The blog of Alvaro Boiero

"Live as if you were going to die tomorrow. Learn as if you were going to live forever" Mahatma Gandhi

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Modelos conceptuales simples en la ingeniería geotécnica

Los fenómenos que ocurren en el terreno cuando éste es solicitado por alguna obra civil, son de naturaleza sumamente compleja. Es por ello que, a fin de analizar estos fenómenos, el Ingeniero Geotécnico recurre a modelos conceptuales simples, basados en la lógica, para tomar en cuenta al menos las variables más importantes que intervienen. Pero, ¿qué son los modelos conceptuales simples? Continúa leyendo para averiguarlo…

La buena práctica y el juicio del ingeniero

Como resulta lógico suponer, el aprendizaje asociado a las fundaciones de las estructuras construidas por el hombre, estuvo inicialmente basado en reglas empíricas, desarrolladas por ensayo y error. Posteriormente, comenzó un proceso de inducción, en el cual, a partir de la observación de hechos particulares, se intentó descifrar leyes o criterios generales.

 

Esto dio origen a un conjunto de reglas de la buena práctica, que básicamente consistían en emplear las diversas tecnologías dentro de los rangos de aplicación previamente ensayados con éxito, y en adoptar precauciones especiales cuando inevitablemente había que excederlos (De Fries, 2008).

 

Aunque el advenimiento del Método Científico y de las herramientas aportadas por la Ingeniería Geotécnica representó un poderoso impulso, la incertidumbre sigue siendo el factor común en los proyectos geotécnicos. Es por eso que muchas decisiones de diseño en proyectos complejos, requieren de la aplicación tanto del juicio del ingeniero, como de las reglas de la buena práctica ingenieril, de manera de asegurar la funcionalidad de la estructura durante su vida útil.

Figure 1 El juicio del ingeniero  (Fuente: recopilado de www.google.com).

Y para esto, los modelos son particularmente útiles…

Modelos conceptuales, físicos y numéricos

Pero, ¿qué es un modelo? Básicamente, es una estructura mental o lógica suficientemente simple, que se emplea para intuir cuáles son los mecanismos y las variables más importantes que intervienen en un fenómeno dado; y, a la vez, suficientemente compleja como para tomar en cuenta las más importantes de estas variables.

 

Estas estructuras mentales (vale decir, estos modelos), orientan la observación, permiten validar hipótesis de trabajo, y transformar los hechos observados en valores de las variables o parámetros que pueden ser comparados o extrapolados.

 

En la Ingeniería Geotécnica, se utilizan tres tipos de modelos, tal como se observa en la Figura 2.

Figure 2 Modelos empleados en la Ingeniería Geotécnica

Los modelos conceptuales simples (MCS) son, sin duda, los más importantes, dado que son los que se formula el Ingeniero Geotécnico sobre la marcha, para comprender cada nuevo hecho observado, o para profundizar en el análisis. Así, el desarrollo de estos MCS constituye una fase crucial de la interpretación geotécnica.

Algunos modelos conceptuales simples en la Ingeniería Geotécnica

La Ingeniería Geotécnica tiene marcado su nacimiento a través de dos modelos conceptuales simples, propuestos por Terzaghi allá por 1925: el modelo del resorte para explicar la dinámica de los esfuerzos efectivos, y el modelo de los resortes aplicado al fenómeno de consolidación de los suelos.

 

Sin embargo, muchos otros modelos forman parte de su esqueleto conceptual, cuyos resultados son empleados de manera casi intuitiva, para comprender los fenómenos físicos asociados a muchos problemas geotécnicos.

 

La Figura 3 ilustra algunos MCS empleados usualmente en la Ingeniería Geotécnica.

Figura 3 Modelos conceptuales simples empleados en la Ingeniería Geotécnica (Fuente: modificado de Grases, 1997; y Schofield & Wroth, 1968).

Es evidente que el empleo de MCS ha servido para identificar los mecanismos que intervienen, para descubrir y cuantificar las variables más importantes, y para transformar las observaciones en enseñanzas útiles, de aplicación general en la Ingeniería Geotécnica.

 

Asimismo, huelga destacar que estas sencillas herramientas permiten examinar, en corto tiempo, numerosas posibilidades; y hacen uso óptimo de la creatividad, la imaginación y la experiencia del Ingeniero Geotécnico durante la fase inicial, crucial, de cualquier interpretación geotécnica.

 

 

Este artículo es prácticamente un resumen de la X Conferencia Gustavo Luis Pérez Guerra, ofrecida por el Ing. Kilian De Fries en el marco de la Conferencia 50 Aniversario de la Sociedad Venezolana de Geotecnia, celebrada en 2008. Es un artículo que me marcó como Ingeniero Geotécnico, y por eso quería compartir un resumen del mismo en este post.

References

  • De Fries, K. (2008) “Uso de modelos simples en la interpretación geotécnica”. Conferencia 50 Aniversario Sociedad Venezolana de Geotecnia. Caracas, Venezuela.
  • Grases, J. (1997) “Acciones sísmicas, espectros de respuesta, peligrosidad y zonificación”, publicado en el libro “Diseño sismorresistente. Especificaciones y criterios empleados en Venezuela”, Academia de Ciencias Físicas, Matemáticas y Naturales, Caracas, Venezuela.
  • Schofield, A. & Wroth, C. (1968) “Critical state Soil Mechanics”. Publisher: McGraw-Hill ISBN: 978-0641940484. London, UK.