Mejores prácticas para el control del nivel freático en proyectos de construcción.

Figura 1. Control del nivel freático. https://www.flickr.com/photos/wsdot/4997287082/

En este artículo se analiza un documento anexo al final: una guía formal de drenaje que detalla las lecciones aprendidas durante un proyecto de ingeniería civil excepcionalmente complejo en Christchurch (Nueva Zelanda), que se llevó a cabo de 2011 a 2016 tras un terremoto. Proporciona un marco para evaluar, diseñar e implementar el drenaje en programas de reconstrucción de infraestructuras o de recuperación tras desastres naturales, con énfasis en las prácticas de construcción y la geología local.

La guía examina diversos sistemas de control del nivel freático, como sumideros, sistemas de well-points y pozos, y ofrece criterios para seleccionar los métodos según la permeabilidad del suelo y la profundidad de la excavación. Además, establece un sistema para determinar la categoría de riesgo de un proyecto de drenaje y describe las medidas necesarias para mitigar los efectos ambientales y prevenir la subsidencia del terreno.

1.0 Introducción y principios fundamentales.

1.1 La importancia crítica del control del agua subterránea.

El control del nivel freático es un factor determinante para el éxito de cualquier proyecto de construcción que implique excavaciones. Una gestión inadecuada o la ausencia de un control efectivo puede comprometer gravemente la estabilidad de las excavaciones, la integridad de las estructuras permanentes y, en última instancia, la viabilidad económica y temporal del proyecto. El agua subterránea no controlada puede generar riesgos geotécnicos significativos, como la tubificación (piping), que es la erosión interna del suelo por el flujo de agua; el levantamiento del fondo (uplift), causado por presiones ascendentes que superan el peso del suelo en la base de la excavación, y una reducción general de la estabilidad del suelo, que puede provocar fallos en los taludes. Este manual recopila las lecciones aprendidas durante el programa de reconstrucción de la infraestructura de Christchurch (SCIRT), en el que la gestión del agua subterránea en condiciones geotécnicas complejas y tras el sismo fue un desafío diario y crítico para el éxito del proyecto. Estos fenómenos no solo suponen una amenaza para la seguridad de los trabajadores, sino que también pueden ocasionar daños en infraestructuras adyacentes y provocar retrasos y sobrecostes considerables.

Figura 2. Rotura de fondo o tapozano

1.2. Propósito y alcance del manual.

El manual proporciona una guía práctica y un proceso normalizado para evaluar, seleccionar, diseñar y monitorizar los sistemas de drenaje en obras de construcción. Con base en las enseñanzas extraídas de proyectos de infraestructura complejos, este documento pretende dotar a los ingenieros y gerentes de proyecto de las herramientas necesarias para prever y gestionar los desafíos relacionados con el nivel freático. El objetivo final es reducir los costes y los retrasos asociados a problemas imprevistos mediante una planificación proactiva y un diseño técnico riguroso de las obras temporales de drenaje.

Este manual aborda el ciclo completo de la gestión del agua subterránea en la construcción e incluye:

  • El contexto geológico y su influencia directa en las estrategias de desagüe.
  • Los sistemas de control del nivel freático disponibles, sus aplicaciones y limitaciones.
  • La mitigación de los efectos ambientales y el cumplimiento de las normativas vigentes.
  • Un marco para la evaluación sistemática de riesgos y la planificación de contingencias.

El documento se centra principalmente en los métodos de control del nivel freático, que consisten en interceptar y extraer el agua subterránea mediante bombeo. También se mencionan brevemente los procedimientos de contención, como las tablestacas o los muros pantalla, que buscan bloquear el flujo de agua hacia la excavación.

Figura 3. Combinación de pantallas con (a) bombeo convencional o (b) barreras horizontales. Adaptado de Cashman y Preene (2012)

1.3. Importancia del contexto geológico.

  • Análisis de acuíferos: una comprensión fundamental de la hidrogeología del emplazamiento es el pilar de cualquier diseño de un drenaje. Es crucial identificar la naturaleza de los acuíferos presentes, ya sean confinados, no confinados o artesianos. La fuente del agua (por ejemplo, la infiltración de lluvia o la recarga de un río) y la presión a la que se encuentra determinan directamente la selección y la eficacia del sistema de drenaje. Por ejemplo, un acuífero confinado o artesiano puede ejercer una presión ascendente significativa, lo que requiere métodos de control más robustos que los de un simple acuífero no confinado. Este conocimiento también es importante para planificar y evitar impactos no deseados en el entorno, como la afectación de pozos de agua cercanos o la inducción de asentamientos en estructuras adyacentes.
  • Análisis del perfil del suelo: el comportamiento del agua subterránea está intrínsecamente ligado a las propiedades del suelo. La permeabilidad del suelo, es decir, su capacidad para permitir el paso del agua, es el factor más crítico, ya que determina la facilidad con la que se puede extraer agua mediante bombeo.
    • Gravas y arenas limpias: son altamente permeables y ceden agua con facilidad, pero pueden generar grandes caudales de entrada.
    • Limos y arcillas: presentan baja permeabilidad, ceden agua muy lentamente y son susceptibles a la consolidación y al asentamiento cuando se reduce la presión del agua.
    • Suelos estratificados: la presencia de capas alternas de alta y baja permeabilidad puede crear condiciones complejas, como acuíferos colgados, que requieren un diseño cuidadoso para su drenaje eficaz.
  • Síntesis de los desafíos geotécnicos: la interacción entre la geología local y las actividades de construcción genera una serie de desafíos específicos que deben anticiparse.

Tabla 1: Desafíos geotécnicos comunes y sus implicaciones.

Desafío geotécnico Implicaciones para las operaciones de drenaje
Presencia de turba y suelos orgánicos Estos suelos tienen un alto contenido de agua y son muy compresibles. El drenaje puede provocar asentamientos significativos y dañar la infraestructura cercana. Por ello, es necesario realizar una evaluación de riesgos muy cuidadosa y un seguimiento de los asentamientos.
Gravas superficiales  Las capas de grava poco profundas pueden complicar la instalación de sistemas como los well-points y generar volúmenes de entrada de agua muy elevados que superen la capacidad de los sistemas de bombeo estándar.
Riesgo de encontrar condiciones artesianas La intercepción de un acuífero artesiano puede provocar un flujo de agua incontrolado hacia la excavación, lo que conlleva un riesgo de inundación, levantamiento del fondo y fallo catastrófico. Por ello, es necesario realizar una investigación geotécnica exhaustiva y elaborar un plan de contingencia robusto.
Niveles freáticos variables Los niveles freáticos pueden fluctuar estacionalmente o en respuesta a eventos de lluvia. El diseño debe ser capaz de manejar el nivel freático más alto esperado, considerando que las variaciones estacionales en Christchurch pueden alcanzar hasta 3 metros.

Por lo tanto, la comprensión profunda del contexto geológico es el primer paso indispensable para realizar una evaluación sistemática de los riesgos y diseñar un sistema de control del nivel freático adecuado.

2.0 Evaluación previa a la construcción y al análisis de riesgos.

2.1 La fase crítica de planificación.

La fase previa a la construcción ofrece la oportunidad más rentable para identificar, analizar y mitigar los riesgos asociados al drenaje de aguas subterráneas. Una evaluación rigurosa en esta etapa permite diseñar adecuadamente las obras temporales, evitar fallos durante la ejecución y realizar una asignación presupuestaria precisa, lo que evita sobrecostos y retrasos imprevistos. Aunque un diseño proactivo suponga una inversión inicial, casi siempre resulta un ahorro global para el proyecto.

2.2 Pasos clave para el diseño del drenaje.

  • Desarrollo del modelo geotécnico: para diseñar un control del nivel freático eficaz, es esencial construir un modelo conceptual del subsuelo. Este proceso debe ser dirigido por un técnico competente y consta de los siguientes pasos:
    1. Revisión de estudios previos: consultar fuentes de información existentes como mapas geológicos, bases de datos geotécnicas, investigaciones previas en la zona y fotografías aéreas.
    2. Evaluación de la permeabilidad: utilizar la información disponible para estimar preliminarmente la permeabilidad de las diferentes capas del suelo.
    3. Evaluación de riesgos inicial: realizar una evaluación de alto nivel sobre la posible presencia de suelos o aguas subterráneas contaminadas, la probabilidad de encontrar grava a poca profundidad y el riesgo de que haya condiciones artesianas.
    4. Decisión sobre investigaciones adicionales: en función de la complejidad y el perfil de riesgo del proyecto, se debe determinar si la información existente es suficiente o si se requieren investigaciones de campo específicas (por ejemplo, sondeos o ensayos de permeabilidad) para definir adecuadamente el modelo del terreno.
  • Técnicas para determinar la permeabilidad: la permeabilidad es el parámetro clave que guía el diseño del control del nivel freático. La siguiente tabla resume los métodos disponibles para su determinación, ordenados aproximadamente por coste y fiabilidad.

 

Método Descripción Aplicabilidad Coste y fiabilidad relativa
1. Empírico (registros de sondeo) Se asignan valores de permeabilidad basados en las descripciones de los suelos obtenidas de los registros de perforación, que se comparan con valores típicos de referencia. Útil para evaluaciones preliminares y proyectos de bajo riesgo. Coste: el más bajo (solo horas de diseño).

Fiabilidad: baja; solo proporciona un orden de magnitud.
2. Empírico (método de Hazen) Estimación de la permeabilidad a partir de las curvas de distribución granulométrica del suelo. Aplicable solo si se cuenta con ensayos de granulometría en suelos arenosos. Coste: bajo si los datos ya existen; de lo contrario, requiere muestreo y ensayos de laboratorio.

Fiabilidad: baja a moderada.
3. Ensayo de laboratorio (carga constante) Mide el flujo de agua a través de una muestra de suelo bajo un gradiente hidráulico constante. Adecuado para suelos con permeabilidades relativamente altas (10⁻² a 10⁻⁵ m/s), como arenas y gravas. Coste: relativamente bajo, pero requiere la obtención de muestras inalteradas.

Fiabilidad: moderada, pero puede no ser representativa de la masa de suelo a gran escala.
4. Ensayo de laboratorio (consolidación/triaxial) Mide la permeabilidad como parte de ensayos de consolidación o de ensayos triaxiales. Adecuado para suelos de baja permeabilidad (≤ 10⁻⁶ m/s), como los limos y las arcillas. Coste: relativamente bajo, pero requiere muestras inalteradas.

Fiabilidad: moderada, sujeta a las mismas limitaciones que el ensayo de carga constante.
5. Ensayo de carga instantánea (slug test) Se induce un cambio rápido en el nivel del agua en un pozo o piezómetro y se mide la velocidad de recuperación del nivel. Realizado in situ en la zona saturada. Puede ser demasiado rápido para suelos muy permeables. Coste: menor que el de un ensayo de bombeo.

Fiabilidad: Proporciona una indicación de la permeabilidad local alrededor del pozo, pero no a escala de sitio.
6. Ensayo de bombeo Se bombea agua desde un pozo a un caudal constante y se mide el abatimiento del nivel freático en el pozo de bombeo y en pozos de observación cercanos. Proporciona datos a gran escala y es adecuado para proyectos de desagüe profundos o de larga duración. Coste: el más alto y el que consume más tiempo (dura de 24 horas a 7 días).

Fiabilidad: la más alta, ya que mide la respuesta del acuífero a una escala representativa de las condiciones reales del proyecto.

2.3 Metodología de evaluación de riesgos

  • Puntuación de riesgos: Para estandarizar el nivel de análisis y supervisión requerido, se propone un sistema de puntuación de riesgos, desarrollado y probado durante el programa SCIRT, que categoriza cada proyecto de control del nivel freático. Este enfoque permite asignar los recursos de diseño de manera proporcional al riesgo identificado, de modo que los proyectos de alta complejidad reciben la atención de especialistas y los de bajo riesgo pueden gestionarse mediante prácticas normalizadas.
  • Matriz de categorización de riesgos: el número de categoría de riesgo (RCN) se calcula multiplicando las puntuaciones asignadas a seis áreas de riesgo clave (RCN = A x B x C x D x E x F), tal y como se muestra en la siguiente tabla:

 

A: Profundidad de excavación Puntuación B: Agua subterránea Puntuación C: Condiciones del terreno Puntuación
< 2 m 1 No se requiere abatimiento 0 Suelos competentes sin necesidad de soporte temporal 1
2 – 3 m 2 Abatimiento < 1 m requerido 1 Limos y arcillas de baja permeabilidad 2
3 – 6 m 6 Abatimiento 1 – 3 m requerido 2 Arenas limosas 3
6 – 15 m 10 Abatimiento 3 – 6 m requerido 5 Turba y suelos orgánicos 3
> 15 m 12 Influencia en cuerpos de agua superficial 7 Intercepta gravas de moderada a alta permeabilidad 6
Abatimiento > 6 – 9 m requerido 10 Arenas fluidas 10
Intercepta acuífero artesiano 10 Suelos contaminados 10
Agua subterránea contaminada 10
D: Duración del drenaje Puntuación E: Coste de componentes del proyecto influenciados por el drenaje Puntuación F: Efectos en servicios, infraestructuras y propiedades adyacentes Puntuación
Excavación abierta por 1 – 2 días 1 < $0.1M 1 Sitio sin construcciones 1
Excavación abierta < 1 semana 2 $0.1M a $0.5M 2 Vía local 2
Excavación abierta por 1 – 4 semanas 3 $0.5M a $1M 3 Vía arterial principal o secundaria 3
Excavación abierta por 1 – 6 meses 4 $1M a $5M 4 Propiedad privada a una distancia menor que la altura de la excavación o estructuras adyacentes sobre pilotes 3
Excavación abierta > 6 meses 5 > $5M 5 Autopista 4
Vías férreas 4
Estructuras históricas con cimentaciones superficiales 4
Infraestructura crítica vulnerable a asentamientos 5

Nota: El Número de Categoría de Riesgo (RCN) se calcula como el producto de las puntuaciones de las 6 áreas (A x B x C x D x E x F).

  • Niveles de acción de diseño recomendados: una vez calculado el RCN, la siguiente tabla define las acciones mínimas de diseño que deben llevarse a cabo.

 

Número de categoría de riesgo (RCN) Consecuencia del riesgo Acciones mínimas de diseño recomendadas
0 – 10 Bajo • No se requiere un estudio de drenaje específico para el proyecto.

• Implementar el sistema de control del nivel freático basado en la experiencia local previa.
11 – 75 Medio • Realizar un estudio de escritorio de alto nivel para evaluar las condiciones del terreno y los riesgos de drenaje.

• Seleccionar métodos de control de nivel freático apropiados considerando restricciones y riesgos.

• Realizar cálculos manuales simples para verificar la idoneidad del diseño de las obras temporales.
76 – 2,500 Alto • Realizar un estudio de escritorio detallado.

• Confirmar las condiciones del terreno y la granulometría mediante al menos un sondeo.

• Realizar cálculos de diseño de drenaje (de simples a complejos según corresponda).

• Desarrollar e implementar un plan de control de asentamientos simple si es necesario.

• Controlar de cerca los sólidos en suspensión durante la descarga.
2,500 – 187,500 Muy Alto • Revisar un informe geotécnico detallado.

• Contratar a un técnico cualificado y experimentado para brindar asesoramiento profesional.

• Realizar investigaciones de campo adicionales (p. ej., ensayos de permeabilidad, ensayos de bombeo).

• Desarrollar e implementar un plan de control de asentamientos.

• Realizar inspecciones de la condición de las propiedades adyacentes antes de comenzar los trabajos.

Una vez evaluado el riesgo y definido el nivel de diseño requerido, el siguiente paso es comprender en detalle las prácticas y metodologías de drenaje disponibles para su ejecución en campo.

3.0 Métodos y prácticas de control del nivel freático

3.1 Introducción a las metodologías

Los métodos de control del nivel freático más comunes en la construcción se basan en la extracción de agua del subsuelo para reducir dicho nivel. La elección del método más adecuado es una decisión técnica que depende fundamentalmente de las condiciones del suelo, la profundidad de la excavación, el caudal de agua previsto y los objetivos específicos del proyecto. Cada método tiene sus propias ventajas y limitaciones, que deben evaluarse cuidadosamente.

3.2 Bombeo desde sumideros 

Descripción y aplicación: el bombeo desde sumideros es el método más simple y, a menudo, el más económico. Consiste en excavar zanjas o pozos (sumideros) en el punto más bajo de la excavación para que el agua subterránea fluya por gravedad hacia ellos y, desde allí, sea bombeada y evacuada. Este método es efectivo en suelos con permeabilidad alta o moderada, como las gravas y las arenas gruesas. Su principal limitación es que el agua fluye hacia la excavación antes de ser controlada, lo que puede causar inestabilidad en los taludes y en el fondo. Existe un alto riesgo de tubificación (piping) y de arrastre de finos, lo que puede provocar asentamientos y generar una descarga de agua cargada de sedimentos que requiere un tratamiento exhaustivo.

Requisitos de diseño e instalación: para que un sumidero sea eficaz, debe cumplir los siguientes requisitos:

  • Profundidad: Suficiente para drenar la excavación y permitir la acumulación de sedimentos sin afectar la toma de la bomba.
  • Tamaño: Mucho mayor que el de la bomba para facilitar la limpieza y el mantenimiento.
  • Filtro: El sumidero debe estar protegido con una tubería ranurada o perforada, rodeada de grava gruesa (20-40 mm) para evitar la succión de partículas finas del suelo.
  • Acceso: Debe permitir la retirada de las bombas para el mantenimiento y la limpieza periódica de los sedimentos acumulados.

Como mejor práctica, se recomienda sobreexcavar el fondo del sumidero y rellenarlo con material grueso para elevar la entrada de la bomba y minimizar la movilización de partículas finas.

Figura 4. Esquema de sumidero y bomba de achique para pequeñas excavaciones, basado en Powers (1992).

Análisis comparativo

Ventajas Inconvenientes
• Coste relativamente bajo. • Moviliza sedimentos del terreno, lo que requiere tratamiento de la descarga.
• Equipos móviles y fáciles de instalar y operar. • No puede utilizarse en «arenas fluidas».
• Solo opera durante los trabajos de construcción. • Tiene un alto potencial de liberar sedimentos en el medio ambiente y es el método más común para incumplir las condiciones de los permisos ambientales.

3.3 Sistemas de well-points

Descripción y aplicación: un sistema de well-points consiste en una serie de tubos de pequeño diámetro (aproximadamente 50 mm) con una sección ranurada en el extremo inferior. Estos tubos se instalan en el terreno a intervalos regulares. Estos tubos, también denominados «puntas de lanza», se conectan a un colector principal, que, a su vez, está conectado a una bomba de vacío. La bomba crea un vacío en el sistema que extrae el agua del subsuelo.

Este método es particularmente efectivo en arenas o suelos con capas de arena. Su principal limitación es la altura de succión, que en condiciones cercanas al nivel del mar es de hasta 8 metros. Para excavaciones más profundas, sería necesario utilizar sistemas escalonados en las bermas.

Consideraciones de diseño

  • Espaciamiento: el espaciamiento entre los pozos de extracción (que suele oscilar entre 0,6 y 3 m) depende de la permeabilidad del suelo, de la geometría de la excavación y del abatimiento requerido. Cuanto más permeable es el suelo, menor debe ser el espaciamiento.
  • Paquetes de filtro: en suelos finos o estratificados, es crucial instalar un paquete de filtro (generalmente, arena de textura media a gruesa) alrededor de cada pozo de extracción. Así se evita el bombeo de finos y se crea una ruta de drenaje vertical más eficiente.
Figura 5. Componentes del sistema. Cortesía de ISCHEBECK. http://www.ischebeck.es/assets/wp-content/uploads/agotamiento_agua/Cat%C3%A1logo%20Wellpoint%2016022012.pdf

Análisis comparativo

Ventajas Inconvenientes
• Descarga limpia: Una vez establecido, el sistema extrae agua limpia que requiere poco o ningún tratamiento. • El desagüe debe realizarse muy cerca del área de trabajo.
• Abatimiento localizado del nivel freático, lo que resulta en menores volúmenes de descarga. • Funciona mejor en suelos uniformes.
• La instalación puede ocupar un espacio considerable en el entorno vial.
• Requiere experiencia para una instalación y colocación efectivas.
• Potencial de rendimiento (caudal) y de abatimiento limitados por la altura de succión.

3.4 Pozos de bombeo profundo (dewatering wells)

Descripción y aplicación: los pozos de bombeo profundo son pozos perforados de mayor diámetro y profundidad que los well-points y están equipados con una bomba sumergible. Se trata de un sistema de ingeniería que debe ser diseñado por un especialista. Cada pozo incluye componentes clave, como una rejilla dimensionada para el terreno, un paquete de filtro diseñado específicamente y un sello anular en la superficie para evitar la recarga superficial.

Este método es adecuado para excavaciones grandes, profundas o de larga duración y puede manejar grandes caudales de agua.

Consideraciones de diseño: el diseño de un sistema de pozos profundos requiere un análisis detallado de los siguientes parámetros:

  • Profundidad y diámetro del pozo: el diámetro debe ser suficiente para alojar la bomba necesaria y la profundidad debe ser significativamente mayor que el abatimiento deseado.
  • Tamaño de la ranura de la rejilla: se diseña en función del tamaño de grano del suelo o del material filtrante para maximizar la entrada de agua y minimizar la entrada de partículas finas.
  • Diseño del filtro: el filtro granular que rodea la rejilla es fundamental para evitar que los materiales finos del acuífero migren hacia el pozo.
  • Distancia entre pozos: Los pozos se espacian típicamente entre 10 y 50 metros. Su diseño es complejo, ya que se basa en la interacción entre los conos de abatimiento de cada pozo.
Figura 6. Agotamiento profundo del nivel freático mediante un pozo filtrante. Elaboración propia basado en Pérez Valcárcel (2004).

Análisis comparativo

Ventajas Inconvenientes
• Ideal para excavaciones de gran envergadura y proyectos de larga duración. • Si se extrae más agua de la necesaria, puede afectar a un área mayor de la prevista, lo que puede causar problemas de asentamiento en suelos compresibles (por ejemplo, turba).
• Descarga limpia una vez que el pozo está desarrollado correctamente. • Puede requerir un tiempo de preparación más largo para lograr el abatimiento del nivel freático.
• Alta capacidad de bombeo, superando problemas de variabilidad del suelo. • Se requiere un mayor nivel de diseño, planificación y ensayos de campo, como los ensayos de bombeo.
• Puede instalarse fuera del área de trabajo directa, liberando espacio en las zonas congestionadas.
• Las bombas sumergibles son mucho más silenciosas, ideales para áreas sensibles al ruido.

Tras describir los métodos individuales, el siguiente paso lógico es proporcionar una guía clara para seleccionar el sistema más apropiado para cada situación en el campo.

4.0 Selección del método apropiado

4.1 Una decisión estratégica

La elección del sistema de control del nivel freático adecuado es una decisión estratégica que debe equilibrar la eficacia técnica, el coste de implementación y de operación y el impacto ambiental potencial. Una elección informada no se basa en la intuición, sino en la recopilación y el análisis de datos específicos del emplazamiento. Una elección incorrecta puede provocar un rendimiento deficiente, sobrecostes y retrasos significativos en el proyecto.

4.2 Datos clave para la decisión

Para tomar una decisión fundamentada sobre el método de drenaje, es imprescindible recopilar la siguiente información:

  • Perfil y tipo de suelo, incluyendo la permeabilidad de cada estrato.
  • Dimensiones de la excavación: ancho, largo y profundidad.
  • Nivel freático existente, así como el nivel al que se necesita bajar (abatimiento requerido).
  • Método de excavación y soporte propuesto: por ejemplo, taludes abiertos o tablestacas.
  • Proximidad a estructuras existentes, cursos de agua y otras infraestructuras sensibles.

4.3 Matriz de decisión

La siguiente tabla sirve de guía para seleccionar una metodología de drenaje según el tipo de suelo predominante.

Guía para la selección de métodos de drenaje según el tipo de suelo.

Tipo de suelo Tasa de flujo de agua subterránea Posibles problemas Metodología de drenaje recomendada
Gravas / cantos Alta Se requieren grandes flujos de agua que pueden provenir de pozos profundos para excavaciones profundas o de sumideros para excavaciones superficiales. Pozos de bombeo profundo y de bombeo desde sumideros.
Arena Baja a media Baja estabilidad de la zanja si se permite que la arena fluya hacia la excavación (arena fluida). Sistemas well-point.
Limo Baja Estabilidad variable y bajo rendimiento de agua, lo que puede requerir un espaciado muy reducido de las puntas de lanza y provocar perching localizado. Sistemas de puntas de lanza (well-pointing) y de bombeo desde sumideros.
Arcilla Muy baja Se han detectado problemas mínimos de estabilidad de la zanja y una posible formación de un nivel freático colgado localizado. Sistemas de puntas de lanza (well-pointing) y de bombeo desde sumideros.
Turba Variable (baja a alta) El drenaje puede provocar la compresión de las capas, lo que provoca asentamientos y daños en los terrenos y en la infraestructura circundantes. Se requiere asesoramiento especializado.
Suelos mixtos Variable (baja a alta) La metodología se basa generalmente en el tipo de suelo predominante y en la unidad geológica que presenta el mayor rendimiento hídrico. Depende de la hidrogeología y de la unidad geológica de mayor rendimiento hídrico.

4.4 Criterios de aplicación específicos

  • Condiciones que favorecen el bombeo desde sumideros (sump pumping):
    • Suelos como grava arenosa bien graduada, grava limpia o arcilla firme o rígida.
    • Acuífero no confinado.
    • Se requiere un abatimiento moderado y no hay fuentes de recarga cercanas (por ejemplo, un arroyo).
    • La excavación tiene taludes poco pronunciados o está protegida por tablestacas hincadas a gran profundidad.
    • Cargas de cimentación ligeras.
  • Condiciones que favorecen los sistemas well-point:
    • Suelos arenosos o interestratificados que incluyan arenas (permeabilidad k = 10⁻³ a 10⁻⁵ m/s).
    • Acuífero no confinado.
    • Se requiere un abatimiento de 5 metros o menos (o de hasta 10 metros si el área de excavación es grande y permite sistemas escalonados).
  • Condiciones que favorecen la instalación de pozos de bombeo profundo (wells):
    • Las condiciones del terreno son demasiado permeables como para que los well-points sean viables.
    • Suelos limosos que requieren un diseño de filtro preciso.
    • Se requiere un abatimiento de más de 8 metros o un abatimiento en un área extensa durante un período prolongado.
    • El acceso a la excavación está restringido o el lugar está congestionado (los pozos pueden ubicarse fuera de las zonas de trabajo).

Independientemente del método elegido, es imperativo gestionar los impactos ambientales asociados, un aspecto crucial que se detallará en la siguiente sección.

Figura 7. Selección del método de drenaje adecuado.

5.0 Mitigación de efectos ambientales y gestión de impactos

5.1 Responsabilidad ambiental y cumplimiento normativo

La gestión del agua subterránea no termina con su extracción, sino que conlleva la responsabilidad de cumplir con la normativa medioambiental y minimizar cualquier impacto negativo en el entorno. Una planificación cuidadosa debe abordar dos aspectos principales: la gestión de la calidad del agua de descarga para proteger los cuerpos de agua receptores y la prevención del asentamiento del terreno, que podría dañar la infraestructura y las propiedades adyacentes.

5.2 Gestión de la calidad del agua extraída

  • Sólidos en suspensión totales (TSS): el agua bombeada desde una excavación, especialmente desde sumideros, a menudo presenta una alta concentración de sedimentos. La normativa medioambiental exige que esta agua sea tratada para eliminar los sólidos antes de su vertido. Por ejemplo, muchos permisos establecen un límite de 150 g/m³ de TSS. Para el control in situ, una herramienta práctica es la evaluación visual comparativa. En un laboratorio, se pueden preparar muestras estándar con concentraciones conocidas de TSS (por ejemplo, 150 g/m³), que sirven como referencia visual para compararlas rápidamente con las muestras de descarga tomadas en el lugar, lo que permite tomar medidas correctivas inmediatas en caso de observar una turbidez excesiva.
  • Agua subterránea contaminada: existe el riesgo de encontrar contaminantes en el agua subterránea, especialmente en áreas urbanas o industriales con un historial de actividades potencialmente contaminantes. Durante la fase de planificación, es crucial identificar las zonas de riesgo. Si el proyecto se ubica en una de estas zonas o si se sospecha de contaminación, deberán realizarse muestreos específicos del agua subterránea para analizar la presencia y concentración de contaminantes. Así se puede planificar un sistema de tratamiento adecuado si fuera necesario.

5.3 Métodos de tratamiento de la descarga

Los tanques de sedimentación son el método principal y más común para tratar la descarga. Su principio de funcionamiento es sencillo: reducir la velocidad del flujo de agua para que las partículas de sedimento se asienten por gravedad. Un diseño eficaz incluye cuatro zonas funcionales:

  1. Zona de entrada: Distribuye el flujo de manera uniforme para evitar turbulencias.
  2. Zona de asentamiento: El área principal donde ocurre la sedimentación.
  3. Zona de recolección: El fondo del tanque donde se acumulan los sedimentos.
  4. Zona de salida: Recolecta el agua clarificada para su descarga.

El dimensionamiento adecuado del tanque es fundamental y debe basarse en el caudal de bombeo y el tamaño de las partículas a eliminar.

Otros métodos

  • Filtrado a través de la vegetación: El agua se descarga sobre una superficie cubierta de vegetación densa (por ejemplo, césped), que actúa como un filtro natural. Este método solo es adecuado como tratamiento secundario tras un tanque de sedimentación.
  • Bolsas de control de sedimentos: Se trata de bolsas de geotextil que se conectan a la salida de la bomba y filtran los sedimentos. Son útiles para caudales bajos y áreas pequeñas, pero pueden obstruirse rápidamente ante altas concentraciones de sedimentos.

5.4 Control del asentamiento del terreno

Causas y riesgos: El abatimiento del nivel freático puede provocar asentamientos del terreno por tres mecanismos principales:

  1. Aumento de la tensión efectiva: al descender el nivel freático, disminuye la presión del agua en los poros del suelo, lo que incrementa la carga que puede soportar el esqueleto sólido del suelo. Esto provoca su compresión y el consiguiente hundimiento de la superficie.
  2. Pérdida de finos: Un diseño de filtro inadecuado o velocidades de flujo excesivas pueden arrastrar partículas finas del suelo y generar vacíos, lo que provoca asentamientos localizados.
  3. Inestabilidad de los taludes: una reducción insuficiente de las presiones de poro o un control inadecuado de las filtraciones puede comprometer la estabilidad de los taludes de la excavación, lo que provoca fallos localizados y desprendimientos de material.

Los suelos blandos y de baja permeabilidad, como los limos, las arcillas y los suelos orgánicos (turba), son los más susceptibles a sufrir asentamientos significativos por consolidación.

Estrategias de mitigación: Para minimizar el riesgo de asentamientos perjudiciales, deben implementarse las siguientes estrategias:

  1. Diseño adecuado de los filtros: hay que asegurarse de que los filtros de pozos o well-points estén correctamente dimensionados para retener las partículas del suelo.
  2. Control de finos: controlar la cantidad de sólidos disueltos en el agua de descarga. Un aumento sostenido puede indicar una posible pérdida de material del subsuelo.
  3. Control del radio de influencia: diseñar el sistema para limitar la bajada del nivel freático más allá de los límites de la zona, utilizando, si es necesario, barreras de corte o pozos de reinyección.
  4. Control de los asentamientos en el terreno: implementar un plan de supervisión para detectar cualquier movimiento del terreno.

Control de asentamientos: Se debe establecer un plan de supervisión que incluya la instalación de marcadores topográficos en edificios y estructuras cercanos. Es fundamental contar con un punto de referencia estable ubicado fuera de la zona de influencia del drenaje. Se deben establecer umbrales de alerta y de actuación para los asentamientos medidos. Si se alcanzan estos umbrales, se deben adoptar medidas correctivas que pueden ir desde la modificación del funcionamiento de la estación de bombeo hasta la interrupción total del drenaje.

La gestión proactiva de estos riesgos operativos y medioambientales debe complementarse con la preparación ante eventos inesperados, lo que nos lleva a la planificación de contingencias.

6.0 Planificación de contingencias: intercepción accidental de acuíferos artesianos

6.1 Preparación para lo imprevisto.

A pesar de una planificación y ejecución cuidadosas, siempre existe la posibilidad de toparse con condiciones geológicas imprevistas, como la intercepción de un acuífero artesiano o la aparición de caudales de entrada mucho mayores de lo esperado. Estas situaciones pueden escalar rápidamente y provocar un colapso catastrófico de la excavación. Por lo tanto, una preparación adecuada y un plan de respuesta rápida no son opcionales, sino parte esencial de la gestión de riesgos en cualquier proyecto de drenaje.

6.2 Medidas preparatorias

Procedimientos operativos: Antes de iniciar cualquier trabajo de excavación o perforación en zonas de riesgo, se deben establecer los siguientes procedimientos:

  • Realizar investigaciones geotécnicas adecuadas para identificar la posible presencia de acuíferos artesianos.
  • Disponer de medios para cerrar rápidamente los pozos de bombeo o las puntas de lanza si se detecta un flujo incontrolado.
  • Localizar de antemano proveedores de emergencia de materiales como cemento Portland, bentonita y geotextil.
  • Comprender el procedimiento de cálculo del diseño de la mezcla de lechada para detener el flujo. Se debe medir la carga artesiana y añadir la mezcla de lechada para lograr un equilibrio de presión.
  • Establecer y distribuir una lista de contactos de emergencia que incluya al ingeniero del proyecto, al contratista de desagüe y a las autoridades ambientales pertinentes.

Equipamiento de emergencia Se debe tener disponible en el sitio el siguiente equipamiento y suministros de emergencia, según el sistema en uso:

  • Para sistemas well-point:
    • Chips de bentonita no recubiertos para el sellado del collar.
    • Válvulas para instalar en todas las tuberías de well-points en áreas con sospecha de presión artesiana.
    • Equipo de inyección de lechada de cemento y suministros.
    • Geotextil y sacos de arena.
  • Para pozos de bombeo profundo:
    • Chips de bentonita no recubiertos para el sellado del collar.
    • Obturadores, tubería ascendente, manómetros y accesorios apropiados para cortar el flujo y medir la presión.
    • Equipo de inyección de lechada de cemento y suministros.
    • Geotextil y sacos de arena.
    • Lodo de perforación polimérico para compensar y suprimir flujos artesianos bajos durante la perforación del pozo.

Además, es necesario contar con un teléfono móvil con cámara, secciones de tubería extensibles para medir la altura de la presión artesiana y el diseño de la mezcla de lechada de contingencia.

6.3 Protocolo de implantación y respuesta

Pasos inmediatos: En caso de detectar un flujo de agua incontrolado, se debe seguir el siguiente protocolo de manera inmediata y secuencial:

  1. Evaluar la situación: Determinar si el caudal y la turbidez del agua son constantes o están aumentando. Verificar si el flujo está confinado al pozo o se está extendiendo por la excavación.
  2. Notificar al ingeniero y al gerente del proyecto: Proporcionar una descripción detallada de las condiciones, el caudal estimado y los eventos que llevaron al incidente. Enviar fotografías o videos en tiempo real si es posible.
  3. Notificar a las autoridades pertinentes: Informar a las autoridades ambientales y a otras partes interesadas sobre la situación y las medidas de contención planificadas.

Acciones de emergencia: Una vez notificado el incidente, se pueden tomar una o más de las siguientes acciones de emergencia para controlar la situación:

  • Rellenar la excavación: Comenzar a rellenarla con material hasta que el peso del relleno sea suficiente para controlar el flujo y el transporte de sedimentos.
  • Medir la presión artesiana: Utilizar secciones de tubería para medir la altura a la que llega el agua y así determinar la presión del acuífero.
  • Controlar la descarga: Dirigir cualquier descarga de agua a través de las medidas de control de erosión y sedimentos establecidas en el sitio.
  • Inundar la excavación: Como medida drástica, rellenar la excavación con agua hasta el nivel freático original para equilibrar las presiones y estabilizar la situación mientras se reconsidera el diseño.

La combinación de una planificación rigurosa, una ejecución cuidadosa y una preparación exhaustiva ante contingencias es la clave para una gestión exitosa y segura del agua subterránea en cualquier proyecto de construcción.

En este audio podéis escuchar una conversación sobre este tema.

Este es un vídeo que resume bien las ideas principales.

Os dejo el documento completo; espero que os sea de interés.

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REFERENCIAS:

  • CASHMAN, P.M.; and PREENE, M. (2012). Groundwater Lowering in Construction: A Practical Guide to Dewatering, 2nd edition. CRC Press, Boca Raton, 645 pp.
  • HERTZ, W.; ARNDTS, E. (1973). Theorie und praxis der grundwasserabsenkung. Ernst & Sohn, Berlin.
  • JUSTO ALPAÑES, J.L.; BAUZÁ, J.D. (2010). Tema 10: Excavaciones y drenajes. Curso de doctorado: El requisito básico de seguridad estructural en la ley orgánica de la edificación. Código Técnico de la Edificación. ETS. de Arquitectura, Universidad de Sevilla.
  • MUZAS, F. (2007). Mecánica del suelo y cimentaciones, Vol. II. Universidad Nacional de Educación a Distancia, Madrid.
  • POWERS, J.P. (1992). Construction dewatering: New methods and applications. Ed. Wiley et al., New York.
  • PREENE, M.; ROBERTS, T.O.L.; POWRIE, W. (2016). Groundwater Control – Design and Practice, 2nd Edition. Construction Industry Research and Information Association, CIRIA Report C750, London.
  • SCHULZE, W.E.; SIMMER, K. (1978). Cimentaciones. Editorial Blume, Madrid, 365 pp.
  • TOMLINSON, M.J. (1982). Diseño y construcción de cimientos. URMO, S.A. de Ediciones, Bilbao, 825 pp.
  • YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.

Curso:

Curso de procedimientos de contención y control del agua subterránea en obras de Ingeniería Civil y Edificación

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La diversidad cultural en ingeniería: multiplica la creatividad y mejora la resolución de problemas

En el mundo profesional, la diversidad de los equipos a menudo se percibe como un desafío de gestión: un complejo puzle de estilos de comunicación y normas culturales que deben ensamblarse cuidadosamente para evitar fricciones. Esta visión, aunque comprensible, pasa por alto una verdad fundamental.

En lugar de ser un obstáculo que superar, la diversidad cultural es, en realidad, un «superpoder» para la innovación y la resolución de problemas complejos. Esto es especialmente cierto en campos técnicos como la ingeniería, donde la convergencia de múltiples perspectivas puede revelar soluciones que un grupo homogéneo nunca encontraría.

Un estudio reciente con 79 estudiantes de grado y de máster en ingeniería, muchos de ellos internacionales, arroja luz sobre este fenómeno y revela algunas verdades sorprendentes sobre cómo funcionan realmente los equipos multiculturales. Este artículo resume los hallazgos más importantes de dicha investigación.

La diversidad no solo enriquece: mejora activamente la capacidad de resolver problemas

El primer gran hallazgo del estudio es contundente. Lo sorprendente no es que la diversidad sea valorada, sino el consenso casi absoluto que genera en un campo que a menudo se estereotipa como puramente técnico e individualista. Según el estudio, los estudiantes de ingeniería perciben de forma abrumadora que la diversidad cultural no solo enriquece las interacciones y fomenta la creatividad, sino que también mejora directamente la capacidad de decisión y la capacidad del equipo para resolver problemas.

El dato que lo respalda es rotundo: la afirmación «La diversidad cultural y las experiencias previas de los estudiantes mejoran la dinámica de aprendizaje, así como la capacidad para resolver problemas en equipo» obtuvo una puntuación media de 4,19 sobre 5. Desde una perspectiva pedagógica, este dato es crucial, ya que no se trata de una teoría abstracta, sino de la percepción directa de las personas que experimentan sus beneficios en tareas colaborativas complejas.

Las mujeres lo ven aún más claro

Al profundizar en los datos, el estudio halló una diferencia estadísticamente significativa en la percepción entre hombres y mujeres. Las estudiantes encuestadas mostraron un grado de acuerdo «significativamente mayor» que el de sus compañeros varones respecto a la idea de que la diversidad mejora la resolución de problemas en equipo. El análisis de los intervalos de confianza del 95 % para las medias no se solapa, lo que indica que esta diferencia no es casual.

Lo que esto sugiere es fascinante. Este hallazgo podría reflejar una mayor sintonía con la dinámica de grupo o una valoración más acentuada de los beneficios de la colaboración y la comunicación, competencias que la diversidad pone de manifiesto. Este resultado abre una interesante línea de investigación sobre cómo diferentes grupos experimentan y valoran la dinámica colaborativa.

El valor de la diversidad se aprecia más cuando se experimenta de primera mano

El estudio comparó las respuestas de grupos de máster, compuestos casi en su totalidad por estudiantes internacionales, con las de un grupo de grado, en el que el 70 % de los encuestados eran españoles. El resultado fue revelador: el grupo de grado, más homogéneo, valoró en menor medida el impacto positivo de la diversidad. La conclusión del estudio es directa y contundente: queda claro que cuanto mayor es la diversidad, más se valora.

Esto no significa que los grupos homogéneos rechacen la diversidad. Más bien, subraya un principio fundamental del aprendizaje intercultural: la apreciación de la diversidad no es un ejercicio teórico, sino una competencia que se desarrolla mediante la inmersión y la experiencia directa. Para valorar plenamente sus beneficios, primero hay que experimentarlos.

No es un beneficio mágico, sino el resultado de dos factores clave

Quizás la aportación más poderosa del estudio es desmitificar el proceso. Si bien muchas investigaciones confirman que la diversidad es beneficiosa, este estudio indaga en el porqué y traslada la conversación del «qué» al «cómo». Mediante un análisis estadístico, los investigadores identificaron los dos mecanismos principales que explican esta percepción positiva.

Esta habilidad se basa en dos factores específicos y medibles:

  1. Desarrollo de habilidades interpersonales: Trabajar en equipos diversos impulsa a sus miembros a mejorar sus habilidades de comunicación y negociación, lo que facilita directamente la colaboración técnica.
  2. Un entorno de ideación más rico: La diversidad cultural en el aula crea un ambiente más dinámico que fomenta un mayor intercambio de ideas, lo que enriquece la comprensión global de los problemas.

Estos dos factores, por sí solos, explican el 63,3 % de la percepción positiva, lo que demuestra que los beneficios de la diversidad no son abstractos, sino que se traducen en una mejora tangible de la comunicación y de la generación de ideas.

Conclusión: De la convivencia a la estrategia

Los resultados de este estudio reafirman una idea fundamental: la diversidad cultural no es una obligación social, sino un recurso estratégico para la innovación. Hemos pasado de intuir que se trata de un «superpoder» a comprender la mecánica que lo activa: fomenta mejores habilidades de comunicación y genera un ecosistema de ideas más rico.

Aunque puedan existir pequeños desafíos de integración, reflejados en la puntuación más baja en el ítem sobre las dificultades para unificar ideas, los beneficios en la creatividad, la toma de decisiones y el desarrollo de competencias son mucho mayores. No aprovechar este motor de forma deliberada es una enorme oportunidad perdida.

Así pues, nos queda una última pregunta: si la diversidad es un motor tan potente de la innovación y ya sabemos cómo funciona, ¿estamos haciendo lo suficiente para fomentarla estratégicamente en nuestros equipos y organizaciones?

En este audio os dejo una conversación sobre este tema.

Por otra parte, en este vídeo, podéis ver las cuestiones más interesantes planteadas.

Referencia:

Yepes, V.; Yepes-Bellver, L. y Martínez-Pagán, P. (2025). Impacto de la diversidad cultural en la resolución colaborativa de problemas en la docencia universitaria de ingeniería. En libro de actas: XI Congreso de Innovación Educativa y Docencia en Red. Valencia, 17 y 18 de julio de 2025. Doi: https://doi.org/10.4995/InRed2025.2025.20606

También les dejo el artículo completo.

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Arthur Casagrande: el ingeniero que cimentó la mecánica de suelos moderna

Arthur Casagrande (1902–1981). https://gyaconstructora.wordpress.com/2015/11/30/arthur-casagrande-y-la-mecanica-de-suelos/

Arthur Casagrande (28 de agosto de 1902 – 6 de septiembre de 1981) fue un ingeniero civil estadounidense de origen austrohúngaro, cuya obra sentó las bases del desarrollo inicial de la geotecnia y de la mecánica de suelos. Su nombre está asociado a innovaciones en el diseño de aparatos experimentales y a contribuciones fundamentales al estudio de la filtración, la licuefacción de suelos y el comportamiento mecánico de las arcillas. También es conocido por crear el histórico programa de enseñanza de la mecánica de suelos en la Universidad de Harvard, que más tarde sería imitado por universidades de todo el mundo. Junto con Karl Terzaghi, es reconocido como uno de los padres de la mecánica de suelos moderna.

Casagrande nació en Ajdovščina, en la actual Eslovenia, que entonces formaba parte del Imperio austrohúngaro. Tras cursar su primer año escolar en Linz, se mudó con su familia a Trieste. Al llegar a la edad de ingresar en la enseñanza secundaria, fue admitido en la Realschule, un tipo de escuela destinada a estudiantes que posteriormente cursarían estudios técnicos o un aprendizaje profesional. Su decisión de asistir a este centro estuvo influida por la tradición familiar materna, ya que muchos de sus parientes se habían dedicado a las ingenierías mecánica y química. En 1924, se graduó como ingeniero civil en la Technische Hochschule (TH) de Viena y continuó trabajando allí como asistente a tiempo completo del profesor Schaffernak en el laboratorio de hidráulica.

La disolución del Imperio austrohúngaro tras la Primera Guerra Mundial dejó el sector de la construcción prácticamente paralizado, lo que limitó en gran medida las oportunidades para los jóvenes ingenieros. Este difícil contexto, sumado al fallecimiento de su padre en 1924, incrementó su responsabilidad económica familiar y reforzó su deseo de participar en grandes proyectos de ingeniería. A pesar de la oposición de su madre y de su profesor, decidió emprender el arriesgado viaje a Estados Unidos. Tras llegar a Nueva York en 1926, se alojó durante diez días en un albergue de la YMCA antes de mudarse a Nueva Jersey, donde trabajó durante unos meses como delineante.

Una visita al Massachusetts Institute of Technology (MIT) en busca de empleo cambiaría su carrera para siempre. Allí conoció a Karl von Terzaghi, que acababa de llegar, y le ofreció inmediatamente un puesto de asistente privado. Desde 1926 hasta 1932, Casagrande trabajó como asistente de investigación asignado al MIT para el US Bureau of Public Roads, colaborando con Terzaghi en numerosos proyectos destinados a mejorar las técnicas y los equipos de ensayo de suelos. En 1929, viajó con él a Viena para ayudarle a establecer un laboratorio de mecánica de suelos que pronto se convertiría en un centro de referencia mundial. Durante este viaje por Europa, Casagrande visitó todos los laboratorios de mecánica de suelos existentes en ese momento, lo que le permitió adquirir un conocimiento excepcional del estado del arte internacional.

A su regreso al MIT, desarrolló equipos que sentarían las bases de los utilizados actualmente: el aparato del límite líquido, la prueba del hidrómetro, el ensayo capilar horizontal, el odómetro y la caja de corte. También fue pionero en realizar ensayos triaxiales y en estudiar los cambios volumétricos de los suelos durante el esfuerzo cortante en Estados Unidos. Gracias a sus avances experimentales, realizó aportaciones fundamentales: fue uno de los primeros en comprender el desarrollo de las presiones de poros durante los cortes no drenados, destacó la diferencia crítica entre las arcillas intactas y las remoldeadas y estableció los procedimientos estándar para identificar la presión de preconsolidación en los suelos sobreeconsolidados. Además, la conocida «línea A» de la carta de plasticidad probablemente lleva su nombre.

En 1932 se trasladó a la Universidad de Harvard, donde en 1946 fue nombrado titular de la nueva cátedra de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Cimentaciones. Allí organizó un programa de posgrado que pasó de contar con 12 estudiantes en 1932 a más de 80 tras la Segunda Guerra Mundial. Entre 1942 y 1944, a petición del Army Corps of Engineers, formó intensivamente en mecánica de suelos aplicada a la construcción de aeródromos a unos cuatrocientos oficiales. Aunque Terzaghi llegaría posteriormente a Harvard con la ayuda de Casagrande para escapar de la inestabilidad política en Europa, lo cierto es que Casagrande trabajó prácticamente solo en la sección de mecánica de suelos debido a las prolongadas ausencias de Terzaghi y a su escaso interés por las tareas administrativas. El éxito del programa de Harvard, que hacía hincapié en los cursos de laboratorio y en el estudio detallado de la filtración, se debía claramente a Casagrande y su metodología serviría más tarde de modelo en universidades de todo el mundo.

En 1936, organizó la primera Conferencia Internacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Cimentaciones. Aunque Terzaghi consideraba que suponía un riesgo excesivo para una disciplina aún joven, el evento fue un éxito rotundo. La conferencia dio lugar a la creación de la actual International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE) y marcó el momento en que la mecánica de suelos se convirtió en una parte esencial de la ingeniería civil. Alec Skempton describió posteriormente el periodo comprendido entre la publicación de Erdbaumechanik (Terzaghi, 1925) y esta conferencia como la etapa formativa clave de la mecánica de suelos moderna.

En paralelo a su labor académica, Casagrande desarrolló una destacada actividad como consultor, especialmente en proyectos relacionados con presas de tierra y en la investigación de fallos en dichas estructuras. Su interés por las presas se refleja en sus estudios sobre la filtración y la licuefacción. Tras la Segunda Guerra Mundial, el Corps of Engineers le encargó investigar los posibles efectos de las explosiones atómicas sobre la estabilidad de los taludes del Canal de Panamá. Esta investigación lo convirtió en uno de los primeros especialistas en la investigación de la resistencia dinámica de los suelos. También fue él quien introdujo el término «licuefacción» en la literatura de mecánica de suelos, aunque posteriormente consideró que su uso era inadecuado para describir los fenómenos asociados a cargas sísmicas cíclicas e insistió en que el término debía reservarse para suelos que experimentaran un notable ablandamiento por deformación, lo que conlleva un comportamiento cercano al flujo.

Su reconocimiento internacional se reflejó en numerosos premios. Fue nombrado primer Rankine Lecturer por la British Geotechnical Association y recibió la prestigiosa distinción de Terzaghi Lecturer, otorgada por la ASCE. En su honor, se creó posteriormente el Arthur Casagrande Professional Development Award, destinado a impulsar la carrera de jóvenes ingenieros e investigadores en geotecnia. A lo largo de su carrera, escribió más de cien textos e informes sobre mecánica de suelos, asentamientos, comportamiento dinámico y problemas relacionados con presas y cimentaciones.

Arthur Casagrande falleció en Estados Unidos el 6 de septiembre de 1981, a los 79 años. Su legado científico y pedagógico sigue profundamente arraigado en la ingeniería geotécnica contemporánea. Su nombre sigue asociado a la rigurosidad experimental, la innovación técnica y la consolidación definitiva de la mecánica de suelos como disciplina moderna.

Os dejo un vídeo que resume los aspectos básicos de su biografía.

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Lo que no te cuentan sobre la innovación en la construcción

La construcción, pilar de la economía mundial, tiene una merecida fama de ser un sector tradicional y reacio al cambio. Sin embargo, bajo esa apariencia de métodos probados, la feroz competencia y las nuevas exigencias de los clientes están provocando una evolución silenciosa pero crucial. El progreso está ocurriendo, pero de maneras que podrían sorprender a muchos.

Entonces, ¿cómo es realmente la innovación en un mundo de ladrillos y cemento y qué nos estamos perdiendo si solo miramos la superficie?

Este artículo revela cuatro de las conclusiones más impactantes e intuitivas sobre la verdadera naturaleza del cambio en la construcción, basadas en una exhaustiva revisión de la investigación en el campo.

1. La mayoría de las innovaciones provienen de fuera del sector.

Una de las ideas más arraigadas es que la innovación debe nacer en el seno de las propias empresas constructoras. Sin embargo, las pruebas sugieren lo contrario. Un análisis de Pries y Dorée (2005), que examinó 55 años de publicaciones en dos importantes revistas profesionales, llegó a una conclusión sorprendente: dos tercios de las innovaciones en la construcción provienen de las industrias proveedoras.

Este hallazgo es fundamental, ya que cambia por completo el enfoque para fomentar el progreso. Desafía la noción de que las constructoras deben inventarlo todo por sí mismas. En cambio, destaca que la verdadera palanca de cambio reside en la colaboración, en la gestión de la cadena de suministro y en la capacidad de integrar soluciones desarrolladas por otros. El progreso no es una tarea solitaria, sino un esfuerzo de todo el ecosistema.

2. La verdadera innovación es incremental, no radical.

La cultura popular está obsesionada con la «innovación disruptiva»: ideas revolucionarias que cambian las reglas del juego de la noche a la mañana. Sin embargo, en el sector de la construcción, la realidad es mucho más comedida. Slaughter (1998) clasificó la innovación en varias categorías según su grado de novedad, incluyendo «incremental» (pequeños cambios) y «radical» (cambios significativos).

La conclusión principal de múltiples estudios es que la innovación en la industria de la construcción es predominantemente incremental. El progreso no se basa en grandes saltos revolucionarios, sino en una base sólida de pequeñas mejoras continuas, ajustes de procesos y optimizaciones constantes. Reconocer estos pequeños pasos es fundamental para comprender cómo avanza realmente el sector de manera segura, probada y constante.

3. Para ser innovación, debe cumplir tres requisitos clave.

En un sector donde los procesos están en constante ajuste, es fácil confundir cualquier cambio con una innovación. Para evitar esta ambigüedad, el Manual de Oslo de la OCDE y Eurostat proporciona una definición de «innovación empresarial» que resulta particularmente útil y aplicable. Según este marco, para que algo se considere una verdadera innovación, debe cumplir tres condiciones:

  1. Debe ser un producto o un proceso de negocio nuevo o mejorado.
  2. Debe ser significativamente diferente de los productos o procesos anteriores de la empresa.
  3. Debe haber sido introducido en el mercado o puesto en uso por la empresa.

Tener una definición tan precisa es crucial. El tercer requisito, la implementación, actúa como un guardián que separa las ideas fugaces de la innovación empresarial genuina. No basta con tener una idea brillante; para que un cambio aporte valor real, debe ponerse a prueba en el mercado o integrarse en las operaciones de la empresa. Es este paso final el que transforma una sesión de lluvia de ideas en un verdadero motor de progreso.

4. Medir el impacto real implica descontar lo que «hubiera pasado de todos modos».

Medir el éxito de una innovación es un gran desafío, especialmente en el sector de la construcción. La complejidad inherente al sector —con su naturaleza específica para cada proyecto, la diversidad de grupos de interés, las operaciones in situ y las cadenas de suministro temporales— dificulta percibir y cuantificar el impacto. Aquí es donde entra en juego el concepto de «peso muerto»: el resultado que se habría producido de todos modos, incluso sin nuestra intervención.

Para capturar el verdadero valor, debemos aislar el efecto real de la innovación. La definición de impacto de Clark et al. (2004) lo resume a la perfección:

«La porción del resultado total que se produjo como resultado de la actividad de la empresa, por encima y más allá de lo que habría sucedido de todos modos».

Esta idea obliga a las empresas a ser mucho más críticas y honestas respecto del valor de sus innovaciones. Ya no basta con observar una mejora y atribuirla a un cambio reciente; ahora hay que demostrar que esa mejora no se habría producido de otro modo. Esa es la diferencia fundamental entre correlación y causalidad y el verdadero estándar para medir el impacto.

Conclusión: mirando al futuro de la construcción.

La innovación en este sector es más sutil, colaborativa e incremental de lo que se suele pensar. No se trata de grandes revoluciones tecnológicas, sino de una evolución constante, a menudo impulsada por socios externos y validada mediante una medición rigurosa de su impacto real.

Sabiendo que el verdadero progreso proviene de pequeños pasos y de fuentes externas, la pregunta clave es: ¿cómo podemos, como industria y sociedad, crear un entorno que identifique, mida y celebre mejor estas innovaciones a menudo ocultas que están construyendo nuestro futuro?

En este audio podéis escuchar una conversación interesante sobre este tema.

Este es un vídeo que resume bien las ideas expuestas.

Referencias:

Clark, C., Rosenzweig, W., Long, D., & Olsen, S. (2004). Double bottom line project report: Assessing social impact in double bottom line ventures.

López, S., & Yepes, V. (2026). Innovation in construction: Assessing the role of transformational leadership and knowledge governance. Journal of Civil Engineering and Management. (In press).

López, S., & Yepes, V. (2020). Impact of R&D&I on the performance of Spanish construction companies. Advances in Civil Engineering, 2020(1), 7835231.

Pellicer, E., Yepes, V., Correa, C. L., & Alarcón, L. F. (2014). Model for systematic innovation in construction companies. Journal of Construction Engineering and Management, 140(4), B4014001.

Pellicer, E., Correa, C. L., Yepes, V., & Alarcón, L. F. (2012). Organizational improvement through standardization of the innovation process in construction firms. Engineering Management Journal, 24(2), 40–53.

Pries, F., & Dorée, A. (2005). A century of innovation in the Dutch construction industry. Construction Management and Economics, 23(6), 561–564.

Slaughter, E. S. (1998). Models of construction innovation. Journal of Construction Engineering and Management, 124(3), 226–231.

Tabatabaee, S. M. E., Iordanova, I., & Poirier, E. (2025). Assessing the Impact of Innovation in Construction: A Literature Review. En P. Zangeneh et al. (Eds.), Proceedings of the Canadian Society for Civil Engineering Annual Conference 2024, Volume 3, Lecture Notes in Civil Engineering 697 (págs. 131–142). Canadian Society for Civil Engineering.

Yepes, V., Pellicer, E., Alarcón, L. F., & Correa, L. C. (2016). Creative innovation in Spanish construction firms. Journal of Professional Issues in Engineering Education and Practice, 142(1), 04015006.

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Karl von Terzaghi: vida, obra, controversias, método y legado del fundador de la geotecnia moderna

Karl von Terzaghi (1883–1963). https://www.tuwien.at/en/cee/geotechnik/igb/soil-mechanics-laboratory/terzaghi-archive

Karl von Terzaghi nació el 2 de octubre de 1883 en Praga, que por entonces formaba parte del Imperio austrohúngaro. Hijo del teniente coronel Anton von Terzaghi y de Amalia Eberle, creció en el riguroso ambiente cultural y disciplinario de la tradición militar austríaca. Desde niño, destacó por su curiosidad por la astronomía, la geografía y, más tarde, las matemáticas y la geometría. A los diez años ingresó en una escuela militar y, a los catorce, pasó a otra academia en Hranice, donde se graduó con honores. En 1900, inició estudios de ingeniería mecánica en la Universidad Técnica de Graz, donde reforzó su interés por la mecánica teórica, la geología, las ciencias naturales y la observación del paisaje, pasiones que conservaría toda su vida. Se graduó con honores en 1904, tras superar incluso un intento de expulsión.

Realizó el servicio militar obligatorio, durante el cual tradujo Outline of Field Geology, ampliándolo con nuevo contenido, lo que marcó el comienzo de su extensa producción escrita. Después, volvió a la universidad para estudiar asignaturas relacionadas con la geología y la ingeniería civil y publicó su primer artículo sobre las terrazas geológicas del sur de Estiria. Empezó su carrera profesional en la empresa Adolph von Pittel, donde participó en proyectos hidroeléctricos y llegó a encargarse del diseño y la construcción de estructuras de hormigón armado. Tras trabajar en presas de Croacia y pasar seis meses en Rusia, desarrolló métodos gráficos para tanques industriales que empleó en su tesis doctoral. En 1912 obtuvo el doctorado en Ciencias Técnicas por la Universidad Técnica de Graz.

Ese mismo año viajó por Estados Unidos para estudiar presas y obras hidráulicas, lo que amplió su visión sobre la ingeniería civil. Regresó a Austria en 1913, pero la Primera Guerra Mundial interrumpió su trayectoria: fue movilizado como oficial de ingenieros, llegó a dirigir hasta mil hombres y participó en misiones de combate, como la toma de Belgrado. Posteriormente, fue transferido a la aviación, donde fue comandante de la estación de ensayos aeronáuticos de Aspern.

Tras la guerra, se trasladó a Estambul, donde fue profesor en la Escuela Imperial de Ingeniería (posteriormente, la Universidad Técnica de Estambul) y también colaboró con el Robert College. Entre 1919 y 1925 llevó a cabo investigaciones experimentales fundamentales sobre permeabilidad, empujes en muros de contención y el comportamiento del suelo saturado. Durante este periodo, desarrolló sus primeras teorías unificadas y diseñó equipos experimentales originales. En 1925, publicó Erdbaumechanik auf Bodenphysikalischer Grundlage, la primera formulación integral de la mecánica de suelos moderna, en la que introdujo su mayor aportación conceptual: el principio de tensiones efectivas, piedra angular para comprender asentamientos, la resistencia al corte, la consolidación, la permeabilidad y la erosión.

Su obra llamó la atención a nivel internacional, especialmente en Estados Unidos, y ese mismo año fue invitado al MIT. Publicó artículos en la revista Engineering News-Record que contribuyeron a difundir sus ideas. En Cambridge, aunque tuvo dificultades académicas y administrativas, estableció el primer laboratorio estadounidense de mecánica de suelos y formó al joven Arthur Casagrande, que sería su asistente privado entre 1926 y 1932, y una figura clave en el desarrollo de métodos experimentales, de clasificación de suelos y de técnicas de campo. Ese mismo año, trabajó con Aurelia Schober Plath, quien tradujo manuscritos y amplió el alcance de su producción escrita. Durante este periodo, impartió cursos que sentaron las bases de los programas modernos de mecánica de suelos, desarrolló redes de flujo, métodos de medición de presiones de poros, estudios de consolidación y análisis de asentamientos, y formuló principios que todavía hoy estructuran la práctica geotécnica.

En 1928 conoció a la geóloga Ruth Dogget, con quien se casó poco después, y en 1929 aceptó una cátedra en la Technische Hochschule de Viena. Antes de instalarse, realizó consultorías en la URSS, experiencia que lo marcó políticamente: detestó el sistema soviético y se declaró en contra de él. Desde Viena, obtuvo gran prestigio internacional asesorando en proyectos en Europa, en el norte de África y en Rusia. Trabajó en inyecciones (grouting), en cimentaciones sobre diferentes suelos y en la ampliación de Erdbaumechanik. Su interés intelectual abarcaba no solo la ingeniería y la geología, sino también la filosofía, la ética, la literatura, la arquitectura, el arte, la música, las flores, los viajes, la conversación, la natación y la escritura. Era un lector y observador incansable, un excelente cronista y un prolífico corresponsal con una tendencia natural a clasificar el mundo: rocas, suelos, ideas, personas y fenómenos.

En 1935 tomó un año sabático en el que realizó una consultoría para los planes monumentales de Núremberg, donde llegó a discutir cuestiones de cimentación con Adolf Hitler, una experiencia que le resultó profundamente inquietante. En 1936, organizó y presidió en Harvard la Primera Conferencia Internacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Cimentaciones, germen de la ISSMGE. Poco después, regresó a Viena, donde se enfrentó a controversias profesionales —especialmente con Paul Fillunger— y a tensiones políticas en aumento. Su amarga reflexión resumió la situación: «Mi país me tachó de nazi, los nazis de bolchevique y los bolcheviques de conservador idealista. Solo uno podía tener razón… y fueron los bolcheviques». Para escapar de ese ambiente, se dedicó a consultorías en Inglaterra, Italia, Francia, Argelia y Letonia.

En 1938 emigró definitivamente a Estados Unidos y aceptó un puesto en la Universidad de Harvard, donde sentó las bases de la ingeniería geotécnica moderna. Allí impartió clases, investigó, publicó y trabajó como consultor en proyectos emblemáticos, como el metro de Chicago, las instalaciones navales de Newport News, el reflotamiento del Normandie y numerosas presas en Norteamérica. En marzo de 1943 se hizo ciudadano estadounidense.

Durante las décadas de 1940 y 1950, amplió su ámbito técnico para abarcar la clasificación de suelos y rocas, así como los fenómenos capilares. También estudió la tubificación y su prevención, así como el diseño y la construcción de presas de tierra, roca y hormigón sobre distintos tipos de cimentación. Trabajó en el análisis de redes de flujo bidimensionales y tridimensionales, así como en el diseño de anclajes para puentes colgantes. Desarrolló aportes importantes en ingeniería de túneles, pilas de cimentación, hincado de pilotes y en la compactación y mejora del terreno. Asimismo, investigó la ingeniería del permafrost y el diseño para prevenir socavaciones.
Analizó la subsidencia regional causada por la extracción de petróleo y por el proceso de formación y colapso de sumideros. Finalmente, impulsó avances en la instrumentación de campo y de laboratorio, además de promover la documentación precisa de fallos. Su libro Soil Mechanics in Engineering Practice (junto con Ralph Peck) se convirtió en un clásico mundial.

En 1954, fue nombrado presidente del Consejo Consultivo de la Gran Presa de Asuán, cargo del que dimitió en 1959 debido a sus desacuerdos con los ingenieros soviéticos. Continuó asesorando en proyectos hidroeléctricos, en particular en Columbia Británica. Respecto a su jubilación, se citan con frecuencia dos fechas: 1953 y 1956. En ambos casos, continuó con su actividad docente y de consultoría durante varios años más.

En 1926, a los 43 años, se consolidó la evolución de sus objetivos vitales: tras haber cumplido su meta juvenil de formular una teoría analítica y empírica del comportamiento del suelo, dedicó su madurez a ajustarla y someterla a la realidad física mediante la práctica profesional. Su preocupación constante era la dificultad para conocer con suficiente antelación la morfología y las propiedades del terreno antes de construir. Esa inquietud lo llevó a desarrollar, junto con Ralph Peck, el método observacional, que se basa en la incorporación de mediciones y observaciones durante la ejecución para adaptar el diseño en tiempo real. Aunque fue un pionero teórico, solía decir que el ingeniero debía mantenerse en contacto con el comportamiento real del suelo y no dejarse cegar por modelos o teorías.

Su personalidad reflejaba ese rigor crítico: era un oyente excepcional, un lector apasionado, un observador meticuloso y un crítico severo de quienes se dejaban atrapar por teorías sin base empírica o de quienes no tenían teoría alguna. Defendía estrictos principios profesionales: aceptar solo encargos que pudiera manejar con competencia, asumir escenarios geotécnicos conservadores, examinar todos los ángulos de un problema, evitar simplificar en exceso el comportamiento del terreno, documentar fallos, publicar resultados y ajustar diseños según datos reales.

Fue un educador influyente en Estambul, el MIT, Viena y Harvard, así como conferenciante en Berlín, Texas e Illinois. Paradójicamente, desconfiaba de la educación formal cuando esta entorpecía la observación directa y admiraba a los «hombres hechos a sí mismos» que aprendían con los ojos y la mente abiertos.

A lo largo de su vida recibió numerosos honores: nueve doctorados honoris causa, cuatro Medallas Norman de la ASCE, la creación en 1960 del Premio Karl Terzaghi, la instauración en 1963 de la Karl Terzaghi Lecture y, más tarde, conmemoraciones como la emisión del sello austríaco de 1983 y el «Terzaghi Day». La presa Mission, en Columbia Británica, fue renombrada en 1965 como presa Terzaghi. Sus cenizas reposan en South Waterford (Maine).

Karl von Terzaghi murió el 25 de octubre de 1963, dejando un legado inmenso. Su combinación de teoría, observación, instrumentación, análisis, docencia y práctica sentó las bases del campo que hoy conocemos como ingeniería geotécnica y sus ideas siguen guiando esta disciplina en todo el mundo.

Os dejo un vídeo en el que se condensa parte de su biografía.

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El desastre silencioso bajo tus pies: la verdad sobre los suelos expansivos

Arcillas expansivas. https://archxde.com/arcillas-expansivas/

Pocas cosas simbolizan mejor la estabilidad que los cimientos de una construcción. Representan la frontera entre la arquitectura y la tierra firme. Sin embargo, bajo esa aparente solidez se esconde un enemigo persistente y silencioso: los suelos expansivos.

Lejos de ser una masa inerte, el suelo es un sistema vivo y dinámico que responde a los cambios de humedad con una energía capaz de fracturar losas, deformar zapatas y arruinar viviendas enteras.

Estos suelos, ricos en minerales arcillosos activos (principalmente montmorillonita o esmectita), pueden aumentar de volumen cuando se humedecen y contraerse al secarse, lo que provoca movimientos verticales y horizontales que, en muchos casos, superan la resistencia de las estructuras apoyadas sobre ellos. La magnitud de estos cambios depende de la mineralogía, la fracción de arcilla, la capacidad de intercambio catiónico y la succión matricial, es decir, la tensión negativa del agua en los poros del suelo.

Su comportamiento, descrito con precisión en la teoría de los suelos no saturados por Fredlund y Rahardjo (1993), convierte a estas arcillas en uno de los materiales más complejos y peligrosos de la ingeniería civil.

1. Un desastre oculto, más costoso que los terremotos.

Los suelos expansivos no acaparan titulares, pero su impacto económico es asombroso. Según Jones y Holtz (1973), este tipo de suelos causa más daños estructurales anuales que todos los demás fenómenos naturales combinados, incluidos los terremotos y las inundaciones. Krohn y Slosson estimaron que, solo en Estados Unidos, las pérdidas anuales ascendían a 7000 millones de dólares, una cifra que no ha dejado de crecer con la expansión urbana.

La causa de esta devastación radica en la naturaleza progresiva y acumulativa del fenómeno. Mientras que un seísmo actúa en segundos, la expansión del suelo opera día a día, modificando lentamente las condiciones de apoyo. Su carácter insidioso le ha valido el apodo de «el desastre oculto».

El daño estructural comienza con movimientos diferenciales de pocos milímetros, que al principio son imperceptibles, pero que con el tiempo se transforman en grietas en los muros, inclinaciones de losas o puertas que ya no cierran. Lo más preocupante es que estos síntomas suelen interpretarse como defectos de construcción, cuando en realidad son la manifestación visible de un proceso geotécnico profundo.

Agrietamiento de estructura por movimiento céntrico (Fredlund y Rahardjo, 1993)

2. La paradoja de la ligereza: las casas pequeñas son las más afectadas.

Resulta sorprendente que las estructuras ligeras se vean más afectadas por este fenómeno. Uno podría pensar que los edificios más pesados son los más susceptibles al movimiento del terreno, pero ocurre lo contrario.

Los suelos expansivos ejercen presiones de hinchamiento considerables, pero los proyectos a gran escala suelen incluir estudios de mecánica de suelos, pruebas de laboratorio (como las de hinchamiento libre o de volumen constante, según ASTM D4546) y diseños de cimentación apropiados. En cambio, las viviendas unifamiliares y las edificaciones ligeras, al considerarse de carga reducida, se construyen con escasa o nula investigación geotécnica y, a menudo, se basan en prácticas empíricas.

Fredlund (1993) señala que las estructuras que sufren mayores daños son precisamente aquellas que tuvieron un diseño de ingeniería menor antes de la construcción. A esto se suma un factor económico: los ingenieros geotécnicos suelen mostrarse reacios a intervenir en proyectos residenciales porque los honorarios son bajos en comparación con el alto riesgo de litigio. El resultado es un círculo vicioso: casas mal cimentadas sobre suelos hiperactivos que, con el tiempo, se deforman de forma irremediable.

3. La trampa de la compactación: cuando «mejorar» el terreno lo empeora.

A primera vista, compactar un suelo parece una acción positiva. En la mayoría de los casos, aumenta la densidad y la capacidad portante. Sin embargo, en los suelos expansivos, la compactación puede ser una trampa técnica.

Holtz y Gibbs (1956) demostraron que una compactación a alta densidad y bajo contenido de humedad incrementa significativamente el potencial de hinchamiento. Las partículas de arcilla, con carga negativa, se acercan tanto que acumulan una gran energía potencial de repulsión electrostática. Cuando posteriormente penetra agua, las moléculas se insertan entre las láminas cristalinas y las separan bruscamente, lo que provoca una expansión volumétrica explosiva.

El mismo estudio reveló que compactar por encima del contenido óptimo de agua reduce el potencial de expansión. En otras palabras, la práctica tradicional de buscar la máxima densidad seca puede resultar contraproducente. Comprender esta paradoja es esencial para la ingeniería moderna: no todos los suelos deben compactarse de la misma manera y, en algunos casos, un exceso de «mejora» puede acarrear un fracaso futuro.

4. Soluciones que desafían la lógica: cómo responde la ingeniería al suelo.

El reto de los suelos expansivos no consiste en vencer su fuerza, sino en comprender su dinámica. Por ello, las soluciones más efectivas no buscan resistir el movimiento del terreno, sino controlar la humedad o aislar la estructura de sus variaciones.

Entre las estrategias más estudiadas se encuentran:

  • Prehumedecimiento, una idea fallida: En teoría, saturar el suelo antes de construir debería eliminar su capacidad de expansión. En la práctica, esto rara vez funciona. Fredlund (1993) advierte que, durante el prehumedecimiento, las capas superiores se hinchan y sellan el suelo, impidiendo que el agua alcance los estratos más profundos. El resultado es una expansión parcial y una falsa sensación de seguridad, ya que el suelo parece estable hasta que, años después, las capas profundas se hidratan lentamente y la estructura comienza a levantarse.
  • Barreras capilares, el poder de una paradoja: Una de las técnicas más elegantes es la barrera capilar, que consiste en colocar sobre el suelo expansivo una capa de material granular grueso, como grava o arena. A simple vista parece absurdo: ¿cómo se puede proteger una arcilla del agua cubriéndola con un material permeable? Sin embargo, la física de los suelos no saturados demuestra que, cuando la grava se mantiene con baja saturación, su capacidad de transmisión capilar disminuye drásticamente y el agua infiltrada se almacena cerca de la superficie. Así, la humedad se evapora antes de llegar a las arcillas subyacentes. En palabras de Fredlund y Rahardjo (1993), esta técnica «reduce significativamente el flujo descendente de agua y estabiliza el régimen de humedad del perfil».
  • Estabilización química y control ambiental: El tratamiento con cal puede reducir la plasticidad y la actividad de las arcillas, convirtiéndolas en materiales prácticamente inertes. Asimismo, son indispensables el control del drenaje superficial, la prevención de fugas subterráneas y la exclusión de raíces profundas. No se trata solo de una cuestión estructural, sino también de una cuestión hidrológica y ambiental: la humedad del suelo debe mantenerse lo más constante posible.

Conclusión: hay que escuchar al suelo antes de construir.

El suelo no es un enemigo, sino un sistema natural que exige ser comprendido. Su comportamiento responde a leyes físico-químicas y climáticas que la ingeniería puede medir, modelar y respetar. Ignorarlas es, literalmente, construir sobre terreno inestable. El fenómeno de los suelos expansivos nos recuerda una verdad fundamental: no hay cimiento sólido sobre un terreno mal entendido. Cada grieta que aparece en una pared, cada losa que se levanta, es la voz del subsuelo que nos recuerda que el diseño estructural comienza mucho antes de colocar el primer ladrillo; comienza con el conocimiento del terreno.

Referencias

  • Fredlund, D. G., & Rahardjo, H. (1993). Soil mechanics for unsaturated soils. John Wiley & Sons.

  • Fredlund, D. G. (1983). Prediction of ground movements in swelling clays. En 31st Annual ASCE Soil Mechanics and Foundation Engineering Conference (Ponencia). Minneapolis, MN, Estados Unidos.

  • Holtz, W. G., & Gibbs, H. J. (1956). Engineering properties of expansive soils. Transactions of the American Society of Civil Engineers, 121, 641–663.

  • Jones, D. E., Jr., & Holtz, W. G. (1973). Expansive soils — The hidden disaster. Civil Engineering (ASCE), 43(8), 49–51.

  • Krohn, J. P., & Slosson, J. E. (1980). Assessment of expansive soils in the United States. En D. J. Miller (Ed.), Proceedings of the Fourth International Conference on Expansive Soils (pp. 596–608). ASCE.

  • Nelson, J. D., & Miller, D. J. (1992). Expansive soils: Problems and practice in foundation and pavement engineering. John Wiley & Sons.

  • Van der Merwe, D. H. (1964). The prediction of heave from the plasticity index and percent fraction of soils. Civil Engineering in South Africa, 6(6), 103–107.

  • Skempton, A. W. (1953). The colloidal activity of clays. En Proceedings of the 3rd International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering (Vol. 1, pp. 57–61). International Society for Soil Mechanics and Foundation Engineering.

  • Hamilton, J. J. (1969). Effects of environment on the performance of shallow foundations. Canadian Geotechnical Journal, 6(1), 65–80.

Cursos:

Curso de Procedimientos de Construcción de cimentaciones y estructuras de contención en obra civil y edificación.

Curso de compactación superficial y profunda de suelos en obras de ingeniería civil y edificación.

En este audio tenéis una conversación sobre este tema tan relevante.

Un vídeo que resume el contenido del tema, con carácter divulgativo, lo tenéis aquí:

Aquí también tenéis un vídeo sobre cómo identificar estas arcillas expansivas en el laboratorio de suelos.

Os dejo un documento técnico de la empresa Geopier. Espero que os resulte de interés.

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Sir Edmund “Ted” Happold: un ingeniero que unió arte, técnica y humanidad

Sir Edmund Happold (1930 –  1996). https://www.burohappold.com/news/celebrating-30-years-of-the-happold-foundation/

Sir Edmund «Ted» Happold (Leeds, 8 de noviembre de 1930 – Bath, 12 de enero de 1996) fue una de las figuras más singulares y admiradas de la ingeniería estructural del siglo XX. Conocido como «ingeniero del arquitecto y arquitecto del ingeniero», defendía que «un mundo que ve el arte y la ingeniería como ámbitos separados no está viendo el mundo en su conjunto». Su reputación internacional se cimentó en su enfoque creativo y profundamente humano del diseño estructural, así como en su participación directa en el desarrollo de los principios estructurales de algunos de los edificios más emblemáticos de la arquitectura moderna.

Nacido en el seno de una familia académica, era hijo de Frank Happold, profesor de bioquímica en la Universidad de Leeds, y de una madre socialista convencida. Criado en un ambiente de pensamiento crítico y compromiso social, Happold estudió en el Leeds Grammar School, aunque su paso por este centro fue conflictivo, ya que se negó a unirse al cuerpo de adiestramiento militar juvenil por convicción pacifista. Posteriormente, lo enviaron al Bootham School de York, un colegio cuáquero cuyo entorno se ajustaba mejor a sus valores. Fiel a su fe cuáquera durante toda su vida, cuando fue llamado a filas, se registró como objetor de conciencia y fue destinado a trabajos agrícolas y de transporte. Esta experiencia despertó su interés por la construcción y lo llevó de nuevo a la Universidad de Leeds, donde se licenció en ingeniería civil en 1957, tras haber estudiado previamente geología.

Tras graduarse, trabajó brevemente con el arquitecto finlandés Alvar Aalto, lo que reforzó su visión integradora entre ingeniería y arquitectura. En 1956, se incorporó a Ove Arup & Partners, una de las firmas más innovadoras de la época, que en aquellos años participó en el diseño estructural de la catedral de Coventry, de Basil Spence, y de la ópera de Sídney, de Jørn Utzon. Su talento y curiosidad le llevaron a estudiar arquitectura por las noches, convencido de que la ingeniería debía dialogar con el arte y el espacio.

En 1958 viajó a Estados Unidos para trabajar con Fred Severud en la consultora Severud, Elstad y Kruger de Nueva York. Allí se vio profundamente influido por Eero Saarinen y su estadio de hockey, David S. Ingalls, de la Universidad de Yale, con sus cubiertas orgánicas y tensadas. De vuelta en Londres en 1961, retomó su carrera en Ove Arup, donde pronto destacó por su capacidad de liderazgo y su visión interdisciplinar.

Durante su etapa en Arup, Happold colaboró con equipos de arquitectos, como el de Sir Basil Spence, en los proyectos de la Universidad de Sussex y de los Knightsbridge Barracks, y con el arquitecto Ted Hollamby, en el ayuntamiento de Lambeth. Allí trabajó en proyectos de vivienda social, como Central Hill, y en equipamientos públicos, como la biblioteca y el auditorio de West Norwood, donde se casó con Evelyn Matthews en 1967.

Su progresión fue meteórica: en 1967 se convirtió en jefe del departamento Structures 3 de Ove Arup, unidad que impulsó una nueva generación de estructuras ligeras y experimentales. Desde ese puesto, participó en proyectos internacionales, como el Centro Pompidou de París, ganador del concurso de 1971, junto a Richard Rogers, Renzo Piano, Peter Rice y su equipo. Rogers reconocería años después que «todo fue idea de Ted». También colaboró en el Teatro Crucible de Sheffield (con Renton, Howard, Wood y Levin) y en la ampliación Sainsbury del Worcester College de Oxford (con MacCormac, Jamieson y Prichard).

Centro Pompidou de París. https://de.wikipedia.org/wiki/Edmund_Happold

Durante este tiempo, Happold mantuvo una estrecha colaboración con el arquitecto e ingeniero Frei Otto, con quien fundó un laboratorio para el estudio de estructuras tensadas y neumáticas. Junto a Rolf Gutbrod y Otto, desarrolló proyectos innovadores en Oriente Medio, como el Centro de Conferencias de Riad (1966), un complejo hotelero en La Meca (1966), premiado con el Aga Khan Award, y, más tarde, el Club Diplomático de Riad (1986) y el Pabellón Deportivo del Rey Abdul Aziz en Yeda (1977). También colaboró con ellos en los pabellones de la Exposición de Jardines de Mannheim (1975) y, junto a Otto y Richard Burton (de ABK), en los experimentos con madera verde estructural en Hooke Park, Dorset (1985-1991).

Pabellón para la Exposición Federal de Jardinería de Mannheim (1975), considerado una de sus obras más emblemáticas (en colaboración con Frei Otto). https://expoarquitectura.com.ar/pabellon-multihalle-de-frei-otto-mannheim/

Entre sus innovaciones estructurales más notables se encuentran la «sombrilla de La Meca», una cubierta con forma de abanico estabilizada por el peso del cerramiento; el uso de dobles mallas reticuladas en las cubiertas de Mannheim para evitar el pandeo, y la introducción del tejido metálico inoxidable en el aviario del zoológico de Múnich, que permitió crear una envolvente orgánica capaz de soportar la carga de la nieve sin rigidez visual.

En 1976, tras el rechazo de Arup a abrir una oficina en Bath, Happold decidió fundar su propio estudio, Buro Happold, con siete compañeros e incorporarse a la Universidad de Bath como profesor de Ingeniería de la Edificación y de Diseño Arquitectónico. Allí consolidó un espacio de cooperación entre disciplinas, en el que ingenieros y arquitectos trabajaban de manera integrada. Promovió la creación del Centre for Window and Cladding Technology y de un grupo de investigación en estructuras inflables, sentando las bases del pensamiento interdisciplinar que caracteriza a la ingeniería moderna.

Su compromiso con la profesión se tradujo en una intensa actividad institucional: fue nombrado Royal Designer for Industry (RDI) en 1983, fue vicepresidente de la Institution of Structural Engineers (1982-1986), presidió el Construction Industry Council (1988-1991), fue vicepresidente de la Royal Society of Arts (1991-1996), fue nombrado Senior Fellow del Royal College of Art en 1993 y fue nombrado caballero del Imperio Británico en 1994. También fundó el Building Industry Council, germen del actual Construction Industry Council, y fomentó la colaboración entre los distintos agentes del sector, fiel a su espíritu cuáquero.

Happold era un hombre lleno de ideas, capaz de contagiar entusiasmo y encontrar soluciones brillantes a problemas complejos. Sus colegas recordaban con humor sus largas y divertidas explicaciones sobre los últimos retos estructurales, así como su capacidad para resolver cuestiones empresariales o técnicas con la misma lucidez. Falleció en su casa de Bath en 1996, mientras esperaba un trasplante de corazón.

Entre los numerosos reconocimientos que recibió figuran la Medalla Guthrie Brown (1970), la Medalla Eiffel de la École Centrale de París, la Medalla Kerensky de la Asociación Internacional de Puentes y Estructuras y la medalla de oro de la Institution of Structural Engineers (1991). Entre sus obras se encuentran proyectos como la Bootham School (1964), el Centro de Conferencias de Riad (1967), los Hyde Park Barracks de Londres (1970), la Casa de Reuniones Cuáquera de Blackheath (1971-1972), el Centro Pompidou (1971-1977), el Aviario de Múnich (1978-1982) y Hooke Park (1985-1991).

El legado de Sir Edmund Happold trasciende sus estructuras. Fue un pionero que entendió que la ingeniería y la arquitectura no son disciplinas enfrentadas, sino expresiones complementarias de una misma visión del mundo, que concibe la belleza, la técnica y la humanidad como partes inseparables del acto de construir.

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Cómo se construyen los puentes por voladizos sucesivos: ingeniería en el aire.

Figura 1. Construcción por voladizos sucesivos. By Störfix [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], from Wikimedia Commons

Al cruzar un gran viaducto que se alza sobre un profundo valle, es inevitable preguntarse cómo se construye una estructura de esa magnitud sin apoyos en el suelo. No hay andamios que se eleven cientos de metros hasta alcanzar el tablero. La respuesta reside en un método constructivo que, a primera vista, parece desafiar la gravedad: la construcción mediante voladizos sucesivos.

El sistema de construcción por voladizos sucesivos in situ es un método avanzado para la construcción de puentes de hormigón pretensado desarrollado en la década de 1950. Está diseñado específicamente para superar grandes luces, de entre 60 y más de 200 metros, un rango en el que las soluciones tradicionales con cimbradas o empujadas no son viables. El principio fundamental consiste en construir el tablero del puente de manera progresiva y simétrica a ambos lados de una pila. El tablero se divide en segmentos denominados «dovelas», que se hormigonan in situ y se anclan a la sección previamente construida mediante cables de pretensado.

A continuación, desvelamos cinco claves que explican cómo la ingeniería hace posible levantar estos gigantes de hormigón «en el aire».

1. El equilibrio perfecto: construir hacia el vacío.

El principio esencial de este sistema es el equilibrio. En lugar de avanzar desde el terreno hacia arriba, el puente se construye hacia los lados desde la parte superior de cada pilastra, extendiéndose en voladizo en ambas direcciones simultáneamente. Cada nuevo segmento, o dovela, se añade alternativamente en ambos sentidos, manteniendo las cargas compensadas. Así, la pila actúa como un eje de un balancín: si un lado crece, el otro debe crecer también para mantener la estabilidad.

Figura 2. Esquema del principio de la construcción por voladizos. Dibujo: V. Yepes

Cuando, por necesidades de la obra, se avanza más en un extremo que en otro, se instalan apoyos provisionales para garantizar la seguridad. Por lo general, cada ciclo constructivo permite ejecutar un par de dovelas por semana. Estas piezas se fijan a la parte ya construida mediante pretensado, tensando cables de acero internos que comprimen el hormigón y le confieren una gran resistencia.

2. Las máquinas colgantes: los carros de avance.

La construcción en voladizo es posible gracias a unas máquinas tan ingeniosas como espectaculares: los carros de avance. Estas estructuras móviles se suspenden del tablero ya construido y sirven como plataformas de trabajo desde las cuales se colocan las armaduras, el encofrado y el hormigón fresco del siguiente tramo.

Históricamente, se empleaban dos tipos: los de vigas superiores y los de vigas inferiores. Los primeros, más ligeros, tendían a deformarse bajo el peso del hormigón, lo que podía provocar fisuras en las juntas. Los segundos resolvían este problema, pero requerían tensiones de pretensado mayores. La evolución tecnológica ha llevado a los carros autoportantes, sistemas más rígidos y precisos en los que el propio encofrado actúa como estructura indeformable. En la actualidad, son auténticas fábricas colgantes que avanzan paso a paso sobre el vacío construyendo el puente del que dependen.

Figura 3. Carro de avance moderno, anclado al tablero. http://www.sten.es/encofrados/viaductos/

3. El puente no es «un» puente hasta el final.

Durante gran parte del proceso, el puente no existe como estructura continua. Cada pila soporta dos voladizos independientes que se acercan sin tocarse. Solo al final del proceso se unen mediante dos operaciones críticas. En primer lugar, se ejecuta la dovela de cierre, es decir, el segmento que une físicamente los extremos de los voladizos. Sin embargo, en ese momento, la estructura aún se comporta como dos piezas simplemente apoyadas. La verdadera transformación se produce con el tesado de continuidad: se introducen nuevos cables de acero a lo largo del eje del tablero y se tensan, de modo que el conjunto se convierte en una viga continua. Tras este paso, el puente empieza a comportarse como una unidad estructural, aunque el proceso de ajuste no termina ahí. Con el tiempo, el hormigón experimenta una redistribución lenta de esfuerzos debido a la fluencia, una deformación progresiva que lleva la estructura a su estado de equilibrio final.

4. La dovela más compleja: el punto de partida.

Aunque una pareja de dovelas estándar puede ejecutarse en una semana, la dovela 0 —la primera— requiere una atención especial. Se construye directamente sobre la pila y sirve de base para instalar los carros de avance. A diferencia del resto, no se ejecuta con el sistema en voladizo, sino mediante procedimientos convencionales en tres fases: losa inferior, almas y losa superior.

Además, incorpora riostras interiores robustas para resistir las grandes cargas iniciales. Su ejecución puede prolongarse hasta cuatro semanas, a las que hay que sumar otro mes para el montaje de los equipos auxiliares. Es un proceso lento, pero esencial para que el resto del proceso se desarrolle con rapidez y seguridad.

5. Apuntar alto para acabar recto: el arte de la contraflecha.

A medida que el tablero avanza, su propio peso hace que los voladizos tiendan a descender ligeramente. Para compensar este efecto, los ingenieros aplican una contraflecha: cada dovela se construye unos milímetros por encima de su posición final. Cuando la estructura está terminada y las cargas se equilibran, el puente alcanza la alineación horizontal perfecta.

Este ajuste requiere un control predictivo extraordinario. Hay que tener en cuenta variables como el peso de cada dovela, la posición de los carros, la magnitud del pretensado, la fluencia del hormigón, la relajación de los cables y las deformaciones diferidas. Durante toda la obra se realiza un control topográfico continuo que compara la posición real con los cálculos previstos. Si se detectan desviaciones, se corrigen en el ciclo siguiente. Gracias a esta precisión, las dos mitades del puente que avanzan desde pilas opuestas pueden encontrarse en el centro del vano perfectamente alineadas y a la cota prevista.

La ingeniería invisible que nos sostiene.

Cada gran viaducto que vemos como una estructura estática es, en realidad, el resultado de una compleja coreografía de equilibrio, maquinaria y cálculo. La construcción mediante voladizos sucesivos combina precisión geométrica, control estructural y un profundo conocimiento del comportamiento del hormigón. La próxima vez que cruces un gran puente, quizá recuerdes que, durante meses, hubo bajo tus pies una auténtica danza de ingeniería suspendida en el aire.

Os dejo esta conversación en la que se habla sobre esta técnica de construcción de puentes.

En este vídeo tenéis un resumen de las ideas básicas, explicadas de forma divulgativa.

Referencias:

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.

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Los puentes de madera: evolución, tipología y relevancia actual

Puente de madera de Cofrentes, sobre el río Cabriel, junto al puente nuevo construido en 1911 (Sanchis, 1993).

1. Definición y tipología estructural.

La madera fue el primer material estructural utilizado en la construcción de puentes, mucho antes que la piedra, el metal o el hormigón. La madera permite fabricar piezas lineales aptas para resistir esfuerzos de compresión y tracción y, por tanto, también de flexión. Su uso ha evolucionado desde los rudimentarios troncos apoyados en los cauces hasta las complejas estructuras actuales de madera laminada y materiales compuestos. En la actualidad, este material está experimentando un notable resurgimiento, impulsado por sus virtudes técnicas: una excelente relación resistencia-peso, facilidad de mecanizado y de transporte, y la capacidad de crear elementos prefabricados de gran longitud.

A diferencia de la mampostería, que requiere morteros y recurre al arco para salvar grandes luces, la madera permite ensamblajes con continuidad estructural. Esto permite diseñar diseños lineales, ligeros y flexibles que se adaptan a una amplia variedad de vanos. El desarrollo de la madera laminada encolada (en inglés, glulam), los adhesivos estructurales, los tratamientos de protección en autoclave y las normativas estandarizadas, como el Eurocódigo 5, han consolidado la madera como una alternativa duradera y viable frente a los materiales convencionales.

Clasificación estructural

Los puentes de placas de madera son estructuras que funcionan como placas continuas, normalmente compuestas por tableros de madera contralaminada (CLT), y tienen luces limitadas o se combinan con vigas para alcanzar dimensiones mayores. Por otro lado, los puentes de barras de madera están formados por piezas lineales que configuran vigas, arcos o cerchas (vigas reticuladas), lo que les permite cubrir luces más amplias.

Tipo estructural Descripción Luz típica
Vigas Vigas macizas o de glulam, a menudo en configuraciones triarticuladas. 3 a 24 m
Viga reticulada (cercha) Sistema triangulado (p. ej., tipo Howe o Pratt) de barras que operan bajo esfuerzo axial. 9 a 45 m
Arco triarticulado Fabricado en glulam, sometido predominantemente a compresión. 12 a 70 m
Colgante El tablero está suspendido mediante cables de acero anclados a mástiles. Luces variables
De apertura Tablero con piezas móviles o deslizantes. Hasta 24 m

2. Evolución histórica de los puentes de madera.

  • Orígenes antiguos e ingeniería primitiva: La madera es uno de los materiales estructurales más antiguos que la humanidad ha utilizado para superar obstáculos naturales. Desde la prehistoria, concretamente desde la invención del hacha de piedra, alrededor del año 15 000 a. C., los seres humanos utilizaban troncos como puentes sobre ríos o arroyos. Los palafitos eran construcciones de madera levantadas sobre el agua, similares a los puentes. En algunas culturas subtropicales también empleaban lianas, que prefiguraban los puentes colgantes. No obstante, los ejemplos más sofisticados datan de épocas posteriores. Aunque en la Antigüedad clásica los puentes de piedra en arco fueron los más duraderos, la madera desempeñó un papel esencial en la ingeniería militar. Uno de los ejemplos más conocidos es el puente que Julio César construyó sobre el Rin, diseñado para montarse y desmontarse rápidamente aprovechando las corrientes del río para estabilizar sus uniones. Otro ejemplo es el legendario Ponte Sublicio (c. 642 a. C.) sobre el Tíber, concebido para ser destruido en caso necesario, lo que subraya la importancia estratégica de los puentes de madera en la Antigüedad.
Puente de Julio César en el Rin. https://www.cienciahistorica.com/2015/08/25/acojonar-enemigo/
  • Edad Media, Renacimiento y «siglo de oro» europeo: Aunque durante la Edad Media predominaban las estructuras de mampostería, la madera seguía utilizándose en puentes, especialmente en forma de cubiertas que protegían la superestructura de las inclemencias del tiempo. Ya desde el Renacimiento, ingenieros como Leonardo da Vinci idearon puentes de madera desmontables o de montaje rápido, lo que evidencia una notable anticipación técnica. En Suiza, por ejemplo, los puentes cubiertos como el Kapellbrücke y el Spreuerbrücke (siglos XIV-XVI) demuestran que la cubierta de madera prolongaba la vida útil de la estructura al protegerla de la humedad y del sol. El siglo XVIII se considera un periodo de auge de los puentes de madera en Europa. Ingenieros como Hans Ulrich Grubenmann, en Suiza, desarrollaron puentes de madera laminada empernada y arcos rebajados, logrando luces de más de 50 metros, lo que situó a la madera, en términos de vano, en niveles comparables a los de la piedra.
Puente Kapellbrücke de Lucerna (Suiza). https://worldcitytrail.com/es/2025/01/04/spreuerbrucke-en-lucerna/
  • El impulso industrial y las cerchas reticuladas: El gran salto tecnológico en la construcción de puentes de madera se produjo en el siglo XIX, como resultado de la Revolución Industrial y del desarrollo de las redes ferroviarias, sobre todo en Norteamérica. La necesidad de construir puentes de forma rápida y con luces mayores impulsó el uso de conexiones metálicas y de tipos estructurales más eficientes. Aparecieron patentes como las de Ithiel Town (cercha Town), William Howe (cercha Howe) y Thomas Pratt (cercha Pratt). Un ejemplo histórico es el puente Colossus Bridge, construido por Lewis Wernwag en 1812 sobre el río Schuylkill, en Filadelfia. Con un vano de 103,7 metros y conectores de hierro, en su época se consideró el puente de madera de vano único más largo de Estados Unidos. Estas innovaciones permitieron que la madera compitiera con otros materiales estructurales.
Puente Colossus Bridge, construido por Lewis Wernwag en 1812 sobre el río Schuylkill, en Filadelfia. https://www.structuremag.org/article/the-colossus-of-the-schuylkill-river/
  • Siglos XX y XXI: innovación tecnológica y sostenibilidad: Durante gran parte del siglo XX, los materiales dominantes fueron el acero y el hormigón, que relegaron en parte a la madera. No obstante, en ese periodo se sentaron las bases para su renacimiento: la invención de la madera laminada encolada (glulam), los adhesivos estructurales de alto rendimiento y los tratamientos en autoclave mejoraron sustancialmente la estabilidad dimensional, la durabilidad y la fiabilidad de la madera como material estructural. En la actualidad, la madera está experimentando un notable resurgimiento en la ingeniería de puentes, gracias también a los criterios de sostenibilidad y de ecología. Normativas como el Eurocódigo 5 (EN 1995-2: Puentes de madera) han aportado solidez a su uso desde el punto de vista ingenieril. Además, la aparición de la madera contralaminada (CLT) y el desarrollo de estructuras híbridas (madera-acero o madera-hormigón), junto con las herramientas de modelado digital (BIM) y la prefabricación, han devuelto a la madera su papel esencial en las infraestructuras sostenibles.
Puente de madera laminada sobre el Pisuerga. http://www.mediamadera.com/es/puentes-de-madera

3. Consideraciones técnicas y materiales

Los puentes modernos se construyen con madera de ingeniería, un material estable y de alto rendimiento.

A. Materiales estructurales clave

  • Madera laminada encolada (glulam): permite fabricar vigas curvadas o rectas de gran sección y longitud, optimizando la resistencia.
  • Madera contralaminada (CLT): paneles de gran formato y rigidez bidireccional, muy utilizados en tableros de placa por su capacidad de prefabricación modular.
  • Maderas compuestas estructurales (LVL, PSL): productos derivados de chapas o de virutas que ofrecen uniformidad y alto rendimiento mecánico.

B. Durabilidad, protección y mantenimiento

La longevidad de un puente de madera depende fundamentalmente de un diseño inteligente que controle la humedad:

  1. Protección constructiva: el diseño debe evitar la acumulación de agua mediante drenajes e inclinaciones y asegurar una ventilación adecuada. La cubierta protectora sigue siendo la mejor defensa a largo plazo.
  2. Tratamiento: selección de especies duraderas (según EN 350) o aplicación de tratamientos protectores en autoclave (sales de cobre, etc.) para alcanzar las clases de uso 3 y 4.
  3. Mantenimiento: revisiones periódicas y reaplicación de protectores superficiales para combatir la radiación UV solar.

El diseño estructural de los puentes de madera se basa en normativas internacionales rigurosas. En Europa, la referencia principal es el Eurocódigo 5 (EN 1995-2: Puentes), que establece los criterios esenciales de cálculo por el método de estados límite, la durabilidad de la madera y el dimensionamiento de las uniones e incorpora factores de modificación críticos. Además, el Manual de diseño de puentes AASHTO LRFD (Load and Resistance Factor Design) ofrece una metodología de diseño basada en factores de carga y resistencia que predomina en Norteamérica y otras regiones. Estas dos directrices se complementan con las guías técnicas detalladas del US Forest Service, que ofrecen buenas prácticas especializadas para la construcción y la durabilidad de estas estructuras.

4. Aplicaciones y mercado

Los puentes de madera tienen una amplia gama de usos:

  • Vehiculares: carreteras secundarias y entornos rurales, diseñados para soportar cargas moderadas.
  • Peatonales y para ciclistas: son los más comunes y destacan por su estética cálida y su excelente integración paisajística en parques y entornos naturales.
  • Sistemas híbridos: la combinación de glulam con losas de hormigón o acero permite construir puentes con vanos más largos y con mayor resistencia al tráfico pesado.

La sostenibilidad es el motor actual. La madera es un material renovable, reciclable y que captura carbono, y se suministra mediante sistemas de construcción industrializados (prefabricación), lo que asegura una rápida ejecución en obra. En el mercado actual se integran fabricantes de glulam, ingenierías especializadas y constructoras modulares, capaces de producir estructuras completas mediante sistemas industrializados.

5. Comparativa de materiales estructurales para puentes

Propiedad / criterio Madera estructural Acero Hormigón armado / pretensado Piedra
Resistencia específica (resistencia/peso) Muy alta (estructuras ligeras). Alta. Media. Baja.
Durabilidad natural Limitada si no se protege; mejorable con tratamientos. Alta si se protege contra la corrosión. Muy alta. Muy alta.
Mantenimiento Requiere revisiones y repintado o reaplicación de protector. Requiere control de la corrosión y de la pintura. Bajo. Mínimo.
Coste inicial Medio o bajo (según el tipo de madera y el diseño). Alto. Medio. Alto.
Coste de mantenimiento Moderado. Alto. Bajo. Muy bajo.
Comportamiento frente al fuego Predecible (carbonización superficial). Excelente. Muy bueno. Excelente.
Comportamiento ante agentes climáticos Sensible a la humedad y a los rayos UV; requiere protección. Sensible a la corrosión. Buena durabilidad. Muy buena.
Sostenibilidad y huella de carbono Excelente. Material renovable y reciclable. Elevada huella de CO₂. Alta huella de CO₂. Alta huella energética.
Estética e integración paisajística Muy alta. Calidez y naturalidad. Industrial. Neutra. Tradicional.
Rapidez de construcción Muy alta (prefabricación). Alta. Media. Muy baja.
Aplicaciones recomendadas Pasarelas, carreteras secundarias, entornos naturales. Grandes luces, tráfico intenso. Infraestructura masiva. Monumentos y obras históricas.

Conclusión

Lejos de ser obras provisionales, los puentes de madera son una síntesis de tradición e innovación tecnológica. Desde los primeros troncos prehistóricos hasta los diseños actuales con madera laminada encolada, contralaminada y estructuras híbridas, la madera ha demostrado su versatilidad, sostenibilidad y competitividad técnica. Gracias a la ingeniería moderna y a las normativas internacionales, la madera se consolida como un material estructural de referencia en el ámbito de las infraestructuras sostenibles.

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¿Crees que la ciencia «transfiere» conocimiento a la sociedad? 4 revelaciones que cambiarán tu perspectiva.

Introducción: de la torre de marfil al diálogo abierto.

A menudo imaginamos la ciencia como un proceso aislado: un grupo de expertos en una torre de marfil que, una vez finalizado su trabajo, «transfiere» su conocimiento empaquetado a una sociedad que lo recibe pasivamente. Esta imagen de un flujo unidireccional en el que el conocimiento fluye desde el laboratorio hasta la calle ha dominado nuestra percepción durante décadas. Sin embargo, esta visión está profundamente obsoleta. La relación entre la ciencia y la sociedad es, en realidad, un ecosistema vibrante, un diálogo complejo y multidireccional que enriquece a ambas partes de formas que apenas empezamos a comprender.

Este artículo se sumerge en el corazón de esta nueva perspectiva basándose en un profundo análisis del documento de trabajo de la Agencia Nacional de Evaluación de la Calidad y Acreditación (ANECA). A continuación, revelaremos las claves más impactantes y sorprendentes sobre cómo el conocimiento científico crea realmente valor social, desmontando viejos mitos y abriendo la puerta a una nueva forma de entender la ciencia.

1. No es «transferencia», sino «intercambio». Y el cambio es enorme.

El primer gran cambio es conceptual, pero tiene implicaciones transformadoras. La anterior Ley Orgánica de Universidades de 2001 entendía la «transferencia» como un flujo que siempre partía de la universidad hacia la sociedad, con un enfoque casi exclusivo en el valor económico o tecnológico. Era un monólogo en el que la ciencia hablaba y la sociedad escuchaba.

El nuevo paradigma, impulsado por las recientes leyes del Sistema Universitario y de la Ciencia, habla de «transferencia e intercambio de conocimiento». Este término enriquece radicalmente la perspectiva. Reconoce que los flujos de conocimiento son multidireccionales, ya que la sociedad también aporta saberes, necesidades y contextos cruciales para la investigación. Se valora la interacción con actores no académicos y los procesos de cocreación, en los que el valor ya no es solo económico, sino también social, artístico y cultural. Este cambio es significativo, puesto que transforma la relación de un monólogo a un diálogo y reconoce que el conocimiento y las necesidades de la sociedad son fundamentales para enriquecer la propia ciencia.

La valorización del conocimiento consiste en crear valor social y económico a partir de él, vinculando diferentes ámbitos y sectores, y transformando datos, conocimientos técnicos y resultados de la investigación en productos, servicios, soluciones y políticas basadas en el conocimiento, sostenibles y que beneficien a la sociedad.

2. Las patentes son solo la punta del iceberg (y muy pequeña, además).

Cuando pensamos en la ciencia aplicada a la sociedad, suele venirnos a la mente la imagen de una patente que se convierte en un producto comercial o la creación de una empresa spin-off a partir de una investigación universitaria. Estas se han considerado durante mucho tiempo como el máximo exponente de la transferencia de tecnología.

Sin embargo, la realidad es muy diferente. El informe de la ANECA pone de manifiesto que solo una minoría de investigadores e instituciones participa activamente en estas actividades. Los datos del estudio EXTRA son reveladores: la comercialización de resultados (que incluye patentes y empresas derivadas) es una práctica mucho menos frecuente (12 %) que la colaboración formal mediante contrato (63 %) o la colaboración informal (80 %). Esto significa que, durante décadas, los sistemas de evaluación han premiado y medido la actividad de una minoría (el 12 %), mientras que el vasto ecosistema de colaboración real (el 80 %) que genera valor social ha permanecido en la sombra, sin ser reconocido ni incentivado.

Esta obsesión por lo comercial no es solo teórica. En una evaluación piloto de la «transferencia» realizada en 2018, los resultados favorecieron abrumadoramente un modelo económico y tecnológico que premiaba perfiles muy específicos (hombres de mayor edad con trayectorias consolidadas) y actividades como las spin-offs y las patentes, mientras que la divulgación y la transferencia con valor social obtuvieron resultados muy inferiores. Este sesgo sistémico demostró que el antiguo modelo no solo era incompleto, sino también excluyente.

La mayor parte del intercambio real se produce a través de un «espectro oculto» de mecanismos menos visibles, pero muy valiosos, como la investigación conjunta con empresas u ONG, la consultoría especializada, la formación a medida o la participación directa en la elaboración de políticas públicas.

«Intercambio de conocimientos» es el nombre que damos a la amplia gama de actividades que las instituciones de educación superior emprenden con socios (…) para explorar datos y explicaciones sobre las diferentes maneras en que trabajan con sus socios externos, desde empresas hasta grupos comunitarios, en beneficio de la economía y la sociedad.

3. El valor de la ciencia no es intrínseco, sino que lo crean quienes la utilizan.

Medir el «impacto social» de la investigación es un gran desafío. De hecho, la literatura citada en el documento de ANECA señala que ni siquiera existe una definición consensuada de qué es exactamente. Esto ha llevado a un cambio de enfoque radical: la «valorización y el uso social».

La idea es sencilla, pero potente: el valor no reside inherentemente en los resultados científicos, como un artículo o un descubrimiento. El valor se crea y materializa cuando los agentes sociales —empresas, administraciones públicas, ONG, asociaciones de pacientes o ciudadanos— utilizan ese conocimiento para resolver problemas, mejorar procesos o enriquecer contextos. La investigación, por sí sola, no tiene valor social; lo adquiere cuando alguien la pone en práctica.

En la práctica, son los actores sociales que usan o apoyan el uso de la investigación quienes le confieren valor, ya que este no es intrínseco a los resultados científicos, sino que depende de su materialización efectiva por parte de los usuarios en sus respectivos entornos.

Esta perspectiva empodera a la sociedad y transforma por completo el enfoque de la evaluación. La pregunta clave ya no es «¿qué ha producido el científico?», sino «¿cómo y quién ha utilizado el conocimiento generado para crear valor real en el mundo?».

4. La ciencia del futuro debe ser inclusiva, abierta y responsable.

La idea de una ciencia completamente neutral y objetiva, inmune a los problemas sociales, es otro mito que se desmorona. El documento de ANECA deja claro que la ciencia, al igual que cualquier actividad humana, no está exenta de sesgos sistémicos como el sexismo, el racismo o la discriminación por clase social. Reconocer esto es el primer paso para construir una ciencia mejor, guiada por tres pilares fundamentales:

  • Ciencia inclusiva: supera el «modelo del déficit», que asume que el público es un receptor vacío de conocimiento. En su lugar, incorpora activamente las voces, experiencias y preocupaciones de comunidades diversas e históricamente excluidas en el propio proceso científico. En esencia, es la puesta en práctica del verdadero «intercambio» del que hablamos al principio y garantiza que el diálogo sea real y representativo.
  • Ciencia abierta: promueve el acceso libre y gratuito a los datos, las metodologías y los resultados de la investigación. El objetivo es maximizar su reutilización, transparencia y beneficio para toda la sociedad, no solo para quienes pueden pagarlo.
  • Ciencia responsable: implica considerar proactivamente las implicaciones éticas, sociales y medioambientales de la investigación. Se trata de anticipar consecuencias para garantizar que el «valor» creado por la sociedad, como vimos antes, se oriente siempre hacia el bien común.

Integrar estos principios no es solo una cuestión de justicia social. Se trata de una estrategia indispensable para mejorar la calidad y la relevancia de la propia investigación, fortalecer la confianza pública en la ciencia y garantizar que sus beneficios lleguen a todos.

Conclusión: una conversación, no un monólogo.

El viaje ha sido revelador. Hemos pasado de la idea de una «transferencia» unidireccional y centrada en las patentes a un ecosistema de «intercambio», en el que el verdadero valor no radica en el descubrimiento científico en sí, sino en cómo la sociedad lo utiliza y lo transforma. Este cambio nos obliga a replantearnos qué es lo que realmente importa. La ciencia del futuro no puede medirse por sus productos aislados, sino por la riqueza y la calidad de sus relaciones con la sociedad. Su éxito no radica en un monólogo desde la autoridad, sino en su capacidad para crear, conjuntamente, un valor tangible y equitativo mediante un diálogo inclusivo, abierto y responsable.

Ahora que entendemos la ciencia no como un monólogo desde una torre de marfil, sino como una conversación continua, ¿qué pregunta urgente le harías tú a la comunidad científica?

En esta conversación se descubre gran parte de las ideas anteriores.

En este vídeo tenéis un resumen del tema.

El documento de ANECA lo podéis ver en este enlace: https://www.aneca.es/web/guest/-/documento-transferencia-e-intercambio-de-conocimiento

Pero también lo podéis descargar aquí:

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