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Archivos anuales: 2017
Congelación del terreno
Estos días en que la noticia es la ola de frío que hay en España me ha parecido interesante escribir algo sobre la congelación del terreno. Se trata de una técnica de mejora del terreno mediante la que se aumenta la resistencia del terreno y disminuye su permeabilidad. Su aplicación práctica es limitada en muchos países del mundo pero es interesante conocer en que consiste y su posible utilidad.
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¿En qué consiste esta técnica? Muy sencillo. Se quiere disminuir la temperatura en el terreno hasta que se sitúe por debajo del valor de congelación del agua. Y luego se debería mantener donde el tiempo que sea necesario para nuestra actuación.
¿Cuál es el fundamento teórico de este tratamiento? El agua intersticial del terreno se convierte en hielo por lo que se convierte en un elemento aglutinante (pegamento) para las partículas que componen el suelo. Este efecto lo podeís comprobar si cogéis un parte de suelo congelado. O más sencillo. Una bolsa de guisantes. ¿Al congelarse nos se unen unos guisante a otros?
¿Cómo se disminuye la temperatura del suelo? Se suele hacer circular un fluido refrigerante a través de una serie de tuberías introducidas en el terreno. Estas tuberías suelen tener dos tubos concéntricos. El exterior está cerrado en el centro mientras que el interior no. El procedimiento es introducir el fluido refrigerante por el tubo interior y que retorne por el hueco entre ambos tubos. Es un sistema similar el empelado en las inyecciones (por ejemplo, de un micropilote).
Existen dos métodos de congelación: el directo y el indirecto. El directo es un proceso abierto en el que el líquido refrigerante es nitrógeno líquido a -196ºC. El nitrógeno líquido se evapora a medida que pasa a través de las tuberías de congelación. Y este gas producido se libera y se dispersa en la atmósfera a una temperatura entre -100ºC y -60ºC. En el método indirecto el proceso es cerrado y requiere de una planta de refrigeración industrial que alimente el circuito. En este caso se introduce salmuera (a -25ºc/-40ªC) que se calienta durante el recorrido por las tuberías por lo que hay que enfriarla de nuevo antes de retornarla al terreno. El primer método es más caro pero en cambio es más rápido.
¿Cuando se puede aplicar? Evidentemente en suelos que estén saturados. Y de baja compacidad (¡¡si no fuera así no habría que mejorarlos!!). O cuando tengamos un problema de permeabiliad excesiva del terreno.
Un ejemplo real puede ser la aplicación en la construcción de un túnel cuando hay que atravesar una zona de poca resistencia. O, por ejemplo, para disminuir la permeabilidad en el entorno de un pozo cuando se está construyendo el mismo
Cimentación de las torres de la Ciudad Deportiva
En los últimos días se ha conocido la noticia de la futura construcción de una quinta torre en la antigua Ciudad Deportiva del Real Madrid. Actualmente, existen cuatro torres que son conocidas con el nombre de Torre Bankia, Torre PwC (antigua torre Sacyr-Vallermoso), Torre de Cristal y Torre Espacio
Con este motivo me ha parecido interesante repasar la tipología de cimentación de las torres ya construidas.
En primer lugar es necesario conocer el terreno natural existente en el área de apoyo. Para ello se dispone de la información de los sondeos que se perforaron hasta alcanzar, en algunos casos, los 60 m de profundidad. El resultado fue que desde la superficie hasta 15-25 m se detectaban arenas tosquizas y a partir de dicha cota se calificaba el terreno como de tosco arenoso.
Antes de realizar los sondeos se podía esperar esta estratigrafía puesto que la misma es bien conocida y está publicada en numerosas publicaciones (ver, por ejemplo, el libro Sintésis Geotécnica de los suelos de Madrid y su Alfoz de Vebtura Escario). En realidad, la arena de miga y el tosco (cuya denominación geológica sería arcosas) pertenecen a la facies detrítica constituida por sedimentos detríticos inmaduros provenientes de la erosión de la Sierra de Guadarrama. Son de la época miocena. Y la diferencia entre una denominación (arena tosquiza) u otra (tosco arenoso) se encuentra en el porcentaje de finos. Normalmente en esta zona de transición entre la arena de miga y el tosco suele presentarse en alternancia de capas de orden métrico de niveles más arenosos con otros más arcillosos.
En Madrid es habitual realizar la cimentación de los edificios en esta zona mediante cimentaciones directas diseñadas con una tensión admisible de 3-4 kp/cm2.
Pero en este caso estamos estudiando edificios de unas 50 plantas de altura (varían entre las 45 plantas de la Torre de Cristal y las 53 de la Torre espacio) que podrían transmitir al terreno tensiones media superiores a 5 kp/cm2. Las Torres Espacio, de Vristal y PwC se diseñaron con un núcleo central de escaleras y ascensores mientras que la Torre Bankia fue realizada con dos núcleos. En dichos núcleos se transmiten al cimiento la mayor parte de las cargas de las torres.
Inicialmente se estudió la posibilidad de realizar una cimentación profunda mediante pilotes. Pero se comprobó que el canto de la losa de encepado que uniría la cabeza de los pilotes sería del mismo orden de magnitud que el de una losa de cimentación. Evidentemente, los asientos mediante la losa resultarían mayores que los de la solución mediante pilotes. Pero el valor estimado del asiento de la losa fue de unos 5 cm, valor que se consideraba admisible. Es importante aclarar que en el caso de las losas no tiene significado el hablar de tensión admisible como en las zapatas.
Por este motivo, en tres de las cuatro torres (Espacio, PwC y Bankia) se adoptó una cimentación mediante losa. En las dos primeras (Espacio y PwC) se adoptó una losa de hormigón armado y postesado según las dos direcciones principales de 4 m de canto. El postesado ayudaba a reducir el volumen y el acero de la losa y, además, se aseguraba una mejor durabilidad. En la Torre Bankia se planteó realizar una losa de cimentación diferente para cada losa pero para evitar posibles asientos diferenciales ente ellas se optó por realizar un única losa conjunta de 5 m de espesor. En todos los casos el área de la losa es superior a la huella de la torre. Debido al gran canto de la losa el hormigonado se hizo en dos fases (cada una de ellas de 2-2,5 m).
¿Y cómo se hizo la cimentación de la torre de Cristal? En este caso si se diseñó una cimentación profunda mediante pantallas de 20 m de longitud y 120 cm de espesor situadas bajo el núcleo central y bajo los pilares. Además, se ejecutó una losa superficial de 150 cm que trabaja de manera conjunta con las pantallas.
