Por: Alumnos de 4to semestre de la asignatura de Mecánica de Suelos, Ingeniería Civil UNLA, M.C. Hugo I. Sereno Villaseñor profesor de asignatura e Ing. Arturo Cervantes C., profesor de tiempo completo
Cualquier obra de ingeniería se inicia con el estudio y diseño específico de los diferentes componentes estructurales (p. ej. trabes y columnas). Estos estudios, nos permiten evaluar la seguridad de las obras civiles bajo diferentes escenarios, como el efecto de los sismos, entre otras cosas. En geotecnia, el estudio de las rocas y los suelos es imprescindible, ya que estos forman la estructura de la obra civil. Algunos ejemplos de este tipo de obras son los túneles y los taludes. Sin embargo, la dificultad que presenta el análisis y diseño geotécnico es muy elevada. En este sentido, cuando diseñamos un edificio metálico o de concreto nosotros podemos seleccionar la resistencia y tipos de materiales que vamos a emplear, mientras que en obras geotécnicas tenemos que adaptar nuestra obra a las propiedades y condiciones naturales de las rocas y suelos. Así mismo, debemos conocer las características topográficas del sitio. Todas estas propiedades, en conjunto, son obtenidas mediante muestreos y pruebas de laboratorio. Una vez adquiridos, estos datos son procesados en modelos de estabilidad establecidos (p. ej. Modelo de Spencer) (Figura 1).
Los modelos de estabilidad de suelos y rocas han ido evolucionando con el tiempo. En general, podemos decir que los métodos clásicos se basan en el equilibrio de límite de fuerzas. En un talud, este equilibrio no es más que la comparación de las fuerzas desestabilizadoras (p. ej. sismos) y las fuerzas resistentes (p. ej. cohesión) que hay en los suelos y las rocas. Esta comparación, nos permite evaluar la estabilidad de una obra geotécnica mediante un factor de seguridad (FS). Concretamente, un FS menor a 1 implica una rotura o falla inminente del talud, mientras que un FS mayor a 1 es sinónimo de estabilidad. En México, los reglamentos exigen que el FS sea de al menos 1.5 para garantizar un buen comportamiento de la obra geotécnica a lo largo de su vida.
Figura 1. Análisis de taludes en la región de Cuitzeo Michoacán realizado dentro de un trabajo de tesis de la Licenciatura de Ingeniería Civil de la UNLA. a) Talud estable en la autopista México-Guadalajara. b) Diferentes unidades geológicas en la región de Cuitzeo. c) Talud inestable y diferentes unidades geológicas en la autopista México-Guadalajara. Extraído de: Sereno Villaseñor, (2018).
En la licenciatura de Ingeniería Civil de la UNLA, dentro de la asignatura de Mecánica de Suelos, estudiamos y aplicamos de manera concreta los diferentes métodos de análisis de equilibrio límite y algunos otros parecidos (p. ej. elemento finito). En conjunto con el Laboratorio de Mecánica de Suelos de la institución, implementamos diversas pruebas para obtener todos los parámetros y propiedades de los suelos y rocas en estudio. Asimismo, obtenemos otras características, como la topografía detallada utilizando métodos innovadores como la fotogrametría con base al uso de drones. Finalmente, generamos modelos de estabilidad en softwares especializados añadiendo las diferentes condiciones a las que podría estar sometido el talud durante su vida útil, como lluvias extraordinarias y sismos (Figura 2).
Particularmente, Ingeniería Civil de la UNLA destaca y es diferenciada de otras instituciones por el uso de diferentes herramientas tecnológicas para la aplicación de los temas teóricos vistos en clase, profesionalizando a los estudiantes y consolidando los conocimientos geotécnicos con proyectos reales y multidisciplinarios. En temas de investigación, nuestros estudiantes han realizado sus trabajos de tesis a un alto nivel de especialización, permitiéndoles cursar posgrados en diferentes universidades nacionales e internacionales, o trabajar en empresas del ramo geotécnico. Además, estamos implementando en la licenciatura estas metodologías, en conjunto con software específico para el desarrollo de toda una línea de investigación con impacto regional y nacional.
Figura 2 Modelos de estabilidad generados en proyectos de tesis dentro de la Universidad Latina de América. a) Empleo de la suite Rocscience para evaluar las propiedades de las rocas. b) Empleo de método de elemento finito para evaluar el comportamiento global de un talud de la región de Cuitzeo Michoacán. Extraído de: Sereno Villaseñor, (2018).
Referencias
Sereno Villaseñor, H. I. (2018). Caracterización Geomecánica de macizos rocosos en rocas volcánicas en la región de Cuitzeo, Michoacán. Universidad Latina de América.
