecciones que sean superficiales sobre todo para no permitir que entre 
el agua en la madera y así evitar la pudrición de está, pero que tampoco le lleguen altas 
temperaturas puesto que se seca demasiado la madera y se reducen su sección lo cual no es 
conveniente.También se recomienda el uso de pinturas y barnices para un posterior 
mantenimiento.[1] 
4. Protección contra la corrosión 
Según el Diseño de estructuras de madera BS-EN 1995-1-1_E_2004 la posibilidad de tensión 
por corrosión debe ser tomada en cuenta el cálculo de la resistencia a corrosión. Un ejemplo 
de estructuras en condiciones especialmente corrosivas es un puente de madera, donde la 
corrosión por deshielo no puede ser excluida. [1] 
El efecto del tratamiento químico contra la corrosión de la madera o en madera con alto 
contenido de ácido, se debe tener en cuenta sobre todo en las uniones estructurales y 
sujetadores de metal del puente.[1] 
 
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En la tabla 9 se resumen la protección que debe tener cada elemento de fijación que esta en 
contacto con la madera para evitar la corrosión y evitar la propagación a la madera según las 
clases de servicio 1, 2 y 3.[1] 
Figura 16. Protección mínima frente a la corrosión, o tipo de acero necesario[1] 
 
Inspección visual 
La inspección visual de los puentes de madera se basa en dos grupos de indicadores visuales. 
El primer grupo incluye tres indicadores visuales de la presencia de descomposición: (a) 
estructuras de fructificación de hongos características, (b) encogimiento anormal de la 
superficie o caras hundidas, y (c) actividad de insectos. El segundo grupo de visual 
indicadores se utiliza para identificar seis condiciones que conducen a la descomposición. Los 
indicadores son[8]: 
1. Humedad excesiva (evidenciada por marcas de agua o manchas). 
2. Manchas de óxido en superficies de madera. 
3. Crecimiento de vegetación en los miembros del puente. 
4. Acumulación de tierra en cualquier superficie de madera, que pueden atrapar agua y 
aumentar el riesgo de descomposición. 
5. interfaces de juntas, sujetadores mecánicos, campo fabricación, y madera adyacente a 
otra trampa de agua áreas de ping, que son sitios potenciales de hongos en 
descomposición y crecimiento. 
 
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Finalmente, si se tiene un diseño detallado de la madera, ésta no necesitara de tratamientos 
químicos, aunque generalmente se debe tratar para conseguir una mayor durabilidad solo 
que en algunos caso se debe proteger demasiado a la madera y en otros casos no tanto, 
todo va a depender de muchos factores como la clase de servicio a las que estarán sometidos 
cada elemento estructural y si están expuestas o no al ambiente exterior.[8] 
A pesar de lo mencionando anteriormente, la madera por sí sola ya es resistente al calor, a 
la helada, a la corrosión y hasta la contaminación, con el único factor que debe de ser 
controlado es con la humedad ya que podría alterar su tiempo de vida útil [8] 
Para los elementos de diseño externos como por ejemplo en un puente, se tiene que tener en 
cuenta la distancia entre el suelo y la madera para conseguir una larga duración de vida útil, 
usando madera tratada con calor y de calidades con tratamientos especiales.[9] 
2.5. Tipologías de puentes de madera 
2.5.1. Puentes con sistema estructural de placas 
Las estructuras de placas de madera son estructuras constituidas por elementos cuyo 
comportamiento se basa en la conformación de placas. Estas poseen una restricción que es 
la luz máxima que puede alcanzar, pero que combinadas con otro tipo de estructuras puede 
llegar a abarcar luces mayores.[6] 
Esta estructura se basa en la conformación de placas rígidas a través de piezas de madera, 
aserradas o laminadas dispuestas de canto longitudinalmente una al lado de la otra. Para 
garantizar la colaboración de todos los elementos entre sí se emplean barras de acero que 
atraviesan transversalmente las piezas de madera y que luego son tensadas. Esta tecnología 
es una de las más nuevas en la construcción de puentes de madera y tiene varias ventajas 
sobre otros tipos de placas.[6] 
La principal ventaja de las placas tensadas, en comparación con otras estructuras de placas 
laminadas, es que no hay delaminación entre las láminas y tiene un comportamiento muy 
seguro en caso de sobrecargas.[6] 
Para el cálculo de esta placa se considera el comportamiento de vigas una al lado de la otra 
en uno y otro sentido. El diseño tiene que asegurar tensiones admisibles de los materiales, 
una rigidez suficiente, una deflexión limitada y evitar daños en la madera por una compresión 
demasiada alta.[6] 
 
 
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2.5.2. Sistemas estructurales de barras 
Son puentes cuya estructura principal se establece por piezas estructurales lineales o barras, 
abarcando luces quevarían de acuerdo al tipo estructural utilizado. Algunos ejemplos son: 
Sistemas de vigas, Sistemas de arcos, etc.[6] 
El comportamiento de este sistema estructural se basa en la transmisión de las cargas a través 
de líneas o barras, es por eso que en este sistema se encuentran la mayoría de los sistemas 
estructurales. 
Este sistema estructural se clasifica en tipos estructurales establecidos y que pueden ser más 
directamente aplicables a nuestra realidad y son los siguientes: 
- Sistema de vigas 
- Sistema apuntalado 
- Sistema de puente atirantado 
- Sistema de viga tensada 
- Sistema de viga reticulada 
- Sistema de puente arco 
- Sistema de puente colgante 
De estos siete sistemas estructurales se seleccionó solo el sistema de puente arco como 
puente vehicular. Este tipo de puente abarca luces desde los 9 hasta los 45 m de luz. 
2.5.3. Sistema en arco 
El puente arco destaca por tener un gran proceso constructivo de gran importancia, además 
que es un puente estético. El arco es una estructura que resiste por forma[10].En 
Generalmente se utiliza la forma del arco triarticulado debido a que es más fácil de transportar 
y que estructuralmente no presenta problemas en los cimientos, ya que el esfuerzo lateral es 
mínimo y el esfuerzo horizontal es resistido por estos mismos.[6] 
El arco normalmente es una parábola, un círculo o una línea sinusoidal. Estas se diferencian 
en su relación entre la altura y luz, desde el punto de vista estático más que óptico. 
El tablero del puente puede encontrarse en tres diferentes posiciones: 
- Puente arco con tablero superior: El tablero protege parte de la estructura de arcos. 
- Puente arco con tablero intermedio: La ventaja principal es que el tablero sirve como 
arriostramiento entre los dos arcos evitando así el volcamiento de éstos. 
 
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- Arco con tablero inferior: En este caso la estructura queda expuesta a los efectos del 
clima por lo que los arcos deben ser recubiertos en su totalidad. [6] 
 
 
 
 
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CAPÍTULO 3. ESTUDIO DE CASO REAL 
3.1. Descripción del puente en estudio 
La descripción de los elementos constructivos y del proceso de diseño se realiza tomando 
como base un ejemplo real de un proyecto de un puente de vehículos. Se trata del puente 
ubicado en Sant Andreu de la Vola, Cataluña, España; cuyas luces son de 32+2x45+33m. 
Este puente fue inicialmente construido mediante empuje y en estructura metálica. 
 
Figura 17. Puente de acero en estudio en Sant Andreu de la Vola, Cataluña 
3.2. Alternativas para un puente de madera 
Se exponen diferentes alternativas de puentes de madera y se realiza un breve análisis con 
el fin de determinar cuál de todas es la más apropiada y sobre todo que se adapte a las 
características del puente en San Andreu de la Vola. 
 
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La elección de una alternativa consistió básicamente en analizar las variaciones que se 
producen en diferentes flechas del arco, manteniendo la luz de puente fija y viceversa, es 
decir, manteniendo la flecha del arco fija y variar las luces del puente, de esta manera ir 
probando los esfuerzos en el programa SAP2000, según las propiedades físico mecánicas y 
ensayos al material (madera), se fue observando las limitaciones estructurales en cada caso 
[5]. 
3.2.1. Alternativa 1. Puente arco con tablero superior 
Es una tipología de puentes existentes en donde el tablero se apoya en el arco directamente 
o mediante pilas intermedias, como se muestra en la figura 18. 
 
Figura 18. Alternativa 1. Puente arco con tablero superior[5] 
Este tipo de sistema de puentes tiene una ventaja en cuanto al número de arcos que se 
pueden construir ya que no existe ninguna restricción, además la altura a la que se encuentra 
permite que el tablero disminuya su espesor.[5] 
En esta tipología de puente existe una fuerte solicitación horizontal a nivel de cimentación, es 
por ello que se recomienda su construcción en terrenos de buena calidad porque de lo 
contrario la cimentación tendría un elevado costo.[5] 
3.2.2. Alternativa 2: Puente arco con tablero intermedio 
La posición del tablero para este tipo de puentes es intermedia y se desarrolla dentro del arco, 
lo cual se unen con tensores en el centro y pilares en sus extremos, según se muestra en la 
siguiente figura: 
 
Figura 19. Alternativa 2: puente arco con tablero intermedio.[5] 
La principal ventaja de este modelo es que se pueden salvar mayores luces, ya que la unión 
de la viga longitudinal con el arco se convierte en apoyos intermedios 
 
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3.2.3. Alternativa 3: Puente arco con tablero inferior. 
Esta alternativa corresponde a un modelo que está constituido por un tablero inferior sostenido 
mediante tensores, los cuales trabajan principalmente a esfuerzos axiles. 
 
Figura 20. Alternativa 3. Puente Arco con tablero inferior[5] 
Este modelo es una buena alternativa cuando el terreno en donde se va a construir es de mala 
calidad, debido a que la solicitación en los apoyos es principalmente vertical, lo cual es 
favorable con la cimentación y los estribos del puente resultando estos con dimensiones 
menores. [5] 
Una característica importante en esta tipología de puentes es que necesita arriostramiento 
para mantener su estabilidad estructural, en este caso el arriostramiento solo puede 
materializarse en la clave del arco. Esto restringe la altura mínima del puente, la que depende 
de la altura máxima del tipo de vehículo para el cual se de diseñar el puente. 
3.3. Condicionantes 
3.3.1. Condicionantes geométricos 
El ancho de la plataforma tiene un total de 12.80 metros, que se encuentran distribuidos de la 
siguiente manera: 
- Dos carriles (3,50 m, cada uno) 7,00 m 
- Dos Arcenes (2,50 m, cada uno) 5,00 m 
Además, se encontrarán los siguientes elementos que limitan las plataformas: 
- Barreras o pretiles 0,50 m 
El puente está ubicado en un valle que tiene mucha profundidad, por lo que algunas pilas 
tienen grandes alturas y están separadas por luces importantes. 
 
 
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3.4. Alternativa seleccionada 
Se optó por la modelación de puente arco con tablero inferior. Independientemente de la 
alternativa elegida, una ventaja importante de este tipo de puentes la constituye la necesidad 
de menor cantidad de madera en relación a la luz mayor abarcada, esto la hace ser una 
solución más viable económicamente.[5] 
3.5. Descripción de la solución adoptada 
La estructura del puente se compone de Arcos con tablero inferior y péndolas que soportan el 
tablero. Los arcos tienen una flecha de 8 metros y una luz de 39 metros, por lo tanto, se tiene 
una relación f/L de 0.21. por cada arco se tienen 11 péndolas que están espaciadas cada 2.50 
aproximadamente. Los materiales del arco y las vigas son de madera laminada encolada 
homogénea y de las péndolas son barras de acero. 
 
Figura 21. Puente arco con tablero inferior y péndolas con 4 luces de 39 metros. 
3.6. Respuesta estructural 
El comportamiento resistente en los puentes tipo arco principalmente se basan en el sistema 
antifunicular de su geometría, frente a cargas verticales uniformes a lo largo de todo el tablero. 
Para estos estados de carga, el arco queda sometido totalmente a compresión y con poca 
flexión. Cuando, además, el puente es de tablero inferior tipo ¨bowstring´´, éste actúa como 
tirante de tracción, uniendo los puntos de apoyo del arco y permitiendo que sólo se transmitan 
cargas verticales