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Tabla de Contenido
Videos de Geotecnia
Parámetros Geotécnicos – Elementos Finitos – Derivación y Validación
Elementos Finitos en Geotecnia – Introducción – PARTE II CASO PRACTICO
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Coeficiente de esponjamiento geotecnico en el movimiento de tierras
Contextos geodinámicos en compresión, extensión y cizalle. Geologia y Geotecnia
Método Observacional en Geotecnia | Método de Observación
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Geotechnical Engineering of Dams – Robing Fell, Patrick MacGregor, David Stapledon & Graeme Bell
Geotechnical Engineering Principles and Practices of Soil Mechanics and Foundation Engineering – V.N.S. Murthy
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Empresa de Geotecnia | Estudios Geotecnicos
Abc es una empresa de Geotecnia que se ocupa de estudiar el comportamiento del suelo y las rocas, también evalúa la estabilidad de las pendientes y el riesgo de deslizamientos de tierra, desprendimientos de rocas y avalancha, en nuestros proyectos aplicamos principios científicos geológicos, geofísicos e hidrológicos para la solución de problemas de ingeniería en el suelo o dentro de él.
Adicionalmente podrás encontrar muchísima información de ejercicios resueltos, libros y videos de:
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¡Que aprendas y disfrutes de este contenido, saludos!
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- Edificios.
- Viviendas unifamiliares.
- Naves industriales.
- Rellenos sanitarios.
- Muros de contención.
- Obra Civil. (viales, puentes, torres y otros).
- Reforzamiento de cimentaciones.
- Urbanizaciones.
Historia de la Geotecnia
Históricamente, los seres humanos han utilizado el suelo como material para el control de inundaciones, con fines de riego, lugares de enterramiento, cimientos de edificios y como material de construcción para edificios. Las primeras actividades estuvieron relacionadas con el riego y el control de inundaciones, como lo demuestran los rastros de diques, presas y canales que se remontan al menos al año 2000 a. C. que se encontraron en el antiguo Egipto, la antigua Mesopotamia y el Creciente Fértil, así como alrededor de los primeros asentamientos de Mohenjo Daro y Arappa en el valle del Indo.
A medida que las ciudades se expandieron, se levantaron estructuras sostenidas por cimientos formalizados; Los antiguos griegos construyeron en particular zapatas de plataforma y cimientos de tiras y balsa.
Sin embargo, hasta el siglo XVIII no se había desarrollado ninguna base teórica para el diseño de suelos y la disciplina era más un arte que una ciencia, basándose en la experiencia pasada.
Varios problemas de ingeniería relacionados con los asentamientos, como la Torre Inclinada de Pisa, llevaron a adoptar un enfoque más científico para examinar el subsuelo.
Los primeros avances ocurrieron con el desarrollo de teorías de presión de tierra para la construcción de muros de contención. Henri Gautier, un ingeniero real francés, reconoció la «pendiente natural» de diferentes suelos en 1717, una idea conocida más tarde como el ángulo de reposo del suelo. También se desarrolló un sistema de clasificación de suelos rudimentario basado en el peso unitario de un material, que ya no se considera una buena indicación del tipo de suelo.
La mecánica geotécnica clásica comenzó en 1773 con la introducción de la mecánica de Charles Coulomb a los problemas del suelo. Usando las leyes de fricción y cohesión para determinar la verdadera superficie de deslizamiento detrás de un muro de contención, Coulomb definió inadvertidamente un criterio de falla para el suelo. Combinando la teoría de Coulomb con la teoría de Christian Otto Mohr de un estado de tensión 2D, se desarrolló la teoría de Mohr-Coulomb, una construcción gráfica muy útil que todavía se utiliza en la actualidad.
Otros desarrollos relevantes durante este período incluyen: la definición de Henry Darcy de la conductividad hidráulica; La teoría de la distribución de tensiones de Joseph Boussinesq; La simplificación de William Rankine de la teoría de la presión de la tierra de Coulomb; y el examen de Albert Atterberg de consistencia de la arcilla.
La ingeniería geotécnica moderna comenzó en 1925 con la publicación del libro Mecánica de Movimiento de Tierras (Erdbaumechanik) por Karl Terzaghi, generalmente reconocido como el padre de la mecánica moderna del suelo y la ingeniería geotécnica, la investigación de Terzaghi sobre el asentamiento de arcillas y las fallas debidas a las tuberías debajo de las presas se consideró pionera.
Instrumentos de Monitorizacion en Geotecnia
La instrumentación geotécnica esta enmarcada conceptualmente en la auscultación, proceso sistemático que culmina con la instalación y medición de un instrumento y se inicia con la determinación de parámetros geotécnicos de interés.
Registradores de datos Geotecnicos
Los nodos y concentradores de registradores de datos recopilan y almacenan datos de una amplia variedad de sensores y medidores geotécnicos, incluidos cables vibrantes y sistemas microelectromecánicos digitales (MEMS). Pueden recopilar datos automáticamente de las salidas del sensor y pueden programarse para activar una alarma cuando una lectura alcanza un umbral crítico preestablecido.
La comunicación con las unidades de registro de datos se puede realizar directamente con un cable Ethernet, USB o de forma inalámbrica a través de Wi-Fi, radio, módem celular o módem satelital. Luego, sus datos se pueden recopilar y analizar casi en tiempo real, tanto de forma remota, a través de una conexión inalámbrica a una estación de trabajo remota, como en el campo, utilizando una computadora portátil o la PC2 de campo ultrarresistente diseñada específicamente.
La flexibilidad de los registradores de datos significa que pueden usarse en una variedad de monitoreos geotécnicos como: presas de agua y relaves, minas, puentes, túneles, excavaciones abiertas, edificios, carreteras, vertederos, entre otros.
Los productos para el registro de datos variarán según el alcance y las características específicas de su proyecto; el registrador de datos de cable vibrante de un solo canal DT2011B y el registrador de datos de celda de carga DT2350, por ejemplo, son bastante específicos en su alcance de recopilación, pero son totalmente compatibles con la red de radio de matriz RSTAR o los sistemas de recopilación de datos inalámbricos DT Link.
Piezometros Geotecnicos
Los piezómetros geotécnicos son sensores de medición sumergibles sensibles a la presión diseñados para detectar la presión del agua de poro y los niveles de agua subterránea en una variedad de aplicaciones geotécnicas. Debido a que la presión intersticial tiene efectos tan significativos en el comportamiento del suelo, es esencial monitorear la presión intersticial del sitio de construcción antes, durante y después de la construcción.
El monitoreo de los cambios de presión intersticial es esencial para comprender los comportamientos drenados y no drenados de las formaciones del suelo bajo cargas, la eficiencia de los programas de deshidratación en los sitios de construcción, los comportamientos de asentamiento del suelo a corto y largo plazo y el factor de seguridad del suelo y las pendientes rocosas.
Los piezómetros se emplean en una amplia variedad de proyectos de infraestructura y minería que incluyen presas de agua y relaves, túneles, carreteras, vertederos, tuberías y proyectos de excavación, están construidos para soportar duras condiciones ambientales sin comprometer su rendimiento, permiten una recopilación de datos consistente y confiable tanto en suelo como en roca.
Este instrumento se instala en columnas verticales como pozos, tuberías verticales y consisten en una punta sensible a la presión que está conectada a la superficie del suelo mediante un cable resistente. Existen varios tipos de piezómetros y opciones de instalación que se pueden personalizar de acuerdo con el entorno específico del sitio.
- Piezómetro de cuerda vibrante.
- Piezómetro eléctrico.
En situaciones en las que se requiere la medición de presión de poro en múltiples puntos a lo largo del pozo vertical, la sarta de piezómetros multipunto totalmente inyectada permite la conexión de múltiples piezómetros de cuerda vibrante en múltiples puntos de profundidad.
Inclinometros Geotecnicos
Los inclinómetros geotécnicos miden los desplazamientos laterales subterráneos dentro del suelo y la roca. El soporte adecuado del suelo es esencial para casi cualquier construcción importante, ya sea una presa, un muro de contención, una mina a cielo abierto u otra estructura de carga. Es necesario un control cuidadoso de la estabilidad del terreno durante la construcción como medida para garantizar la seguridad y estabilidad a largo plazo de la estructura.
Las mediciones de desplazamiento de inclinómetros se pueden utilizar para determinar la estabilidad de una pendiente, velocidad de deslizamiento del suelo o movimiento de la zona de corte, y permitir así la evaluación de la idoneidad del soporte del suelo antes de embarcarse en un proyecto de construcción importante.
Las carcasas del inclinómetro se pueden instalar verticalmente en pozos, terraplenes y pilotes, lo que permite realizar mediciones repetidas a lo largo del tiempo utilizando la sonda del inclinómetro digital.
El sistema de inclinometro horizontal digital se puede utilizar para medir el asentamiento del suelo debajo de estructuras o terraplenes de la misma manera al pasar la sonda del inclinómetro horizontal digital a través de una carcasa del inclinometro que se ha instalado horizontalmente debajo de la superficie del suelo.
Medidores de grietas y medidores de juntas
Los medidores de grietas y los medidores de juntas se emplean en múltiples aplicaciones de construcción geotécnica para monitorear el movimiento en estructuras a lo largo de grietas superficiales o juntas de construcción. Tanto los medidores de grietas como los medidores de juntas se utilizan principalmente durante la construcción de estructuras de hormigón en masa, como presas, puentes y muros de contención. Cuando se instalan, registran y monitorean cualquier cambio estructural causado por la actividad geotécnica, lo que permite una supervisión continua de la integridad estructural.
El presiómetro Pencel
El modelo de presiómetro llamado Pencel, producido por la empresa canadiense Roctest, es un presiómetro mono celular utilizado para realizar pruebas de carga en suelos. Su concepción y diseño se basaron en la experiencia desarrollada por Roctest en el uso de otros tipos de presiómetro, como el TEXAM; el presiómetro Pencel se puede utilizar para adquirir parámetros de diseño para cimentaciones, pilotes y pavimentos.
El medidor de vibraciones
El medidor de vibraciones AcTiMon-X1 de la empresa canadiense Roctest, permite monitorear aceleraciones en tres ejes (X, Y, Z), inclinaciones en dos ejes (X, Y) y temperatura al mismo tiempo. Es muy útil para realizar análisis de vibraciones en edificios y cimentaciones, entre otras aplicaciones, en un rango de frecuencias entre 0 y 200 Hz.
Extensometros Geotecnicos
Los extensómetros se utilizan para medir el desplazamiento o la deformación general de estructuras de roca, suelo y hormigón en una variedad de aplicaciones geotécnicas. La medición precisa de los cambios en la distancia entre uno o más anclajes genera datos actualizados al minuto sobre la distribución, magnitud y tasa de deformación del suelo.
El uso de extensómetros en excavaciones o construcciones importantes permiten un monitoreo constante del desplazamiento estructural y la deformación debido a las condiciones cambiantes del terreno, la tensión estructural y otras fuerzas. Los extensómetros también se pueden usar para monitorear cambios en el asentamiento de la superficie del suelo debido a excavaciones y nuevas construcciones. Son una herramienta importante para garantizar la seguridad de operaciones subterráneas, como túneles, minas y excavaciones importantes.
Aplicacion de la Geotecnia
La geotecnia se aplica al planificar infraestructuras de carreteras y túneles, así como de edificios y otras construcciones en tierra y mar. La disciplina también implica realizar cálculos numéricos, analizar la estabilidad de taludes y evaluar la capacidad de carga, asentamiento y deformación en estructuras artificiales.
Aplicacion de la Geotecnia en Ingenieria Civil
La aplicacion de la geotecnia en el campo de Ingeniería Civil viene dada por:
- Diseño de obras de transporte.
- Estabilidad de taludes en carreteras y túneles.
- Transporte de aguas y obras de alcantarillado.
- Diseño de cimentaciones superficiales y profundas.
Metodos de Investigacion Geotecnica en Ingenieria Civil
La investigación geotécnica es un componente importante de la ingeniería civil, ayuda a comprender las condiciones de la superficie y del subsuelo. Este tipo de investigación es relevante en la fase de planificación de edificios y proyectos de uso público y privado. Los procedimientos e investigaciones técnicas inadecuados pueden dar lugar a diseños defectuosos, retrasos en la construcción, aumentos de costos e incluso importantes riesgos ambientales.
A pesar de las diferencias en el uso de varios métodos y equipos en las pruebas geotecnicas por parte de ingenieros geotécnicos en todo el mundo, existe un conjunto de estándares aceptables sobre el número requerido de pruebas y procedimientos previos a la construcción en el sitio del proyecto. La investigación e inspección Geotecnica es una de las principales tareas en la gestión de proyectos de Ingenieria Civil. Los métodos de perforación del suelo, pruebas de materiales, normas y procedimientos de la ASTM son importantes en la preparación físico – mecánica del terreno.
En la práctica la ingeniería civil puede emplear métodos y procedimientos inadecuados que maximizan el riesgo de durabilidad y vida útil de una estructura. Por lo tanto, siempre se recomienda realizar investigaciones Geotecnicas adecuadas y precisas para reducir los posibles riesgos y fallas que se puedan presentar, siguiendo los estándares y procedimientos de investigación, avalados por asociaciones reconocidas mundialmente (ASTM) con el objeto de mejorar el desempeño general de ingeniería civil.
Los métodos de investigación geotecnica empleados en Ingenieria Civil son:
- Excavación abierta.
- Perforaciones.
- Sondeos del subsuelo.
- Penetraciones dinámicas.
- Métodos geográficos.
Importancia de la Investigacion Geotecnica en Ingenieria Civil
Las condiciones del suelo de un sitio en su naturaleza son extremadamente variables. A diferencia del comportamiento de los materiales de construcción, la composición del suelo puede variar incluso en distancias cortas y ante diferentes factores de estrés ambiental, esto podría ocasionar un impacto considerable en la reacción del suelo a presiones adicionales o con cambios de nuevas construcciones y desarrollos.
La ingeniería geotécnica es un aspecto importante de la ingeniería civil, y la experiencia ha demostrado que las fallas en proyectos de ingeniería a menudo están asociadas con el terreno; sin embargo, la consideración cuidadosa de las condiciones del terreno con una investigación geotécnica completa ayudará a prevenir costosos problemas.
Empresa Consultora de Geotecnia
La geotecnia es el estudio del comportamiento de los suelos bajo la influencia de fuerzas de carga e interacciones suelo-agua. Este conocimiento se aplica al diseño de cimientos, muros de contención, presas de tierra, revestimientos de arcilla y geosintéticos para la contención de desechos.
Los objetivos de nuestros ingenieros geotecnicos podrían abarcar desde el diseño de cimientos y soporte de excavación temporal, pasando por la selección de rutas para ferrocarriles y carreteras, hasta las áreas cada vez más importantes de eliminación de desechos y contaminación de aguas subterráneas en vertederos. Como tal, el ingeniero geotécnico de ABC está involucrado en investigaciones de campo y de laboratorio para determinar las propiedades de ingeniería de suelos, otros geomateriales y su uso posterior en el estudio analítico del problema en evaluado.
El campo de la ingeniería geotécnica abarca una gran cantidad de aplicaciones, como:
- Diseño de cimientos.
- Movimiento de tierras (excavación y relleno).
- Mejora del suelo.
- Estabilización de taludes.
- Construcción de muros de contención.
Estas aplicaciones geotécnicas ofrecen oportunidades prometedoras para el uso de materiales secundarios y reciclados, dadas las cantidades masivas que se utilizan y, en general, los requisitos de resistencia mecánica más bajos.
¿Que hace un Ingeniero Geotecnico?
Un ingeniero geotécnico es un tipo de ingeniero civil con un enfoque principal en la topografía del terreno y los atributos de las rocas y los suelos en el proceso de construcción. También estudian las capas freáticas y las llanuras aluviales para encontrar el mejor enfoque de desarrollo de un proyecto, a continuación se describen las funciones del ingeniero geotécnico:
A. Evalúa riesgos.
Durante el trascurso de los estudios del área de la ingeniería geotécnica, a los entes que se hayan ejecutándolo, se les explica el cómo evaluar los riesgos de cada obra en la que este participe de la mano con el ingeniero civil encargado en la misma. En ese sentido, las personas que son ingenieros en geotécnica, aplican sus conocimientos en la investigación y análisis para la prevención de posibles desaciertos, daños o problemas que de forma imprevista pudiesen presentarse.
B. Establece peso máximo en el área.
Las personas certificadas en el área, son conocedoras de térmicas que le ayudan a diagnosticar el peso máximo de una estructura sobre la base en la que se pretende construir una determinada edificación que estos tengan planeadas. En ese sentido, los profesionales en el área, en conjunto, con los ingenieros civiles desarrollan una serie de procedimientos especiales que permiten ejecutar el diagnóstico del mismo.
C. Prueba la presión de la tierra.
En la práctica los ingenieros geotécnicos deben dominar las herramientas que le permitan determinar si existe algún problema con la superficie donde se pretenda construir asociado al suelo del área de la estructura.
D. Conoce el comportamiento del terraplén.
Los ingenieros geotecnicos, conocen de forma amplia, la correcta aplicación de los estudios, técnicas y herramientas esenciales que les permitan conocer el comportamiento del terraplén en el lugar determinado. Por otro lado, es necesario aclarar, que los procedimientos técnicas y herramientas a aplicarse en este tipo de trabajo o actividad dependerá de las propiedades mecanicas del terreno.
E. Analizar las respuestas del sitio.
Posterior al trabajo anteriormente descrito, los profesionales geotécnicos en conjunto de su equipo de trabajo, son los responsables hacer el respectivo análisis del área en el que se pretenda realizar la construcción, por ende, los mismos son deben manejar de forma detallada el conjunto de procedimientos y fundamentos que le permitan analizar las respuestas del sitio donde se va a desarrollar la obra.
En conclusión, el trabajo de un ingeniero geotécnico es asegurarse de que un edificio no se agregue a la larga lista de edificios inclinados o colapsados. Todos estamos familiarizados con la Torre Inclinada de Pisa, pero ¿sabías que hay otras edificaciones famosas que se inclinan?
Ejemplos de Famosas Edificaciones Inclinadas por problemas geotecnicos:
- Templo de Huqiu, China.
- Torre del Monasterio de Kilmacduagh, Irlanda.
- Millennium Tower - San Francisco, California.
- Big Ben - Londres, Inglaterra.
- Castillo de Caerphilly, Gales.
- Torre de la iglesia de Suurhusen - Suurhusen, Alemania.
- Las dos torres de Bolonia - Bolonia, Italia.
- Iglesia de Frankenhausen, Alemania.
- Iglesia Oude Kerk, Holanda.
- Iglesia de la Santa Cruz de Bristol, Inglaterra.
- Pagoda de Tiger Hill - Souzhou, China.
Ingenieria Geotecnica Forense
La Ingeniería Geotécnica Forense trata los casos en los que, durante la construcción geotécnica, se han presentado y producido fallas; sobre todo tratándose de obras de gran magnitud o extensión, donde participan grupos interdisciplinarios de profesionistas y las decisiones son compartidas. Lo anterior no implica que las fallas se puedan producir únicamente en obras grandes, sino también en obras pequeñas que no están exentas de riesgos que implica la construcción geotécnica.
La ingeniería geotécnica forense se puede definir como la investigación que se realiza desde el punto de vista técnico, legal y contractual para conocer la causa de fallas estructurales, que se atribuyen al origen geotécnico.
La Geotecnia Forense implica el análisis de un proyecto, las condiciones del sitio o la construcción desde un punto de vista geotécnico. Estos análisis se pueden realizar durante la fase de diseño de un proyecto para verificar los cálculos y los supuestos de ingeniería durante y después de la construcción de un proyecto para proporcionar garantía de calidad o abordar los problemas que puedan surgir durante o después de la construcción. Los problemas comunes en los que un análisis geotécnico forense puede ayudar incluyen:
- Suelos expansivos.
- Suelos colapsables.
- Asentamiento de suelos de relleno compactados.
- Intrusión de humedad debajo de losas.
- Corrosión del suelo.
- Exposición al sulfato.
- Escorrentía y drenaje del sitio.
- Fallas en el pavimento de carreteras.
- Fallos de estabilidad de taludes.
- Fallos de cimientos.
- Fallos de excavación.
- Análisis de cantidad de sitios.
- Diferentes disputas sobre la condición del sitio.
- Fallos de tuberías subterráneas.
La Ingeniería Geotecnica Forense Efectiva se basa en una sólida comprensión de los principios de ingeniería, un conocimiento ampliamente basado en los procesos y prácticas de análisis, diseño y construcción con suficiente experiencia en el desempeño y comportamiento de los trabajos de proyectos exitosos y no conformes.
Objetivos de la Ingenieria Geotecnica Forense
Los objetivos de una investigación geotécnica forense son:
- Descubrir las causas del daño.
- Contabilizar las pérdidas de ingresos, vidas.
- Resolver problemas contractuales y de responsabilidad.
Tipos de Analisis Geotecnicos Forenses
- Tensión in situ.
- Análisis por etapas de construcción.
- Análisis de filtración (estado estable / transitorio).
- Análisis drenado / no drenado.
- Flujo saturado o parcialmente saturado.
- Análisis de consolidación.
- Grado de saturación dependiente de la presión.
- Superficies freáticas que se mueven libremente.
- Permeabilidad dependiente de la porosidad.
- Densidad y porosidad independientes.
- Análisis dinámico (lineal y no lineal) y de licuefacción.
- Elementos de pilotes especiales
- Modelado de anclajes, clavos y pernos de roca.
- Geotextiles.
- Análisis de reducción de fuerza (phi-c).
- Licuefacción de ingeniería.
¿En que consisten los estudios geotecnicos?
El estudio geotécnico representa la primera etapa de la construcción, rehabilitación o fortalecimiento de un objetivo civil o industrial. El estudio geotécnico consiste en realizar un conjunto de actividades que permiten determinar las propiedades de un terreno, incluye información sobre las características físicas y mecánicas del suelo dando como resultado una serie de recomendaciones sobre soluciones de cimentación, asesoría técnica necesaria para emitir proyecto constructivo futuro.
Los estudios geotécnicos incluyen:
A. Documentación y reconocimiento del sitio.
B. Evaluación la tierra mediante:
D. Análisis de laboratorio de muestras de suelo recolectadas (para identificar el físico-mecánico y determinar la agresividad del agua sobre hormigón y metal).
E. Elaboración del propio estudio geotécnico interpretando información de campo y laboratorio.
Herramientas Modernas para Estudios Geotecnicos
El estudio geotécnico ha progresado rápidamente con el desarrollo de otras disciplinas de la ingeniería. Por lo tanto, las investigaciones ahora son mucho más precisas y rápidas. Se está utilizando un radar de penetración terrestre que utiliza pulsos de radar para obtener imágenes del subsuelo, esta es una técnica no destructiva que utiliza las radiaciones electromagnéticas reflejadas de las estructuras del subsuelo para adquirir datos para su análisis posterior.
¿Que es la Geotecnia Ambiental?
La Geotecnia Ambiental, es una disciplina joven de la ingeniería, nace para hacerse cargo de problemas interdisciplinarios que deben ser abordados por medio de la integración de la geotecnia clásica y las ciencias ambientales, debido las características del propio material o al método empleado para solucionar un problema geotecnico. Esta rama de la Ingenieria se ocupa de las actividades técnicas destinadas a resolver diferentes problemas originados por las variaciones de las condiciones ambientales, que se presentan en los suelos en condiciones naturales o artificiales.
Según el Comité de la Sociedad Internacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica TC 215, la Geotecnia ambiental se ocupó entre los años 70 y 90 de tres problemas principalmente:
Hoy en día la Geotecnia Ambiental debe ocuparse también de los contaminantes emergentes como nanopartículas, la geotecnología de la energía (energía geotérmica, captura de CO2, veta de carbón y de gas de esquisto, los hidratos de metano, otros), los recursos de petróleo y gas, minería, ingeniería de yacimientos, efecto del cambio climático en las estructuras construidas y la ingeniería biogeotecnológica, generando así nuevos retos y habilidades para la profesión.
Desafios de la Geotecnia Ambiental en Chile
En Chile la Geotecnia Ambiental tiene los siguientes desafíos:
- Gestión y Manejo y Tratamiento de residuos sólidos.
- El reconocimiento de las aguas freáticas.
- Manejo del efecto sellante del subsuelo.
- El análisis de riesgos de terremotos y otros peligros naturales.
Geotecnia Ambiental y Remediacion de Suelos
La remediación de suelos en geotecnia ambiental se entiende como el conjunto de acciones necesarias para recuperar y reestablecer las condiciones de los suelos, con el propósito de que estos puedan ser destinados a actividades geotecnicas, ya que la realización de excavaciones en terrenos contaminados supone un riesgo tanto para vecinos y operarios, asociado a emanaciones toxicas, inhalación de compuestos volátiles o explosiones de gases, debido a esto se hace necesaria la remediacion de suelos.
Factores que inciden en los procesos de Remediacion de Suelos
El comportamiento de contaminantes en suelos, así como la efectividad de aplicacion de un proceso de remediación, están determinados por dos (2) factores que interactúan y que dependen de las características físicas, químicas y mecanicas tanto del contaminante, así como las del suelo.
Factores Ambientales y Caracteristicas Fisicoquimicas
Dentro de los factores más importantes para la remediación del suelo se encuentran las condiciones ambientales y las características fisicoquímicas del suelo.
- Temperatura.
- Humedad.
- Tipo de suelo.
- pH.
- Aceptores de electrones.
- Potencial redox.
- Permeabilidad.
- Toxicidad.
- Concentración.
- Solubilidad.
- Polaridad y carga iónica.
Factores Microbiologicos
Este tipo de factores implica la verificación de existencia de poblaciones de microorganismos degradadores, es decir, si existen grupos microbianos capaces de degradar o transformar el contaminante y si estos se encuentran en número suficiente. Las poblaciones microbianas pueden encontrarse en número suficiente en el sitio a tratar (autóctonas o nativas) o bien pueden adicionarse poblaciones nativas aumentadas en laboratorio u organismos genéticamente modificados.
Tecnicas de Remediacion de Suelos
Las técnicas de remediación de suelos incluyen cualquier operación que altere la composición de una sustancia peligrosa o contaminante a través de acciones fisicas, químicas o biológicas de manera que reduzcan la movilidad y toxicidad del material contaminado (EPA 2001). Las técnicas de remediación representan una alternativa a la disposición en suelos de desechos peligrosos que no han sido tratados, y sus posibilidades de éxito, bajo condiciones específicas de un determinado sitio.
Tecnicas de Remediacion Biologicas
- Bioventilación.
- Lavado de suelos.
- Atenuación natural monitorizada - ANM.
- Inyección de aire comprimido.
- Bioestimulación.
- Biolabranza.
- Biopilas.
- Fitorremediación.
Tecnicas de Remediacion Fisico-Quimicas
- Extracción del aire del subsuelo.
- Estabilización físico-química del suelo.
-
Inyección de aire comprimido.
- Vitrificación.
- Bombeo y tratamiento.
- Remediación electrocinética (RE).
- Desorción térmica (DT).
- Incineración.
Diferencia entre Geotecnia Ambiental e Ingenieria Ambiental
La principal diferencia entre la Ingeniería Ambiental y la Geotecnia Ambiental radica en el hecho que su único punto de intersección es la gestión ambiental del suelo, ya que la Geotecnia no participa en la solución de problemas sobre el aire, la contaminación del agua o las emisiones, mientras que la Ingeniería Ambiental aborda todo problema ambiental indiferente de su naturaleza.
Si bien existen algunas similitudes en los campos de ingeniería geotécnica y la ingeniería ambiental, no son exactamente lo mismo, a pesar que ambos tienen que ver con el estudio de la tierra, los enfoques de estos ingenieros difieren en algunos aspectos que hacen a estos campos claramente diferentes.
La ingeniería ambiental no solo se preocupa por el suelo, como se mencionó anteriormente, se trata principalmente de proteger a las personas contra cualquier tipo de efectos ambientales adversos. Claro, la ingeniería geotécnica puede incluir temas como la mitigación de terremotos, pero la ingeniería ambiental se enfoca en mucho más que eso; se trata de cómo los seres humanos pueden mitigar y disminuir los niveles de contaminación y sus efectos, cómo mejorar el reciclaje y la eliminación de residuos, cómo mejorar la calidad del agua y qué medidas se pueden tomar en general para mejorar la salud y la seguridad pública desde un punto de vista ambiental.
Empresas de Geotecnia
Las empresas de Geotecnia en México, Chile o cualquier otra parte del mundo están integradas por un equipo multidisciplinario de Ingenieros Geotecnicos, Civiles, Arquitectos y Geólogos especialistas en campo y laboratorio.
Alcance de las Empresas de Geotecnia
- Determinar estratigrafía del sitio.
- Determinación de parámetros geotécnicos para análisis especializados.
- Diseños de cimentaciones superficiales.
- Análisis y soluciones de estabilidad de taludes y de muros de contención.
Analisis de Elementos Finitos (FEA) en Geotecnia
El análisis de elementos finitos (FEA) es la simulación de un fenómeno físico utilizando una técnica matemática numérica conocida como el método de elementos finitos (FEM). Este proceso es el núcleo de la ingeniería mecánica, así como de una variedad de otras disciplinas. También es uno de los principios clave utilizados en el desarrollo de software de simulación.
Los ingenieros pueden usar estos métodos de elementos finitos (FEM) para reducir la cantidad de prototipos físicos y ejecutar experimentos virtuales para optimizar sus diseños. Se requieren matemáticas complejas para comprender los fenómenos físicos que ocurren a nuestro alrededor, estos incluyen la dinámica de fluidos, propagación de ondas y análisis térmico. El análisis de la mayoría de estos fenómenos se puede realizar mediante ecuaciones diferenciales parciales, pero en situaciones complejas donde se necesitan múltiples ecuaciones altamente variables, el análisis de elementos finitos es la técnica matemática líder.
Esencialmente, los algoritmos FEA están integrados en un software de simulación como Autodesk Inventor Nastran o el paquete de software de ANSYS.
Estos programas generalmente se integran en el software de diseño asistido por computadora (CAD), lo que hace que sea mucho más fácil para los ingenieros pasar del diseño a la ejecución de análisis estructurales complejos.
Para ejecutar una simulación FEA, primero se genera una malla que contiene millones de pequeños elementos que componen la forma general, esta es una forma de transcribir un objeto 3D en una serie de puntos matemáticos que luego se pueden analizar. La densidad de esta malla se puede alterar en función de lo compleja o simple que se necesite una simulación.
Los cálculos se ejecutan para cada elemento o punto de la malla y luego se combinan para formar el resultado final general de la estructura.
Dado que los cálculos se realizan en una malla, en lugar de la totalidad de un objeto físico, significa que es necesario que se produzca alguna interpolación entre los puntos. Estas aproximaciones suelen estar dentro de los límites de lo que se necesita. Los puntos de la malla donde los datos se conocen matemáticamente se denominan puntos nodales y tienden a agruparse alrededor de límites u otras áreas de cambio en el diseño de un objeto.
El análisis de elementos finitos (FEA), se puede aplicar al análisis térmico dentro de un material o forma.
Para resolver un problema geotécnico, con el método de elementos finitos (MEF), es necesaria la integración de sistemas complejos de ecuaciones en derivadas parciales conocidas como EDP’s, hasta hace poco eran inabordables, en la mayoría de casos, poco representativos de la realidad, tradicionalmente, el método de elementos finitos (MEF), ha sido utilizado dentro del ámbito de la Ingeniería Civil para el Cálculo de Estructuras, ya que sus características permiten aplicar dicho método con gran facilidad y no fue hasta hace poco que el empleo de esta metodología se extendió a otros campos de la Ingeniería, entre los cuales se encuentra la Mecánica de Suelos, Rocas, y la Geotecnia en general.
Software Geotecnico para el Modelamiento Geotecnico
El paquete de software de geoingeniería de GeoStru cubre una amplia gama de aplicaciones en diseño geotécnico, investigación de sitios y análisis de laboratorio. Los programas son utilizados por consultores geotécnicos, estructurales, firmas de investigación de sitios, oficinas de diseño, agencias gubernamentales y universidades.
La familiarización con los programas es muy rápida debido a la interfaz sencilla, intuitiva y fácil de usar, con CAD interno, data base integrados, copiar y pegar desde software externos, importación de archivos, importación de DXF. Cada programa se proporciona con manuales de usuario fáciles de entender. También hay una línea directa de soporte disponible para asistencia técnica.
Preguntas Frecuentes:
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Fuentes:
- Alexander, M. 1994. Biodegradation and Bioremediation. Academic Press, San Diego. 302 pp.
- Fang, HY y J. Daniels. 2005. Introducción a la ingeniería geotécnica: una perspectiva medioambiental. Londres, Reino Unido: Taylor & Francis.
- Ravindra K. Dhir OBE, Ciarán J. Lynn, en Materiales de construcción sostenible , 2017.
- Rubilar, O. Biorremediación de suelos contaminados con pentaclorofenol (PCF) por hongos de pudrición blanca. Tesis para optar al grado académico de doctor en ciencias de recursos naturales. Universidad de La Frontera. Temuco. 2007.
- Zienkiewiczo, C. (1977). El método de elementos finitos. 3ª edición. Barcelona: Ed. Reverté.
Artículos de Interés:
Influencia Geológica y Geotecnica en la Variabilidad Espacial de los Suelos
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