Modelación de suelos para predecir su comportamiento

Uno de los trabajos más importantes dentro de la ingeniería sísmica es tratar de predecir cómo se comportará el suelo —y por tanto todo lo que esté sobre él— según sus características y en determinadas circunstancias extremas, como un terremoto.

Esta es la línea de investigación de Mahdi Taiebat, uno de los conferencistas internacionales invitados al VIII Congreso de Ingeniería Sísmica, donde impartió la conferencia Elasto-plastic constitutive modeling of sands and clays for applications in geotechnical earthquake enginering.

“Cuando un terremoto golpea un lugar, primero viaja a través del suelo y después llega a las estructuras que tenemos sobre él. Estas pueden ser estructuras de ingeniería como edificios, puentes, túneles, o pueden ser estructuras del suelo, como laderas, represas, diques. Es importante entender cómo los terremotos viajan a través del suelo, cómo estas ondas suben hasta la superficie y qué pasa con ellas”, explicó el investigador, dejando claro que su trabajo consiste en la modelación de estas ondas que recorren el suelo.

Uno de los aspectos más importantes de este proceso de modelación, según detalló Taiebat, es analizar la relación entre la tensión y la fuerza: cuando se aplica fuerza al suelo este se deforma, y el término técnico del estudio de esta relación es modelación constitutiva, que fue el tema central de su intervención.

Para el investigador, Ph.D en Ingeniería Civil de la Universidad de California en Davis, es de vital importancia comprender estos fenómenos, dados los distintos tipos de suelos y la forma tan diferente en que se comportan.

Expuso el caso de Colombia, donde hay suelos granulosos y otros arcillosos, y ambos reaccionan de manera distinta cuando ocurre un temblor. “Por ejemplo, cuando un terremoto golpea un sitio con suelo granular y el sitio está saturado y tiene una capa de agua subterránea, el terremoto podría llevar a lo que llamamos una licuefacción”, que es cuando el suelo pierde fuerza y en vez de una superficie sólida parece una masa líquida en la que colapsan las construcciones. Ese comportamiento es completamente distinto al de un suelo arcilloso.

“Es importante comprender por qué estas cosas pasan y modelar esto. En un mundo ideal uno quisiera modelar un sitio con el suelo, los edificios y el efecto de un terremoto para poder ver qué pasa cuando combinas estos elementos”, añadió.

Taiebat considera que el reto más grande en su área de estudio es precisamente comprender lo que sucede en al interior de estos fenómenos, pues para realizar los modelos matemáticos que los explican se necesitan datos experimentales de buena, y obtenerlos es un gran desafío.

Por Melissa Zuleta Bandera