La evolución de la Torre Eiffel: de Tour de 300 mètres a un gigantesco termómetro
La majestuosa Torre Eiffel, conocida actualmente por ese nombre, en sus inicios fue nombrada como Tour de 300 mètres. Este nombre, propuesto en el proyecto presentado por los ingenieros Koechlin y Nougier a Gustave Eiffel, ya dejaba entrever la ambición de crear una estructura destacada que marcaría un récord en altura.
La construcción revolucionaria de un monumento icónico
En pleno verano, mientras muchas personas disfrutan de sus vacaciones, la Torre Eiffel sigue creciendo, como ocurre año tras año. Después de una restauración estética a cargo del arquitecto Sauvestre, la Torre Eiffel fue erigida en la Exposición Universal de 1889 para conmemorar el centenario de la Revolución Francesa. Gustave Eiffel, constructor del monumento, eligió el hierro pudelado como material de construcción. Este material, utilizado en obras anteriores con éxito, es conocido por su alta resistencia mecánica, lo que permitió la construcción de una torre de gran tamaño y ligereza, capaz de soportar las fuerzas del viento y con un peso propio limitado.
La Torre Eiffel: una estructura triangular y en constante cambio
Con sus actuales 7.300 toneladas de peso, la Torre Eiffel se acerca al peso del aire contenido en el paralelepípedo que la envuelve, que es de aproximadamente 6.300 toneladas. Esto demuestra la ligereza de la estructura. La torre es una gigantesca construcción en celosía de forma triangular, similar al viaducto del Garabit y al puente sobre el Forth. Todas estas estructuras experimentan cambios dimensionales cuando la temperatura aumenta. A diferencia de los puentes, que tienen un comportamiento más complejo, la Torre Eiffel experimenta principalmente cambios verticales debido a las variaciones térmicas. Este fenómeno se conoce como dilatación térmica.
El fenómeno de la dilatación térmica y su relación con la temperatura
La naturaleza de la dilatación
La mayoría de los sólidos experimentan un crecimiento cuando se calientan y una contracción cuando se enfrían. Esto se debe al aumento de la agitación de los átomos con el aumento de la temperatura, lo que resulta en una mayor separación entre ellos. La magnitud de este cambio de longitud depende del tipo de enlace en el material. Por ejemplo, los materiales cerámicos y los vidrios tienen enlaces más fuertes y, por lo tanto, dilatan menos que los metales, y estos dilatan menos que los polímeros.
Estimando el movimiento en un sólido
Cuando se trata de elementos lineales, como vigas, soportes o barras utilizados en obras de arquitectura y construcción, el movimiento producido por la dilatación térmica es proporcional a tres parámetros: la longitud de la barra, la variación de temperatura y el coeficiente de dilatación lineal del material. Los coeficientes de dilatación térmica varían entre diferentes materiales y se expresan en unidades de (℃)⁻¹.
La sorprendente magnitud del movimiento
Algunos materiales cerámicos tienen coeficientes de dilatación de 0,5×10⁻⁶ a 1,5×10⁻⁶ (℃)⁻¹, mientras que los metales tienen coeficientes que van desde 5×10⁻⁶ a 30×10⁻⁶ (℃)⁻¹, y los polímeros pueden tener coeficientes entre 50×10⁻⁶ y 300×10⁻⁶ (℃)⁻¹. Para ilustrar esto, tomemos el ejemplo del hierro pudelado utilizado en la Torre Eiffel, que tiene un coeficiente de dilatación de aproximadamente 12×10⁻⁶ (℃)⁻¹. Esto significa que una barra de hierro de un metro de longitud crece solo unas pocas micras cuando la temperatura aumenta un grado centígrado. En otras palabras, el crecimiento es menor que el espesor de un cabello.
La influencia del calor en las obras públicas
Las obras públicas deben tener en cuenta no solo el coeficiente de dilatación térmica de los materiales, sino también la longitud de los elementos y el rango de temperaturas a considerar. En el caso de la Torre Eiffel, con sus 300 metros de altura, el cambio de temperatura puede resultar en un crecimiento de entre 12 y 15 centímetros. Esto significa que los parisinos no solo tienen un monumento icónico y un lugar privilegiado de observación, sino también un gigantesco termómetro que refleja las variaciones térmicas.
Con una estructura compuesta por más de 18,000 piezas de hierro remachadas y orientadas en todas las direcciones, la Torre Eiffel experimenta deformaciones ligeras debido a la radiación solar que incide de manera desigual en sus caras. Esto produce una ligera curvatura en la torre, como si estuviera apartándose del sol.
En conclusión, la Torre Eiffel es mucho más que un monumento emblemático de Francia. Su estructura de celosía en constante crecimiento y cambio la convierte en una maravilla de la ingeniería y un verdadero símbolo de las fuerzas de la naturaleza.