Por qué algunos puentes se mantienen en pie durante décadas mientras que otros colapsan

En todo el mundo, los puentes simbolizan la conexión entre regiones, ciudades y personas. En algunos casos, la solidez de estas estructuras es solo aparente y terminan cediendo ante catástrofes frente a las cuales otros resisten incólumes. Un reciente estudio revelado en Nature y realizado por investigadores de la Universitat Politècnica de València y la Universidade de Vigo explica una pregunta recurrente: ¿por qué algunos puentes logran mantenerse en pie después de sufrir daños graves, mientras otros colapsan en cuestión de segundos?

Esta respuesta resulta especialmente relevante tras tragedias recientes como la del puente Francis Scott Key en Baltimore en 2024 o la del viaducto de la autopista I-35 sobre el río Mississippi en 2007. Según analiza The Conversation, estos accidentes pusieron sobre la mesa la necesidad de revisar la seguridad de las infraestructuras y entender qué hace que un puente sea capaz de soportar un golpe mortal, mientras otros sucumben ante embates similares.

¿Qué diferencia a un puente que resiste de uno que cae?

La clave, según el reciente estudio, está en lo que los ingenieros llaman mecanismos secundarios de resistencia. Pero, ¿qué significa esto en la vida real? Los investigadores se enfocaron en los puentes en celosía metálica, estructuras hechas de barras de acero dispuestas en formas triangulares que se entrecruzan formando una especie de rejilla. Durante décadas, fueron comunes en redes ferroviarias y rutas de todo el mundo, y aún hoy muchas siguen en funcionamiento.

El estudio muestra que estos puentes no solo dependen de las piezas principales que los forman, explican los autores de la investigación en The Conversation. Cuando una parte del puente se daña, la carga no necesariamente recae en ese punto débil. Gracias a la estructura en triángulos, el peso y la tensión pueden desviarse por otros de los múltiples caminos posibles, permitiendo que el puente siga en pie, incluso si un elemento falla.

En comparación, los puentes que colapsan con rapidez suelen carecer de esta “red de seguridad” interna. Si sufren la pérdida de una parte clave y no cuentan con una estructura capaz de repartir la carga de forma alternativa, el daño se magnifica y puede terminar provocando el derrumbe completo.

Puentes como telarañas: la lección de la naturaleza

Un aspecto fascinante del estudio es la comparación entre los puentes en celosía y las telarañas de las arañas, tema también abordado en la revista Nature. Ambos tipos de estructura, aunque a escalas diferentes y con propósitos distintos, comparten principios clave: están formados por elementos lineales simples (barras o hilos) y pueden mantener su integridad incluso si pierden parte de esos elementos.

En una telaraña, si uno de los hilos se rompe, el resto de la red absorbe la tensión y mantiene su forma, señalan los autores según la investigación. Del mismo modo, un puente en celosía puede soportar daños inesperados porque su diseño genera muchos caminos diferentes para distribuir las cargas. Es esta redundancia la que protege la estructura en momentos críticos.

Esta capacidad para adaptarse a los daños, lejos de ser solo una característica de la naturaleza, se convierte así en una herramienta fundamental para los ingenieros civiles. Entender cómo la distribución de fuerzas y la redundancia pueden salvar vidas es fundamental para prevenir tragedias y prolongar la vida útil de las infraestructuras.

Ensayos y simulaciones: pruebas que marcan la diferencia

Para confirmar estas ventajas ocultas en los puentes en celosía, los investigadores realizaron experimentos en laboratorio con modelos a escala y simulaciones numéricas por computadora. Construyeron un modelo a escala 1:3,5 y reprodujeron situaciones de daño en distintas partes de la estructura, aplicando cargas equivalentes a las que soporta un puente real bajo el paso de un tren.

El equipo no se limitó a un solo caso: preparó nueve escenarios de fallo diferentes, observando cómo se comportaba el puente en cada uno. Un sistema avanzado de monitoreo les permitió detectar cómo respondía la estructura ante la ausencia de ciertas piezas. Además, llevaron a cabo 222 simulaciones virtuales para comprobar el efecto de que cada uno de los elementos individuales fallara, y otras diez simulaciones con cargas crecientes hasta provocar el colapso total.

Los resultados confirmaron que, al faltar una sola pieza, el puente activaba hasta seis tipos de mecanismos de resistencia secundaria diferentes. Dependiendo de cuál era la parte que fallaba al inicio, la celosía era capaz de combinar estos mecanismos y resistir, muchas veces, mejor de lo esperado según el diseño original. En contraste, modelos de puentes sin estas características resultaron mucho más vulnerables; en ellos, los daños tenían consecuencias devastadoras y rápidas.