Mecánica de rocas y restauración, el recalce de la Torre Norte del Castillo de Denia

Detalle del Recalce de la Torre Norte del Castillo de Denia

Hablar de mecánica de rocas en restauración puede parecer exagerado pero en el caso del recalce de la Torre Norte del Castillo de Dénia funcionó bastante bien.

Vista del Recalce de la Torre Norte del Castillo de Denia

Para entender el problema es necesario hacer una breve introducción histórica:

Los castillos inexpugnables y las altas murallas pasaron a mejor vida con el desarrollo de la artillería. Las murallas que antes proporcionaban seguridad y el castillo en el que buscar refugio se convirtieron, con el pasar de los años, en un molesto obstáculo contra el desarrollo urbanístico y un montón de piedras allá en lo alto, respectivamente.

Vista del Castillo de Denia antes de explotar la cantera

Vista del castillo de Dénia, antes de sufrir daños en su ladera norte

En el caso de Dénia, en la costa norte de Alicante, el castillo quedó seriamente dañado tras la Guerra de la Independencia, pero los problemas habían empezado un siglo antes, más concretamente el 17 de noviembre de 1708, con la rendición de la ciudad ante los 10.000 infantes, 1.500 hombres a caballo y 24 cañones del sanguinario Mariscal D’Asfeld, aventajado discípulo del Mariscal Vauban (si, el de los contratistas), a las ordenes de Felipe V (el número de tropas varía, según las fuentes).

En 1612, Felipe III (de Austria) había otorgado a Dénia el título de ciudad (que el Duque de Lerma, favorito del Rey, fuera también marqués de Dénia tiene mucho que ver). La nueva ciudad devolvió el favor unos años después siendo la primera de la Corona de Aragón en proclamar rey al Archiduque Carlos de Austria, proclama que le salió muy cara. La guerra de sucesión la ganaron los Borbones, y Dénia -como casi todas las poblaciones de la Corona de Aragón- había apoyado al bando perdedor… la ciudad fue destruida, sus bienes confiscados y sus habitantes expatriados, quedando únicamente 144 personas… ya lo dijo el galo, vae victis.

Sin embargo, el puerto de la ciudad estaba muy bien situado, tanto que es eso lo que decide que se reincorpore de nuevo a la corona en 1804. Lo malo es que, pese a su evidente potencial, la ciudad había apoyado a los Austrias, así que los sucesivos informes técnicos sobre la conveniencia de reparar, dragar y ampliar el puerto fueron pasando de mano en mano sin pena ni gloria.

Entre 1867 y 1873 se derriban las murallas para permitir la expansión de la ciudad, la piedra se aprovecha para construir y el relleno para colmatar zonas húmedas próximas (doy fe, he hecho sondeos cerca del castillo con ensayos SPT de 0 golpes -si, cero golpes-). Quizá por eso, en 1892 deciden que ya es hora de tener un puerto en condiciones, proyecto que redactará una autoridad en el tema, Rafael Yagüe Buil, Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, autor también de los puertos de Gandía y Málaga.

El problema es, para variar, económico. La piedra es cara y no hay dinero… lo que si hay es un castillo muy cerca del puerto… un castillo en lo alto de un macizo rocoso… un castillo que ya no se usa para nada… decidido, sacarían la piedra de la ladera norte del castillo.

Las obras del puerto tardarían años en terminarse, entre la gripe de 1918 y una plaga de filoxera que se cargó las cosechas de vid, la zona tardó años en levantar cabeza, pero la cantera se explotó, vaya si se explotó, así quedó la ladera norte del castillo… y así sigue hasta el día de hoy.

Vista aérea de la cantera del Castillo de Denia

Postal de la cantera y el castillo de Denia

La cantera también tuvo su momento de gloria en las postales

Demos ahora un salto temporal. Estamos en 1984, se llevan las hombreras y el pelo cardado, en los 40 Principales suena el Blue Jean de David Bowie, el hueco de la cantera está ocupado por un Instituto de Formación Profesional y el talud, pese a conservarse en buen estado, presenta caídas ocasionales (es de piedra, pero los años no perdonan). En previsión de un disgusto (son niños, pero a veces se les coge cariño), se decide colocar un pequeño muro de contención de 3 m de altura y un colchón de algas que amortigüe las caídas, a modo de cuneta Ritchie, solución que pinta mal y huele todavía peor.

Castillo de Denia

Vista actual del castillo de Denia (Fuente: Flickr)

Para colmo de males, uno de los bloques desprendidos descalza la Torre Norte del castillo, momento en el que deciden tomarse el tema en serio, no sea que pase algo.

Vista del Puerto de Denia desde la cantera

El puerto desde la cantera, con la torre norte en segundo plano, todavía en buen estado

El “Estudio de la estabilidad del talud norte y recalce de la torre norte del Castillo de Denia, Alicante” fue encargado por la Dirección General de Bellas Artes de la Consellería de Cultura de la Generalitat Valenciana a la E.T.S. de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Valencia, siendo sus autores Manuel Romana Ruiz, Francisco A. Izquierdo Silvestre y José B. Serón Gáñez.

El talud tiene una longitud de 105 metros, con una altura máxima de 45 metros, una inclinación de 70º-90º y una dirección de buzamiento de 330º. Las murallas se encuentran justo en coronación del talud (si, explotaron la cantera al máximo) y tienen una altura aproximada de 10 metros, según zonas. El macizo está formado por calizas cretácicas margosas en bancos de potencia métrica, con karstificación y diaclasado vertical, ligeramente meteorizadas (grado II), con un RQD del 75-90%, un RMR básico de 79-84 y una resistencia a compresión simple de 45-67 MPa.

Vistos los datos anteriores es evidente que a) la roca es bastante buena (por eso se la llevaron al puerto) y b) son las discontinuidades las que están creando problemas. El estudio de campo mostró tres familias de discontinuidades, además de la estratificación, representadas en proyección estereográfica más abajo. En general se trata de discontinuidades onduladas-rugosas (con un JRC de 10-15), continuas, con una apertura de 1 a 5 mm, espaciamientos de 0,60-2,00 m y relleno de calcita y arcilla de decalcificación.

Proyección estereográfica medidas castillo de Denia

En el caso de la Torre Norte, además del desplome del paramento podía darse también una rotura plana a favor de una de las familias de discontinuidades, de orientación casi paralela al talud, así que se planteó una reparación en dos partes (ejecutada en verano de 1985).

En una primera fase, calculado el volumen que podía deslizar (≈41 m³), se saneó el talud y se diseñó un “tacón” anclado mediante bulones a la resina, de Φ22 mm y longitudes de 1 a 4 metros en una malla de 2,5 bulones/m². Hecho esto se colocaron varias capas de malla de alambre de triple torsión de Φ3 mm, y hormigón proyectado o gunita hasta reconstruir la cuña deslizada, dejando ya preparadas las cabezas de anclaje.

Esquema del Recalce de la Torre Norte del Castillo de Denia

Posteriormente, creada ya la “cuña de anclaje”, se perforaron y tesaron siete anclajes de cable a 1.000 KN para aumentar la resistencia a corte del plano de rotura, asegurando una posible caída de todo el conjunto (≈355 m³) a favor de la rotura plana ya mencionada.

Esquema del Recalce de la Torre Norte del Castillo de Denia

A día de hoy, los anclajes casi no se ven (se notan mucho más los arreglos en el paramento de la torre) y todo sigue en su sitio, que es lo importante.

Detalle del Recalce de la Torre Norte del Castillo de Denia

Por cierto, con el tiempo pensaron que eso de tener un instituto justo debajo del talud no era una buena idea, por aquello de que los niños son el futuro y deben crecer sanos para pagar impuestos, así que decidieron poner algo menos valioso, por lo que pudiera pasar… actualmente el hueco lo ocupa la sección de urbanismo del Ayuntamiento de Dénia… no, no es broma, allí está.

 

Notas:

  • Un instituto en la ladera norte de un talud casi vertical de 45+10 metros de altura, menos mal que en Dénia hace buen tiempo, que si no…
  • Existe una propuesta para restaurar la pendiente original de la ladera creando un hueco de usos múltiples (auditorio, piscinas, etc). La idea no es mala pero… bueno, teniendo en cuenta que el nivel freático está apenas a dos o tres metros de profundidad y que plantea excavar tres sótanos en roca me parece a mi que todavía tardará en llevarse a cabo (pegadle un vistazo a la descripción del proyecto, a ver qué os parece la justificación cristalográfica de la geomorfología de la ladera).
Propuesta restauración de la cantera del castillo de Denia
  • George R. R. Martin se inspiró en la Guerra de las Dos Rosas (Lancaster = Lannister) para Juego de Tronos, ¿no hay nadie que haga lo mismo con la Guerra de Sucesión Española? tendría mucha más intriga.
  • El castillo dejó de repararse con propósitos defensivos en 1828. En 1859 se ordenó su derribo pero no llegó a ejecutarse al pasar a manos privadas. En 1952 el ayuntamiento lo recuperó de nuevo.
  • En 1895, aprobada la construcción del puerto, el Alcalde de Dénia decía: “Rafael Yagüe, ingeniero, autor del proyecto, que con un desprendimiento y abnegación superiores a todo elogio, no sólo hizo frente a los considerables gastos que llevan consigo los estudios y confección de planos, sino que también, con su proverbial actividad y con un celo nunca bien apreciado, ha puesto al servicio de Denia todo su talento y todas sus energías. Los diques del puerto serán el monumento que perpetúe la memoria del ilustre ingeniero”… es una pena, pero los diques no se comen, fallecido Yagüe en 1899, su familia todavía solicitaba en 1907 que se abonaran los honorarios de proyecto.

Geotecnia y Google Books Ngram Viewer

Durante los últimos 500 años se han editado unos 129 millones de libros. A día de hoy, Google ya ha digitalizado, extraído y reconocido el texto de algo menos del 12%, unos 15 millones, pero no sólo ha añadido este texto a sus resultados de búsqueda, desde hace unos días también permite consultarlo cronológicamente.

El experimento se llama Books Ngram Viewer y es una herramienta increíblemente útil para ver la evolución de determinadas palabras o cadenas de texto a lo largo del tiempo (algo así como Google Trends, pero al revés).

El indexado es bueno pero no infalible, la información está sesgada (todavía no lo han escaneado todo), distingue entre mayúsculas y minúsculas -es “case sensitive”- y debe fijarse bien el intervalo temporal, so pena de mezclar la clasificación geomecánica RMR con la poesía de Rainer Maria Rilke pero, aún así, se trata de una idea realmente interesante.

En algunos blogs, como Amazings, han hecho ya una búsqueda de pseudociencias. Este blog, como no podía ser de otra manera, se ha dedicado a buscar palabras más “geotécnicas”. En todas las búsquedas he utilizado el suavizado –smoothing- que viene por defecto, es una especie de media móvil, pero como también adjunto el enlace a la búsqueda, el que quiera puede cambiarlo a su gusto.

A ver, busquemos “mecánica de suelos”, “mecánica de rocas” y “geotecnia” entre 1930 y 2008: (enlace)

Interesantes esos declives en 1970 y 2000, veamos qué ocurre con “soil mechanics”, “rock mechanics” y “geotechnics”: (enlace)

Caramba, también hay un pequeño descenso, es algo posterior, de 1980, pero no ha dejado de bajar desde entonces.

Comprobemos las diferencias entre mayúsculas y minúsculas con “mecánica de suelos”, “Mecánica de suelos” y “MECÁNICA DE SUELOS”: (enlace)

Vaya, si que existe diferencia, esperemos que en el futuro añadan más opciones y los resultados no dependan de las mayúsculas.

¿Se mantiene la tendencia con los límites de Atterberg?, veamos qué ocurre con “índice de plasticidad”, “límite líquido” y “límite plástico”: (enlace)

Y en inglés, con “liquid limit”, “plastic limit”, “plasticity index”: (enlace)

En la literatura anglosajona han estudiado la plasticidad de los suelos cohesivos durante más tiempo, por lo que se ve.

¿Cómo se comporta el tándem “arcilla expansiva” – “arcillas expansivas”?: (enlace)

¿Y las clasificaciones geomecánicas a partir de 1980? (enlace en inglés)

Otra búsqueda interesante puede ser el “Standard Penetration Test” o SPT, que también muestra una tendencia descendente, anterior y mucho más acusada en los libros en español (primera gráfica): (español) (inglés)

 

Veamos también el “Rock Quality Designation” o RQD desde 1960 (enlace):

¿Qué hay de la estabilidad de taludes? (enlace)

En plan mitómano, probemos con nombres propios, Terzaghi, Peck, Atterberg y Casagrande (enlace):

Para finalizar, una curiosidad, si la frecuencia de la palabra “cimentación” aumenta con el tiempo… ¿por qué disminuyen “geotecnia” y “mecánica de suelos”?: (enlace)

De todas las gráficas, la primera es la más curiosa. Books Ngram Viewer únicamente busca en libros editados, no indexa las revistas especializadas, por lo que es asumible que el descenso de resultados a partir del año 2000 esté causado por Internet pero… ¿qué ocurrió en los 70?

Teniendo en cuenta que es la época en la que se publican, entre otros libros, el Geotecnia y Cimientos” de Jiménez Salas, el “Mecánica de Suelos” de Juárez y Rico y “La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres” de Rico y Del Castillo, es muy probable que fueran las mismas editoriales las que decidieran esperar unos años amortizando la inversión antes de volver a publicar, pero ¿qué ocurre entonces a partir de 1980 con los libros en inglés…?

El inquietante RQD de Deere

[…] el comportamiento de una obra de ingeniería en una masa rocosa atravesada por discontinuidades viene seguramente más influenciado por el carácter de las superficies que la forman y por el tipo de material de relleno, que por la mera presencia de las discontinuidades.

Deere, Don U. 1963, “Technical Description of Rock Core for Technical Purposes”.

La recuperación de un sondeo se define como el porcentaje de testigo obtenido respecto de la longitud total del sondeo, y aunque para sondeos en suelo es un parámetro muy útil, para sondeos en roca no se puede decir lo mismo, ya que en estos materiales la recuperación suele ser casi siempre muy alta.

Buscando un índice que discriminara algo mejor esa recuperación, Don U. Deere definió entre ¿1963? y 1967 su RQD, o Rock Quality Designation, como el porcentaje de recuperación de testigos de más de 10 cm de longitud (en su eje, y sin tener en cuenta las roturas debidas al propio proceso de perforación) respecto de la longitud total de sondeo.

Este es el esquema de su artículo de 1988, idéntico al que aparece en la norma ASTM D 6032-02:

RQD, Rock Quality Designation

Como suele pasar en geotecnia, lo que triunfa es lo cómodo y fácil de usar (que sea más o menos exacto, ya es otro tema) así que, en muy poco tiempo, el RQD pasó a formar parte de las clasificaciones geomecánicas más habituales, aunque se debe tener en cuenta que:

  • No sirve para suelos, por mucho que algunos se empeñen
  • Se desarrolló para rocas ígneas, por lo que falla bastante en rocas estratificadas
  • No debe tenerse en cuenta en el caso de roturas por desecación, retracción o tensiones longitudinales
  • Depende de la dirección del sondeo
  • Hay que saber usarlo con precaución

Bien, pues dicho todo lo anterior y a pesar de ser tan popular, si alguien se molesta en consultar el artículo publicado por Deere en 1963, “Technical Description of Rock Core for Technical Purposes [pdf, 7 MB]” comprobará que NO SE MENCIONA PARA NADA EL RQD y que, además, es citado erróneamente por casi todos los autores posteriores, desde Bieniawski hasta Barton, pasando por Hoek y Brown, que lo sitúan en 1964, error que persiste en la Wikipedia (al menos, en el momento de escribir esto, en marzo de 2010).

La historia completa aparece en una amena comunicación de 1985, de Elías García González, por aquella época Director de Obra Civil de INECO, con el acertado título de “Un parámetro geomecánico algo inquietante, el RQD [pdf, 2 MB]“, incluida en un “Simposio sobre el Proyecto de Túneles” que organizó Manuel Romana en la E.T.S. de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Valencia.

Se trata de una lectura muy recomendable para todo aquel que tenga curiosidad por saber cómo aplicar el RQD, cuál es su rango de validez y cómo influyó en el resto de clasificaciones geomecánicas posteriores, en la que se puede leer: “Por si puede aclararnos esta cuestión del verdadero origen del concepto RQD hace unos días escribimos a D. U. Deere, contándole lo esencial de esta historia“…

Curiosamente… tres años más tarde, en 1988, Deere publicó otro artículo titulado The Rock Quality Designation (RQD) in Practice [pdf, 9 MB]” en el que dedicó los primeros párrafos a justificar por qué no aparecía el RQD en el artículo de 1963 y remarcando que la primera aparición publicada del RQD fue en 1967, con una nota al pie que dice “An incorrect reference inadvertently cited in this paper credited Deere with the introduction of RQD in his 1963 paper“.

¿Tuvo algo que ver la petición de Elías García con esta aclaración…?

A saber.

(Existe también cierta leyenda según la cual el RQD no lo desarrolló Deere sino uno de sus becarios, pero como sólo he oído noticias sueltas y jamás he visto nada por escrito pues… eso, por mi parte se queda en leyenda)

Para ampliar información: