Hvorslev, la estructura del suelo y el tipo de tomamuestras, cuando el tamaño importa

En esto de la geotecnia (caramba, ya empiezo los posts como Frankie) el nombre de Hvorslev suele ir unido a las arcillas remoldeadas o a los ensayos de permeabilidad, pero entre las arcillas y los piezómetros, concretamente entre los años 35 y 50 del pasado siglo, Mikael Juul Hvorslev se dedicó también a estudiar cuánto se alteraban las muestras durante su extracción dependiendo del tomamuestras utilizado.

El estudio no era un capricho, primero porque Hvorslev había hecho su tesis sobre la resistencia a esfuerzo cortante de muestras cohesivas alteradas, bajo la dirección de Karl Terzaghi, y segundo, porque a falta de métodos más sofisticados, los tomamuestras estaban muy de moda por aquellos años (ahora también, por motivos no tan justificados). Resumiendo, que había muchos modelos distintos pugnando por quedarse el mercado del “aporreo” al suelo y era importante decidir cuál era el menos malo.

Tras varios escritos, informes, memorandos y estudios, todos a cargo de Hvorslev, el resultado final editado por la American Society of Civil Engineers en 1949 fue el “Subsurface Exploration and Sampling of Soils for Civil Engineering Purposes”, un extenso libro de más de 500 páginas citado en muchas bibliografías pero que poca gente ha llegado a consultar, básicamente porque no se hicieron muchas copias (ahora mismo hay dos ejemplares a la venta en Amazon, a 750 $ y 868 £).

Lo más interesante, en mi opinión, se encuentra en el capítulo 4, “Sampling methods and requirements” (si, he tenido el libro en mis manos). Por ejemplo, en esta imagen, que muestra dos secciones transversales con un tomamuestras de 50 mm de diámetro en dos terrenos distintos, arcillas a la izquierda y arenas a la derecha.

Como se puede comprobar, en el material cohesivo se puede hablar de una zona central “inalterada”, pero en el granular es difícil que un ensayo pueda llegar a adivinar la estructura original del terreno, vista la muestra.

¿De qué depende la alteración de la muestra?

Pues teniendo en cuenta la forma en la que “clavamos” el tomamuestras en el terreno, los resultados han mostrado que la alteración depende en su mayor parte del diámetro del tomamuestras y su grosor.

Y es justamente por eso que TODAS las normativas y recomendaciones técnicas, TODAS, entre ellas la tabla 3.6 del Código Técnico de la Edificación (figura inferior), insisten en que las muestras inalteradas se deben extraer con tomamuestras de diámetros mayores de 70 mm y espesores menores de 5 mm, porque diámetros menores y grosores mayores alteran tanto la estructura original del suelo que el ensayo es cualquier cosa menos representativo.

Ah, por cierto, el ensayo SPT tiene un diámetro interior de 35 mm y un grosor de 8 mm, o sea, que el SPT no vale para muestras inalteradas… si, ya lo sé, hay quien insiste en que eso son exageraciones e incluso llega a afirmar que un testigo parafinado del SPT se puede ensayar como si fuera una muestra inalterada, pero no es correcto, y punto.

¿Por qué se ha seguido usando el SPT si se sabía que no era correcto?

Porque, pese a las evidentes ventajas de los tomamuestras de mayor diámetro, el SPT llevaba ya muchos años en uso (el modelo actual es de los años 20 pero se remonta a 1902) y era muy difícil renunciar a tanta información, por poco precisa que fuera. Para terminar de arreglarlo, por esas mismas fechas Terzaghi publicó sus famosas correlaciones del SPT con la tensión admisible y el ángulo de rozamiento interno en arenas, convirtiéndolo en un estándar de facto para todos los terrenos, pese a insistir en que las correlaciones sólo eran válidas para arenas.