Prisión de Saratov, 1813. El ingeniero Jean Victor Poncelet, capturado en la retirada de Moscú, dedica el «tiempo libre» al estudio de la geometría proyectiva. En 1840 publica su método gráfico para resolver los empujes de Coulomb, simplificando el problema, 67 años después.

Viena, 1871. George Rebhann, Decano de la facultad de Ingeniería Civil, modifica el método de Poncelet. Han pasado 98 años desde su publicación y los tiempos han cambiado. El siglo XVIII exigía muros defensivos, el siglo XIX exige muros de ferrocarril. El método de Rebhann-Poncelet permanecerá en los planes de estudio de Ingeniería Civil hasta bien entrado el siglo XX.

Valencia, 2016. El autor del blog, de nuevo en España (¡¡ vacaciones !!) pasa la tarde del domingo jugando con el GeoGebra. Es la primera vez que usa el programa y utiliza muchas más construcciones auxiliares de las necesarias (lo que ocurre cuando uno se empeña en no leer el manual de instrucciones). Le da igual, asombrado de sus posibilidades, decide calcular algo, ¿Cullmann?, ¿Cremona?,¿polígonos funiculares…? no, muros.

El resto… es esto. Con ustedes, el método gráfico de Rebhann-Poncelet para el empuje activo de Coulomb en material granular… e interactivo.

Si, he dicho interactivo, haz la prueba, mueve los deslizadores:

Las instrucciones de uso son bastante claras (creo):

• Zoom con la rueda del ratón. Botón derecho para desplazar la figura. El icono superior derecho () reinicia el esquema.
• El perfil del terreno se puede modificar moviendo los puntos C y D
• Los ángulos de rozamiento del terreno (φ) y del contacto muro-terreno (δ) se pueden cambiar moviendo los respectivos deslizadores
• El ángulo ω es fijo, con un valor de 15º
• El punto M debe estar comprendido entre los puntos C y D
• Si el terreno no presenta ningún quiebro, el punto C debe coincidir con el vértice B (método de Poncelet).

El empuje activo es el área del triángulo LMN (sombreado en verde) multiplicado por el peso específico del terreno. El plano de rotura, de ángulo α, es la línea AM (en rojo).

La demostración es laboriosa, pero no complicada. Si alguien tiene interés la puede encontrar en el tomo 2 del recomendable «Mecánica de suelos» de Juárez Badillo y Rico Rodríguez», que incluye también la demostración del método original de Poncelet. El libro está disponible parcialmente en Google Books.

Nota: Me temo que el applet de GeoGebra sólo funcionará en página web, así que los aprox. 2500 suscriptores por RSS y correo electrónico tendréis que entrar al blog para verlo, lo siento.

«Una de las experiencias que no imaginaba que viviría como presidente del Gobierno es convertirme en ingeniero de obras. Cuando tuvimos el lío del AVE a Barcelona, en el que a una constructora se le hunde un túnel, todo acabó en mi despacho, encima de mi mesa. Aprendí cuáles eran los métodos de sellado de los túneles, qué había fallado… Al final decidí entre dos opciones de dos constructoras diferentes sobre cómo arreglar aquello. El destrozo lo hizo la constructora, pero quien se lleva el tema es el Gobierno; ésta es otra de las cosas: al Gobierno siempre le llega todo. Todo. Aquello sí me llevó muchas horas de desgaste. Fueron dos o tres días en los que tuve que decidir, con dos constructores en mi despacho. Y, bueno, intuitivamente decir: por aquí vamos a hacer esta obra. Y salió bien. Es lo que a veces pasa: tienes todos los técnicos… pero cuando se monta un lío, ni técnicos ni nada.»

— José Luis Rodríguez Zapatero.
El País Semanal. 28 de junio de 2009

“Aún más importante, es hora de que los políticos dejen de jugar a ser ingenieros de una puñetera vez. Si el ADIF ha tomado una decisión, es por un buen motivo. Dejad los mapas y lápices en paz”.

— Roger Senserrich
«Los horrores del tercer carril”
Politikon. 7 de febrero de 2014

Algo muy parecido se podría decir de los más o menos acertados «comunicados oficiales» surgidos desde todo tipo de estamentos, tuvieran o no idea sobre el tema, y en algunos casos, sin firma visible…

Frente a esa anónima actitud, replico aquí el de la Real Academia de Ingeniería, titulado «Lecciones y observaciones sobre el desgraciado accidente de Santiago de Compostela», firmado por Enrique Castillo Ron, viejo conocido de este blog.

***

LECCIONES Y OBSERVACIONES SOBRE EL DESGRACIADO ACCIDENTE DE SANTIAGO DE COMPOSTELA
Por el académico Enrique Castillo Ron, Doctor Ingeniero de Caminos

Cuando ocurre un grave accidente, como el de Santiago, es habitual tratar de buscar responsables cuanto antes y escandalizarse porque no se hayan evitado los errores que inicialmente se consideran causa del mismo. Además, algunos expertos, y otros que no lo son, explican los porqués de la tragedia sin tener un conocimiento completo de todos los factores que inciden en el suceso (esto sólo es posible tras un análisis detallado de todos los elementos que pueden contribuir al accidente y algunos de éstos todavía no son conocidos por los medios de comunicación por falta de información disponible). Sin embargo, parece razonable hacerse una reflexión: ¿opinaban éstos lo mismo el día antes?, o ¿esa opinión se basa principalmente en la observación de lo ocurrido?. Si opinaban lo mismo ¿por qué no lo han comunicado? Si lo han hecho ¿por qué no se les ha prestado la atención debida? Finalmente, si no se les ha prestado esta atención, ¿debería habérseles prestado incluso ante la existencia de otras opiniones, algunas contradictorias? Todo esto indica que el tema de los accidentes es mucho más complejo de lo que parece a primera vista y especialmente cuando se opina tras un análisis que solo tiene un carácter superficial.

En mi experiencia profesional, he tenido que elaborar informes, alguno de ellos judicial, tras un accidente. Recuerdo, en particular, un deslizamiento de tierras que tuvo lugar durante la construcción de una presa en el que desgraciadamente quedaron sepultadas 11 personas. Es obvio que si el estudio se lleva a cabo tras el suceso y se hace correctamente tiene que dar como resultado que el talud tenía que deslizar, es decir que estaba en estado crítico y que, por tanto, su coeficiente de seguridad era la unidad, ya que deslizó. Sin embargo, la pregunta que deberíamos hacernos tanto nosotros como el juez es si el día antes del accidente hubiéramos elaborado el mismo informe o si hubiera sido otro distinto. Este ejemplo, aunque diferente del caso que nos ocupa, ilustra la enorme dificultad del problema de la justicia y del riesgo de ser poco objetivos.

Por otra parte, se sabe que la incidencia del error humano en los accidentes es altísima y en bastantes casos inevitable y que nadie está exento de dicho error. Resultaría paradójico que algunos de los que se distraen, exceden la velocidad en autopistas, atienden el móvil mientras conducen o ingieren alcohol inmediatamente antes de conducir fueran ahora los que arremeten contra el maquinista y no tuvieran un poco de comprensión hacia un fallo que desgraciadamente cualquiera puede cometer. Nadie quisiera pasar por la experiencia que vive y vivirá el maquinista, una persona que el día anterior era uno de nosotros.

Puesto que ya hay quien tiene la responsabilidad de dilucidar a quién corresponde la culpa o no del accidente, alguien debería dedicar su tiempo y esfuerzo a investigar con rigor las causas y a tomar nota y aprender de los errores cometidos y de las deficiencias existentes detectadas para reducir la probabilidad de que esto o algo análogo se repita en cualquier parte del mundo en un futuro.

A este respecto, no deja de resultar sorprendente que nuestros automóviles posean limitadores de velocidad de serie y que se pueda hoy adquirir un pequeño aparato para nuestro coche que localice nuestra posición, determine su velocidad y nos informe de la velocidad máxima permitida por 130 euros y que no exista algo similar, de serie y a un precio bajo, ya instalado en el ferrocarril produciendo el frenado del tren en caso de que esa velocidad máxima se exceda, ya que existen medios técnicos que resuelven estos problemas a muy bajo coste. Para un observador externo, resulta llamativo conocer el elevado coste de los sistemas de seguridad ASFA y ERTMS que actualmente se utilizan tanto en la red española como en las europeas. Téngase presente que los sistemas de señalización y comunicaciones fijas y móviles superan el millón de euros por kilómetro. Con todo esto, uno se pregunta si no habría que investigar sistemas de seguridad alternativos más económicos y fiables.

Todo lo anterior cuestiona los sistemas de seguridad actualmente en funcionamiento y algunos de los que se programan para el futuro, ya que hoy la tecnología ha evolucionado mucho y deja obsoletas ciertas soluciones que se plantearon hace solo unos pocos años. Ante estas alternativas cabe preguntarse si tiene sentido mantener las señales al lado de las vías en vez de informar en cabina (esto ya se hace en algunos sistemas), o si vale la pena utilizar balizas que son caras y vulnerables o emplear sistemas de comunicación propios, cuando existen otros de uso general mucho más baratos y fiables y que permiten tanto la replicación como la independencia de los sistemas, que son elementos básicos en el mundo de la fiabilidad. De todas formas, conviene recordar que la seguridad no se limita a controlar las velocidades de los trenes con respecto a las máximas permitidos, ni a garantizar que se respete el sistema de señalización, sino que son necesarias otras actuaciones conducentes a garantizar una correcta posición relativa de unos trenes con respecto a otros considerando sus posiciones, velocidades y sentidos de circulación. Además debería tenerse en cuenta el estado de la vía, la detección de obstáculos (objetos caídos en la vía, posibles deslizamientos de taludes, etc.), el estado de los desvíos o cambios de aguja, travesías, etc., es decir un análisis conjunto de la red ferroviaria.

Desgraciadamente, los protocolos de homologación de los sistemas de seguridad son lentos y costosos y, en parte, responsables de su encarecimiento y de esta falta de flexibilidad y de agilidad para adaptarse a las nuevas tecnologías. Nuestra sociedad debería hacer algo para evitar o, al menos, aliviar estos graves problemas y nuestros políticos, en vez de pelearse en el Parlamento, dedicar el tiempo a resolver estos problemas.

Habría que emplear el sistema público de investigación y desarrollo, porque la garantía de encontrar nuevas soluciones a estos temas está asegurada. Las Universidades y Centros de Investigación existentes en España tienen mucho que decir y que aportar. Estamos a la espera de que salga la convocatoria del Plan Nacional, en el que encajaría perfectamente esta investigación, e incluso sugerimos destinar algunos fondos (no hacen falta muchos) a este problema.

En resumen, con esta aportación, que quiere ser constructiva y no va contra nadie sino a favor de todos, queremos destacar algunos de los problemas que vemos y que estamos obligados a señalar. Reconocemos que puede haber aspectos en los que hay otras opiniones muy respetables y posiblemente contrarias a las nuestras, por lo que manifestamos que no nos creemos ni poseedores de la verdad ni con las ideas más brillantes. Bienvenidas sean todas las ideas que añadan, complementen y mejoren lo aquí expuesto. Nuestro objetivo es solo contribuir con nuestro granito de arena al bien común.

Enrique Castillo Ron
Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos
Catedrático de la Universidad de Cantabria
Miembro de Número de la Real Academia de Ingeniería
Miembro de Número de la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales

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El evento se celebrará en el salón de actos del edificio del Centro de Estudios y Técnicas Aplicadas (CETA) del CEDEX, en Madrid (aquí en Google Maps).

Hay conferencias muy variadas, tocando prácticamente casi todos los temas, diseño, reparación, rehabilitación, casos reales, sismicidad, etc.

Personalmente destacaría la de “Factores de Seguridad en la Estabilidad de Taludes de acuerdo al Eurocódigo EC-7 y el Anejo Nacional Español” (de próxima presentación) y la de “Sistemas de protección frente a desprendimientos. Aplicación en taludes de la red de anillos” de José Miguel García Torres, buen amigo y mejor profesional (me ha dejado ver algunas fotos de la presentación… realmente impactantes)

Como siempre, más información (horas, detalles, conferenciantes y todo eso) en el tríptico: 

Jornadas Técnicas sobre Taludes y Laderas Inestables 2012

Bueno, va, para que no se diga que no he puesto ninguna foto, un ejemplo de una red de cable trabajando como toca. Ahí donde la veis, esos bloques sueltos tienen un peso de 24 toneladas, ¿qué os parece?, ¿funcionan o no funcionan estas cosas?, mejor que «eso» no llegue a la calzada, ¿verdad?.

El sábado pasado, hablando sobre las razones para estudiar una ingeniería, terminaba el post con dos párrafos de «El pensamiento estético de los ingenieros. Funcionalidad y belleza«, el magnífico discurso de ingreso de José Antonio Fernández Ordóñez en la Real Academia de Bellas Artes de San Fernando, en 1990.

No puse ningún enlace al discurso completo porque no existe versión on-line «oficial” (o al menos, yo no la he encontrado), pero como muchos de vosotros me la habéis pedido por correo, enlazo la versión escaneada que circula por la red, un texto por el que discurren Agustín de Betancourt, John A. Roebling, Thomas Telford, Eduardo Torroja, Gustave Eiffel, Eugenio Ribera, Eugene Freyssinet, Carlos Fernández Casado y muchos otros nombres ilustres.

Disfrutad de su lectura, porque vale la pena:

“El pensamiento estético de los ingenieros.
Funcionalidad y belleza” José Antonio Fernández Ordóñez [pdf, 19 MB]

Añado también una breve presentación de José Ramón Navarro Vera, Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, Catedrático de Urbanística de la Universidad de Alicante, con motivo de la presentación de “Pensar la ingeniería”, una recomendable antología de textos de José Antonio Fernández Ordóñez editada por la Fundación Juanelo Turriano.

La imagen, tomada en 1910, muestra los instantes previos al hundimiento bajo el río Detroit de la última sección (80 metros) del Michigan Central Railway Tunnel, el túnel ferroviario internacional que une Detroit, Michigan, en los Estados Unidos de América, y Windsor, Ontario, en Canadá.

El túnel se mantiene en uso desde el 15 de septiembre de 1910, tras unas obras de ampliación en 1994, aunque ya hay planes para jubilarlo.

Buscando un poco he encontrado dos imágenes más en este blog:

Esta entrada tiene tres vídeos (creo que he batido un nuevo récord). El primero es una animación de Voxelstudios sobre la construcción del túnel, a modo de introducción, los otros dos forman parte del vídeo promocional de ADIF para todo el tramo. Las fotografías pertenecen a la galería del Ministerio de Fomento en Flickr.

El túnel de El Regajal pertenece al tramo Aranjuez-Ocaña del Nuevo Acceso Ferroviario de Alta Velocidad de Levante, quedando situado entre Aranjuez y Ontígola. Es un túnel de doble vía, con un diámetro interior de 8,50 m y una sección útil de 85,7 m². La longitud total es de 2.437 metros (2.445 m incluyendo los falsos túneles) con una montera media de 40 m (máxima de 65 m), y una pendiente media de 25 milésimas. El proyecto lo hizo SENER, la empresa constructora fue la UTE ACCIONA-OBRAS SUBTERRÁNEAS y la asistencia técnica corrió a cargo de GETINSA, aunque cuando vieron lo que tenían entre manos entraron también en juego la UPM, la UPC y el CEDEX.

Desde un punto de vista ambiental el túnel atraviesa una zona muy delicada, Lugar de Interés Comunitario (LIC), Zona de Especial Protección para las Aves (ZEPA) y Reserva Natural con ¡¡ 73 especies !! de mariposas distintas, nada menos, lo cual complicaba bastante las obras (cuando menos, su logística, las zonas de paso, el movimiento de tierras, el ruido, etc), pero el verdadero problema estaba bajo tierra… en un trazado que pasaba de unas arcillas fisuradas expansivas (hasta 4 MPa) a una sucesión de glauberitas, yesos, halitas y anhidritas, o sea, problemas de expansividad, corrosión, lixiviación y cruce de fallas en materiales blandos, para colmo de males, durante la excavación se encontró también un acuífero colgado, resumiendo, la ley de Murphy en formato túnel.

Como se puede ver, hubo que recurrir a soluciones que evitaran la decompresión del macizo y la entrada de agua, es decir, rozadora en la parte “salina”, y martillo picador y pala excavadora en la parte arcillosa, procediendo con mucho cuidado, gunitando o proyectando hormigón (con un 4-6% de poliolefinas) e impermeabilizando lo más rápido posible.

Además de eso, como existía un alto riesgo de lixiviación en profundidad en la salida del lado de Ontígola, hubo que pilotar el túnel en los últimos 80 metros… si, como lo estáis leyendo, pilotes dentro del túnel, y bastante grandes, además (1,20 m de diámetro por 17 m de longitud). Por cierto, como también había riesgo de expansividad los pilotes están dimensionados también a tracción, con armadura de fibra de vidrio en maniobras cortas (lo poco que permitía el gálibo del túnel, claro).

¿Eso es todo?, todavía no, cerca del emboquille del lado de Aranjuez el túnel pasaba por debajo de una vaguada con relleno blando y sólo 11 metros de montera, y por el otro extremo bajo la radial R-4 con una montera de 18 m, lo que obligó a usar bulones de fibra de vidrio, hormigón proyectado e inyecciones… de resinas acrílicas, claro, una lechada acuosa quedaba completamente descartada.

En previsión de futuros asientos (o lo que pudiera pasar) se dejaron perforaciones registrables en contrabóveda y andenes, con idea de hacer inyecciones de recalce.

Os dejo con los vídeos promocionales de ADIF, el primero es una introducción a toda la obra y los pasos superiores, el segundo está dedicado al túnel de El Regajal (en mina y falsos túneles) y la restitución medioambiental con hidrosiembra.

Quizá alguien recuerde que durante la construcción de este túnel hubo un hundimiento con cierta repercusión mediática (políticos de uno y otro bando, para variar). Efectivamente, hubo un derrumbe, fue en diciembre de 2008, afectó a una longitud de 40 metros y, francamente, lo raro es que sólo pasara eso, visto lo visto… ¿recordáis eso de que las empresas españolas son una potencia mundial en el AVE?, pues en eso consiste ser una potencia, en saber qué hacer cuando la cosa se pone fea, el famoso “know-how”.

PD: Próximamente, más información sobre el tema.

¿Existen conflictos de competencias entre santos?, ¿también tienen competencias exclusivas?, ¿pueden curar ex-leprosos?, ¿se pueden considerar funcionarios del estado?, ¿de cuál, de El Vaticano? como se suele decir, doctores tiene la iglesia que os sabrán responder, el propósito de esta entrada era mostrar estas fotografías aprovechando que hoy es 12 de mayo, festividad de Santo Domingo de la Calzada.

Por una vez, las fotografías son mías. Las pacíficas estampas (en las que no faltan las famosas gallinas) se tomaron en la boquilla sur del túnel de Finca Adoc, en Alicante (justo aquí, en Google Maps), un soleado día de diciembre de 2010, confirmando, una vez más, que los nórdicos pueden tener un pésimo gusto combinando sandalias con calcetines, pero buscando sitios para pasar la jubilación son únicos.

¿Qué es un «paso vicioso»?, se estará preguntando alguno, pues bien, para entendernos, los pasos viciosos son esos pasos provisionales o simplemente «accesibles» (una valla rota que ahorra dar un rodeo, por ejemplo), por los que la gente se acostumbra -incorrectamente- a cruzar las vías, generando así un vicio (entendiendo como tal el hábito de obrar mal, en su cuarta acepción según la RAE).

Como decían en clase de ferrocarriles durante la carrera, lo malo no es que la gente se acostumbre a pasar, lo malo es que te juren y perjuren que ya el abuelo de su abuelo pasaba por allí… ¡¡ en trazados nuevos !! (lo cual demuestra que la estupidez es congénita, a veces).

Es por esta razón, precisamente, porque olvidamos muy rápido y nos viciamos todavía más rápido, que los pasos viciosos resultan especialmente problemáticos. Y justamente por eso, la Comisión de Investigación de Accidentes Ferroviarios (CIAF) del Ministerio de Fomento tiene en su web todos los informes sobre accidentes (casi 30 atropellos al año) con planos, fotografías y esquemas de lo sucedido, entre ellos el informe final sobre el accidente de Castelldefels de la noche de San Juan de 2010, con 12 muertos (pdf).

La próxima vez que quieras ahorrar cinco minutos usando un paso vicioso, recuerda que, en caso de error, además de morirte y dejar de cotizar (no sé qué es peor), estarás dando un montón de quebraderos de cabeza a los técnicos que tienen que hacer esos informes, hazlo por ellos, piensa en los técnicos, cruza por los pasos establecidos.

Y si te van los temas ferroviarios… ¡¡ ya tardas en visitar Geotren !!