Diseñan universitarios cimentación para suelos expansivos

Fisuras, grietas y fracturas que ponen en riesgo la estabilidad de las viviendas, son algunos de los problemas que ocasiona la construcción de fraccionamientos sobre suelos expansivos. Estos materiales son suelos arcillosos volumétricamente inestables en presencia de agua, cuya característica principal es que las placas arcillosas experimentan grandes incrementos de volumen cuando se humedecen, por ejemplo, durante una lluvia intensa o bien por fugas en los sistemas de agua potable o drenaje.
Generalmente, estos suelos expansivos se encuentran en los alrededores de las zonas que tuvieron actividad volcánica, como en el caso de la Zona Metropolitana de Querétaro en cuya cercanía se encuentra el extinto volcán Cimatario, explicó Eduardo Rojas González, catedrático investigador de la Facultad de Ingeniería (FI) de la Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ).
Eduardo Rojas González encabeza un proyecto de investigación para diseñar una alternativa de cimentación que sea económica y segura para este tipo de suelos, con el objetivo de reducir o erradicar los problemas que causa el cambio de contenido de agua del suelo sobre las estructuras, ya que al expandirse o contraerse -dependiendo de la humedad que absorba- ocasiona daños en las construcciones que pueden poner en peligro la integridad de sus habitantes.
“Las constructoras locales saben dónde se localizan los suelos expansivos y tratan de evitarlos o bien utilizan técnicas de construcción especiales. El problema más grave surge con las constructoras foráneas que carecen de información sobre el comportamiento de estos suelos. El desconocimiento de estos materiales, y el no asesorarse con un especialista en geotecnia que conozca el comportamiento de estos suelos ocasiona que haya problemas en las viviendas y se generen una gran cantidad de demandas”, señaló el académico universitario.
Recientemente, explicó el investigador, se ha utilizado la técnica de presaturación, que consiste en inundar el suelo y saturarlo permitiéndole que se expanda hasta su máximo potencial, tratando de mantener la condición de saturación de suelo a lo largo del tiempo. Esto evitaría los cambios volumétricos, por lo que, en teoría, no se tendrían daños en la estructura en ningún momento.
Sin embargo, esta técnica presenta varias desventajas como que al paso del tiempo, el suelo busca su equilibrio y filtra la humedad, con lo que de todos modos se presenta el cambio de volumen.
Asímismo, existe el método de sustitución del material expansivo; aunque, de acuerdo con Eduardo Rojas, esto puede resultar muy caro cuando el espesor de las capas de suelo son superiores a dos metros, como en el caso de Jurica donde existen estratos de hasta de ocho o nueve metros.
Ante esta problemática, Rojas y Jaime Orta Rangel desarrollan, junto con alumnos de la maestría en Geotecnia, una metodología basada en la técnica del elemento finito, en donde se simulan la construcción de una estructura sobre un suelo expansivo y su posterior humedecimiento. Esto permite probar diversas técnicas constructivas para determinar cuál es la mejor manera de construir una estructura ligera sobre estos materiales.
“Estamos buscando una alternativa económica y que sea 100 por ciento segura, a través de un modelo matemático de esfuerzos efectivos, que actualmente no existe en ninguna parte del mundo”, indicó Rojas, ganador del premio Alejandrina 2016 que entrega la UAQ a investigadores destacados.
Eduardo Rojas manifestó que a la par del desarrollo de esta cimentación también impulsa la inclusión en el Reglamento de Construcción de la figura de un Perito en Mecánica de Suelos que deberá ser especialista en Geotecnia y que será el responsable de la seguridad de la cimentación de cualquier tipo de estructura y durante toda vida útil.

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