Estudios de licuefacción

La aplicación de cargas dinámicas a suelos granulares flojos y saturados puede generar la licuefacción del terreno. Principia ha analizado esta problemática tanto para determinar cuándo puede ocurrir y en su caso diseñar medidas de remediación, como para interpretar la secuencia en accidentes pasados.

Los estudios han sido realizados en todo tipo de contextos, tanto en tierra como en el fondo marino, involucrando cimentaciones de tanques de gas natural licuado, plantas de generación eléctrica, aerogeneradores, puentes, taludes y un largo etcétera que incluye la isla artificial del enlace Oresund entre Dinamarca y Suecia, donde se unen los tramos de puente y túnel, así como los muelles de Devonport para submarinos de propulsión nuclear en el Reino Unido.

Los estériles de la presa de Aznalcóllar, cuya fotografía aparece en otro apartado de esta misma sección, experimentaron licuefacción, lo que les permitió mantener su empuje sobre la presa a lo largo de su desplazamiento.

Estudio de cimentaciones pilotadas

La insuficiente rigidez o capacidad del terreno frente a las demandas de diseño requieren muchas veces el empleo de cimentaciones pilotadas. El estudio de la respuesta de la estructura soportada en los pilotes es complejo, especialmente frente a solicitaciones dinámicas (terremotos, impacto de barcos, viento, etc). En grupos densos de pilotes, las interacciones entre pilotes vecinos a través del terreno tienen efectos importantes en la dinámica del conjunto.

Principia ha llevado a cabo análisis dinámicos de este tipo de cimentaciones en múltiples estructuras de gran responsabilidad: centrales nucleares, tanques de gas natural licuado, puentes de grandes dimensiones, plantas petroquímicas, etc.

Las imágenes siguientes muestran vistas de la cimentación de 578 pilotes de hormigón, de 1 m de diámetro y unos 40 m de longitud, en que se apoya un tanque de gas natural licuado, cuyo diseño civil fue realizado por Principia con apoyo de Esteyco.

Principia realiza estudios de geotecnia y minería Principia realiza estudios de cimentaciones pilotadas frente a terremotos, impactos de barco, etc.

Balsa de estériles de Aznalcóllar

Las evaluaciones post-fallo son a menudo mucho más complejas que los cálculos de diseño. Estos últimos pueden ser bastante simplistas, pues sólo se requiere que sus inexactitudes queden del lado de la seguridad. La interpretación de un accidente real, sin embargo, debe incorporar los mecanismos y comportamientos precisos de los materiales; para ese cometido, no hay valores “conservadores” de los parámetros, sino simplemente erróneos.

Principia investigó para la Propiedad el fallo de la balsa de estériles de la mina de Aznalcóllar, estableciendo que el fallo se debió a que los proyectos no habían tenido en cuenta la lentitud de la consolidación de las arcillas azules y la fragilidad de su comportamiento.

La simulación detallada del accidente es especialmente compleja en este caso. Es necesario realizar cálculos acoplados, empleando tensiones efectivas en el terreno, a lo largo de todo el período de construcción, así como representar explícitamente el reblandecimiento que experimenta la respuesta de las margas. Adicionalmente, el fallo desencadena la licuefacción de los estériles y una súbita aceleración del proceso: la presa se desplazó decenas de metros a lo largo de cientos de metros de su longitud.

La primera figura muestra el mecanismo de fallo calculado, que es coherente con el que se experimentó en la realidad. La segunda es una fotografía de la presa después del accidente.

Principia llevó a cabo la evaluación post-fallo de la balsa de estériles de la mina de Aznalcóllar

Principia investigó el fallo de la balsa de estériles de la mina de Aznalcóllar