Geotecnista y Estructurista en el diseƱo de cimentaciones
- Los expertos de AN
- 5 abr 2021
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Actualizado: 14 abr 2021
El diseƱo de cimentaciones es una actividad en la que se traslapan las especialidades de Geotecnia y Estructuras. El diseƱo propiamente dicho de la cimentaciĆ³n incluye:
- El anĆ”lisis del sistema suelo-cimentaciĆ³n-superestructura y la determinaciĆ³n de las fuerzas internas y deformaciones que se generan por dicha interacciĆ³n.
- La revisiĆ³n de la capacidad de carga de la cimentaciĆ³n y de los asentamientos que se producen por las cargas sobre el suelo.
- El dimensionamiento de la cimentaciĆ³n y la consideraciĆ³n en la superestructura de las solicitaciones debidas a los movimientos de los apoyos.
El ingeniero geotecnista, especialista en ingenierĆa de suelos y rocas, realiza el diseƱo conceptual de una cimentaciĆ³n mientras que el ingeniero estructurista realiza, tanto el diseƱo estructural de la misma como el de la superestructura. Desafortunadamente, hay muy pocos ingenieros que realmente dominen ambas Ć”reas, por lo que es sumamente importante que la comunicaciĆ³n entre ambos especialistas sea la adecuada durante el intercambio de datos y parĆ”metros para un diseƱo satisfactorio geotĆ©cnico-estructural de la cimentaciĆ³n.
Importancia del geotecnista
El comportamiento de una cimentaciĆ³n depende de las propiedades mecĆ”nicas del suelo subyacente. Por ser Ć©ste un material natural, sus propiedades no son controlables y son mĆ”s difĆciles de determinar con precisiĆ³n que las de los materiales de la estructura. AdemĆ”s, la respuesta de la mayorĆa de los suelos bajo carga estĆ”tica es no lineal desde niveles de bajos esfuerzos y se modifica en forma importante con el tiempo. Por ello, es indispensable que el diseƱo geotĆ©cnico estĆ© a cargo de un ingeniero geotecnista especialista con la capacidad y experiencia necesaria para un correcto diseƱo de cimentaciones.
Importancia del estructurista
La utilidad del diseƱo estructural es que se garantiza que el material no presente fallas durante su periodo de vida Ćŗtil, las cuales van desde fallas de servicio hasta problemas de inestabilidad o roturas; tambiĆ©n se controlan las deformaciones que el material pudiera presentar, pues en el momento en que percibimos las imperfecciones del mismo, Ć©ste deja de ser funcional. En el diseƱo de cimentaciones, el estructurista hace el anĆ”lisis para determinar las presiones de contacto y los elementos mecĆ”nicos internos que presenta el cimiento.
Proceso de diseƱo
Un buen proceso de diseƱo debe tener una secuencia parecida a la que se expone a continuaciĆ³n. El estructurista hace el anĆ”lisis de la superestructura con las combinaciones y factores de carga correspondientes segĆŗn la normativa vigente y aplicable, considerando a la cimentaciĆ³n infinitamente rĆgida (apoyos empotrados). Genera una tabla con los elementos mecĆ”nicos que llegan al nivel de cimentaciĆ³n: carga vertical, horizontal y momento.
Con base en la planta arquitectĆ³nica, la bajada de cargas dada por el estructurista y las propiedades mecĆ”nicas e hidrĆ”ulicas del suelo, el geotecnista hace una primera propuesta de cimentaciĆ³n donde indica dimensiones, profundidad de desplante, capacidad de carga admisible y asentamientos a corto y largo plazo, asĆ como mĆ³dulos de reacciĆ³n del suelo.
Esta informaciĆ³n es dada al estructurista para verificar que las dimensiones (largo, ancho y longitud, o diĆ”metro) sean adecuadas para que el elemento soporte los elementos mecĆ”nicos internos (cortante y momento) generados por las cargas de la superestructura, asĆ como para verificar que las presiones de contacto entre la cimentaciĆ³n y el suelo no sobrepasen la capacidad de carga admisible.
Si esto no se cumple, se deben proponer nuevas dimensiones u otro tipo de cimentaciĆ³n y se repite el proceso descrito anteriormente donde se genera un bucle de retroalimentaciĆ³n entre geotecnista y estructurista hasta que el visto bueno es dado por ambas disciplinas.
Cabe mencionar que durante todo este proceso la comunicaciĆ³n entre ambos ingenieros es vital para el mejor diseƱo posible de la cimentaciĆ³n. No se puede hacer el diseƱo estructural sĆ³lo con datos dados en un estudio de mecĆ”nica de suelos sin la intervenciĆ³n del geotecnista, de igual forma no se puede hacer el diseƱo geotĆ©cnico de la cimentaciĆ³n sin tener el anĆ”lisis de la superestructura que hace el estructurista.