“Geomechanics of Failures”, de Puzrin, Alonso y Pinyol, un libro muy recomendable

Geomechanics of Failures, Alexander M. Puzrin, Eduardo E. Alonso, Núria M. Pinyol.

Geomechanics of Failures, Alexander M. Puzrin, Eduardo E. Alonso, Núria M. Pinyol.

Los seguidores del blog saben que prefiero enlazar documentos de libre descarga y que cuando anuncio libros “de pago” es para completar la información del post.

Que yo recuerde, todavía no había recomendado directamente la compra de ningún libro, pero este va a ser el primero (y será el segundo, que son dos tomos) porque se lo merece, sin duda alguna. Se trata del Geomechanics of Failures, de Alexander M. Puzrin, Eduardo E. Alonso y Núria M. Pinyol.

El libro, dividido en tres secciones, estudia ocho problemas con todo lujo de detalles: introducción histórica, teoría, fórmulas, modelos, hipótesis, cálculos, resultados y, lo más importante, comentarios críticos sobre todos los aspectos anteriores.

Estos son los problemas tratados:

  • Asientos (Settlements)
    • Interacción entre estructuras próximas: La Catedral Metropolitana de México
    • Los inesperados y excesivos asientos del Aeropuerto Internacional de Kansai (1987~)
    • Un clásico: La Torre de Pisa
  • Capacidad de Carga (Bearing Capacity)
    • El silo de Transcona (1913)
    • La licuefacción de los diques del puerto de Barcelona (2001)
  • Excavaciones (Excavations)
    • El colapso de la Autopista Nicoll, en Singapur (2004)
    • El hundimiento del Túnel de la Plaza Borrás, en Barcelona (1991)
    • El colapso del frente de los Túneles de la Floresta, en Barcelona (1989)

En resumen, un libro al que dedicarle muchas, muchísimas horas, con un epílogo (pag. 245) que es toda una declaración de intenciones.

Como el libro está (parcialmente) en Google Books, aprovecho para ponerlo aquí y que podáis pegarle un vistazo y juzgar por vosotros mismos:

Si quieres comprar el Geomechanics of Failures puedes hacerlo en este enlace afiliado, a ti te costará lo mismo y yo me llevaré un pequeño porcentaje por haberlo anunciado. Si te gusta el blog es una forma de ayudar a que siga en marcha (aunque si me quieres dar dinero directamente o contratarme también podemos hablar, por mi no hay problema).

 

En unos días haré una entrada dedicada al segundo tomo (si tienes mucha prisa por verlo y no puedes esperar es el Geomechanics of Failures: Advanced Topics… impaciente)


Deslizamiento de tierras entre Coria y Moraleja, Cáceres, en la EX-A1

Deslizamiento de tierras entre Coria y Moraleja, en la EX-A1

Un amigo me pone sobre aviso de este deslizamiento de tierras entre Coria y Moraleja, Cáceres, en la EX-A1, Autovía del Norte de Extremadura, que está dando más problemas de lo esperado.

Deslizamiento de tierras entre Coria y Moraleja, en la EX-A1

En prensa digital no hay mucha información y los datos que me han facilitado no son del todo concluyentes pero, a grandes rasgos, se puede decir que:

  • Hay unos 5 km cortados al tráfico.
  • El ángulo del deslizamiento es muy bajo, de unos 17º
  • Es una zona de recogida de aguas, tanto que unos metros más abajo hay un punto conocido como “La madre del agua”.
  • Hay grietas de tracción hasta ¿500? metros por detrás de la coronación.
  • Está visitando la zona lo mejorcito de la geotecnia española, a ver qué se puede hacer.
  • El presupuesto de reparación ronda los 20/30 millones de euros…
  • Según José Antonio Monago, Presidente de la Junta de Extremadura, todo se hubiese solucionado con una mayor planificación y atención en los últimos años.
  • [Pendiente de confirmación] El trazado se cambió a última hora para no tocar unas viviendas ilegales… (algo parecido a lo que ocurrió en el Desmonte de Rabat, en la AP-7)
Deslizamiento de tierras entre Coria y Moraleja, Cáceres, en la EX-A1 - Julio 2010

Estado de las obras, con un incipiente deslizamiento, en julio de 2010 (Fuente: IBERPIX)

En fin, será cuestión de esperar que se publique algo “oficial” y podamos salir de dudas. Mientras tanto, si tienes interés, el deslizamiento está en la esquina inferior derecha de la hoja 596 – Moraleja de la cartografía 1:50.000 del IGME, justo en el centro de la captura inferior.

Detalle de la hoja 596 – Moraleja de la cartografía 1:50.000 del IGME (el deslizamiento está en el centro de la imagen)

Detalle de la hoja 596 – Moraleja de la cartografía 1:50.000 del IGME

 

Esta es la zona tal y como se ve en Bing Maps:

 


La penetración dinámica DPSH, cuando la esbeltez es el problema

Si digo que voy a escribir sobre una pieza recta y esbelta sometida a una carga axial de compresión más de uno pensará en el pandeo de soportes verticales pero podéis estar tranquilos, no voy a hablar de Euler, cargas críticas y longitudes de pandeo (quizá otro día), sino de la penetración dinámica superpesada DPSH.

Pues si, en lo que respecta a la geotecnia ese «presunto» pandeo se convierte muchas veces en un «desvío» del equipo, y si ya hace un tiempo puse por aquí un pilote metálico hincado que se desviaba y emergía de las profundidades -cual tiburón hambriento- para atacar un coche (atención a la foto), esta vez es una penetración dinámica superpesada (alias DPSH) la que, golpe a golpe y varilla roscada a varilla roscada, incrementa tanto su esbeltez que termina desviándose hasta reconocer el terreno «de canto».

He aquí la reconstrucción de los hechos en laboratorio, al más puro estilo CSI, tras comprobarse la anormal deformación de las barras.

La fotografía me la envía un amigo de cuitas geotécnicas, experto donde los haya, que no quiere ver su nombre citado… lo cual me da pie a ponerlo por las nubes, ¿he dicho ya que es muy bueno?, pues me quedo corto, es muy muy bueno, quizá demasiado, para estos tiempos que corren…

Un detalle más, según la UNE-EN ISO 22476-2:2005 Ensayo de penetración dinámica, la máxima deflexión admitida en las barras (o varillas) del DPSH es del 0,2%, así que el ensayo no sería válido (si, ya lo sé, las normas sólo se citan, no se leen y mucho menos se acatan, pero para eso estoy yo, para descubriros esos pequeños detalles).


Una opinión de 1874 sobre gestión, conservación y mantenimiento de carreteras

Que las labores de conservación y mantenimiento de carreteras no se valoran en su justa medida no es nuevo, que las decisiones de las Administraciones locales son discutibles, tampoco. Buscando información sobre el ingeniero Rafael Yagüe para el post de la restauración de la cantera del castillo de Dénia me encontré con este escrito suyo, titulado «El abandono de las carreteras construidas por el estado«, publicado en la Revista de Obras Públicas en septiembre de 1874, una época en la que, pese a haber sólo 2.600 km de carreteras y un número de vehículos muy inferior al actual, ya se discutía el tema del peaje.

«[…] La forma única y universalmente admitida para la explotación de carreteras es el sistema de portazgos [peajes], y sabido es que, cualquiera que sea la tarifa de los derechos que en ellos se cobran, su producto no es nunca bastante, salvo casos excepcionales, ni aún para sufragar los gastos de conservación. Y la razón es obvia: desde el momento en que se establece una tarifa elevada, los vehículos ordinarios que transitan por las carreteras, abandonan éstas, aún arrostrando los inconvenientes de la mala viabilidad de los caminos naturales; y cuando esto no les es posible, puede asegurarse que inmediatamente empieza el fraude bajo múltiples y hasta inverosímiles formas, produciendo la consiguiente baja en la recaudación. Para evitar esto no hay otro medio que mantener las tarifas en límites prudentes, en cuyo caso puede alguna vez llegarse a sufragar con la recaudación los gastos de conservación de la carretera, pero nunca o casi nunca los de construcción.

[…] las carreteras, por su misma naturaleza, no pueden constituir nunca una especulación industrial, y, por consiguiente, el entregar su gestión a la iniciativa privada no puede pasar jamás de un precepto ilusorio de la ley.

[…] suponiendo dotadas a las corporaciones provinciales de la ilustración y elevación de miras de que por desgracia carecen por punto general, no habría ningún inconveniente en entregarles, casi en absoluto, esta gestión; pero precisamente esa falta e ilustración produce el que se sobrepongan en ellas a los buenos principios económicos las rivalidades de localidad que hacen estéril, en la mayor parte de los casos, la inteligente iniciativa de que algunas de ellas han dado muestra en ocasiones.

[…] La carretera o camino ordinario requiere para su conservación un gasto continuo e importante, y precisamente la necesidad y utilidad de este gasto es una de las cosas que con más dificultad se acepta y comprende por aquellas personas que carecen en absoluto de los conocimientos necesarios para apreciar las condiciones técnicas de esta clase de vías. Y no es de extrañar que las corporaciones locales caigan en este defecto, puesto que muchas veces, por desgracia, hasta la Administración central parece olvidarse de la capital importancia que tiene esta conservación constante.

No hay que olvidar, por otro lado, que el carácter temporal que lleva consigo el desempeño de los cargos populares contribuye también a este mismo resultado, puesto que la tendencia natural de los que con ellos se hallan investidos es más bien dejar testimonio perenne de su paso por la Administración local, que consumir los recursos disponibles en conservar lo que sus antecesores hayan construido.»

Se podría decir que el autor exageraba pero, por si acaso, ya avisaba desde el principio:

«Y no se crea que hemos exagerado las sombrías tintas del cuadro. De todos estos datos tenemos numerosas noticias y abundantes hechos, que no publicamos, desde luego, porque a fuer de españoles nos duele en el alma que tan al descubierto se presenten, más que la ignorancia y el atraso de nuestro pueblo, la imprevisión y falta de criterio con que se llevan a la práctica de la administración las más absurdas teorías y los principios menos aceptables.»

Ha llovido mucho desde septiembre de 1874. Ha llovido mucho, se ha construido mucho y se ha investigado mucho, pero en lo importante seguimos igual, minimizando costes a base de hipotecar conservación y mantenimiento… y así nos va.

 

El artículo completo está aquí:

El abandono de las carreteras construidas por el estado. Rafael YagüeEl abandono de las carreteras construidas por el estado. Rafael Yagüe (pdf – 1,28 MB)

 

Al visitante con ganas de seguir leyendo le recomiendo este post de Ingeniería en la Red sobre el ahorro de los firmes rígidos sobre los flexibles (eterna discusión), la lectura de la reflexiva carta electoral de Manuel Melis Maynar (con algunos comentarios interesantes sobre el tema) y este otro post de «Diario de un chancletero» sobre la (falta de) ética y coherencia de ciertos estudios…

 

¿Carreteras…? ¡¡ Dónde vamos no necesitamos carreteras !!

Doc Brown en Regreso al Futuro


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.