Un viaducto urbano no se comporta como un edificio. La superestructura es comparativamente ligera frente a su longitud, la masa está repartida en decenas de claros y la estructura es continua sobre muchos apoyos. Cuando se decide aislar un viaducto, el objetivo es el mismo que en un edificio —desacoplar la masa del movimiento del suelo y alargar el periodo—, pero las consecuencias prácticas cambian por completo: el desplazamiento que hay que acomodar es grande, la junta de calzada se vuelve un elemento estructural y cada apoyo debe poder reemplazarse sin cerrar la vialidad durante meses.
El Aeropuerto Internacional Felipe Ángeles (AIFA) es el caso documentado más citado de América Latina porque su terminal es la estructura aislada más grande de la región. No es un viaducto, pero sí un ejercicio de infraestructura a gran escala que deja lecciones trasladables a puentes y viaductos: cómo se reparte el aislamiento entre cientos de apoyos, cómo se resuelven las juntas de gran movimiento y qué disciplina de inspección exige una obra así.
Qué documenta el AIFA
Los datos públicos del proyecto provienen de los fabricantes que suministraron los dispositivos y de la ficha de referencia del propio aeropuerto. La terminal ocupa 270,000 m², fue construida entre 2019 y 2021 y su propietario es la SEDENA. El edificio está aislado en su base con 1,332 aisladores RESTON-PENDULUM Duplo suministrados por mageba, diseñados para cargas verticales de 4,000 kN y 6,500 kN y con capacidad de movimiento sísmico de hasta ±300 mm. En el mismo alcance se instalaron 4,300 m de juntas TENSA-QUAKE para juntas peatonales, vehiculares y de cubierta. mageba describe el conjunto como el mayor proyecto de aislamiento sísmico de América Latina.
Por otra parte, MAURER reporta el suministro de 473 apoyos SIP-DR para el mismo proyecto, con 620 mm de diámetro y 133 mm de altura. Conviene leer estas cifras con cuidado: corresponden a alcances y lotes distintos de un proyecto enorme, no a un total que se sume. Es un recordatorio útil de algo que aparece en toda obra aislada grande: el conteo de dispositivos, sus capacidades y sus rangos de movimiento se documentan por contrato y por zona, no como un número único.
Por qué un viaducto es un caso distinto
En un edificio aislado, la carga vertical sobre cada aislador es alta y relativamente estable, y el sistema de piso reparte la demanda entre muchos dispositivos. En un viaducto, la carga por apoyo suele ser menor, pero la geometría manda: la longitud del tablero entre juntas es de decenas o cientos de metros, el tablero trabaja como una viga continua y cualquier movimiento diferencial entre pilas se convierte en fuerza o en desplazamiento que alguien tiene que absorber. Los puntos que cambian el diseño son:
- Carga vertical baja y variable: un claro corto puede descargar un apoyo hasta casi el levantamiento durante un sismo. El dispositivo debe resistir tracción o el diseño debe impedir el despegue.
- Desplazamientos grandes y concentrados: el movimiento se acomoda en pocas juntas, no en una losa de cimentación extensa.
- Efecto de la temperatura y del frenado: el tablero se mueve todos los días; el aislador y la junta tienen que trabajar con esa demanda de servicio, no solo con el sismo.
- Torsión en planta curva: un viaducto en curva tiene excentricidad entre el centro de masa y el centro de rigidez; la amplificación torsional del desplazamiento es la norma, no la excepción.
- Reemplazabilidad: un apoyo de puente debe poder cambiarse con el viaducto en operación, con gatos y un procedimiento de liberación controlada.
- Inspección difícil: el acceso suele ser por debajo del tablero, con tráfico arriba y espacio reducido.
Las cuentas que definen el proyecto
El dimensionamiento de un viaducto aislado gira alrededor de un número: el desplazamiento máximo total que el sistema puede alcanzar. Ese valor no es el desplazamiento del espectro de diseño, sino que incorpora la amplificación por torsión, la variación de propiedades del dispositivo (rigidez y amortiguamiento cambian con la deformación, la temperatura y el ciclado) y la incertidumbre del modelo. En la práctica se trabaja con factores de modificación de propiedades, un límite superior y uno inferior, y se verifica el desempeño con ambos: el inferior para el desplazamiento y el superior para la fuerza que llega a la subestructura.
A partir de ahí se encadenan las verificaciones: longitud de asiento disponible en los cabezales, capacidad de la junta de calzada para ese movimiento más un margen, resistencia de pilas y cimentación a la fuerza del aislador en su límite superior, y estabilidad del tablero frente a la combinación de carga vertical y desplazamiento lateral. La referencia normativa para puentes es la AASHTO Guide Specifications for Seismic Isolation Design, mientras que para edificios aplica el capítulo 17 de ASCE 7-22 y, en México, las normas de cada entidad y la CFE-Sismo para obra fuera de la Ciudad de México.
Comparación de dispositivos para un viaducto
| Dispositivo | Qué aporta | A cuidar en un viaducto |
|---|---|---|
| LRB / LDRB elastomérico | Rigidez vertical alta y amortiguamiento integrado | Deriva por cortante, envejecimiento del hule y control de la altura total |
| FPS / DFP | Periodo definido por el radio de la superficie; buen comportamiento a gran desplazamiento | Fricción dependiente de la presión y de la velocidad; protección contra suciedad |
| HDRB + disipador | Rigidez y amortiguamiento separados, ajustables por separado | Más componentes y más puntos de inspección |
| Neopreno + topes | Solución convencional, menor costo inicial | No es aislamiento: la fuerza sísmica llega completa a la subestructura. Ver apoyos vs. aisladores |
Montaje, sustitución y obra sobre vialidades en servicio
La parte que más se subestima en un viaducto aislado no es el cálculo, sino la construcción. Durante el montaje, el tablero necesita restricciones temporales que se liberan en una secuencia definida; si se liberan antes de tiempo, el tablero puede moverse con temperatura o viento y golpear los topes. En viaductos existentes, la sustitución de apoyos por aisladores se hace por etapas: se libera un claro, se instalan gatos sincronizados, se retira el apoyo original y se coloca el nuevo dispositivo con la temperatura de referencia anotada en el protocolo. Esa temperatura importa porque define la posición neutra de la que arranca el recorrido disponible.
Un punto de control que suele fallar en obra es la junta: si la junta se instala con el ancho equivocado o sin el margen para el movimiento de servicio, el tablero llega al tope antes de lo previsto y la fuerza se transfiere a la subestructura. La junta debe especificarse con el mismo desplazamiento de diseño que el aislador, más un margen.
Inspección y mantenimiento
Un viaducto aislado se inspecciona distinto a uno convencional. Además de la revisión habitual de concreto y acero, hay que medir la separación entre el tablero y los topes, revisar que el aislador no tenga desplazamiento residual permanente, verificar que no haya ingreso de agua o suciedad en los apoyos pendulares y comprobar que las juntas sigan libres. Después de un sismo fuerte, la lectura del desplazamiento residual es la forma más rápida de saber si el sistema trabajó como se esperaba. El procedimiento de mantenimiento e inspección de aisladores aplica igual, con la diferencia de que el acceso es más complicado y requiere coordinación con la operación vial.
En VELATOPH®
VELATOPH® fabrica en Manzanillo, Colima, aisladores elastoméricos LRB y LDRB, aisladores pendulares FPS y DFP, y disipadores DEF y DVF. Para viaductos y puentes urbanos, el punto de partida siempre es el mismo: definir el desplazamiento de diseño y la carga real por apoyo antes de elegir el dispositivo.
Si estás evaluando aislar un viaducto nuevo o sustituir los apoyos de uno existente, ofrecemos una evaluación técnica gratuita por WhatsApp para revisar el caso. También puedes comparar sistemas en nuestra comparativa o revisar la instalación en puentes.
Fuentes
- mageba. Felipe Angeles International Airport. Ficha de referencia de proyecto. mageba-group.com
- ESDESCON / MAURER. Felipe Angeles Airport. esdescon.az
- AASHTO. Guide Specifications for Seismic Isolation Design, 4th edition, 2014.
- ASCE/SEI 7-22, Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures, capítulo 17 (estructuras aisladas sísmicamente).
- ISO 22762, Elastomeric seismic-protection isolators, partes 1 a 3.
- EN 15129, Anti-seismic devices.
- FHWA. Seismic Design of Bridges, NHI-13-009. fhwa.dot.gov
- FONADIN. Ampliación de la Línea 1 del Tren Suburbano en la ruta Lechería–Jaltocan–AIFA. fonadin.gob.mx
Artículo de carácter general y educativo; no sustituye el diseño de un ingeniero estructurista responsable de cada proyecto.
An urban viaduct does not behave like a building. The superstructure is comparatively light for its length, the mass is spread over dozens of spans and the structure is continuous over many supports. When a viaduct is isolated, the goal is the same as in a building —decouple the mass from ground motion and lengthen the period— but the practical consequences change entirely: the displacement to accommodate is large, the roadway joint becomes a structural element, and every bearing must be replaceable without closing the road for months.
Felipe Ángeles International Airport (AIFA) is the most cited documented case in Latin America because its terminal is the region’s largest isolated structure. It is not a viaduct, but it is a large-scale infrastructure exercise that leaves lessons transferable to bridges and viaducts: how isolation is distributed across hundreds of bearings, how large-movement joints are resolved, and what inspection discipline a project like that demands.
What AIFA documents
The project’s public data come from the manufacturers that supplied the devices and from the airport’s own reference sheet. The terminal covers 270,000 m², was built between 2019 and 2021 and is owned by SEDENA. The building is base-isolated with 1,332 RESTON-PENDULUM Duplo isolators supplied by mageba, designed for vertical loads of 4,000 kN and 6,500 kN with seismic movement capacity of up to ±300 mm. The same scope included 4,300 m of TENSA-QUAKE joints for pedestrian, vehicle and roof joints. mageba describes the whole as the largest seismic isolation project in Latin America.
Separately, MAURER reports supplying 473 SIP-DR bearings for the same project, 620 mm in diameter and 133 mm high. These figures must be read carefully: they correspond to different scopes and batches of an enormous project, not to a total to be added up. It is a useful reminder of something that appears in every large isolated project: the count of devices, their capacities and their movement ranges are documented per contract and per zone, not as a single number.
Why a viaduct is a different case
In an isolated building, the vertical load on each isolator is high and relatively stable, and the floor system spreads demand across many devices. In a viaduct, the load per bearing is often lower, but geometry dominates: the deck length between joints is tens or hundreds of metres, the deck acts as a continuous beam, and any differential movement between piers becomes force or displacement that something must absorb. The points that change the design are:
- Low and variable vertical load: a short span can unload a bearing almost to uplift during an earthquake. The device must resist tension, or the design must prevent lift-off.
- Large, concentrated displacements: movement is accommodated at a few joints, not over an extensive foundation slab.
- Temperature and braking effects: the deck moves every day; the isolator and the joint must work under that service demand, not only under the earthquake.
- Torsion on a curved alignment: a curved viaduct has eccentricity between the centre of mass and the centre of stiffness; torsional amplification of displacement is the rule, not the exception.
- Replaceability: a bridge bearing must be replaceable with the viaduct in service, using jacks and a controlled-release procedure.
- Difficult inspection: access is usually from below the deck, with traffic above and limited space.
The numbers that define the project
Sizing an isolated viaduct revolves around one number: the total maximum displacement the system can reach. That value is not the displacement read from the design spectrum; it incorporates torsional amplification, variation in device properties (stiffness and damping change with strain, temperature and cycling) and model uncertainty. In practice, property modification factors are used, an upper bound and a lower bound, and performance is checked with both: the lower bound for displacement and the upper bound for the force reaching the substructure.
From there the checks chain together: available seat length at the pier caps, roadway joint capacity for that movement plus a margin, pier and foundation strength under the isolator force at its upper bound, and deck stability under the combination of vertical load and lateral displacement. The governing reference for bridges is the AASHTO Guide Specifications for Seismic Isolation Design, while for buildings ASCE 7-22 Chapter 17 applies and, in Mexico, each jurisdiction’s code and CFE-Sismo for work outside Mexico City.
Device comparison for a viaduct
| Device | What it provides | To watch on a viaduct |
|---|---|---|
| Elastomeric LRB / LDRB | High vertical stiffness and built-in damping | Shear strain, rubber ageing and overall height control |
| FPS / DFP | Period set by the surface radius; good behaviour at large displacement | Friction depends on pressure and velocity; protection from dirt |
| HDRB + damper | Stiffness and damping separated, tunable independently | More components and more inspection points |
| Neoprene + restrainers | Conventional solution, lower initial cost | Not isolation: the full seismic force reaches the substructure. See bearings vs. isolators |
Erection, replacement and work over live roads
The part most underestimated on an isolated viaduct is not the analysis but construction. During erection the deck needs temporary restraints released in a defined sequence; if released too early, the deck can move with temperature or wind and strike the restrainers. On existing viaducts, replacing bearings with isolators is done in stages: release one span, install synchronized jacks, remove the original bearing and place the new device with the reference temperature recorded in the protocol. That temperature matters because it defines the neutral position from which the available travel starts.
A control point that often fails on site is the joint: if the joint is installed at the wrong width or without margin for service movement, the deck reaches its stop earlier than planned and the force transfers to the substructure. The joint must be specified with the same design displacement as the isolator, plus a margin.
Inspection and maintenance
An isolated viaduct is inspected differently from a conventional one. Beyond the usual review of concrete and steel, the gap between deck and restrainers must be measured, the isolator checked for permanent residual displacement, pendulum bearings checked for water or dirt ingress, and joints confirmed to remain free. After a strong earthquake, reading residual displacement is the fastest way to know whether the system worked as expected. The isolator maintenance and inspection procedure applies equally, except that access is harder and must be coordinated with road operations.
At VELATOPH®
VELATOPH® manufactures in Manzanillo, Colima, LRB and LDRB elastomeric isolators, FPS and DFP pendulum isolators, and DEF and DVF dampers. For viaducts and urban bridges the starting point is always the same: define the design displacement and the actual load per bearing before choosing the device.
If you are evaluating isolation for a new viaduct or replacing the bearings of an existing one, we offer a free technical assessment via WhatsApp to review the case. You can also compare systems in our comparison or review bridge installation.
Sources
- mageba. Felipe Angeles International Airport. Project reference sheet. mageba-group.com
- ESDESCON / MAURER. Felipe Angeles Airport. esdescon.az
- AASHTO. Guide Specifications for Seismic Isolation Design, 4th edition, 2014.
- ASCE/SEI 7-22, Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures, Chapter 17 (seismically isolated structures).
- ISO 22762, Elastomeric seismic-protection isolators, parts 1 to 3.
- EN 15129, Anti-seismic devices.
- FHWA. Seismic Design of Bridges, NHI-13-009. fhwa.dot.gov
- FONADIN. Ampliación de la Línea 1 del Tren Suburbano en la ruta Lechería–Jaltocan–AIFA. fonadin.gob.mx
General, educational article; it does not replace the design by the structural engineer responsible for each project.