28 Jul Mecánicas de suelo y su contribución a la mitigación del riesgo
Definir las propiedades mecánicas de los suelos, es de gran importancia para determinar la integridad estructural de las edificaciones considerando, que una buena construcción requiere de buenos cimientos.
Las edificaciones son sistemas que concatenan la funcionalidad estructural de la subestructura “cimentación” y la superestructura. Sin embargo, algunos reglamentos contradicen lo anterior.
En el inciso “a” del capítulo 3.3.5 de los términos de referencia TRES-004-UEPC-2016 para la elaboración de diagnósticos de riesgo define que no se requiere estudios de mecánica de suelos ni diagnóstico para construcciones menores a 300 m2 y como máximo 2 niveles. De la misma manera, en el artículo 27 de las normas técnicas complementarias (NTC-PE-2018) del reglamento de construcción del Municipio de Hermosillo para el diseño estructural, define que no se requiere para viviendas (no construida en serie) con superficie de 201 m2 a 350 m2 de construcción y para uso comercial entre 301 m2 a 400 m2 con un máximo dos niveles para ambas. Así mismo para las de uso comercial las NTC-PE-2018 permiten sustituir las mecánicas de suelo por un diagnóstico describiendo la clasificación del suelo y estimando la capacidad de carga.
Con lo anterior, y sin un marco de referencia para definir los requerimientos mencionados en los reglamentos citados en función de la superficie de proyecto, deja la duda razonable si son correctos estos criterios, considerando que para la clasificación y la determinación de la capacidad de carga del suelo se requiere propiamente de ensayos de laboratorio a especímenes de los estratos tomados en el sitio donde se pretende construir el proyecto.
Con estos ensayos, los especialistas en geotecnia proporcionan los parámetros necesarios del suelo para un correcto diseño de cimentación dada la interfaz subestructura-superestructura, por lo que es difícil diagnosticar con precisión las propiedades mecánicas considerando la heterogeneidad de los suelos en el Municipio de Hermosillo mediante una inspección visual en el entorno superficial del suelo.
Cuando se habla de parámetros necesarios no solo es mencionar la capacidad portante ya que hay otros fenómenos que son necesarios estudiar como los efectos capilares, procesos de contracción de suelos finos, propiedades hidráulicas y el fenómeno de consolidación entre otros.
Juárez (2018, p.247), le llama consolidación al “proceso de disminución de volumen, que tenga lugar en un lapso de tiempo, provocado por un aumento de las cargas sobre suelo” y no necesariamente está relacionada la superficie construida si no propiamente por la demanda de cargas en función del tiempo transmitidas por medio de la superestructura en condiciones de servicio y que puede ser estimada utilizando la teoría de Terzaghi y el principio de deformación elástico no lineal de la teoría Janbu entre otras teorías.
Reforzando la heterogeneidad mencionada en el presente artículo, “los suelos predominantes en la ciudad de Hermosillo son principalmente de tres tipos: arcilloso, gravoso y limoso de origen pluvial, estos últimos localizados en el cauce del Río Sonora al noroeste y suroeste de la ciudad.” (IMPLAN,2018, p14)
INEGI e IMPLAN proporcionan planos edafológicos del Municipio de Hermosillo que representan las características morfológicas, físicas y químicas. Sin embargo, no se cuenta con planos de referencia para poder diagnosticar de manera indirecta donde se describa la clasificación del suelo y capacidades de carga como información mínima requerida en los reglamentos citados con anterioridad.
Un caso real es la de un local comercial de 150 m2 de construcción que se me requirió inspeccionar y dictaminar estructuralmente que presenta daños a causa de hundimientos en columnas confinadas en muros que transmiten cargas puntuales y la aparición de grietas en el suelo como los que a continuación se muestran:
Estas patologías son preocupantes ya que el edificio cuenta con 3 años de antigüedad y no solo por la evidencia antes mostrada si no por el comportamiento que tendrá la superestructura a causa de estos desplazamientos verticales. Con esto, es evidente que se requiere el apoyo de un especialista en geotecnia trabajando en equipo con el estructurista para buscar la solución más apropiada a los problemas de una construcción con superficie inferior a las máximas mencionadas en los artículos e incisos de reglamento antes citados.
Las armaduras que se muestran en la siguiente imagen, es un modelo estructural del mismo edificio utilizando el método de elementos finitos “aproximación del comportamiento real mediante ecuaciones diferenciales” para su análisis y soportan una losa de vigueta y casetón con peso propio aproximado total de 28.50 toneladas considerando 0.19 toneladas /m2 sin tomar en cuenta los equipos, cargas accidentales e instalaciones de azotea.
Uno del caso más crítico que se puede presentar, es la falla de conexiones en armaduras dado a las tensiones que se generan y que posiblemente el estructurista no consideró esos desplazamientos máximos como un dato inicial en su análisis estructural previo a la construcción. Con esta falla de la estructura, pondría en riesgo la integridad de las personas que laboran en la edificación por el riesgo de colapso de losa de azotea.
Esto nos puede hacer reflexionar y considerar la importancia de la implementación de mecánica de suelos y que no se remita a los parámetros de superficie de construcción de los reglamentos citados con anterioridad porque no tiene fundamento teórico. Los especialistas en geotecnia son la base de la seguridad estructural y haciendo una combinación de experiencia y teorías de la geotecnia, nos pueden brindar la información necesaria para evitar reparaciones futuras a las edificaciones que suelen ser más caras que un estudio de mecánica de suelos previo a la construcción y obviamente al proyecto. Así mismo, debemos evitar la frase “la costumbre se hace ley” para justificar que anteriormente no se realizaban y seguirlas omitiendo para construcciones de menor envergadura y hacer un cambio importante aplicando la ingeniería para la mitigación del riesgo.
En el Colegio de Ingenieros Civiles de Sonora A.C. (CICS) se cuenta con especialistas en geotecnia que te pueden asesorar previamente al diseño y construcción de tu proyecto trabajando de la mano con el grupo de Calculistas y Estructuristas de Sonora A.C y el ACI capítulo Noroeste.
Ante las interrogantes anteriores se deja a criterio y ante todo al sentido de ética el actuar de cada corresponsable.
En el Colegio de Ingenieros Civiles de Sonora A.C. (CICS) se cuenta con profesionistas que pueden ayudar en la cuantificación y mitigación del riesgo en apoyo a los propietarios de las edificaciones, inversionistas de proyecto y profesionistas en la Arquitectura como lo son el grupo de Calculistas y Estructuristas de Sonora A.C y el ACI capítulo Noroeste.
Joaquín Bojórquez Acuña
Ingeniero Civil con Maestría en Valuación Inmobiliaria, Industrial y de Bienes Nacionales, Maestría en Ingeniería Económica y Financiera, Maestría en Estructuras Urbanas, Máster internacional en Estructuras de Edificación con CYPE, Maestría en Ingeniería Estructural y Sísmica, colaborador del consejo INCIDE, miembro del Colegio de Ingenieros Civiles de Sonora A.C, miembro de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural A.C. SMIE, miembro del grupo de Calculistas y Estructuristas de Sonora A.C., emprendedor PYME con más de 10 años de experiencia.
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