Muros de tierra armada a escala reducida. GeoWall 2012

En casi todas las disciplinas (y el casi va por las matemáticas) se hacen modelos y ensayos a escala reducida. A nivel académico, lo más habitual son las estructuras con papel, aunque también se hacen puentes con espaguetis (y muy resistentes, además), así que… ¿por qué no hacer un modelo reducido de un muro de tierra armada con papel?

Muro de tierra armada, GeoWall 2012

un muro de tierra armada de papel en un estado límite último

Los primeros modelos reducidos son geotécnicos. Ya desde el colegio aprehendemos los conceptos de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad… la arcilla es plástica y hay un margen de humedad en el que se puede modelar, la arena es granular y no se puede, punto, mecánica de suelos en estado puro. El concepto, la base, el cimiento…

El resultado final de ese primer modelo no es ninguna maravilla, suele ser un cenicero o un adorno con unos dedos marcados que hace babear a los progenitores y abuelos del artista, ignorantes ellos de que lo importante no es el objeto, sino la experiencia, marcada en la memoria, “barro primigenio”.

Lamentablemente, todos esos conocimientos geotécnicos se pierden como lágrimas en la lluvia con la edad y pronto otros juguetes ocupan el lugar de la geotecnia… salvo que participes en competiciones como el GeoChallenge del ASCE.

La prueba consta de tres fases:

  • GeoPrediction. Se trata de un problema teórico sobre el comportamiento de un suelo, premiado con el trofeo Círculo de Mohr. Este año era un problema de asientos de consolidación. Si quieres intentarlo, aquí tienes las normas, el enunciado, las columnas, los ensayos de campo (SPT al 60%, CPTu) y los listados de los ensayos de laboratorio (edómetros, mayormente).
  • GeoPoster. Es un póster con los resultados de un trabajo, en la línea de lo que hablaba el otro día sobre la presentación de datos técnicos (más info).
  • GeoWall. La prueba más interesante. Consiste en hacer un modelo a escala de un muro de tierra armada (mechanically stabilized earth, MSE) con papel, repito, con papel. El muro debe soportar una carga vertical y otra lateral (especificaciones). Al equipo ganador le dan el Trofeo Atterberg, en forma de cuchara de Casagrande (si no sabes quién fue Atterberg ya tardas en pulsar).

El GeoChallenge 2012 se ha celebrado en el GeoCongress 2012 de Oakland, California, los días 25, 26 y 27 de marzo de 2012. Han participado equipos de 17 universidades. El GeoWall lo ha ganado el equipo de Cal Poly Pomona.

A continuación, el vídeo oficial del evento:

 

Y ahora un vídeo triunfal del making of, hecho por el equipo ganador, en el que se puede ver muy bien cómo funciona un muro de tierra armada y qué parte del terreno participa realmente de la rotura.

Visto en GeoPrac.


Geotecnia y Cine: Los desprendimientos de rocas según Buster Keaton

Los desprendimientos de rocas según Buster Keaton

Relacionar la geotecnia y los desprendimientos de rocas con las películas de Buster Keaton puede resultar algo forzado, pero cosas peores se han visto por este blog.

La carrera de Buster Keaton tuvo su punto álgido en la década de los 20. Keaton se caracterizaba por un control absoluto de sus rodajes, el estudio ponía el dinero y él rodaba la película, ese era el trato y así le gustaba trabajar, por eso no le hizo ninguna gracia que, allá por 1925, le obligaran a rodar una película basada en una obra de teatro. Seguir un guión no iba con él, y además se apartaba de su estilo de comedia, el clásico slapstick, por lo que nunca aceptó del todo aquella película.

La película se llamó «Seven Chances» (Siete Ocasiones) y ha tenido tantos remakes que seguramente os resulte familiar. Jimmy Shannon es un agente de bolsa a punto de la quiebra, un día recibe el testamento de su abuelo, 7 millones de dolares, eso si, hay una condición, debe estar casado antes de las 7 de la tarde del día de su 27 cumpleaños… justamente el mismo día que recibe el testamento.

La historia contiene los tópicos más típicos de este tipo de comedias: el rechazo de su esquiva novia (convencida de que sólo la quiere por el dinero), humillaciones, enredos, equívocos, un plan disparatado y, como no, una persecución.

Los desprendimientos de rocas según Buster Keaton

La persecución no era nada del otro mundo, ni siquiera salía en la obra original, era una licencia para contentar a su público habitual, pero durante los primeros pases se dio cuenta de que una escena aparentemente normal –unas rocas sueltas rodando tras él por la pendiente– tenía bastante éxito entre el público… así que decidió rodar y añadir varias tomas más (cuánto más azúcar, más dulce), creando el primer desprendimiento de rocas con propósitos cómicos de la historia del cine.

Aquí tenéis el vídeo con la secuencia completa:

 

Después de tantos desprendimientos de rocas con consecuencias desastrosas, creo que ya era hora de poner algo más relajado, ¿no?. Además, la escena recuerda una de las pruebas de Humor Amarillo, con aquel inquietante Takeshi Beat Kitano de presentador.

La idea de esta entrada vino al ver el vídeo en The Landslide Blog, hace unos meses. La historia de las escenas añadidas la vi hace unos años en un documental del canal TCM.

Gracias a @rubodewig por recordarme la escena y descubrirme los geniales gif animados, tenía escrita esta entrada desde navidad y me había olvidado de publicarla (estas cosas pasan, de verdad).

Si queréis ver la película completa, esta disponible en YouTube en cuatro partes, eso si, subid el volumen, no sé qué pasa pero los diálogos no se oyen nada bien, la dichosa música de fondo lo tapa todo :-).

Seven Chances – Parte 1 –> Parte 2 –> Parte 3 –> Parte 4


Estabilidad de taludes en diques. Un ensayo a escala real en Holanda

Las cargas en coronación y la estabilidad de taludes no se llevan bien. Todos sabemos que no se deben colocar cargas en la coronación de un talud o al borde de una excavación… y todos sabemos que se colocan. A veces se trata del propio terreno excavado (“es que llevarlo más lejos es muy incómodo”) y otras de material acopiado (“es que tenerlo cerca es más cómodo”), pero la cuestión es que se hace.

Si hay un país preocupado por la estabilidad de taludes es Holanda. No tiene montañas, cierto, la máxima altura es de 321 msnm, pero tiene diques, muchísimos, y los diques tienen taludes, uno a cada lado.

La denominación oficial de Holanda es Países Bajos, y el nombre no se queda corto, son tan bajos que la viabilidad del 50% del territorio depende de su sistema de diques. La última vez que fallaron, en 1953, hubo más de 1.800 muertos y 70.000 evacuados, dando origen al ambicioso Plan Delta.

Visto lo anterior no resulta extraño que:

  1. La Universidad Técnica de Delft sea muy buena en geotecnia de suelos blandos
  2. Existan «fórmulas holandesas» para muchos ensayos de penetración
  3. Hayan creado un programa de elementos finitos para geotecnia, como el PLAXIS
  4. Tengan un campo de pruebas a escala real para estudiar y controlar la estabilidad de los diques, llamado IJkdijk (de ijken=calibrar y dijk=dique)
Estabilidad de taludes. Vista aérea del dique a escala real de IJkdijk

Pulsa sobre la imagen para ver mejor el dique antes de la rotura (Fuente: Siemens)

Como se suele decir, “en casa del herrero, cuchillo de palo”, ni siquiera los holandeses se libran de tener una torre inclinada por un fallo de cimentación, como es la torre inclinada Oude Kerk, en Delft, pero hoy quiero tratar el tema de los diques, porque, ¿qué se hace con un dique de pruebas? pues probarlo, evidentemente, ¿y cómo se prueba? pues creando una situación lo más parecida posible al caso real… y llevándolo al límite, en este caso, mediante cargas en coronación del talud, contenedores llenos de agua, más exactamente.

Estabilidad de taludes. Sección transversal del dique de pruebas de IJkdijk

El dique de la figura tiene (o tenía) 100 m de longitud, 30 m de anchura, 6 m de altura, núcleo de arena y espaldones de arcilla (1:1,5 y 1:2,5). El esquema del ensayo es muy simple, colocaron sensores por todas partes (inclinómetros, células, cámaras, GPS, LIDAR, infarrojos, etc), luego «jugaron» con los niveles piezométricos hasta alcanzar la situación más parecida a la realidad… y después llenaron de agua los contenedores de la parte superior.

La rotura se produjo el sábado 27 de septiembre de 2008, a las 16:02, hora local, y durante 42 horas grabaron más de 1 TB de información.

Estabilidad de taludes. Detalle del dique de IJkdijk, tras la rotura del talud

Pulsa sobre la imagen para ver mejor el dique después de la rotura (Fuente: Siemens)

Por cierto, el campo de pruebas está tan pegado a la frontera que si el dique hubiera caído un poco más lejos habrían tenido un conflicto internacional con Alemania (es broma… hay casi 50 metros de distancia, por lo menos).

La idea de esta entrada vino al ver el vídeo en The Landslide Blog.


Manual de Estabilización de Suelos con Cemento o Cal

Mezclar el suelo con cal para mejorar su comportamiento viene de muy lejos, casi de las primeras civilizaciones conocidas. La mezcla con cemento (tal y como lo entendemos hoy en día) es muy posterior, de principios del siglo XX, sin embargo, la aplicación de estas mejoras a las modernas carreteras tuvo que esperar algunos años más, básicamente porque no es lo mismo una pequeña aplicación local que una mezcla homogénea y fiable a gran escala. Para variar, fue la 2ª Guerra Mundial la que impulsó su uso, como ya ocurrió con el ensayo brasileño de tracción indirecta.

[Aunque tradicionalmente se ha dicho que ya Vitruvio recomendaba mejorar las calzadas con mortero de cal, según ciertos autores se trata de una confusión entre el suelo como revestimiento o solado (solar) y como terreno (solum), siendo muy excepcional su uso en calzadas]

La estabilización de suelos con cal es un método económico y útil, de aplicación a suelos arcillosos (en los que la floculación reduce la plasticidad), y a suelos con materia orgánica, en los que… bueno, ya sabemos lo que hace la cal con la materia orgánica, ¿no? (si no lo has visto en las típicas películas de mafiosos lo habrás visto en el control de epidemias, supongo).

Vale, entendido, la estabilización de suelos con cemento o cal funciona y el suelo mejora sus cualidades pero, ¿cuánto mejora?, ¿cómo se usa?, ¿en qué proporciones?, ¿depende de la granulometría?, ¿cómo afectan los cambios de humedad?, ¿y la lluvia?, ¿qué técnicas deben usarse?, ¿existe normativa?

Respondiendo a la última pregunta, si, existe normativa, concretamente el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes, más conocido como PG-3.

Y en cuanto al resto de dudas, puede venirnos bien este “Manual de Estabilización de Suelos con Cemento o Cal”, editado a tres manos por la Asociación Nacional de Fabricantes de Cales y Derivados de España (ANCADE), la Asociación Nacional Técnica de Estabilizados de Suelos y Reciclado de Firmes (ANTER) y el Instituto del Cemento y sus Aplicaciones (IECA) en 2008, y disponible en pdf por cortesía de Wikivía.

 

Descarga el Manual de estabilización de suelos con cemento o calManual de Estabilización de Suelos con Cemento o Cal (pdf – 6,75 MB)

 

¿Quieres ver cómo se hace?, pues aquí tienes un didáctico vídeo sobre estabilización de suelos con cemento, procedente de la sección de vídeos de IECA.

Las islas artificiales de conexión puente-túnel del Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge

Hincar 130 cajones metálicos de 22 metros de diámetro, 40/50 metros de longitud y 450 toneladas de peso en menos de 7 meses para crear dos ataguías celulares que permitan conectar 6 km de túnel… eso es lo que ha conseguido hacer la empresa American Piledriving Equipment dentro del ambicioso proyecto del “Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge”, en el mar de China.

Los cajones se hincaron mediante la vibración coordinada de ocho motores (sistema Octa-Kong) y posteriormente se rellenaron de arena procedente de dragado, hacerlo por el modo “tradicional”, mediante tablestacas, hubiera supuesto años, en comparación. Las ataguías van a permitir construir dos islas artificiales para conectar los puentes con el trayecto en túnel, de 6 km, necesario para permitir el tráfico marítimo.

(Todas las fotografías se pueden ampliar)




Las fotografías pertenecen a la página web de American Piledriving Equipment (si te han gustado, todavía hay más en su página de facebook).

Hay también un interesante vídeo sobre el transporte de los cajones.

Y así es como se supone que debería quedar, según ARUP.

Un último ejemplo de la magnitud de las piezas:

Noticia vista en GeoPrac.net