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Un curso intensivo de ingeniería geotécnica

Un curso intensivo de ingeniería geotécnica

[Fuente de imagen: Wikimedia]

La suciedad está en todas partes. Crecemos jugando en él, nos dicen que no lo comamos y, sin embargo, es una de las cosas más difíciles de diseñar y diseñar. Hay un mundo entero debajo de tus pies, con una física compleja que aún no se puede predecir ni modelar por completo. Esta es la ingeniería geotécnica. La forma más sencilla de definir la ingeniería geotécnica es decir cualquier cosa que tenga que ver con la suciedad, pero también implica movimientos de agua, densidades, infiltración del suelo y toneladas de propiedades complejas que varían en todo el mundo. Los ingenieros civiles trabajan más de cerca con los ingenieros geotécnicos al diseñar edificios y cimientos, pero el campo no se limita a eso. Lo difícil es que la suciedad no es homogénea, consta de todas las mismas partes, por lo que es increíblemente difícil descubrir las diferentes capas de suelo y cómo afectarán a su edificio. Antes de entrar demasiado en el meollo de la cuestión, eche un vistazo al video de introducción a continuación.

De cualquier profesión de ingeniería, la ingeniería geotécnica puede ser la más subestimada, o incluso la menos comprendida por otras personas en todo el mundo. Para el ojo inexperto, la suciedad es suciedad, seguro que varía en color, pero ¿no se comporta todo de la misma manera? No hay nada más alejado de la verdad.

Al diseñar un edificio, el primer paso generalmente implica que un ingeniero geotécnico salga y tome muestras del terreno en varios lugares. Dependiendo de la precisión necesaria, el espaciado de las muestras se tomará a diferentes intervalos. Por lo general, las muestras se toman perforando y tomando lo que se denominan muestras "centrales" a profundidades específicas o cambios de suelo. Estas muestras luego se llevan de regreso al laboratorio y se determinan valores como porosidad, saturación, tamaño de grano, homogeneidad y otros que luego se toman en cuenta en cómo se puede o debe diseñar una base de construcción.

Hay otras pruebas que se pueden hacer en el suelo en el campo, como determinar la densidad de la capa superior del suelo o incluso la saturación y la porosidad. Al diseñar una carretera o autopista, por ejemplo, la base de tierra debe estar lo más compactada posible para evitar la formación de surcos y asentamientos. El suelo tiene un contenido de humedad óptimo en el que puede ocurrir la densificación máxima, lo que se determinaría en pruebas de laboratorio previas. Por lo tanto, una vez que el laboratorio determina este contenido de humedad óptimo, les da a los constructores en el campo un rango de humedad óptimo (~ 95% óptimo) para mantener el suelo adentro para que pueda ocurrir la máxima compactación. El suelo a veces no es lo suficientemente fuerte como para sostener las cosas por sí solo, pero hay formas de solucionarlo que son mucho más baratas que usar concreto costoso. Vea el video a continuación para obtener más información.

La ingeniería geotécnica también abarca el movimiento del agua subterránea, los esfuerzos cortantes y las deformaciones en el suelo y otras ecuaciones complejas del suelo que están un poco más allá del alcance de este artículo introductorio. Echemos un vistazo al flujo de agua subterránea por un momento. Como probablemente sepa, hay un nivel freático debajo de sus pies o una elevación en la que el agua descansa naturalmente en el suelo. Este nivel puede cambiar según la precipitación y las tasas de agotamiento de los pozos, pero comprender cómo fluye el agua a través de varios suelos es una de las tareas clave de un ingeniero geotécnico.

Tomemos un sitio de construcción donde se está cavando una base debajo de la línea de agua natural. Esto es bastante común en estructuras más grandes o incluso en algunas estructuras marinas como puentes y plataformas petrolíferas en alta mar. La técnica común para mantener el agua fuera de su sitio de construcción es construir una pared impermeable tanto al nivel natural del agua como a cierta distancia por debajo del nivel del suelo. El problema es que calcular la profundidad que necesita para construir ese muro temporal puede ser complicado, pero afortunadamente los ingenieros geotécnicos han ideado un método complejo, pero fácil de interpolar, para comprender el flujo de agua subterránea en situaciones como esta. Vea la impresionante demostración de estos principios en el video a continuación.

Entonces, la ingeniería geotécnica abarca tierra, flujo de agua y prácticamente todo aquello sobre lo que se construye o descansa cada estructura en el mundo entero. No hay un proyecto de construcción importante que ocurra en los tiempos modernos que no haga referencia a la experiencia de un ingeniero geotécnico. No darle importancia a la ingeniería geotécnica en el diseño de edificios es la razón por la que la Torre Inclinada de Pisa está bien, inclinada.

Sijugando con tierra es algo que desea hacer por el resto de su vida, la ingeniería geotécnica puede ser divertida e increíblemente desafiante. A pesar de que hay muchas cosas que se entienden sobre la tierra, todavía hay muchas avenidas que en gran parte están por descubrir en el ámbito de la mecánica del suelo, por lo que tal vez usted podría ser el que haga el próximo avance. Si está interesado en el diseño de edificios, pero no quiere trabajar con suciedad toda su vida, consulte nuestra introducción a lo que hace un ingeniero civil aquí.

VEA TAMBIÉN: ¿Qué hace un ingeniero civil?

Sobre el Autor:Trevor English es ingeniero civil de formación con especialización en hidrología e ingeniería hidráulica. Para preguntas o adiciones a este artículo, puede contactarlo en [email protected]

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