Manual de SEEP/W 2007 en español

Hay muchas diferencias entre los materiales artificiales y ese terreno natural al que vulgarmente llamamos “suelo”, y una de ellas es el cambio de comportamiento en presencia del agua.

Con el hormigón y el acero no hay mucho problema, pero con el terreno todo se complica, porque el agua, ya sea adsorbida o absorbida (que no es lo mismo), no se conforma con entrar y ocupar los poros, no, también se mueve, la muy malvada, creando fuerzas de filtración, presiones intersticiales, asientos de consolidación, etc.

Captura de pantalla de SEEP/W 2007

Saber cómo cambia el potencial creado por el agua es importante, lo malo es que si, vale, la ecuación de Laplace y las funciones de potencial y corriente están muy bien en la teoría, pero en la práctica las redes de flujo o el método de los fragmentos sirven de poco si nos alejamos de los casos ideales homogéneos e isótropos, y puesto que rezarle a santa Polubarinova Kochina y su “Theory of Groundwater Movement” no funciona… tendremos que recurrir a la informática.

Al igual que el manual de SLOPE/W y el manual de SIGMA/W, este manual de SEEP/W está escrito por Germán López Pineda, Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos y profesor en la EPS de Bélmez – Universidad de Córdoba, así que, ya sabéis, descargadlo, pegadle un vistazo y si encontráis algún fallo avisadle, por favor.

 


Manual de SIGMA/W 2007 en español

captura de pantalla sigma/w 2007
Manual de SIGMA/W 2007 en español

Una vivienda que no necesita estudio geotécnico, mira tú por dónde…

Salvo los barcos (los que flotan, claro), la Estación Espacial Internacional, ciertos inventos magnéticos y la publicidad (lo de arriba es un anuncio, aviso), todo lo demás se apoya en el suelo. Dependiendo de cómo se resuelva ese apoyo y de las propiedades del terreno, se producirá un desplazamiento o, como se suele llamar en geotecnia, un asiento.

El cálculo de asientos y la distribución de tensiones en el terreno ya han salido alguna que otra vez por este blog. He escrito sobre la distribución trapecial de esfuerzos, la colección de fórmulas elásticas de Poulos y Davis, las ecuaciones de Holl, el cálculo de asientos en suelos granulares (en dos partes) y el tema daría para mucho más todavía porque la realidad es que, a día de hoy, para la mayoría de cálculos se siguen utilizando fórmulas elásticas simplificadas y métodos de integración aproximados. Todo ello aderezado con hipótesis tan realistas como que el suelo es elástico, homogéneo e isótropo.

¿Por qué seguimos utilizando estos métodos?

Porque funcionan, es duro decirlo, pero es así, funcionan… A ver, seamos prácticos, no conocemos el terreno, se hacen pocos sondeos (muchos menos de los recomendados por la normativa, no digamos ya el Código Técnico de la Edificación), se toman pocas muestras, los ensayos de laboratorio tampoco destacan por su abundancia, al final, sabemos tan poco del terreno que un cálculo aproximado es casi lo único que se puede hacer. Además, con los factores de seguridad habituales tampoco tiene sentido afinar mucho más, la verdad… lo triste es que alguien se crea que esos resultados son exactos hasta el segundo decimal, pero ese ya es otro tema.

¿No hay métodos más modernos y exactos?

Si, claro que los hay, un montón, se podría decir que cada autor y cada universidad tienen un método… pero esos métodos exigen sondeos, muestras y ensayos específicos, y todo eso cuesta dinero. No, salvo que se trate de obras importantes (túneles, presas) o algo muy mediático que ya haya tenido problemas (patologías), lo normal es utilizar métodos simplificados.

Entonces, ¿por qué usar un programa de ordenador?

Pues… porque las soluciones “clásicas” funcionan bien para problemas aislados, pero cuando el problema se complica, ya no funcionan tan bien. Un programa de ordenador nos permite saber cómo se distribuyen las tensiones, dónde alcanzan sus máximos y mínimos, dónde se supera la resistencia a rotura del suelo, dónde podemos tener problemas de plastificación, por no mencionar que también nos permite tener en cuenta imprevistos, sobrecargas extrañas, aumentos del nivel freático, inundaciones, impactos, etc…

¿Qué precauciones debemos tomar al usar estos programas?

En mi opinión, se deberían tener en cuenta tres cosas (como mínimo):

1º) Saber qué hace el programa, por qué lo hace, cómo lo hace y cuál es el rango de validez del resultado:

Casi todos los ejemplos y manuales de instrucciones de estos programas, incluido el SIGMA, tienen un apartado dedicado a contrastar los resultados del programa respecto de las soluciones teóricas clásicas (y digo casi todos porque me consta que hay programas que no lo tienen).

2º) Usar bien el programa:

Vale, de acuerdo, si sólo tienes un martillo, todos los problemas parecen clavos, pero hay que saber cuando dejar de dar golpes. El programa se debe usar bien, y eso incluye saber cuándo es adecuado utilizar un criterio de rotura u otro, que luego se ven cosas muy raras por ahí (asientos en roca calculados con métodos para suelos blandos, por ejemplo).

3º) Escoger bien los parámetros del suelo:

El programa no piensa, el programa no sabe qué estás buscando, el programa se limita a calcular… y si los datos de partida son erróneos, el programa te devolverá la respuesta exacta de la pregunta equivocada, como el chiste del helicóptero, pero con menos gracia. Si no estás seguro del resultado haz un análisis de sensibilidad probando diferentes parámetros y coeficientes de variación, lo que quieras, pero asegúrate.

manual de sigma/w 2007
Dicho ya todo esto, presento aquí el manual de SIGMA/W preparado por Germán López Pineda. Como ya dije en la entrada sobre el manual de SLOPE/W en español, Germán es Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, profesor en la EPS de Bélmez – Universidad de Córdoba, y nos deja descargar los manuales que ha preparado para sus clases así que, ya sabéis, descargadlo y pegadle un vistazo, que está muy bien.

Manual de introducción a SIGMA/W 2007 Manual de introducción a SIGMA/W 2007 [pdf – 4,57 MB]

 


Manual de SLOPE/W en español

Si hubiera que definir, en tres palabras, qué motivó el nacimiento de la mecánica de suelos (y toda la geotecnia, en general), es muy probable esas tres palabras fueran “estabilidad-de-taludes”.

Pues si, porque cuando el cimiento es malo siempre se puede hacer algo, mejorar el terreno, repartir la carga, incluso cimentar en otro sitio, pero cuando el problema depende de la estabilidad de los taludes ya no es tan fácil, unas veces porque no hay otro sitio por donde pasar (en vías de comunicación, por ejemplo) y otras, porque hemos sido nosotros mismos los que hemos “creado” ese talud, como ocurre con las presas o los muelles portuarios.

Desde las peripecias de Coulomb en la Martinica, en el siglo XVIII y los casi desconocidos trabajos de Collin, en el XIX, hasta los primeros métodos gráficos de Petterson y Fellenius con su famoso “círculo sueco”, han sido muchos los autores que han dado su nombre a otros tantos métodos de análisis, Janbu, Lowe, Spencer, Bishop, Taylor, Morgenstern, Price, Sarma, etc, hasta llegar, finalmente, al Método de los Elementos Finitos.

Captura de pantalla de SLOPE/W 2007

El SLOPE/W, también conocido como GEO-SLOPE, simplemente, es uno de los programas de cálculo de estabilidad de taludes más extendidos, en gran parte gracias a su versión de evaluación gratuita para estudiantes, versión que, pese a no permitir el acceso a todas las opciones, si permite aprender a usarlo y disponer de toda la información, manuales y ejemplos incluidos (eso si, en inglés).

El manual de SLOPE/W que presento hoy ha sido preparado por Germán López Pineda. Germán es Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, profesor en la EPS de Bélmez – Universidad de Córdoba y no ha puesto inconveniente alguno a que lo enlazara en el blog aunque, eso si, me pide que os avise de que se trata de versiones inacabadas en proceso de mejora continua, como no podía ser de otra forma al tratarse de documentos académicos:

Manual de SLOPE/W 2007 en españolManual de SLOPE/W 2007 [pdf – 6,10 MB]

 

Un detalle final. Si existen tantos métodos de cálculo distintos es porque cada uno de ellos nace de unas hipótesis de partida particulares y unas condiciones de contorno específicas. Quien no tenga claros los conceptos y los métodos y no haya hecho antes un cálculo a mano debería plantearse hasta qué punto puede (y debe) fiarse de los resultados.

De nada sirve un cálculo exacto por ordenador si el método escogido no es el adecuado o los parámetros del suelo no son representativos del comportamiento del terreno. Puede que la gente se siga creyendo que los taludes se caen porque llueve, pero cuando estas cosas llegan a los juzgados se revisan los cálculos… y entonces no valen excusas.

En caso de duda, nunca está de más pegarle un vistazo al Manual de taludes del IGME.

Si te has quedado con ganas de saber más, quizá te interese saber que Germán también tiene manuales para SIGMA/W 2007 y SEEP/W 2007.


Eduardo Alonso: «Las catástrofes y el progreso de la geotecnia»

He puesto ya por aquí dos discursos inaugurales de la Real Academia de Ingeniería, el de Aforismos Estructurales, de Javier Rui-Wamba (1998) y el de Uniones en Estructuras de Madera, de Ramón Argüelles (2010), creo que es hora de enlazar uno sobre geotecnia, el de Eduardo Alonso Pérez de Ágreda sobre Las Catástrofes y el Progreso de la Geotecnia del año 2005, todo un disfrute de lectura si, como a mi, te gustan la geotecnia y la historia a partes iguales.

Alonso, profesor en la ETSICCP de la UPC, disecciona de un modo notable tres paradigmas clásicos de la mecánica de suelos: la ley de resistencia a esfuerzo cortante de Coulomb (s. XVIII), el principio de tensiones efectivas de Terzaghi (~1936) y el modelo de estado crítico (~1968), aprovechando el recorrido histórico para estudiar algunas catástrofes (entendiendo por catástrofe algo no previsto) en las que estos tres paradigmas tienen algo que decir.

Los casos analizados son:

  • 1959 – La rotura de la presa bóveda de Malpasset (Francia)
  • 1963 – El desastre de Vaiont (Italia)
  • 1976 – La rotura de la presa de Teton (USA)
  • 1978 – El deslizamiento de Rissa (Noruega)
  • 1985-88 – La reactivación del deslizamiento de Cortes de Pallás (Valencia)
  • 1998 – La rotura de la presa de Aznalcóllar (Sevilla)
  • y los asientos diferidos de la catedral de México y la Torre de Pisa.

Deslizamiento de Cortes de Pallás, Valencia Vista aérea del deslizamiento de Cortes de Pallás, Valencia (Iberpix)

Las catástrofes y el progreso de la geotecnia. Eduardo AlonsoLas Catástrofes y el Progreso de la Geotecnia. Eduardo Alonso [pdf – 1,48 MB]

 

Como único aspecto negativo hay que decir que la calidad de las imágenes deja bastante que desear, como también le ocurría al discurso de Javier Rui-Wamba, ¿es el precio a pagar por disponer del documento gratis o quizá sólo un simple error a la hora de compilar el pdf?, ni idea, pero si alguien está interesado, también puede comprarlo en papel.


Ensayo SPT, ¿hasta rechazo o hasta rotura?

Cuando fijamos un clavo en la pared hay tres criterios (por lo menos) para dejar de dar golpes; atravesar la pared (a veces pasa); que todavía pueda entrar más pero ya esté bien sujeto; y que ya no se clave más por muchos golpes que le sigamos dando, bien, pues ese “deja-de-pegarle-que-ya-está-bien” es lo que se denomina “rechazo” en los ensayos de penetración.

Si de algo vamos sobrados en geotecnia es de ensayos de penetración, el más conocido es el ensayo SPT, pero los tenemos de todos los gustos y colores, CPT, CPTu, SCPT, SCPTu, RCPT, RCPTu, DPL, DPM, DPH, DPSH, Borro, Delft, Meurisse, de sonda lastrada, PANDA, DCP, Gouda, Becker, Begemann, Mackintosh, DPZ, HSC, etc… los hay antiguos y modernos, estáticos y dinámicos, mecánicos y eléctricos, sísmicos y resistivos, en presiones totales y en presiones efectivas, por punta y por fuste, con toma de muestras y sin toma de muestras, baratos y muy caros, normalizados y fuera de la ley, con conteo manual y conteo automatizado, útiles e inútiles, reales y falsos… vamos, por pedir, incluso los hay con cámara de vídeo incorporada, por no mencionar los pilotes hincados, ensayos de penetración a escala 1:1 en su mismidad.

Sobre la protección de las cabezas de los pilotes hincados ya escribí hace unos meses, al hablar de la Punta de Oslo, esta vez le toca al ensayo SPT, que también sufre sus particulares migrañas.

cabeza de tomamuestras de ensayo SPT abollada

Pues si, en el caso del ensayo SPT, la norma UNE 103-800-92 establece que el “rechazo” se produce en dos circunstancias, cuando el tomamuestras necesita más de 50 golpes para penetrar 15 cm en el terreno o cuando la suma de dos tramos alcanza los 50 golpes pero, claro, golpe a golpe y verso a verso, la cabeza del SPT termina deformándose… falseando al alza los resultados del ensayo, cual puntaza miope.

cabeza de tomamuestras de ensayo SPT abollada