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…?

Un vistazo al laboratorio de mecánica de suelos de Karl Terzaghi en 1935

Dicen que el hambre agudiza el ingenio, que la necesidad es la madre de la invención y que en tiempo de guerra todo hoyo es trinchera (claro que también decían que la vivienda nunca bajaría y que alquilar era tirar el dinero). Dichos aparte, algo de cierto hay en que la necesidad aviva el ingenio. En la imagen se puede ver el laboratorio de mecánica de suelos de Karl Terzaghi en el Technische Hochschule de Viena, preparado por el propio Arthur Casagrande un año antes del primer Congreso de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Cimentaciones, celebrado en Harvard en junio de 1936.

Poco tiempo después, tras una confusa discusión con Albert Speer y el propio Adolf Hitler sobre la cimentación de los nuevos edificios del Tercer Reich, Terzaghi decidió hacer las maletas y asentarse definitivamente en Harvard [aunque esa es su versión, claro, según otros esa discusión nunca tuvo lugar, sólo lo dijo por presumir y si se marchó fue para olvidar el «escándalo Fillunger», mayormente].

Es increíble que esta gente, con cuatro aparatos primitivos, casi prototipos, fuera capaz de entender el comportamiento del suelo y hoy en día, 75 años después, cuando cualquier laboratorio comercial de geotecnia está muchísimo mejor equipado, algunos no sean capaces de hacer bien un simple edómetro.

Y es que, como diría un actor porno, no basta con tener el equipo, también hay que saber usarlo.

La foto está sacada de aquí

¿Por qué se dan 25 golpes en el ensayo del Límite Líquido?

He trabajado para laboratorios de Control de Calidad en varias ocasiones, y cuánto más grande, más áreas técnicas y más personal tenía, más veces se repetía una pregunta:

– Oye… y en el ensayo ese ¿por qué se dan 25 golpes exactamente?

El «ensayo ese» es la determinación del Límite Líquido con la cuchara de Casagrande, y lo curioso es que, pese a ser un ensayo muy habitual, el tema del número de golpes no sale en muchos textos, simplemente dicen que son 25 y ya está.

¿Por qué 25 golpes, entonces?

Como es sabido, la resistencia a esfuerzo cortante, o cohesión, no es un valor intrínseco del suelo, depende de las tensiones soportadas en el pasado y de la humedad.

Al aumentar la humedad disminuye la cohesión, es intuitivo, si se sigue añadiendo agua al final el conjunto deja de ser plástico y pasa a ser líquido.

Pues bien, justo en ese punto, cuando la humedad coincide con el Límite Líquido, «casi todos» los suelos presentan la misma cohesión o resistencia a corte: 2,50 kN/m².

Por esa razón da 25 golpes la cuchara (también llamada cazo o copa) de Casagrande, porque está diseñada para crear un esfuerzo de 0,1 kN/m² en cada golpe, es decir, que si el suelo rompe a 25 golpes es que está en su Límite Líquido. Y no doy más detalles del ensayo porque para eso ya están las normas.

Lo malo del método:

Primero, que ni todos los suelos son iguales ni la resistencia a corte es exactamente de 2,50 kN/m², digamos que oscila entre 1,10 y 3,20 kN/m².

Segundo, que darle golpes al suelo es un ensayo dinámico, algo totalmente desaconsejado para materiales arcillosos en casi todos los textos y normativas.

Tercero, que el propio Arthur Casagrande, el mismo que propuso el «invento» en 1932, planteó en 1958, tras 25 años de pruebas, cambiarlo por algún otro ensayo que presentara menos errores, aunque como dice en las páginas de Géotecnique de aquel año «Desafortunadamente, por ahora ninguno de estos ensayos está lo suficientemente simplificado como para competir, en simplicidad y coste, con el actual».

Cuarto: La norma British Standard propone un material distinto para la superficie de rebote de la cuchara, obteniendo valores más bajos, algo a tener en cuenta si se usan correlaciones de suelos británicos, como las arcillas de Londres, por ejemplo.

Lo bueno del método:

Que confirma algo muy interesante; Si la cohesión de un suelo natural depende de su humedad y del historial de tensiones, como al molerlo y amasarlo para hacer el ensayo se rompe toda su estructura anterior, la cohesión ya sólo tendría que depender de la humedad.

Y eso es justamente lo que ocurre, si representamos la cohesión remoldeada frente al índice de fluidez (ese que nos indica en qué posición real nos encontramos respecto de los límites), se observa esa dependencia (que todavía se ajusta mucho mejor si se usa el método del cono, con menor dispersión).

Conclusión:

La resistencia al corte de una arcilla amasada depende sólo de su índice de fluidez, y como dice el Tomo I del Geotecnia y Cimientos, «Desgraciadamente, para muestras inalteradas no existe una relación parecida, que pudiera servir al menos para tanteos«.

Claro que, si los índices de plasticidad son algo intrínseco del suelo… ¿sería posible obtener la carga de hundimiento de un suelo a partir de los límites de Atterberg?

La respuesta es SI, se puede hacer y no es complicado.. pero el resultado no compensa.