CAP 6: LA PIRÁMIDE DE DISEÑO

De Viana, un gurú de la autorrealización. La Pirámide de Diseño. La receta. El diseño por desempeño. La succión. Reduciendo el riesgo de falla en el diseño. Venite o ya no tenés trabajo.

El salón grande de reuniones en el edificio de B&S estaba lleno otra vez; nuevamente nuestra puntualidad nos granjeó una excelente ubicación para escuchar la disertación de De Viana, el consultor geotécnico estrella de GMG, que se levantó en punto de la hora luego de ser brevemente introducido por Guillermo Hernández, de PDVSA, que hoy lucía una muy elegante camisa a cuadros azules en fondo blanco que le daban un aire gerencial. De Viana, luego de agradecer la presentación y la oportunidad, nos habló de esta manera, siempre con su tono pausado y firme.

—“Apreciados todos, lo que  van a ver a continuación es una información que les provocará un cambio drástico en su concepción del suelo compactado”.

De Viana acompañaba su discurso con la autoridad de un experto y con una gestualidad propia de Tony Robbins, el gurú internacional de la autorrealización. A un impulso de su dedo sobre un control remoto apareció en la pantalla de proyección una pirámide con tres niveles, cada uno representado por un color diferente. Alguien hizo el favor de levantarse y apagar las luces para mejorar nuestra apreciación visual, cosa que agradecimos con un murmullo generalizado.

La pirámide de diseño de suelos compactados.

—“Les presento a la Pirámide de Diseño”, dijo señalando con la mano a la pantalla pero sin quitarnos la vista, como sondeando detalladamente nuestra reacción. “Esta figura representa el orden jerárquico de los diferentes criterios de diseño de suelos compactados, asociados a sus respectivos niveles de riesgo…”.

Mientras De Viana hablaba aproveché de voltear disimuladamente para sondear las caras de los presentes. Guerrero estaba maravillado, como un joven estudiante en una clase que lo cautivó. Guillermo Hernández miraba con atención, y así lo hacía también  Romas, aunque este con una expresión muy seria, frunciendo el ceño de forma exagerada. De refilón vi a los japoneses, con una expresión reflexiva, como ausentes.

—“En la base de la pirámide está el Nivel 1, destacado en color amarillo. En este nivel se diseña el suelo para que cumpla unas condiciones de adecuación, referidas a la clasificación del mismo y a la competencia de sus granos, y para que en campo se compacte a un cierto grado, que regularmente es el 95% del ensayo Proctor”. De Viana hizo una breve pausa como para dejar que esta primera idea se hundiera en nuestros cerebros.

—“En este nivel el riesgo de falla es el más alto. ¿Alguien me puede decir por qué?”. Tras la pregunta no me fue difícil sentirme  en la universidad otra vez recibiendo una clase magistral. Pero yo no tenía idea de qué responder, y creo que el resto de la sala estaba igual que yo porque nadie respondió.

—“El Nivel 1 es el más riesgoso porque se desconoce la resistencia del suelo; y se desconoce simplemente porque no se mide. En este nivel el diseño se realiza por consenso; se establecen recomendaciones sobre clasificación, competencia de los granos, y se usa una referencia preestablecida, el mito de que mientras esté compactado al 95% del Proctor entonces está bien. Por esta razón se llama a este nivel La Receta, porque es una prescripción. A pesar de todo esto, este criterio es el más extendido en las especificaciones de todo el mundo, inclusive está en las especificaciones de este proyecto”, remató extendiendo sus brazos hacia abajo y abriendo completamente sus manos y oteando nuestras caras como esperando alguna respuesta.

Las palabras de De Viana, a pesar de su autoridad como experto, y la forma magistral como utiliza toda la expresión de su cuerpo y el acompasamiento de los tonos de su voz,  cayeron como una bomba en la audiencia; muchos se reacomodaron en sus sillas. Hasta los japoneses abrieron los ojos y salieron de su letargo. Los murmullos no se hicieron esperar.

—“Colegas, el suelo no es distinto que otro material de construcción; a nadie se le ocurre usar hormigón sin comprobar su resistencia, o utilizar varillas de acero sin antes tener una comprobación de su resistencia a la tracción. ¿Por qué el suelo habría de ser distinto?”. Y tras otra pausa continuó: “En el Nivel 2 de la pirámide, resaltada con el color verde, el criterio de diseño experimenta una mejora notable; además de cumplir con lo exigido en el nivel 1, se investiga la resistencia del suelo en el sitio, a fin de compararla con el requerimiento del proyecto. Surge aquí una variable sumamente importante y que no está en el  nivel 1, la resistencia requerida; la referencia que nos permitirá saber si el diseño es seguro o no. La determinación de la resistencia en campo se puede hacer por dos vías, una directa y otra indirecta. La vía directa la representan ensayos como pruebas de placa, penetrómetro dinámico, GeoGauge, deflectómetro FWD, entre otros. Por el contrario, la indirecta usa mapas de resistencia, que son gráficos de contorno de variación de la resistencia en el espacio de humedad contra densidad seca; la humedad y la densidad son tomadas en el campo a través de densímetros nucleares o ensayos de cono de arena y luego comparados con el mapa de resistencia para evaluar qué resistencia tiene el suelo en sitio. Los mapas de resistencia se trazan a partir de experimentos de laboratorio especialmente diseñados con una técnica estadística llamada experimentos factoriales”.

De Viana mostraba láminas con los equipos de medición de resistencia de campo que mencionó, así como otras con los mapas de resistencia con regiones rayadas que identificaba como “regiones de aceptación”. Wilfredo Romas levantó la mano para pedir la palabra.

—“Eso que menciona como nivel 2 es lo que conocemos como verificación del desempeño, y es algo que podemos hacer perfectamente aquí en este proyecto, de hecho ese es el planteamiento de Omura, pero no entiendo por qué va a estar en contraposición al 95% del Proctor”. 

Luego de agradecer a Romas su intervención, De Viana continuó:

—“Sí, efectivamente el nivel 2 es un nivel de verificación de desempeño pero de campo. Aunque representa, como dije antes, un gran avance sobre el nivel 1 pues realmente se hace ingeniería, este nivel tiene el riesgo de que las condiciones de hidratación del suelo cambien de forma importante durante la vida útil del relleno con respecto a las condiciones de hidratación durante la medición. Este riesgo se convertiría en peligro si el suelo que constituye el relleno es susceptible a la hidratación, es decir, si es un suelo con finos plásticos. Si se trata de gravas o arenas limpias, no debería haber ningún problema, pero cualquier otro tipo de suelo podría suscitar problemas de deformación o colapso del relleno. Por ejemplo, no produce el mismo resultado auscultar una carretera con un FWD en el período seco, que hacerlo en el período de lluvias. Pero, para el tema del 95% del Proctor, ingeniero Romas, permítame primero explicar el criterio en el nivel 3 de la pirámide”.

Las palabras de De Viana caían como bombas en nuestras mentes. Para mí, por ser un novato, todo era nuevo y sorprendente, y diferente a lo que había visto en la universidad. Pero, por las caras de la mayoría, todos estábamos sufriendo la misma transformación. Romas no quedó muy contento con haber sido contrariado; la expresión de su cara era un libro abierto. Matsusai, el ingeniero líder de Omura, levantó la mano para hacer una pregunta a De Viana.

—“¿De modo que a pesar de que la prueba de placa arroje una resistencia igual o mayor que la requerida, esto no sería suficiente para garantizar la seguridad de la fundación?”

La preocupación de Matsusai era sincera ya que todo el enfoque del diseño del terraplén de prueba para la validación de la resistencia del relleno en el que basarían el proyecto de las cimentaciones de la desalinizadora estaba fundamentado precisamente en pruebas de placa.

—“Efectivamente es así; en un suelo susceptible a la hidratación, como son la gran mayoría de los suelos y sobre todo los que tenemos disponibles para el relleno de la desalinizadora, la resistencia del suelo auscultado en campo podría ser bien diferente a la que tendría el suelo bajo la condición de hidratación durante su vida útil”.

Reforzado el punto y a satisfacción de Matsusai, De Viana siguió con su clase.

—“En el tercer y último nivel de la pirámide, que está dividido en dos subniveles, uno de color azul, el 3b,  y otro de color naranja, el 3a—ambos los ya voy a explicar en detalle más adelante—no solo importan los requerimientos de adecuación del nivel 1, ni la comparación de la resistencia del suelo con la resistencia requerida, sino que también se toma en cuenta la condición de hidratación del proyecto, esa que representa de la mejor manera la vida útil de la estructura, y también el nivel de sobrecarga o presión de confinamiento. El tercer nivel permite el diseño perfecto del suelo, sabiendo que diseñar un suelo compactado es establecer el grado mínimo de compactación necesario para que el suelo exhiba una resistencia igual o mayor que la requerida, bajo las particulares condiciones de hidratación y sobrecarga del proyecto”.

Uno de los ingenieros de PDVSA, que llevaba el registro para la minuta de la reunión, levantó la mano izquierda sin dejar de escribir con la derecha pidiendo que De Viana repitiera nuevamente el concepto de diseñar un suelo compactado. De Viana le complació y además agregó mientras mostraba una nueva lámina en la pantalla.

—“Para lograr el diseño perfecto, el diseño en el tercer nivel de la pirámide, es preciso encontrar una curva de diseño, que es un trazo que tiene en las x al grado de compactación, y en las y a la resistencia del suelo. El trazo es una relación bajo condiciones de hidratación y sobrecarga constantes. Al nivel 3 se le conoce también como el nivel de las curvas de diseño. La diferencia entre los dos subniveles del nivel tres estriba en la forma en cómo es controlada la condición de hidratación, si con control de succión, subnivel 3a, o sin control de succión, subnivel 3b”. 

Seguramente, al notar el signo de interrogación que muchos teníamos pintado en nuestra frente, De Viana amplió el término succión. La exposición estaba tan interesante que, siempre con mi curiosidad de sondear la sala, me di cuenta que sorprendentemente la humeante mesa del café estaba totalmente desatendida.

—“En términos llanos, succión es una presión de agua de poros negativa en el interior del suelo que le da resistencia. Negativa no significa mala”, aclaró el brasileño mostrándonos sus palmas, “sino que tiene sentido contrario a la presión de poros que sufre el suelo por debajo del nivel freático, esa que nos molesta en los oídos cuando nos hundimos en una piscina por debajo de 2 o 3 metros. La succión en el suelo aumenta cuando el suelo se seca, y disminuye cuando este se humedece. Es como el café envasado al vacío en un paquete. Se vuelve tan resistente que si lanzas un paquete contra un cristal lo rompe, pero si cortas el paquete con unas tijeras se libera la presión y el polvo de café se vuelve tan suave que puedes recogerlo con una cucharilla”.

Esta explicación logró iluminar mi mente como un relámpago y de repente recordé haber asistido a algún congreso de ingeniería donde explicaron este fenómeno. El ponente utilizaba diversas especies de plantas como psicrómetros naturales para medir la succión en el suelo. De Viana quería explicar algo con más acento y levantó a un ingeniero de contextura bastante gruesa y lo puso en un extremo del área de presentación, y a una delgada ingeniera que estaba sentada en los puestos intermedios de la sala la situó en frente del otro ingeniero, separados por unos 6 u 8 pasos. La ocasión sirvió para relajarnos un poco; no faltaron las risas escondidas y la búsqueda de miradas entre varios de los asistentes para confirmar lo interesante de la exposición. Romas seguía muy serio, mientras que Guillermo Hernández parecía inquieto; varias veces lo vi escribiendo en su teléfono celular y chequeando su reloj.

—“Supongamos que yo soy el suelo, y estos dos amigos son los puntos extremos de una trayectoria de hidratación-secado. Esta jovencita representa el estado más seco, mientras este joven representa el estado más húmedo. En mecánica de suelos no saturados, que es una visión general de la mecánica de suelos, existe lo que se llama la historia de hidratación, que es en realidad una historia de esfuerzos. La historia de hidratación comienza en la condición de humedad de compactación”, dijo esto colocándose en un lugar en medio de los dos ingenieros. Luego continuó:

—“Sin embargo, en algunos proyectos nos interesa estudiar el efecto de la historia de hidratación del suelo en su resistencia. Por ejemplo: yo puedo estar aquí porque me fabricaron aquí, o pude haber venido desde casa de la señorita, lo cual sería una trayectoria de hidratación. O pude haber venido de casa del señor, lo cual sería una trayectoria de secado. O pude haber ido y venido de sus casas, lo que sería un ciclo o ciclos de hidratación y secado. Cada trayectoria deja una historia de esfuerzos diferente en el suelo que afecta su resistencia. Para emular estas trayectorias de hidratación y sostener el nivel de succión (hidratación) y sobrecarga constantes durante el ensayo, se utilizan equipos especiales de laboratorio, como cámaras triaxiales a succión controlada, pero por lo regular son ensayos muy costosos y que no todos los proyectos tienen un presupuesto disponible para llevarlos a cabo. Las curvas de diseño obtenidas de esta forma son lo ideal. A través de este criterio se tiene la mayor cantidad de información sobre el comportamiento del suelo, por lo que el riesgo de falla es muy pequeño, si las condiciones de hidratación y sobrecarga han sido correctamente establecidas. Este es el subnivel 3a de la pirámide de diseño”.

De Viana agradeció a los ingenieros que sirvieron de ejemplo para su explicación y los invitó amablemente a sentarse; luego le pidió permiso a Guillermo Hernández para que todos tomaran un “break” para beber café, agua o ir al sanitario; mismo que fue concedido. De Viana nos instruyó para que aprovecháramos esos minutos de comentar con alguien de la sala que no conociéramos sobre lo explicado hasta ahora. 

Estos son los principales comentarios que logré recoger en el agrupamiento del café:

“O sea, todo este tiempo hemos estado diseñando con alto riesgo”

“Es lógico, si pides un f´c para el concreto, por qué no pedirlo para el suelo”

“Pero si es muy costoso diseñar con succión, ¿qué usaremos?”

“Debe haber una razón para el 95% del Proctor. No es posible que tengamos toda la vida usando eso y ahora de repente no sirve”

“Eso estará muy interesante, pero en Venezuela y en este proyecto la especificación es de 95% del Proctor, y no creo que en este punto lo vayan a cambiar”

“Me impactó saber que a pesar de hacer ensayos de campo, todavía queda la obra en riesgo”

“Trayectorias de hidratación y secado. ¡Eso sí es ingeniería!”

“Quiero hacer mi postgrado en mecánica de suelos no saturados. Quiero ser como De Viana”

Vi que Guerrero y De Viana compartieron el saludo y estuvieron hablando amenamente por un par de minutos. El sonido impertinente de la puerta de entrada con desatendidas bisagras dejó ver la hermosa cabeza de la Sra. Adams quien enseguida me encontró con sus ojos y me hizo una señal de que saliera. El hielo del susto se esparció rápidamente desde mis vísceras hasta mi cabeza. La Sra. Adams me estaba llamando solo por una razón: Jaime la había contactado; le dejé su número para contactarme solo en caso de una emergencia.

—“Te llaman de urgencia desde tu oficina, mi niño, corre a mi oficina”.

Del otro lado del auricular me habla Jaime:

—“El Sr. Trujillo vino de visa sorpresa a la oficina. Esteves ha preguntado por ti varias veces. Ya se me acabaron las mentiras. Tenés que venir cuanto antes pues no le está diciendo cosas buenas de ti al Sr. Trujillo. Venite, Carlos, o vas a perder el trabajo”, remató en su típico acento coriano.

Después de agradecer a la Sra. Adams su amabilidad me fui caminando cabizbajo a la sala de reunión. Apenas salí la Sra. Adams me detuvo:

—“¿Todo bien, mi niño? No tienes buena cara”.

¿Y qué buena cara puedo tener?, pensé. Mucho hago por mantenerme sereno cuando podría más bien salir del edificio y ponerme a gritar al cielo como presa de una crisis esquizofrénica, en un intento de catarsis para liberarme de toda esta tensión y frustración. ¡Qué situación tan injusta, vale! Estoy dando la cara por mi empresa cuando bien podría Guerrero haberla sancionado. Trabajo a brazo partido para arreglar los entuertos que tenemos. Mi opinión muy personal es que mi jefe no está calificado para su puesto. Sí, está bien, llevo una doble vida con esto de Guerrero y sus tareas y reuniones, pero a fin de cuentas me están haciendo un mejor profesional y no estoy descuidando mi trabajo, al menos no de forma grave. ¿Y para qué decirles en qué ando, si ni siquiera valoran lo que hago? ¿Además, quién necesita este cochino trabajo donde me tratan mal y me pagan una miseria de sueldo? Pero necesito este trabajo, necesito seguir aquí donde está sucediendo algo muy importante y estoy siendo protagonista. Necesito seguir aprendiendo; hasta creo que pagaría por seguir aquí. Creo que estar aquí es la oportunidad de mi vida.

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Freddy J. Sánchez-Leal

@ramcodesCEO