El coeficiente de empuje al reposo Ko

Tras la primera entrega, seguimos con el tema de los empujes.

Muy brevemente. El coeficiente de empuje al reposo Ko, es decir, con desplazamiento nulo, se puede calcular bajo una hipótesis muy simple, que sólo existan deformaciones verticales (lo que se viene llamando deformación plana, vamos).

Vale, pues cogemos la ecuación de Hooke, imponemos una deformación lateral nula, de forma que sólo haya deformación vertical, y despejamos:

Genial, habíamos impuesto que la deformación lateral (horizontal) fuera nula, y ahora resulta que el coeficiente de empuje al reposo depende únicamente del coeficiente de Poisson… el que relaciona la deformación vertical con la horizontal, nula por hipótesis… pues si que estamos bien.

Bueno, pues la teoría es la teoría, pero el suelo va por libre, es un hecho (mal que nos pese) y si algo han demostrado los ensayos de laboratorio es que la relación entre tensiones depende, y mucho, del historial de tensiones del terreno (ver la entrada sobre la resistencia a esfuerzo cortante sin drenaje).

En caso de duda, el Código Técnico de la Edificación y las ROM (Recomendaciones Geotécnicas para Obras Maritimas y Portuarias)recomiendan tomar:

Otras expresiones habituales son:

y volverán a salir más adelante, en el tema de la resistencia a esfuerzo cortante sin drenaje.


 

¿Por qué se dice que los taludes en arcillas se caen con el tiempo?

Entre las peculiaridades más “molestas” de la geotecnia destacan los suelos cohesivos, las arcillas, cuyas propiedades resistentes varían con el grado de humedad y la rapidez con la que se aplican los esfuerzos.

Son suelos conflictivos, si están muy húmedos no son capaces de soportar esfuerzos y fluyen (barro, lodo, fango…); por el contrario, secos aguantan mucho, pero se desmoronan sin avisar, resultando poco fiables. Eso por no hablar de lo distinta que puede ser su respuesta dependiendo de la rapidez de la carga, si los cargamos poco a poco se deforman pero, más o menos, aguantan; sin embargo, si los cargamos de forma rápida pueden romper cuando menos te lo esperas.

(No es un comportamiento tan extraño, después de todo, los humanos funcionamos igual, aguantamos menos cuando se nos acaba la paciencia y somos más o menos resistentes dependiendo de lo que hemos comido pero, analogías biológicas aparte, es indudable que, a nivel ingenieril es mucho más fácil, cómodo y fiable trabajar con materiales cuyas propiedades se pueden considerar estables, como el hormigón o el acero)

Al grano. En su forma más simple, el factor de seguridad frente a rotura de un talud vertical, un caso muy habitual en las excavaciones, se define como:

Esta fórmula es el resultado de imponer tres condiciones o hipótesis:

  • Criterio de rotura de Mohr-Coulomb.
  • Rotura planar, es decir, que toda la cuña de material se “desgaja” y desliza a lo largo de un plano.
  • Y que la rotura se supera en todos los puntos al mismo tiempo.

Ninguna de las tres condiciones se cumple en la realidad pero el modelo es lo bastante aproximado para comentar un par de cosas relativas a los materiales cohesivos, las arcillas:

1) A corto plazo, una arcilla saturada normalmente consolidada (NC) tiene un ángulo de rozamiento nulo, por lo que la expresión quedará como:

Si ahora buscamos un factor de seguridad estricto F=1, obtendríamos una altura crítica para el talud de:

Esta sería la máxima altura que podría mantener el talud sin deslizar, con un factor de seguridad estricto F=1.

2) A largo plazo, pasado el tiempo, esa misma arcilla saturada normalmente consolidada presentará una cohesión efectiva nula (c’=0), con lo que, aplicando la misma fórmula, se obtendría un factor de seguridad F=0, es decir, que el talud se caería.

Se trata de dos casos extremos y teóricos. En realidad la superficie de rotura es curva (circular o en espiral logarítmica), con lo que la altura crítica a corto plazo Hc oscila entre:

Pero la cuestión más importante sigue ahí, a largo plazo, una arcilla saturada normalmente consolidada es incapaz de mantener un talud vertical, o como también se suele decir los taludes en arcilla se caen con el tiempo.

Nos guste o no, un talud perfectamente estable en el momento de excavar puede no serlo minutos, días, o meses después, cuando ya todos nos hemos olvidado, el típico “pues llevaba ahí toda la vida y nunca había pasado nada”, y eso no es algo imprevisible, se sabe muy bien  y desde hace muchos años,  y por eso las normativas obligan a entibar las excavaciones y a tomar factores de seguridad elevados, pero claro, eso cuesta dinero y, si nadie mira…

Los Cimientos en el Código Técnico de la Edificación

En febrero de 2007, por mediación de GEOSUPORT, tuve el placer de dar una charla para el Colegio Oficial de Aparejadores y Arquitectos Técnicos de Valencia (CAATV) en el Palacio de Congresos.

El tema de las jornadas era, como no, el Código Técnico de la Edificación, a punto ya de entrar en vigor por aquellas fechas, y a mi me tocó presentar la parte de cimientos, con la que torturé a los asistentes (muchos, por cierto) durante más de una hora.

Dejo aquí la presentación de aquella charla por si a alguien le interesa pegarle un vistazo:

Los cimientos en el código técnico de la edificación

Los Cimientos en el nuevo Código Técnico de la Edificación (pdf – 2,68 MB)

Para los más curiosos, en una de las diapositivas, la de los anclajes al terreno, hay una fotografía de la excavación de El Corte Inglés de la Avenida de Francia, en Valencia, en la que se aprecia un edificio que, posteriormente, ha sufrido “ciertos daños”.

Según unos, la culpa es del centro comercial, algo posterior, pero según otros, la culpa es del edificio (mejor dicho, su arquitecto) que no respetó lo que indicaba el informe geotécnico… cosas que pasan.

¿Hubo presiones en la redacción de la EHE-08?

La gente de HCSOFT ha escrito una crítica “informal” sobre el Primer Congreso Nacional de Laboratorios Acreditados, organizado por FENALAC en noviembre del 2008.

El último laboratorio con el que estuve trabajando usaba su programa de gestión integral, el HCLab, y la verdad es que, visto lo visto en otros laboratorios, el cambio fue muy positivo. Como suele ocurrir con este tipo de programas, es imposible tener contentos a todos los clientes, pero bastaba que les preguntaras algo para que en la siguiente versión ya estuviera implementado por defecto, he de reconocerlo, la atención al cliente era magnífica.

Al llevar ya un tiempo desconectado del mundo de los laboratorios de control de calidad tenía la página un tanto olvidada, de ahí el retraso en ver esta reseña, de la que copio algunos párrafos que me han resultado interesantes:

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El comentario más oído fue “se han cargado el control de calidad”, seguido de “los lobbies de los fabricantes de hormigón y aglomerados han metido mano descaradamente en la redacción de las normas”. Seguramente estos comentarios no los publique nadie en ninguna reseña del congreso, es normal, todos estáis directamente implicados en el tema y no es muy sensato decir estas cosas tan en alto… pero nosotros somos independientes al respecto, las normas las convertimos en algoritmos y las incluimos en la siguiente versión del programa, así que solemos tomarnos la libertad de decir este tipo de cosas sin pelos en la lengua.

[…]

4) ¿Por qué el poseer un certificado de calidad da tantísimas ventajas en el control del hormigón (hasta 15 veces menos tomas) si, de nuevo, es un tipo de autocontrol?

Respuesta: Hemos tenido muchas “presiones” de los diferentes agentes de la construcción y hemos tenido que buscar un punto medio, además, así se abaratan costes y se racionaliza el control de calidad, que de todas formas en obra no se hacía muy bien.

Al menos a mi entender, y el de muchos con los que comenté estos temas, las respuestas a todos estos interrogantes no es realmente de índole técnica, más bien un cambio de política general hacía el control en origen en lugar de en recepción, algo con lo que coincido plenamente, pero nadie, ni los ponentes, pudieron hacer creíble el que un control como el que se plantea -autocontrol de las plantas con cierta supervisión periódica de “organismos externos”- vaya a ser la solución a ningún problema, y quizás hayan pecado de ingenuos -o lo esté haciendo yo ahora- al pensar que el cambio mejoraría el control de la calidad en general sin imponerles a los suministradores algún tipo de control externo en el que ellos no puedan influir en absoluto.

[…]

El ponente no fue finalmente el anunciado -Fernando Rodríguez, “redactor en jefe” de la EHE-08 y Secretario de la Comisión Permanente del Hormigón, y en su lugar acudió a “lidiar” con los laboratorios Juan Francisco Sánchez Hernández, Vocal de la CPH y de la Comisión Permanente de Estructuras y Secretario de la Comisión Permanente del Cemento.

Comenzó excusándose largamente sobre cómo las fuertes presiones en forma de cartas habían influido grandemente en la redacción final de la norma (me viene a la memoria, y perdón por mi latín, la celebre frase “excusatio no petita acusatio manifesta”, que traducido viene a decir que “excusa no pedida, acusación manifiesta”).

Todos entendimos que hablaba del potente “lobby” de los suministradores de hormigón y/o acero -negó que tales lobbies existieran, pero muchos se rieron- y terminó esta fase de excusas previas asegurando que, al final, la redacción solo había querido racionalizar el control de calidad.

[…]

La parte de preguntas fue tensa. Un representante de ALAC lideró los reproches al redactor de la norma. Mencionó abiertamente las presiones de los “lobbies” -de quién si no han sido, espetó- en la redacción de la norma (no fue desmentido por el ponente, que se limitó a mencionar que su jefe también visitó a la comisión para exponer sus reticencias y que el tema de los distintivos fue especialmente tenso por presiones de los diferentes agentes). Al terminar su extensa réplica fue el único aplaudido por su pregunta, y eso dice mucho sobre el malestar que esta EHE-08 ha generado.

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O sea, que si, que queda confirmado, hubo presiones en la redacción de la EHE-08… pues mira que bien, como si no lo supieramos ya. Ahora sólo falta que alguien diga cuánto presionaron los promotores y concejales de urbanismo de este país para que no se aprobara el Código Técnico de la Edificación, permitiendo apurar al máximo la chapuza de la edificación in-sostenible que hemos sufrido estos últimos años.