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viernes, 1 de septiembre de 2023

Novedosa herramienta predice comportamiento de suelos residuales

 En la actualidad es difícil predecir con exactitud cómo se comportará un suelo residual, es decir aquel que se forma cuando la roca sufre un proceso de degradación en sitio dando lugar a la formación de suelo. El modelo Hypoplastic Clay permite saber si es adecuado trabajar en este tipo de materiales o si existe riesgo de colapso, deslizamientos, o deformaciones, entre otros fenómenos.

“Los suelos residuales se diferencian de los sedimentarios porque los segundos se dan por acumulación de materiales, bien sea por deslizamientos, transporte fluvial o glaciaciones”, explica Daniel Fernando Valencia Cifuentes, magíster en Ingeniería - Geotecnia de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín.

El comportamiento de este material dependerá de sus características físicas y resistencias particulares. “Como en el país no existe una herramienta para predecir este comportamiento específico –como sí las hay para predecir el de suelos sedimentarios–, nos propusimos encontrar una que le permita a cualquier diseñador, ingeniero o persona que vaya a trabajar en obras geotécnicas conocer con mayor precisión los problemas a los que se podría enfrentar, aumentando la capacidad predictiva del comportamiento de los materiales”, señala el investigador.

Así pues, indagó entre herramientas existentes con el fin de encontrar una que lograra modelar con precisión lo previamente mencionado. “Buscamos que fuera un trabajo práctico, sencillo, que cualquiera pudiera usar. Esto porque a nivel local no vamos a encontrar muchas empresas que hagan este tipo de modelaciones hoy, especialmente porque se requiere un músculo computacional muy robusto para el procesamiento y análisis de datos. Entonces entre más asequible fuera, mucho mejor”, explica.

Los tres modelos probados fueron: Modified Cam Clay, el más antiguo de los tres y uno de los más usados en el medio; Hardering Soil Model (HS-Small), que es un poco más complejo porque permite capturar más detalles del comportamiento del suelo, e Hipoplastic Clay, que siendo asequible también es muy completo.

“Con este último, por considerar tantos aspectos del comportamiento de los materiales, presentimos que podía funcionar con suelos residuales, incluso pese a haber sido desarrollado para suelos sedimentarios, y así fue; ese fue el ‘ganador’”, cuenta.

El modelo trabaja con parámetros específicos y valores numéricos relacionados con el ángulo de fricción, la cohesión del material y la rigidez inicial, entre otros.

“La mayoría de estos parámetros se obtienen en la etapa experimental de calibración, es decir, al pasar por análisis de campo o laboratorio. Así se determinan sus características y luego su propio comportamiento. Esta fase experimental en específico fue desarrollada por el ingeniero Diego Iván  Galeano para su tesis doctoral, tomando un suelo residual de Caldas, en el sur del Valle de Aburrá”.

La herramienta “ganadora” funciona en el software especializado Plaxis 2D, que aunque es pago sigue siendo asequible y ampliamente conocido en el medio. “El modelo sí está publicado de forma gratuita, incluso hay papers que respaldan y explican cada detalle de su funcionamiento y cómo implementarlo en rutinas numéricas. Además es posible contactar por correo a su autor, profesor de la Universidad Charles de Praga. Las facilidades son muchas”, agrega.

También se aplicó la metodología matemática “análisis inverso”, que, a grandes rasgos, permite evaluar de forma iterativa los parámetros constitutivos antes mencionados.

“Dichos parámetros se integraron de forma repetitiva hasta que llegaron a una solución numérica que coincidió con los resultados de la campaña experimental en laboratorio. Así es mucho más sencillo calibrar el modelo y prescindir de la ejecución de algunos ensayos de laboratorio –que suelen ser costosos–, pues el ‘análisis inverso’ por sí mismo permite conocer el parámetro necesario”.






 




lunes, 20 de junio de 2016

" 2016 ENCUENTRO CON LA NATURALEZA"





‘Los suelos son la base de los ecosistemas, luchemos por su sostenibilidad’’, es el llamado que hace el IDEAM, en la celebración del Día Nacional de los Suelos y el Día Mundial de Lucha Contra la Desertificación, para ello, el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales,  pone a disposición del país información de base para la gestión sostenible de los suelos, relacionada con el monitoreo y seguimiento del estado del recurso, en temas como la erosión, salinización y desertificación en Colombia, proceso enmarcado en la implementación de la Política para la Gestión Sostenible de los Suelos – PGSS, que lidera el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible – MADS.

Cabe señalar que según el IDEAM, el 98 por ciento de los alimentos que consumimos se producen en el suelo, además de acuerdo con la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura FAO, “Los suelos son fundamentales para el desarrollo humano. Nos sostienen, son la base de nuestra producción alimentaria, de ellos extraemos minerales y gracias a ellos podemos producir flores, fibras, combustibles y productos medicinales”.

La Convención Marco de Naciones Unidas de Lucha Contra la Desertificación y la Sequía – UNCCD, de la cual Colombia hace parte propone, como principio para el 2016 – 2017: "Proteger el Planeta. Recuperar la tierra. Participación de la gente’’, principio que está en sintonía con la política de prevención del IDEAM.