NOTA DEL AUTOR DEL BLOG:
La presente entrada del blog corresponde a una importante conferencia del Dr. Victor B.F. De Mello, presidente de la ISSMFE (hoy ISSMGE) durante el periodo 1981-1985, dictada en el marco del 7o Congreso Argentino de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Fundaciones en el año de 1982, en la ciudad de Rosario, y que ilustra el reciente desarrollo de la Mecánica de Suelos y sus apreciaciones personales sobre Karl Terzaghi y otros destacados pioneros de la disciplina.
Con el propósito de hacerla un poco más agradable para ser consultada on-line, se hacen algunos ajustes menores a expresiones utilizadas durante la conferencia, y se incluyen algunas imágenes que permiten comprender mejor los conceptos expuestos, pero se mantiene intacto el espíritu de la charla, la cual se publica en su totalidad, a partir de la versión disponible y publicada en la página web del Dr. De Mello.
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| Victor F. B. De Mello (1926-2009) en el año 2005. Foto de ISRM |
VII CAMSIF, Memoria, Sociedad Argentina de Mecánica de Suelos, Rosario, 22-24 Septiembre/1982, pp. 21-36.
Sr Presidente de la Sociedad Internacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Fundaciones., Dr. Ing. Víctor B. de Mello
Perfil Histórico de la Mecánica de Suelos, su realidad presente y perspectivas futuras
Es realmente para mí un enorme placer volver a Rosario después de 14 años. Súbitamente me acuerdo de que son justamente 14 años, del primero, en la época en que se llamaba RAMSIF, cuando tuve la oportunidad de tener contactos tan cálidos que realmente me resulta extraño que haya pasado tanto tiempo sin volver a participar con Uds. en Congresos, en Reuniones. Siempre estuvimos acá, personalmente, y Uds. siempre estuvieron con nosotros en Brasil, también. Y siempre nos encontramos en todos los Congresos Panamericanos e Internacionales. Es posible por eso, que siempre hemos estado cerca, íntimamente, y que el tiempo se ha pasado sin percibirlo. Uds. se dan cuenta sin duda que yo intento hablar una especie de "portuñol", que creo que dentro de 200 años, probablemente, va a ser la lengua, el idioma, más hablado en Latinoamérica. Puedo decirles que por el momento, entre los dos, el español y el portugués, las autoridades de la UNESCO y yo consideramos que en muy breve, será la tercera lengua mundial. Prevalecerá el español o el portugués, probablemente el español, porque los portugueses, por alguna razón inexplicable, entienden un poco más fácilmente el castellano de lo que los españoles entienden el portugués. Es una cuestión de pronunciación.
Para mí es realmente un motivo de mucho placer estar con Uds., y voy a intentar hacer un resumen, un análisis histórico para situarnos en el momento. En pocos años, dentro de tres años, tendremos el Congreso del Jubileo de Oro de los Congresos Internacionales. Se realizará en San Francisco en 1985, y les puedo anunciar, desde ya, que hay una sesión muy especial programada, una sesión dedicada a la Historia de Cimentaciones y Trabajos de Tierra desde que el hombre se conoce históricamente. Es una sesión dedicada a los tres
past-presidents (
presidentes anteriores), y va a estar presidida por el presidente Fukuoka. El primer orador será Kerisel (
Jean), que va a hablar sobre las obras de cimentaciones desde la antigüedad hasta cerca de 1700, después
Skempton dará una conferencia sobre el periodo de 1700 hasta cerca de 1920, y finalmente
Peck (Ralph) dará otra conferencia sobre el período post-Terzaghi.
Bueno, es realmente un importante evento, en la vida del hombre, tomar conocimiento de su pasado y situarse con respecto al presente y futuro. Nosotros siempre necesitamos de alguna razón para tomar los conocimientos del camino. El camino es siempre un continuo, y, realmente, solamente lo conocemos a través de la
discontinuidad. Este piso para mí es un piso, pero si me pusiera un poco más adelante percibiría inmediatamente la realidad de este piso, que es una plataforma más alta. Nosotros necesitamos realmente de discontinuidades para adquirir conocimientos de un continuo.
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| Discontinuidad de un Macizo Rocoso (en CEMI) |
Y en el momento, un hecho importante es que vivimos en una era de incertidumbre, por que como muy bien lo dijo Fernando Torres, a mí me gustó mucho su conferencia, "Nosotros somos los propios fabricantes, forjamos la propia incertidumbre". Hay en el momento, en cualquier asunto, una multiplicidad directa de hechos y descubrimientos, etc., que provocan en el profesional un aturdimiento por complejidades. Podemos reconocer que nuestra época actual se caracteriza por el fin de los determinismos. No hay más un reconocimiento cierto y errado determinísticos. Parecería que sería el fin, del confort ilusorio de la homogeneización. En esto, es mi interpretación personal, que el confort de la homogeneización es ilusorio. Hay mucha gente, a la que le gustaría que todo fuera igual porque se sienten más confortables, con las cosas más conocidas e iguales. Lo que tenemos que desarrollar son los placeres y recompensas muy especiales de la heterogeneidad. Reconocer que realmente lo que más interesa al hombre no es que todos sean iguales, sino, al revés, exactamente, el hecho de que no hay dos cosas en el mundo, en el infinito mundo, no hay dos cosas que sean realmente iguales. Entonces tenemos que buscar un poco la filosofía del placer por la heterogeneidad, del placer del desconocimiento.
Yo oigo en todas partes decir que Ingeniería es una ciencia exacta, y lamentablemente nosotros, en los países latinos, tenemos esa tendencia. Los anglosajones hace mucho tiempo que abandonaron ese concepto. Dice el profesor inglés, que Ingeniería es "física mas common sense", el sentido común. Para nosotros esto parece que debería ser físico, más el buen sentido. Nosotros somos automáticamente elitistas, el anglosajón cree que lo común es bueno. Es importante reconocer que Ingeniería no es absolutamente una ciencia exacta. Ingeniería es un acto de decisión a pesar de las dudas, y tenemos que reconocer que en el mundo actual hay una gran confusión con respecto a lo que podríamos llamar Ciencia de la Ingeniería, las labores y habilidades analíticas, que son armas indispensables, la habilidad computacional. Pero siempre la habilidad computacional cae dentro de determinadas hipótesis de trabajo. No se puede computar matemáticamente sin hacer primero un conjunto de hipótesis y esas hipótesis siempre tienen que estar muy simplificadas en comparación con la complejidad natural.
Finalmente, hay que reconocer que hay un gran, gran número de personas jóvenes, o personas cuyo temperamento está más dedicado a la ejecución de tareas de Ingeniería, bajo condicionantes socio-económicos-legales. Bueno, una orquesta, no se puede componer una orquesta con todos pianistas, o todos violinistas, entonces siempre que nosotros tengamos conciencia de estas distinciones, sin duda podremos seguir haciendo muchos progresos en el desarrollo de nuestra Ingeniería. Para mí, en orden de mérito, Ingeniería es primeramente Ingeniería inventiva o ingeniosa. Emilio Rosenblueth, de México, dijo que hay países que tienen Engine Engineering, la Ingeniería que empieza con E de la máquina, y hay países que tienen Ingenious Engineering, la Ingeniería Ingeniosa, que es realmente la más importante. La engine, la maquina, fue una invención muy importante, pero después paso a ser una maquina. Y es esto lo que ocurre en casi todos los aspectos de todas las Ingenierías, una invención pasa después a ser una maquina, y las personas pierden un poco la percepción de donde empezó todo.
Para seguir quiero expresar que
la Ingeniería siempre se basa en preceptos o recetas. Voy a emplear la palabra
receta. En el sentido común el médico da una receta. Si Uds. tienen alguna enfermedad, van al médico, el médico receta dos píldoras, de algún antibiótico, por día, durante diez días, es una receta. El sabe que
la probabilidad es la de tratar mejor que lo mínimo necesario. Es una receta en general.
No está hecha para obtener justo lo necesario. En general sirve para ofrecer un poco algo mejor que lo mínimo necesario, y
la Ingeniería que nosotros empleamos muchísimo, siempre está basada en recetas. Hay que reconocerlo. Por qué? Porque nosotros estamos en la fase de recolectar muchos datos para hacer correlaciones, y al hacer las correlaciones hay que reconocer que ellas sirven realmente, siempre, para mejorar las recetas, mejorar el principio de trabajo, y no son la misma cosa.
Una correlación no es una receta.
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| Correlación SPT vs Ángulo de Fricción Ø (en GEObuuk) |
Finalmente, en el tercer grado de importancia, viene la teorización análisis - síntesis, porque es una cosa que siempre cambia con el tiempo. Es siempre una working-hipotesis.
En Mecánica de Suelos e Ingeniería, en Geotecnia, tenemos que reconocer al inicio, que estamos en la era de Terzaghi. Para seguir, diría que, en mi análisis subjetivo, la Ingeniería Geotécnica de los últimos 15 a 20 años (años 1960s a 1980s), pasó a ser lo que puede ser enseñado y aprendido, a la inversa de lo que puede ser hecho. Esto es muy triste, porque perdió sentido. A gran número de trabajadores de Ingeniería, nosotros tenemos necesidad de mandarlos para que hagan tareas, y entonces hay que enseñarles. El hecho es que el dominio de la actividad académica moderna es extendido a través de toda la vida profesional. El medio de comunicación lo hace. Anteriormente los ingenieros se formaban, salían con, no solamente la libertad, sino con la obligación de emplear su formación para enfrentar sus tareas solos. Hoy día no, porque todo continuamente se publica, se publica, se publican cosas, y entonces en cualquier momento que Ud. quiere pensar en algún problema, si lo puede pensar, solo tiene que recurrir a lo que fue publicado en los últimos números de cualquier revista técnica. Esto es un hecho nuevo del mundo de las comunicaciones, que, lamentablemente tiene como consecuencia, un poco, la de sacrificar la obligación del individuo de formarse y enfrentar sus propias tareas. El dominio de la actividad académica, entonces, actualmente, cambia una cosa importante, nosotros somos eternos estudiantes, pero hoy en día lo somos mucho menos de la vida que de las corrientes escritas. En todas partes se encuentran personas que para contestar una cosa en vez de plantear sus experiencias y su modo de pensar dicen: Ud. vio lo que escribió tal y tal profesor? u otro? Bueno ...
Si Ingeniería es principalmente inventiva, creatividad, es importante reconocer, que lamentablemente creatividad no es crear con frecuencia. Es un privilegio. Cabe a Dios generar los creadores. Y generalmente no es enseñada, muy pocos profesores tienen el coraje de enseñar al alumno a descubrir un procedimiento mejor, para mostrar que el profesor no es tan creativo como el alumno. Esto es realmente una realidad, y
la enseñanza no está hecha para favorecer la creatividad. Si Uds. se detienen a pensar sobre la palabra "
understand". Vamos a cambiar,
stand under, entonces
understand, 'yo comprendo', significa 'yo me quedo abajo de', y 'comprendo', 'prendo con', también tiene el mismo significado. Entonces la enseñanza tiene un problema muy serio, porque al mismo tiempo que se tiene que enseñar lo que se conoce, tiene que crear, catalizar, esfuerzos creativos del propio individuo. Las dos cosas son antagónicas; es muy importante. La solución es ingeniosa, de Ingeniería.
Cualquier solución ingeniosa de Ingeniería, en general, es notablemente mejor que la que llega justo a lo necesario. Para ser notable una cosa tiene que ser notada. Imagino por ejemplo la primera vez que fue hecho un arco, fue muy bien resuelto, y entonces, por eso, los otros pasaron a imitarlo. Es interesante pensar que las soluciones realmente creativas, son en general un paso grande adelante, y entonces llevan tiempo para ser consumidas por el avance de las necesidades de la civilización. Las exigencias gradualmente mayores de la sociedad, poco a poco van buscando el límite de la impunidad bajo cualquier intención. Entonces, en algún análisis de la perspectiva histórica tenemos que ver siempre cuales fueron algunas de las invenciones que estuvieron erradas. Por ejemplo, actualmente se emplean mucho los
geotextiles sobre
suelos blandos bajo terraplenes, para refuerzo. Bueno, esto
parece una nueva invención, pero los chinos y los tailandeses, etc., ya los emplearon como fajinas de bambú, varillas, etc.,
hace más de 2 a 3.000 años.
El hombre los emplea desde hace muchísimo tiempo, y nadie se detuvo para pensar que esto es realmente una invención, simplemente modernizar el tipo de material de tracción. La Ingeniería inventiva moderna está llena de productos que, rápidamente, algunos, están mencionados acá.
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| Antiguo zigurat en Irán, donde se utilizó inicialmente el suelo reforzado (en GSI) |
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| Estructura de suelo reforzado con geotextil (en FHWA) |
Yo quiero hablar primero de un hecho muy importante, muy interesante. Hace 4 años fue hecho un concurso, una competencia internacional para un proyecto de soluciones para la
Torre de Pisa. Uds. conocen el problema de la
Torre de Pisa, que hace más de 400 años tiene inclinación, se va tumbando un poquito, de a poco, muy poco, pero se prevé que llegará a un punto en que se caerá. Entonces el gobierno italiano ya hizo varios, 3 ó 4 veces, trabajos de refuerzo de cimentación, sin conseguir resultados satisfactorios. Hay volúmenes inmensos de estudios sobre el comportamiento del suelo con respecto al tiempo, pero no consiguen todavía resolver el problema, que es un poco distinto, insólito, porque ellos no quieren levantar la torre, quieren mantenerla inclinada por causa del turismo, pero, ojalá!, no demasiado, ni demasiado poco. Entonces es interesante, porque los que entraron en la competencia, fueron realmente 17 grupos de empresas de las mejores del mundo, con los constructores mejores del mundo. Solamente para comprar el conjunto de documentos tuvieron que pagar 200.000 dólares cada uno, y muchos pidieron ensayos adicionales, etc. Lo interesante es que hubo 17 soluciones físicas diferentes. Para Uds. jóvenes que juzgan que la Ingeniería es cálculo más que ensayos, que mejoren un poco, más, o menos, la capacidad de precisión de alguna cosa, esto es muy interesante, muy significativo, que 17 empresas y consultores de los mejores del mundo, enfrentados a un problema realmente serio, cada uno tenía mucho más interés y confianza en un tipo de solución física distinta. Algunos querían reforzar la parte que había quedado más alta con anclajes, otros querían hacer huecos abajo para obligar, como si fuera una sangría, para obligar a la torre a descender, otros querían levantar la parte que se había tumbado más. Hubo 17 soluciones distintas. Yo pedí al profesor amigo Croce, obtener permiso del Ministerio de Obras Publicas de Italia para publicar eso, porque
es una lección objetiva de Ingeniería, muy interesante para los jóvenes que creen que Ingeniería es calcular un poco mejor, hacer ensayos un poco mejor. No, ese es el segundo paso
, el primer paso es la concepción física. Entonces, aquí, no me voy a detener en esto, ejemplos de diversas soluciones físicas, electro-ósmosis, precarga por vacío, fundaciones flotantes, etc., son todos de conocimiento de Uds., y cada uno de ellos significa una inventiva que realmente abre ventanas a todo un gran nuevo espectro de trabajo. Y esto es realmente la primera función de la Ingeniería.
Me acuerdo de la ceremonia de mi graduación en M.I.T.; la incapacidad, de predecir del hombre. El orador de la ceremonia, era la persona que había conducido todo el esfuerzo del desarrollo de la Ingeniería Aeronáutica, de la Air Force, era un ex alumno de M.I.T., y predecía, por ejemplo, que había un sinnúmero de problemas importantes para que el avión consiguiera traspasar la barrera del sonido. Construirlo demoraría probablemente 15 a 20 años, porque no se concebían materiales que pudiera resistir este efecto, y 3 años después ya habla sido inventado y desarrollado el avión. En contraposición, otro gran orador, nos hablo del hecho que realmente los grandes cálculos de todo, en general, tienen algo muy sencillo, de básico. Era el coronel que dirigió todos los estudios de la bomba atómica. Dijo: Nosotros tenemos desprecio por los americanos académicos, muy académicos, que pasan todo el tiempo calculando, calculando, dos o tres años calculando. Y, realmente, en el desarrollo de la bomba atómica había muchísimo que calcular. Pero al final, el día que hicieron el primer ensayo de la bomba atómica, el estaba junto con Enrique Fermi, protegidos por hormigón, una masa de gravedad de hormigón a una distancia de 20 o 30 Km., de donde fue experimentada la bomba, y entonces, cuando se vio la luz, etc., Fermi, empezó a contar y un segundo después saco un papelito de su bolsillo, y miró algo que el papelito decía. Y en dos o tres minutos hizo un cálculo y dijo: La potencia de la bomba es aproximadamente de tantos mil megatones. Y después de 3 meses de cálculos hechos por computadoras llego a la conclusión que el error era de menos 10%, y que Fermi, con una mirada, simplemente, a algo de un papelito que tenía en su bolsillo, había llegado a un cálculo aproximado correcto. Esto es Ingeniería.
Quería hablar yo también de un hecho que, muy temprano en mi vida profesional se marcó, se grabó en mi mente. Cuando yo estaba trabajando en M.I.T., como Research Associate (
investigador asociado), el Dr. Land (
Edwin Herbert Land)que era el Presidente de la Polaroid Corporación, había acabado de desarrollar, de inventar la
Land-camera, aquellas que revelan las fotos de inmediato, entonces dio una charla sobre su invención, explicando cómo fue hecha; al final hubo un periodo de preguntas y respuestas, y uno de los profesores le pregunto,
Dr. Ud. que es ex-alumno de M.I.T., que fue alumno de Ingeniería Química, etc., podría explicarnos como es que Ud. hizo para ser inventor, porque Ud. no consiguió realmente en ninguno de los campus rutinarios de la Ingeniería, y es uno de los grandes inventores del planeta? El Dr. Land, respondió con una respuesta que me parece muy importante: "
Hay dos componentes para conseguir una invención, la primera es dar rienda suelta a los sueños y al deseo. Yo quería, en ese momento, conseguir, realizar, alguna cosa; hay que querer, hay que permitir soñar y querer. Y la segunda, trabajo intenso, dirigido, para realizarla". Son los dos componentes, las dos son importantes. Y
en Ingeniería de Suelos todo esto es también igualmente importante.
Hay una tendencia psicológica significativa en el momento, de cambio en este tipo de actitud, porque? Actualmente nosotros tenemos posibilidades de desarrollar equipamientos muy pesados, potentes, y especiales para hacer lo que se quiera y entonces al más no tiempo hay exigencias demasiado apretadas de la sociedad. No se permite que una fábrica tenga, hipotéticamente, nada más que 2 o 3 mm de asientos diferenciales, Porque?, porque la industria que lo requiere, es muy especial, entonces es en círculo vicioso, por el cual realmente la sociedad está pagando un costo elevadísimo. Fernando Torres dijo y otros oradores anteriores, que iniciaron la sesión hoy, hablaron de la importancia del Ingeniero Civil, y del Ingeniero Geotécnico. Es de importancia enorme, importancia de costo, porque es el primer costo, es seguro y es el primer costo, y en la vida la persona que va adelante, o no, depende en general de no más, digamos 5% a interés compuesto. Dos comerciantes que empiezan, lado a lado, iguales, uno consigue hacer triunfar tal operación con un 5% mejor que la del otro, trabaja 5% más, o compra 5% más barato, y al final, dentro de 20, 30 ó 50 años, es millonario, mientras que el otro sigue con su pequeña tiendita. La diferencia de éxito o no éxito, en el mundo, no es más que 2, o 3, o 5% a interés compuesto, y eso es extremadamente importante, y por lo tanto me preocupa enormemente cuando nosotros nos dedicamos a cosas que son exageradamente caras, en la Ingeniería Geotécnica, porque es el primer costo. Y durante todo el desarrollo de la obra y después de la operación, este costo está rindiendo, o cobrando intereses.
En el pasado nuestros grandes mentores tenían amor y respeto por las facetas delicadas y desconocidas del suelo. Volveremos a mencionar esto, pero es verdad, que Casagrande, Bjerrum, Peck, Taylor, todos, tenían cariño por lo que realmente él es; hay que tratarlo con mucho cariño para conocerlo en su intimidad, antes de emplear trabajos muy violentos. Ser violento siempre se puede. Actualmente la tendencia es descartar brutalmente al suelo, como incómodo, hacer, dejar de lado, hay soluciones que ignoran el suelo, perjudican el suelo, se olvidan de él, o de los intereses, o de las condiciones del suelo. Hay muchas soluciones así. No es posible desarrollar una solución un poco inventiva, un poco más barata?, entonces no importa, hagamos pilotes de 100 m. de profundidad. A un costo de cuánto? No importa. Alguien va a pagar. Quien paga? La sociedad, el costo de vida, la inflación, nosotros, todos, estamos quedando demasiado caros, para nosotros mismos.
El hombre debe ser siempre lo más económico posible. No se puede separar técnica de economía. Ingeniería sin economía no existe, y lamentablemente los grandes números de grandes organizaciones nacen en el momento en que Ud. pregunta a una persona que está haciendo. Estoy haciendo ensayos triaxiales, etc. Y cuanto cuesta? Ah, yo no sé, eso es del Departamento Comercial. Y después, cuánto costó la obra? Ah, yo no sé, eso es del Director Financiero. Cómo es que una persona puede desarrollar experiencia en Ingeniería si no sabe en cada momento el ciclo de experiencia del cual va a ganar?
Bueno, ahora voy a desarrollar ideas respecto de ecuaciones, correlaciones,
recetas, etc., lo que yo llamaría el ciclo de experiencias en la Ingeniería Civil. En Geotecnia, nosotros empezamos con ensayos índices, clasificación, experiencia regional, S.P.T., etc., y pasamos directamente al proyecto, visualización del modelo físico para la función deseada. Nosotros sabemos perfectamente que en el primer momento, una persona llega y dice, esa es una arena, arena probablemente, entonces es permeable, entonces tengo que hacer una pantalla, eso, eso es una
receta. Si prefiero mejorar o quiero mejorar naturalmente, habrá correlaciones con parámetros fundamentales, resistencia, compresibilidad, deformabilidad, etc., pero estas correlaciones, nosotros vamos a discutir un poco si son lineales, parámetros únicos, etc.. Algunos deben ser error histórico de la mecánica de suelos actual. Pero también después de haber hecho esto, también por recetas llegamos al proyecto, si no es suficiente pasamos a hacer ensayos un poco más especiales, ensayos
in situ, pero siempre hay una
receta de cómo emplearlos, en una concepción de proyecto, después se hacen los cálculos, y eso es una iteración, porque siempre está la decisión de aceptar, o no, un cálculo, finalmente hay observaciones del propósito. Y aquí quería quedarme un poquito para mencionar a Uds. que la literatura de Mecánica de Suelos, toda, está muy dedicada, además de la literatura académica, la otra, está dedicada, principalmente, a obras especiales. Cuantas presas son discutidas en la literatura internacional? Unas 300. Cuantas presas hay en el mundo? 60.000. Cuantos edificios son discutidos en la literatura internacional? 1.000. Cuantos edificios hay? Solamente en Sao Paulo en los últimos 30 años hay más de 15.000 edificios de más de 15 pisos. Entonces una cosa que yo quería dejar con mi mensaje es que
en la Ingeniería, ya lo hablé en Tokio y en otros lugares,
la experiencia, proviene muy frecuentemente, no solamente del caso que mereció ser estudiado y publicado, sino de la gran mayoría silenciosa de casos que no lo merecían, que no lo necesitaba. Saber que un edificio fue construido y que ningún propietario, ni ninguna señora ha telefoneado para preguntar porque había alguna grieta, etc., eso es un hecho fundamental.
La Ingeniería no solamente depende de los hechos estudiados sino de la gran mayoría silenciosa de casos que no necesitaron estudios. Porque? Porque demuestran que la receta era favorable.
Y finalmente, habría que ver, cerrar el ciclo y revisar, eso es lo que nosotros no hacemos.
Entonces, finalizando, Ingeniería es el modelo físico, las computaciones son hechas para optimización iterativa del modelo, y hay que distinguir entre el conocimiento de ensayos, cálculos, etc., de apoyo, y la sabiduría de elegir el modelo que mejor pueda satisfacer los cálculos. Da vergüenza, la mayoría de nosotros, los latinos especialmente, frente a los otros miembros de la sociedad, tenemos temor de decir que esta solución es automáticamente satisfactoria y no necesita cálculos; hay vergüenza, porque si no necesita cálculos, parece así, que es una solución cocinada, y de verdad, al revés, si es una solución muy inventiva no necesita cálculos, o si es una solución muy ensayada, usada a través de años, de siglos de experiencia, tampoco necesita cálculos. Quien calcula una pared? Y el hombre desarrolló la pared de mampostería. Entonces hay que cambiar un poco el énfasis con respecto a la importancia relativa del cálculo, y a la necesidad de cálculo. Conocer el cálculo es una cosa, hay que tener el conocimiento. Yo tengo conocimiento de lo que otros emplean. A veces la mejor cosa es no emplear lo mismo que ellos emplean. Imagínense un duelista, en la época de los duelos, entonces manda el padrino, elige las armas, entonces lo sabes que él es muy bueno en pistolas, y sales injustamente a pelear con él con pistolas?, no!, si él es muy bueno en pistolas, lo eliges esgrima, o box, o alguna otra cosa, hay que tener la sabiduría de no hacer lo mismo que el donde él es mejor; es absurdo.
Volvamos un poco al
panorama histórico.
Terzaghi, naturalmente la figura de
Terzaghi es marcante, y el libro '
From Theory To Practice', es muy interesante para pensar en él, porque de verdad
Terzaghi fue el primero en abandonar los calificativos y las complejidades de la geología. El escribió y siempre reconoció, y fue quien más insistió, constantemente, en que
no se puede lograr ningún conocimiento sin primero conocer la macro-geología. Pero, para cuantificar, dijo:
Imagino una situación, un poco más uniforme, me voy a imaginar la uniformidad, y entonces paso a hacer una fase de ensayos determinísticos, que él creía eran suficientes, y análisis matemático.
Todos los trabajos iniciales de Terzaghi estaban hechos en base a determinismos, ensayos que él consideraba representativos de la situación real, y análisis matemáticos que, también, muy poco, discutían sobre las hipótesis formuladas. Después, otro hecho de la personalidad inicial, causa-efecto de parámetros individuales, tensión-deformación, carga-asiento, etc., este es uno de los hechos iniciales. Y hay que reflexionar un poco sobre el hecho que frecuentemente de las soluciones de una generación nacen los flagelos de la próxima, porque el péndulo es siempre iterativo.
La simplificación fue lo que permitió a Terzaghi suprimir pasos, a nosotros todos, nos hace suprimir pasos, y hoy, si nosotros seguimos supersimplificando, es un flagelo, es un problema. Entonces, justamente ahora habría que cambiar un poco.
La clasificación de los suelos: si reconocemos tres componentes físicas, sólido, agua y aire, obviamente la importancia principal fue dada a los sólidos, a las partículas unitarias porque estaban discutiendo sedimentos, interferencia del agua, el agua era el bandido, y había que suprimirlo. La ecuación de presiones efectivas, inicial, no fue nada más que una hipótesis de trabajo,
working-hipotesis, donde separando por sustracción la presión de agua, podía empezar a haber alguna relación causa-efecto, más valida que a través de presiones totales, y fue realmente una gran invención. Otro aspecto inicial,
dicotomía, todos los conocimientos del hombre empiezan con blanco-negro, cierto-errado, cohesivo-no cohesivo, rotura-asiento, etc., indeformado, yo escribo aquí parcial vs amasado total. Es realmente, la dicotomía, la
parte inicial de Mecánica de Suelos, tradicional de Terzaghi. Y yo en síntesis diría,
Terzaghi tenía inicialmente la visión de soluciones, y, segundo, una visión, principalmente, de rotura y por lo tanto de ensayos destructivos.
El primer hecho que preocupa al Ingeniero es rotura y por lo tanto ensayos destructivos, y coeficiente, factor de seguridad.
Después aparece un periodo de discípulos de
Terzaghi, la guerra intervino lamentablemente, y en
Rotterdam, (
Holanda) en 1948 (
durante la 2a Conferencia Internacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Fundaciones), aparece el
espectro más vasto de la mecánica de suelos. Todos siguieron trabajando y entonces se dio una oportunidad para todos de presentarse con sus ideas, fue realmente muy disperso el resultado en el '48. En 1948 hay dos puntos fundamentales:
Taylor, '
Fundamentals of Soil Mechanics', el libro de
Taylor, porque está el factor psicológico de la persona,
Taylor era una persona muy tímida, había sufrido muchísimo personalmente con la recesión. El me contó que había pasado más de 2 años trabajando gratis en M.I.T., después de casado, vendiendo todos los presentes que había recibido en el casamiento, para poder sobrevivir. Se puede leer en cada línea de su libro como era.
De Taylor partió realmente un poco la timidez de la Mecánica de Suelos que Terzaghi no tenía.
Terzaghi era un hombre duelista, Terzaghi era un hombre de acero y su personalidad era decidida.
Ahora Terzaghi y Peck, '
Soil Mechanics in Engineering Practice', fue el primer libro de
recetas, la gran mayoría de recetas de la época, ya Uds. pueden, ver que eran recetas muy seguras. Me acuerdo muy bien con respecto a cimentaciones. Cuando Terzaghi llego a Sao Paulo y decía que en una cierta arena no podría colocar más de 1 Kg/cm² en zapatas, y Grillo dijo, bueno, para el edificio, el edificio Esplanade, hay publicaciones sobre eso, de edificios de 32 pisos, yo coloqué 5 Kg/ cm2. 5 Kg/ cm2? Si. Y aquí están los asientos medidos y no hay problema ninguno. Pero Terzaghi estaba escribiendo para todo el mundo, dando una receta que fue la satisfactoria, como factor bueno y común. Volviendo entonces al problema de la próxima etapa, que era de respetuoso reconocimiento a las sensibilidades de los suelos y a las condiciones naturales de la tierra, la actividad de consultores, que fue una actividad muy importante en la época, empezó a presentar solamente problemas, y entonces los académicos pasaron a no conocer la realidad de la mayoría silenciosa de la Ingeniería. Todos pasaron a conocer solamente los casos muy difíciles y entonces aparece otra psicología, visión-problema, visión heterogénea, comportamientos plásticos de las arcillas, eso fue un problema que empezó entonces con actividad de la fracción arcilla, etc., inclusive sensibilidad, el problema del muestreo indeformado (
muestreo inalterado), entonces pensaron:
Si yo no necesito muestras, entonces probablemente elimino el problema de perturbación. Una gran Ilusión, hay una perturbación en el ensayo in situ, posiblemente a veces mayor que la que hay en el ensayo de muestras indeformado, pero el raciocinio fue erradamente, si la muestra puede ser deformada, entonces haciendo el ensayo in situ podría escapar del problema de la perturbación.
Finalmente empieza la percepción de la presión lateral en, Inglaterra. El periodo '50 a '60 fue un periodo un poco perdido en ciertos efectos químicos coloidales, mineralogía, estabilización por mezclas minúsculas, etc., todo eso con respecto a la Ingeniería, un poco, de baja rentabilidad, pero como importancia para el individuo para conocer realmente, fue una mejora, para la comprensión del propio investigador. La escuela de M.I.T., trabajó mucho tiempo sobre esto, me acuerdo que Bill Lambe (
William Lambe), recién cuando se jubilo, hace casi un año, confesó en el trazado histórico de su actuación profesional que una vez hablando con Terzaghi, después de 5, 8, 10 años de haber trabajado en esa sección de estructuras y arcillas, y mineralogía, etc., que Terzaghi dijo;
Bueno, trabajas muy bien, muy bien, pero porqué trabajas un asuntos de tan poca importancia? Jé! Jé!
Lambe mismo lo dijo, en parte yo soy responsable por haber empezado todo eso en M.I.T pero eso simplemente porque el único proyecto de investigación que había disponible en la época era que los militares querían que yo descubriera un liquido milagroso que las aviones, podrían, con dos a tres pasadas por arriba de un campo, desparramar y el liquido se solidificaría para que en la 3er o 4ta, pasada, el avión, pudiera aterrizar. Un intento muy interesante, inmediatamente después de la guerra, y en eso yo trabajé en mi tesis. El producto AM9 de
estabilización, de suelos, es Monómero Acrílico n° 9, si me permiten yo podría decir que yo soy el AM1, porque el Monómero Acrílico n° 1, fue patentado en base a estudios que yo hice durante mi misión en M.I.T.
Londres '57 (
4a Conferencia Internacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Fundaciones). Compactación seca vs. Húmeda, voy a mostrar a Uds. la consecuencia de simplificaciones que lamentablemente no están, siendo entendidas, de roturas, que nosotros tuvimos muy recientemente en presas, con respecto a compactación de suelos arcillosos, demasiado húmedos, etc. La discusión sobre presiones efectivas o totales, tenía que ver, o no con esto, y la cohesión no drenada. Estos aspectos fueron La gran, discusión, en la Conferencia de Londres del 1957, y realmente la Conferencia sobre Investigación de
Resistencia al Corte de Boulder (
Proceedings of the ASCE Research Conference on the Shear Strength of Cohesive Soils, Boulder, Colorado. 1960), se puede decir que fue el knock-out de la teoría de las presiones totales.
Entonces se presentaron algunos trabajos demostrando que los análisis de estabilidad deberían ser hechos solamente en bases a presiones efectivas. Realmente es una mentira, es una muy buena working-hipótesis, porque Ud. tiene que admitir conocimiento de las presiones de poros y en la gran mayoría de estas situaciones Ud. no las conoce con anticipación ni en el momento exacto de la rotura en el plano de la rotura. Entonces, hoy en día se está volviendo de nuevo a una situación mixta, de análisis por presiones efectivas acopladas con ensayos rápidos no drenados, para que se permita desarrollar aquel incremento de presión de poros debido al propio movimiento. No sé si Uds. ya tuvieron oportunidad de comprar el film del deslizamiento Richard Slide (Rissa Slide en 1978) en Noruega, que yo conseguí, con una rebaja de 4.000 dólares, por 800 dólares por copia. Es extremadamente interesante ese tipo de film porque muestra por ejemplo la falla de un volumen de 200.000 m3. Con una pendiente muy suave de 4°, con una aldea, con una casa, había ganado pastando, etc. Una persona resolvió construir una piscina, y sacó 2.000 m3 de tierra y los colocó en otro punto y con eso empezó un deslizamiento súbito, tan rápido, que había movimientos de casas, de suelos, a una velocidad de 25 Km. por hora, las casas flotaban. Es fantástico. Y en M.I.T. tuvieron discusiones sobre esto y querían plantear si se puede anticipar, predecir, mapear las zonas de mayores a menores peligros con respecto a eso, y yo pedí permiso para plantear un poco mas de humildad y dije: Bueno, 2.000 m3 de aquella arcilla pesarían probablemente 2.500 toneladas dependiendo del peso de las vacas, las vacas son muy pesadas, pero admitamos que serían 3.000 vacas o una cosa así, y si los campesinos tuvieron 6.000 vacas adicionales en aquel pasto tan bueno?, entonces el ingeniero civil tendría que saber esto? Con este grado de precisión? 200.000 m3 de deslizamiento por causa de 3.000 vacas! No, esto es demasiado.
Luego, la
presa de Malpasset, y su
rotura (el 2 de diciembre de 1959 al suroeste de Francia). Se abrió un nuevo campo, la mecánica de rocas y el respeto por la discontinuidad. Después el Congreso de París '61 es realmente, sumamente importante porque para fundaciones profundas mostró que las ecuaciones,
hipótesis rígido-plásticas de todas las ecuaciones, no servían absolutamente, porque lo que importaba era la deformación. Y la próxima conferencia que voy a mencionar, de Londres también, muestra lo mismo, interferencia de las deformaciones, entonces
la propia hipótesis rígido-plástica no sirve porque no hay nada rígido. Entonces yo quiero que Uds. comprendan, hay una frase muy interesante de Shakespeare, en Julio Cesar, que dijo: "
Tu desprecias los peldaños iniciales de la escalera por la que tú mismo has subido".
El hombre tiene mucho de este problema. Al mismo tiempo tiene que criticar, tiene que ser humilde, porque va a ser criticado. No hay nada, nunca, una culminación del saber, por lo tanto nuestra obligación...,un filosofo católico, muy interesante, (G.K.) Chesterton, definió lo que para mí es el concepto importante: dijo, "el medio esta errado, el medio no es virtud, el medio es mediocridad, la virtud depende de una compensación muy equilibrada de los extremos". Un extremo de crítica y el extremo de humildad, porque puede ser criticado. Es la compensación de los dos, no es ser amorfo, es ser mediocre, mediocridad. Entonces me perdonan que pueda criticar a más propios maestros, a quienes yo les debo todo, pero creo que Uds., que son jóvenes, solamente serán genios e Ingenieros Geotécnicos, si Uds. dentro de 8 a 10 años, con mucho cariño, vuelven a criticarme a mí y a sus maestros. Si no, no hay desarrollo. Y nosotros en América Latina, especialmente, necesitamos muchísimo porque los suelos que fueron conocidos e investigados como suelos, son suelos en general muy jóvenes, de 3000 a 5000 años después de glaciares, etc. y sedimentos, etc.; los nuestros, por ejemplo, en regiones tropicales, no tienen nada que ver con ninguno de los índices normales de granulometría, de plasticidad, etc.
Después del '66 las deformaciones son la preocupación dominante. Quería mencionar la
London Large Bored Pile Conference. Los ingleses gastaron más de 2.000.000 de libras esterlinas de investigación con 17 large piles instrumentados específicamente para conocer su comportamiento, y demostraron que todas las formulas que no tenían en cuenta las deformaciones estaban erradas.
Análisis con elementos finitos, naturalmente también pasó a ser la gran moda, pero siempre hay una hipótesis, cual es el modulo de elasticidad, cual es el comportamiento, etc.
La Mecánica de Suelos,
Critical State, fue una culminación del modelo mental de arcilla amasada de la escuela de Cambridge, pero no consigue absolutamente añadir nada con respecto a estructura de los suelos, y con respecto a suelos más o menos activos, etc. Y se llega ahora a una gran frustración con los ensayos de laboratorio, porque la trayectoria de tensiones, en la práctica, este siendo cuestionada con respecto a las condiciones iniciales. Que conocemos nosotros sobre les condiciones iniciales de cualquier elemento de suelo en la base? Esta es la cuestión. Y con los ensayos
in situ. Las primeras definiciones, muy grandes. Voy a mencionar un poco de esto. Entonces que ocurre ahora? Lo que llamaría
Soluciones Paraguas, para cubrir todo. Entonces para nosotros ingenieros geotécnicos, esto es lamentable, y para nosotros, como miembros de una sociedad que depende de la Ingeniería Civil para su desarrollo, esto es dramáticamente triste, lamentablemente, porque son los primeros costos.
Finalmente, después del periodo '60 - '70, empieza la discusión de imprevisibilidad, estadística, que también está muy mal empleada, retorno de inventividad con predominio de equipos y procesos cada vez mas nuevos. Es muchísimo más fácil desarrollar algunos equipos, inventados para servir para todo.
Yo tengo naturalmente aquí un cierto número de cosas que les voy a citar en un resumen rápido, cosas que quería mencionar.
El Dr. Ing. de Mello continuo su disertación mostrando numerosos gráficos y diapositivas que ilustraban sus ideas y cuyos comentarios principales estuvieron referidos a:
Calidad de muestreo: En todos los trabajos de todos lados que se leen, todas las personas buscan correlaciones estadísticas de muestras, "dichas", indeformadas; desde 1950 hasta 1980, Como si fuere lo mismo. Por qué? Porque no hubo todavía ninguna cuantificación de índice de calidad y sabemos todavía que hay distintos tipos de muestras, intactas, perfectas, indeformadas, parcialmente indeformadas, a amasadas, y completamente amasadas. En este caso, por ejemplo, con respecto a la resistencia friccional en pilotes, todas las formulas indican como si fuera N veces Cu, (cohesión no drenada), y alrededor de 1950 lo que se empleaba era la resistencia a (la) compresión simple dividida por dos, actualmente se está empleando el ensayo de vane test y los valores son enteramente distintos, y, muy resumidamente, por ejemplo, nosotros sabemos que una misma muestra de suelo, si fuera muy buena, y bien indeformada, da una curva de tensión-deformación así, y cada vez que se deforma, más y más, va bajando la resistencia y aumentando el porcentaje de deformación, El tipo de curva es así, y entonces, si planteamos sensibilidades parciales de cualquier ensayo podemos, a través de regresiones teóricas con este tipo de curvatura, transferir todos los puntos para lo que sería una resistencia equivalente a 1% de deformación, que es lo mejor que se consigue en general. Estos ensayos, esta idea básica, planteada con mucho éxito hasta hoy, desde 1953-54 eran una de las razones por la que muchas veces una obra podía ser dos o tres veces más barata de lo que había sido planteada por otros colegas, mis propios colegas.
Estadística, que está muy mal planteada. Algunas personas creen que con más y más datos pueden mejorar el conocimiento y a veces ocurre exactamente lo opuesto pues interesa la estadística del comportamiento y no la del eje mayor del error, Correlaciones de un parámetro único con otro parámetro único. Como puede ser?
Nosotros mismos usamos el gráfico de plasticidad y sabemos que para un mismo valor de límite líquido hay valores de un rango muy grande de índice de plasticidad y viceversa. Entonces como se puede hacer una correlación solamente con uno de los dos parámetros cuando son dos los parámetros iniciales empleados para la propia clasificación. Ustedes creen que la Mecánica de Suelos puede seguir desarrollada así? No, lamentablemente no puede.
Hay casos en que la misma correlación puede luego set mejorada por la teoría (coeficiente de empuje de tierras, K'o vs índice de plasticidad IP, Swedish Geotechnical Institute, Larsson, 1977 y Massarch, 1979). Ustedes ven la importancia de una escuela, understand, stand under, los suecos probablemente pasarán varios años siguiendo una orientación solamente porque dos personas importantes han planteado hipótesis estadística mal empleadas, por ejemplo, Módulos de Corte vs. S.P.T. los promedios pueden no ser validos, deberían hacerse regresiones con, por ejemplo, 95% de confianza, con lo que a veces, la receta, la solución, podría estar por debajo y otras por arriba. Para un mismo suelo, puede haber una receta obligatoria en un límite y otra receta obligatoria en otro limite, es este el concepto de receta que nosotros, cuando los datos son muy variables, como lo son siempre, tendremos que reconocer. Tengo aquí además otras demostraciones de este tipo de correlaciones que tienen un rango de valores muy grande. Una forma de hacer que la correlación sea buena, es el tipo de gráfico a elegir.
Hardy Cross diría que al Ingeniero Civil le gusta mucho trabajar con rectas, con líneas rectas, y entonces también con gráficos aritméticos, y entonces empieza primero con el gráfico aritmético, y si el gráfico aritmético no da una buena recta, entonces pasa al gráfico semilog., y si el semilog. no da una buena recta pasa al log.-log., y en el log.-log., dependiendo de la escala elegida, todo pasa a ser recto, la verdad, entonces, una forma, para el ingeniero civil, de resolver sus problemas es transfiriendo el problema al otro.
Hay gran número de casos, en cada uno de los cuales ustedes posiblemente no puedan llegar a percibirlo, pero hay una
receta.
Tratamiento de fundaciones por inyecciones y por drenajes en presas. Cuando es que se trata? y cuando no? Porque si? y porque no? Es una receta atribuida a
Lugeon, 1935 (
por Maurice Lugeon (1870-1953), geólogo suizo que desarrolló la unidad para cuantificar la conductividad hidráulica de las fracturas y la permeabilidad de los macizos rocosos en 1933), y nosotros hoy tenemos un millón de datos más, que los que
Lugeon tenía.
Lugeon no estaba interesado realmente, exactamente, en una receta del tipo que ahora nos interesa, es decir cuando necesito y cuando no.
Lugeon realmente estudio el problema de inyectabilidad, pues era consultor de una empresa que hacia inyecciones y quería saber cuándo se puede o no inyectar, y no es la misma cosa cuando se debe o no inyectar. Ahora, es una receta y sigue siendo empleada en todas partes del mundo como si fuera el Corán. Si ustedes quieren encontrar un ejemplo moderno, entonces, porque no volver a Khomeini, por ejemplo, el Corán es del siglo VIII. En cada uno de estos casos hay una demostración de que toda la cosa esta basada en recetas y que lamentablemente nosotros estamos siendo muy tímidos para revisar los conceptos de las recetas.
Por ejemplo, asociación irracional de palabras, lo que se desea en el núcleo de una presa es el comportamiento plástico del núcleo compactado, es decir una curva tensión-deformación muy plástica. Pero la palabra plástica paso a ser irracionalmente correlacionada con un índice alto de plasticidad.
Que es el
índice de plasticidad? es una diferencia de humedades, dentro de la cual el material seria de potencialidad plástica, de comportamiento plástico.
Ahora los anglosajones tienen una disculpa en no reconocer esta irracionalidad, porque ellos no tienen la diferencia de estar y ser, de ser y de estar. Para ellos 'to be or not to be', Hamlet podría seguir incursionando todavía porque 'to be or not to be', no hay en castellano, en portugués, ser y estar, son cosas distintas, nosotros queremos un material que esté plástico, no un material que sea plástico en una diferente condición. Y todavía 99,9% de las presas del mundo siguen usando esta irracionalidad estúpida.
Yo quería plantear, para cambiar un poco, el hecho de que nosotros realmente tenemos muchísimos más conocimientos a través de la observación visual, que a través de conocimientos traducidos en índices. Por ejemplo aquí esta dibujado un resultado de sondeo rotativo, en roca, y todos los datos dados. Ahora, hasta que el hombre desarrolle la sensibilidad para descubrir dónde colocar sus cimentaciones, sus presas, hay mucho que caminar. No es inmediato cerrar el ciclo de experiencias. Ustedes ven visualmente aquí este perfil. Yo creo que ninguno, nadie aquí, tendría dudas en indicar en qué posición es inaceptable hacer la cimentación, y a partir de qué posición puede ser aceptada.
Ustedes ya imaginaron neurológicamente al ser humano que tiene una capacidad visual táctil de millones de años de desarrollo de su computadora mental, mientras solamente 2000 ó 3000 ó 5000 años de desarrollo de los conocimientos, de cómo transmitir eso en palabras, ó en números mucho menos, solamente 200 años. Experimenten lo siguiente, ustedes, por ejemplo, tienen su esposa que va a llegar por avión desde Buenos Aires y una persona que no la conoce, por ejemplo su chófer, va a ir a buscarla, descríbanla y vean con qué facilidad la va a encontrar en el medio de otras personas, 200 - 300 personas, una persona que ustedes describieron supuestamente muy bien. Ahora muestren una fotografía preferiblemente con color, y vean cuanto mayor es el potpurrí de información visual y visual táctil. Eso es neurológico. Nosotros no podemos cambiar al hombre tan rápidamente como se cree y crear nuevos índices. No es muy fácil ni muy rápido.
Una de las cosas que yo quería presentar a ustedes con respecto a algunas de estas ideas, es por ejemplo el hecho de hipótesis mal formuladas.
Aquí por ejemplo tengo un dibujo en el cual muestro que, la roca sana, angular, que puede quebrar las puntas, es tan deformable, o más deformable que la arcilla, es una
cuestión de histéresis, de presión de preconsolidación adquirida a través de
histéresis, energía, absorbida por compactación, entonces, curiosamente, los dos materiales que son más semejantes son arcilla y enrocado, y los materiales intermedios arena y grava, etc., son distintos porque no tienen tan fuertes histéresis de compresión.
Esto para nosotros fue descubierto muy interesantemente a través de observaciones de presas y de deformaciones de presas,
Salto Osório, 52 m.,
Salto Santiago, 80 m., Itaúba, 63 m. y ahora
Embarcación, 157 m. de altura. Este tipo de núcleo fue planteado para, justamente, no tener problemas de asientos diferenciales con respecto al enrocado. Era una arcilla, muy, muy arcillosa, muy plástica, teóricamente de 38% de humedad optima y densidad compactada máxima 1,40, entonces el profesor Dunham planteó módulos de elasticidad de 80 Kg/cm² para ésta y 1000 Kg/cm² para el basalto sano compactado, y en base a eso hicimos análisis de elementos finitos para verificar, las distribuciones de presión, la posibilidad de fisuración, etc.
Las observaciones hechas en la presa, en primer lugar demuestran que todas las publicaciones están erradas con respecto a una cosa. Es que cuando se calcula la presión transmitida por el incremento de carga en un punto, hay que aplicar el coeficiente I de influencia, que I no es 1, porque una solamente vale cuando el relleno es infinito en extensión.
Entonces hay que aplicar esto, y aplicando esto lo que se observa en gráficos semilog. es que hay un efecto de precompresión, un efecto significativo de precompresión en la roca, y en la arcilla lo mismo, y con respecto a eso, los ensayos, todos, de laboratorio y de campo, dan resultados mucho peores de los de la realidad en el campo.
Aquí está por ejemplo marcada la curva de campo, comparada con diversas curvas de triaxiales moldeados, comparadas con diversas muestras indeformadas sacadas del propio relleno compactado, compare esta compresibilidad con esta, aquí está en escala mayor, este data, compare este de nuevo con muestras indeformables pero del ensayo casero, compare este con este de compresibilidad. Al final resumiendo aquí, en porcentaje de deformación, en el campo, comparado con diversos tipos de ensayos. Que es lo que yo quiero transmitir? Que los ensayos no sirven para nada? No. Los ensayos servirán, pero tienen que ser ajustados a la realidad, y es el coeficiente de ajuste el que nosotros necesitamos desarrollar con critica, con sentido crítico. Este modulo de elasticidad de enrocado es muy alto para bajas presiones, pero pasa a ser menor que el de la arcilla con presiones más altas. Lo mismo se observó en Salto Santiago, las dos presas de que estaba hablando. Y en la presa de la que voy a hablar poco después, la
presa de Foz de Areia, de 160 m. de altura en basalto sano, también se demostró lo mismo.
Los módulos de elasticidad no son constantes, y no dan una curva sencilla, tiene un efecto de preconsolidación, entonces al interpretar los hechos hay que cambiar un poco el modelo mental. Con respecto a modelos mentales, por ejemplo, presiones de poros en rellenos compactados. Estos serian los datos de ensayos, estos eran los ensayos, y estos son los datos del campo, que pasan obviamente por un valor negativo inicial, y después pasan a ser positivos por causa de la precompresión. Aquí están de nuevo en Salto Santiago, y aquí está reproducida en escala mayor.
Ahora la hipótesis de Bishop. Es curioso. Al hablar con Bishop le digo: Profesor Bishop, lamentablemente su hipótesis lineal de B. etc., es muy desfavorable para presas bajas, y rellenos bajos, porque empieza inmediatamente con un valor de presión de poros muy alto que no existe, que realmente es negativo. Y después baja mucho, y Bishop contesta con aquel sentido deportivo típico. Oh! but you use that? Ustedes lo emplean? Le digo, bueno por todas partes, Usted es una persona muy respetada. Oh! but this was a good trial hipótesis! Fue una buena hipótesis de prueba! Nosotros tenemos que crear un poco de este espíritu deportivo con respecto a nuestras propias soluciones. Las soluciones son, hechas para resolver el problema del momento, y no para ser dictadas como si fueran verdades absolutas.
Tengo aquí un caso de una presa que rompió, hace un año, en Brasil. El proyecto inicial tenía una arcilla negra aluvional que debería ser empleada en el cut-off, y aquí gravas areno-arcillosas impermeables, etc. La razón de hacer el cut-off separado era por plan constructivo. Es una región árida, donde las crecidas aparecen muy súbitamente. etc. y entonces convenía hacer esta construcción separada de aquella, y después complementarla. Fue invitado un gran consultor internacional, inmediatamente se planteó el problema de que estas son arenas que se asentaron 15 a 20 cm., pero él se planteo el problema de que este material se podría fisura y con eso llevar a piping. No sé cómo podría haber piping en una arena que es arena de filtro, pero el hecho es que por causa de este concepto él obligó a colocar una capa de la misma arcilla negra en todo esto.
Como empezaron las lluvias, en el año 1980, subieron primero esto para servir como una especie temporaria de ataguía, y hubo una ruptura acá, de 175.000 m³ el día 5 de diciembre de 1980, 175.000 m³. que fueron reconstruidos, y durante un año siguieron discutiendo, el consultor, una gran empresa consultora de computación, etc., americana, que hizo los cálculos de estabilidad según círculos y determinó un coeficiente de seguridad de 1,9613 para este círculo, y mientras, la presa subía. Y el día 14 de diciembre de 1981, un año y nueve días después, finalmente los santos y Dios y todos, se quedaron un poco cansados de apoyar tanto tiempo, y dijeron: Bueno, lo largo, y se rompió toda. Vamos a pasar un poco las roturas, y ustedes van a ver que las roturas. obviamente, no tenían que seguir este camino, pasó por aquí, por este. Y saben lo que ocurrió? lo que la persona que indicó compactar con material muy húmedo en la base, para que fuera bien plástico, se olvidó que al mismo tiempo bajaría la resistencia y la superficie de rotura pasó por acá. 1'200.000 m³. de material roto por causa de discusiones y solo hipótesis. No era el cálculo el que estaba mal. La computadora daba un cálculo magnifico.
Vean rápidamente algunas diapositivas de este tipo de situaciones.
Aquí quería mostrarles la presa del Paraná. Brasilia, ya subió 35 m. en 42 días en pendientes de 1 a 1, por necesidades políticas, etc., pero es un material poroso, con mucho aire. Y entonces no tenía problemas de presiones de poros.
Ahora aquí está
una presa que se rompió en aquel tipo de arcilla aluvional saturada. El problema del índice de compactación común con un porcentaje de humedad es un error, es un índice indirecto. El índice mucho más Importante directo es el grado de saturación. Un material puede tener un grado de saturación elevado, y estar con una humedad baja y el grado de saturación es lo que influye en las presiones de poros.
Esa fue una rotura del mismo tipo que ocurrió en el '78, pero nadie discutió porque la Ingeniería prefirió no hablar sobre el hecho.
El Dr. de Mello pasó varias diapositivas sobre presas, mostrando material plástico, tipos de rotura, slikenslides, roturas a través de las gravas, etc.
Este material tiene exactamente los mismos índices de compactación y es menos plástico que el de Brasilia de que hablé, pero lamentablemente los índices empleados no llevan a un conocimiento correcto de lo que ocurre y la discusión sobre el cálculo de estabilidad estaba basada, toda, en hipótesis erradas.
Ustedes todos conocen el problema del descenso rápido, que es un problema que cuesta carísimo porque en todas partes del mundo las presas, por ejemplo, acaban teniendo pendientes más suaves aguas arriba que aguas abajo. Es muy difícil obtener datos en una condición de descenso rápido de una presa, porque cuesta muy caro, hidroeléctricamente, pero el ingeniero civil de hoy, entonces, busca otra forma de obtener los mismos conocimientos. Vamos a considerar, por ejemplo, el método más sencillo que Taylor planteó de análisis de estabilidad, durante la operación de la presa, tenemos esta presión, u y esta presión en el circulo, y lo que Taylor plantea es si el cambio por descenso rápido, debe suprimir esta fuerza de estabilización. Ahora en Brasil, por ejemplo, hay un sinnúmero, centenas, millares, de cortes de caminos, hechos, donde la red de percolación es así, y entonces cuando la excavación es hecha muy rápidamente, tenemos una posibilidad de pre instrumentar aquí y obtener una condición no solamente semejante, pero aún más desfavorable que el descenso rápido. Por qué? Porque cuando yo excavo aquí no solamente estoy retirando sino también estoy retirando el empuje de tierra, estoy retirando los dos, y en estos casos nosotros, en estas situaciones, habremos tenido rotura. Entonces yo planteé que se pueden observar pendientes de carreteras que tienen a veces cortes de 30, 40, 50, 60 m. de profundidad bajo la napa (freática). Y que tienen exactamente el mismo tipo de problema, aún más acentuado.
Quería mostrarles una ruptura de una presa. Rotura de la presa de Limoeiro y Euclides da Cunha por erosión, hubo una falla de comunicación, más bien falla de instrucción. Hubo una lluvia muy fuerte aguas arriba, y el hombre que cuidaba la presa telefoneó al Centro de Decisiones diciendo que el agua estaba subiendo muy rápido y que él tenía que abrir las compuertas, pero la computadora en el Centro dijo no, el agua no está subiendo. Siguió una discusión durante un cierto tiempo, y al final, a las 7 de la noche, un poco antes de cambiar el turno, el cuidador telefoneó diciendo que el agua estaba pasando por toda la cresta de la presa más alto que antes, y la computadora contestó no, el agua no llega todavía al nivel necesario, y así siguió. Y el agua llegó a 1,50 m. arriba de la cresta, y durante 7 horas pasó por arriba de la presa hasta que a las 2:30 ó 3 Horas de la mañana, erosionó junto al empotramiento derecho dado que, normalmente, los empotramientos, actualmente, son el punto más débil de las presas y evidentemente eso influyó.
Ahora yo quería que Uds. mirasen un poco la pendiente de aguas arriba, dibujada y calculada de acuerdo con las teorías, y el único tipo de deslizamiento que hubo fue con el descenso rápido, la napa freática estaba aquí dentro, y la pendiente fue erosionada en pocas horas, el descenso rápido fue lo que lo provocó. Aguas arriba no cambió nada, esta pendiente quedó sub-vertical como es fácil ver. Uds. ven allá el material muy erosionado que fue el punto inicial de lo erosión después de haber pasado agua 1.5 m. por arriba de cresta. De nuevo Uds. ven agua el tipo de rotura que hubo con respecto a descenso rápido y nada absolutamente en la pendiente de aguas arriba calculada para, naturalmente no tener rotura, pero no tuvo ni siquiera deformación.
Lo que ocurrió entre las contestaciones entre el hombre y la computadora, fue que había un flotante que debía subir marcando el registro para la computadora. 200 Km. adelante, pero hubo algún problema que trabó el flotante y entonces el hombre sabia pero la computadora no. No fue culpable de decir que el embalse no había subido, es que el flotante no había subido.
Nosotros tenemos muchos problemas de cálculo de pendientes, cálculos de pendientes de enrocado, por qué? Porque la teoría es una teoría invalida, es válida solamente en los materiales homogéneos y los enrocados no son materiales homogéneos.
Este es un Stock Pile de un tipo de enrocado. Uds. ven la pendiente típica, medida 1:1,35, en general, angular. Aquí yo quería que Uds. viesen cual es la pendiente de excavación, que es enteramente distinta de la pendiente de subida, hay una histéresis muy importante.
Aquí Uds. ven la comparación, pendiente típica de llenado y pendiente típica de excavado. Yo no conozco ninguna persona que trabaje en una excavadora y tenga temor de morir bajo un deslizamiento de un enrocado, tapado. Yo mismo, y otras personas que trabajaron en esto, con 50 m. de altura nunca tuve ningún problema porque lo máximo que ocurre es el rodar de una u otra piedra.
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| Stockpile en minería |
Aquí voy a mostrar como un material es absolutamente no homogéneo, el material de enrocado es en general un tipo de material así.
Esta pendiente subió en pendiente 1:1, en cerca de 48 m. para servir de ataguía para el núcleo que estaba subiendo, aquí al lado y durante un año y medio que quedó esto así, absolutamente, ni siquiera una piedra rodó de allá 1:1.
Esta es la pendiente de 1:1,3, empleada en una presa de Salto Santiago. Esta es la pendiente de 1:1,25 empleada en los 160 m. de la presa de Foz da Areia.
Quería explicar lo que ocurre. Nosotros pedimos a un topógrafo, de las presas, hacer mediciones a lo largo de las pendientes de stock pile, etc., y con una dimensión mayor de 10 a 15 veces la dimensión de las piedras se obtiene entonces un histograma del ángulo de reposo de las piedras en dump, en material rellenado y también en la parte excavada, la estadística de las pendientes, en la parte excavada. Que es lo que ocurre? Esta estabilidad depende de que la piedra más inestable que este rotando se pare, este es un tipo de situación física por la que el tractor impulsa y la piedra que esta rodando se tiene que parar. Entonces es un histograma que viene de un extremo a otro. La detención de la piedra más inestable, es lo que determina cuando tenemos un relleno. Y cuál es el histograma del revés? Es la piedra mas trabada, mas contenida, que es la que domina, y tiene que ser movida de una posición estática. Y el histograma es enteramente otro. Los ángulos de pendientes llegaron a 55° en vez de 35°. Y está además el problema de la histéresis típica en cualquier material que absorbe energía de compactación que es lo que explique con respecto a deformaciones. Entonces el relleno tiene esa condición, y en excavación tiene ésta.
Cuál de las dos condiciones es válida para un deslizamiento en un enrocado? Es una pregunta retórica obviamente. Cuanto cuesta esto, en todas partes del mundo, a cuanta gente? Nosotros hicimos mediciones de deformaciones en la pendiente de Foz de Areia, y con esto se observa que todos esos puntos siguen comprimiendo más que deformando. Ahora, antes de haber rotura, deslizamiento, tendría que haber un movimiento para afuera mayor que el movimiento para adentro y esto no ocurre, el material sigue siendo todavía más estable de lo necesario.
Yo tenía alguna idea de mostrarles rápidamente algunas fotos de, por ejemplo, la
Presa de Tarbela (Pakistán), con respecto a las hipótesis de trabajo que nosotros empleamos, en un cálculo la gran velocidad transporta piedras muy grandes y naturalmente hay también arenas finas, las investigaciones fueron hechas con varias perforaciones para ver si había continuidad de las gravas muy grandes.
Que conceptos curiosos! Continuidad geométrica en una línea. Ahora, hay continuidad pero el agua no tiene muchas más dificultades para desarrollar curvas si obtengo agua con velocidades de 5 u 8 m/seg. transportando ese material, no podría depositarse ningún material arenoso fino sino por protección dada por él, y entonces la continuidad no tiene que ser geométrica pero puede ser en curva.
Hay otro problema, cual es la continuidad de nuestra hipótesis de un promedio de presión efectiva si obtengo materiales mucho mas indeformables, más rígidos y otros materiales más flojos, lo curioso es que el propio esfuerzo resistente con que nosotros contamos para resistir al piping, sea un esfuerzo disminuido por el hecho que la presión se transmite principalmente a los materiales más rígidos. Mientras esa otra hipótesis, en que la presión de percolación es constante, también pasa a ser mucho mayor la perdida de carga en el material fino que en el otro, entonces todas las hipótesis que usamos en la dirección errada comparadas con la homogeneidad. Y esto es lo que ocurre, además de otros problemas, que cuando el ascenso es muy rápido nosotros calculamos un tapiz, por ejemplo, admitiendo que la red de percolación se estabilizó, pero hay un tiempo necesario para que se establezca, y esto sube más rápido entonces, la presión arriba llega a puntos, a presiones altas mucho más rápido que las presiones bajas, entonces el diferencial de presión es lo que puede provocar punción.
Quería pasar rápidamente algunas diapositivas de Tarbela. Esta es la investigación de uno de estos, hubo 400 en el primer llenado de pocos días. Uds. ven las grietas también y el inicio de la sedimentación, que fue lo que salvo después el comportamiento satisfactorio. Grietas en el material compactado, demasiado compactado. Una verdadera punción a través de un espesor de 15 m. de tapiz. Por qué? Porque no había presión de agua abajo, había presiones totales arriba, no ha habido siempre suficiente para desarrollar la red. En todas las publicaciones internacionales, solamente se habla de redes permanentes, nadie considera el tiempo de establecimiento de la red. Uds. ven la forma, absolutamente punción típica.
Aquí quería mostrar a Uds., entonces el tipo de sedimentos erráticos de que hablé, por ejemplo las capas de arena limosa y las gravas, etc. Uds. ven agua un tipo de depósito donde justamente estas gravas de acá protegieron esta región de la corriente. Y por eso se deposito el fino, no es errático, es natural, es causa y efecto, y entonces son esos materiales los que Uds. investigan para saber si hay continuidad o no, y el concepto esta todo errado. Aquí mas cerca, con teleobjetivo, Uds. ven entonces lado a lado, en una deposición fluvial, lado a lado, no es errático que haya uno u otro, es muy definido, es que la velocidad de esto siguió otro camino, habría que hacer una tomografía del suelo para seguir el agua en su curso sinuoso. Esta el agua que salía a 40 m³/seg.
Rellenos hidráulicos hechos en Rusia, esta es la apariencia típica de la presa obviamente no son arenas puras, sino no quedarían verticales, un close up mostrando una sedimentación con 3, 5, 8% de finos. El trabajo en ejecución. En el próximo se ve la arena absolutamente limpia y el color del agua demuestra los finos. Los rusos discuten sus presas como si fueran homogéneas. No hay nada de homogéneo en esto.
Entonces en casi todas partes tenemos el problema de hipótesis de trabajo, que es el problema principal del futuro de la Mecánica de Suelos. Yo diría para resumir y terminar, que nosotros tendríamos primero que separar dos cosas básicas, una, el conocimiento, la búsqueda del conocimiento del histograma del continuo de la realidad. La realidad es un continuo, cualquiera sea su curva de frecuencia, y son dos cosas distintas, absolutamente distintas, buscar el conocimiento de este sí, y de este no. Es la discontinuidad de la decisión, que acepto o no. Y cada sociedad tiene que buscar su nivel de aceptación, nosotros no podemos absolutamente discutir la aceptación o no aceptación de un tipo de solución en base a los conceptos que por ventura hayan sido desarrollados en otra época o en otra región.
Cada sociedad tiene la obligación de desarrollar su nivel de decisión.
Que son los hechos? Cuáles son las seguridades matemáticas? Yo creo que las teorías, la gran mayoría de las teorías son obtenidas a través de intuición, muy frecuentemente señaladas con tres o cuatro puntos, tres o cuatros observaciones, aprovechando intuiciones, y después viene el análisis síntesis.
Hubo recientemente un debate muy interesante, hace un año en M.I.T. sobre el caso del cubo de Rubik. Probablemente algunos de Uds. no lo confiesen pero intentaron resolverlo y no lo consiguieron, y en cambio su hijo probablemente consiguió alguna cosa. Es realmente muy interesante porque calcularon primero que a través del cálculo de las computadoras existentes el número de soluciones restantes, demoraría muchas centenas de horas, cualquier computadora para llegar a la solución por un análisis síntesis sistemático.
Entonces algunos muchachos de 12 a 13 años, que no habían sido todavía stand-under, por el principio de análisis - síntesis, emplearon intuición, y en dos o tres minutos, resolvieron el problema. Curioso. Entonces la preocupación por educación que es enseñanza, es absolutamente análisis - síntesis? No.
Nosotros estamos en el fin de una época de glorificación excesiva del análisis - síntesis. Ahora, para pasar un poco a la computadora, yo tengo que decirles que recién hace dos o tres semanas recibí une noticia de la Academia Nacional de Ingeniería, que después de haber analizado la intuición por la cual los muchachos lograban la solución, ya consiguieron implantar un programa de computadora, de intuición, que lo hace en dos décimas de segundo.
Entonces es, realmente así, tiene que haber iterativamente intuición-análisis, intuición-análisis, y así, pero no se puede seguir solamente con uno o con otro. Rápidamente, entonces, para finalizar, yo quería dejar a Uds. un mensaje, porque cual es el futuro de la Mecánica de Suelos, Ingeniería de Cimentaciones. etc.? Es justamente eso que yo había dicho, una compensación de los extremos, de análisis síntesis, y de intuición, intuición visual táctil, nunca perder la oportunidad de ver, sentir que el volumen de conocimientos es muchísimo mayor, más grande. Los tres valores, de la misma forma como la carta de San Pablo a los Corintios, hablaba de fe, esperanza y caridad. Yo diría que hay tres componentes fundamentales, que nosotros tecnológicamente debemos tener, curiosidad, esfuerzo y experiencia.
La juventud en general acepta la curiosidad, adolescencia y madurez. Ahora el mayor de los tres es curiosidad, y felizmente el espíritu de curiosidad, espíritu de juventud, se puede mantener aunque la biología no siga siendo tan joven. Mantener el espíritu de curiosidad. Una vez teniendo el espíritu de curiosidad, los otros, el esfuerzo y la experiencia vendrán.
Entonces yo propongo que debemos dedicar mucha mas atención a la curiosidad, a la discusión de hechos que son admitidos.
Los nuevos estudiantes no conocen las viejas lecciones, dijo Bertrand Russell, y yo diría los viejos estudiantes desarrollaron por los viejos problemas un desprecio de la intimidad. Si preguntas a alguna persona como Bill Lambe. A él no le preocupa este desconocimiento sobre los límites de Atterberg? Oh no! A mí no me interesa, porque yo busco siempre el conocimiento, realmente nunca más empleo el gráfico de plasticidad. Entonces quien tiene que investigar esto? Son los nuevos estudiantes. Pero los nuevos estudiantes no prejuiciados por un prematuro pseudo endiosamiento de conocimientos que no han analizado. Era un working-hipótesis. Era una hipótesis de trabajo.
Finalizando yo diría que nosotros tenemos que mantener siempre una actitud de respeto por el pasado, que, es a través del pasado que estamos con el derecho de estar aquí hoy, de trabajar, el respeto por el pasado es una componente fundamental, al mismo tiempo una dedicación el presente. No nos olvidemos de que no saldremos de nuestros problemas sin dedicarnos a ellos, dedicarnos técnica y económicamente, realmente, y finalmente que nuestro interés está realmente en el futuro, porque es en el futuro que vamos a vivir el resto de la vida que Dios nos dé.
Muchas Gracias por la atención.
