Exploraciones geotécnicas, sondajes y ensayos de laboratorio.

Civil Engineering...see boring’

Esta frase corresponde a una publicación de un medio británico, pues bien a continuación mostraremos y la importancia y los desafíos que presenta la ingeniería.

A modo de introducción el documento da a conocer cual fue la Importancia de Terzagui, el cual es conocido comúnmente como el padre de la mecánica de suelo. Pero él es mucho mas que eso sino que realmente el padre de la ingeniera geotécnica.

Karl Terzaghi nació en Praga en 1883. A pesar de estudiar ingeniería mecánica en “Technical University of Graz”, estaba mas interesado en la geología. Cambió la Ingeniería civil y fue a trabajar  a una firma especializada en la generación de energía hidroeléctrica.  Allí se encontró con varios fracasos por la imposibilidad de predecir y controlar las aguas subterráneas. Allí pudo observar el papel importante que tenía la geología, por lo que decidió ir a Estados Unidos,  durante dos años (1912-1914), para recopilar toda la información necesaria en este campo. Lamentablemente durante  ese tiempo no consiguió demasiado. En parte se debió a que en ese periodo se desarrollaba la primera guerra mundial. Terzaghi recalcaba la importancia de buscar y examinar pruebas materiales para apoyar los procedimientos empíricos.

En 1919 comenzó un intenso periodo de experimentación en donde llevó a cabo una serie de pruebas, como pruebas edométricas, ensayos de corte en arcillas y arenas, desarrolló su comprensión física de la tensión efectiva y  el exceso de presión de poros, dando paso al nacimiento de la Mecánica de suelos.

A partir de las observaciones de Terzaghi se puede concluir que para  abordar un problema de ingeniería del terreno se deben tener en cuenta los siguientes puntos, los cuales son conocidos como “triangulo geotécnico”:

•     El perfil del suelo incluidas las condiciones  de aguas subterráneas
•     El comportamiento observado o medido de la tierra 
•     Predicción con modelos apropiados: es el proceso de idealización o simplificación de nuestro conocimiento del mundo real 
•     Procedimientos empíricos, juicios basados en precedente y experiencia.

En resumen, el “triangulo geotécnico” nos muestra cuatros aspectos claves, asociados a algún tipo de actividad, en donde cada uno está interrelacionado con los otros. De aquí podemos observar la importancia de mantener equilibrado este triangulo.

El triangulo geotécnico ha jugado un rol importante en la educación pues ilustra la forma en que el método científico se puede aplicar utilizando observaciones, mediciones y experiencia en la formulación de modelos predictivos. Los estudiantes se muestran confusos cuando se trata de resultados basados en  experimentos, empíricos o en la idealización de modelos. Es entonces donde el triangulo geotécnico ayuda a relacionar cada uno de estas metodologías y así de este modo mantener el equilibrio adecuado.

Retomando la frase del principio, “Civil Engineering...see boring’ , es lo que la mayoría de las personas piensan. Esto se debe a que muchas veces no se es capaz de transmitir al público lo que realmente implica la ingeniería civil. La presentación de los documentos técnicos no  refleja a cabalidad el reto y drama de este trabajo. Es por esta razón que es importante mostrar los desafíos que implica la ingeniería geotécnica y así de este modo poder atraer a las nuevas generaciones, pues la ingeniería estamos trabajando para la comunidad y nuestro entorno.

Resumen video.

Introduccion al procedimiento de muestreo en prácticas geotecnicas.

Introducción al procedimiento de muestreo en prácticas geotécnicas.

A lo largo del video se nos muestran los distintos procedimientos para llevar a cabo  un muestreo en prácticas geotécnicas. En primer lugar Se debe hacer un muestreo de suelos y de los equipos a utilizar para hacer un eficiente y correcto análisis de suelos.El tipo de análisis va a depender de cada proyecto. Algunas de las variables que se deben tener en cuenta para esto son: exploraciones de suelos, ubicación del proyecto, homegeneidad de los suelos, etc. Es de vital importancia entender, interpretar, estudiar y principalmente conocer el origen del suelo.

Equipos de perforación:

1.     Highway: consiste en un camión al cual en la parte de atrás se le endosa un taladro

2.     Offroad: es un auto tipo oruga el cual es usado cuando no hay camino por lo que es todo terreno, debe ser trasladado en helicóptero.

3.     Overwather: es un buque con capacidades de muestreo para haver penetraciones muy profundas en el agua, normalmente se usan en la industria petrolera

4.     Portable: es usado para excavaciones menores por lo que posee un limite de 7 a 8 metros de profundidad

 Es necesario saber que en todo análisis de suelos se necesita el permiso del Underground Service Alert y también que después de hacer la ruptura del suelo esta debe ser cerrada.

METODOS DE PERFORACION

Varían de acuerdo al tipo de suelo y a la profundidad, además es importante recalcar que mas de un método puede ser usado para algún proyecto. Los taladros normalmente usados poseen dos piezas de las cuales es necesario destacar la cabeza del taladro pues esta va siendo modificada ya que posee una vida útil limitada debido al fuerte impacto que realiza sobre los suelos.

Para llevar a cabo la perforación se tienen los siguientes procedimientos:

• -        Hacer el hoyo sobre el suelo y cuando se llega a la profundidad deseada toma el taladro, lo saca, toma la muestra y luego sigue taladrando.
• -        Hollow Stem Continuos: no se saca nunca el taladro del suelo, ambas piezas del taladro giran por separado y en este caso una pieza toma la muestra y la otra continua dentro del hoyo
• -        Rotary wash: a este se le incorpora una mezcla de agua con bentonita. Ayuda en perforaciones mayores para evitar el calentamiento del sistema cuando se requiere mayor frecuencia.
• -        Coring: para suelos más duros, posee gran cantidad de piezas (alrededor de 6) , es un sistema más sofisticado, va cortando muestras de suelo y dependiendo de la situación es más delgado o de mayor grosor.

TIPOS DE MUESTRA

Algunos de los atributos que se buscan en las muestras son: dureza, fuerza, permeabilidad, compresibilidad.Estos pueden ser distorsionado si el proceso no es el adecuado.

1.  Split spoon simple. Es la más utilizada y más económica, pero tiene un margen de error elevado, porque muestra material del proceso de excavación con el material del fondo. Otro proceso es SPT: standard penetration test. El cual consiste en reiterados golpes del martillo hasta llegar a una profundidad determinada. que son necesarios para obtener la muestra, Este test sirve para determinar la dureza del suelo. Idealmente el SPT se debe realizar con métodos de perforación en seco e idealmente con un martillo mecánico ya que entrega mayor precisión que el martillo jalado manualmente.

Existen factores que pueden determinar la fiabilidad del SPT, los que son responsabilidad del equipo técnico que realiza el test en terreno.

a.- Tamaño de la broca utilizada

b.- Nivel de presión de agua que posee el suelo

c.- Nivelación del equipo de testeo

    

      2. Thin Walled simple es otro proceso Se utiliza cuando se requiere de una muestra más exacta, busca reducir el nivel de contaminación al mínimo, extrayendo exclusivamente el fondo de la perforación. Adicionalmente se debe tener cuidado con contaminar la muestra en el transporte y almacenamiento, para lo que se sella herméticamente y es llevada al laboratorio.

EFECTOS DE UNA MUESTRA DISTORCIONADA:

Todas las muestras tienen un porcentaje de distorsión, el que se calcula mediante la extracción de una muestra 100% distorsionada, la que se utiliza para medir el % de distorsión  de cada una de las muestras tomadas a distintos niveles de profundidad. 

Existe una relación entre el costo de tiempo y dinero para la obtención de una muestra de mayor calidad, ya que muchas veces no se justifica económicamente una muestra de mayor calidad.

Existen más técnicas de muestreo que no están en el video que buscan maximizar la calidad de la muestra, no obstante, no existen nunca muestras de calidad suficientes para asegurar 100% la fiabilidad del suelo, por lo que siempre existe un % de error en los análisis de suelos.