¿Qué son los estudios geotécnicos?

Los estudios geotécnicos son una de las tareas más importantes que se tienen que hacer antes de dar inicio con cualquier obra. Aquí te explicaremos más sobre ellos…

Estudios geotécnicos

La importancia de un estudio geotécnico adecuado radica en su papel fundamental para el cálculo preciso y diseño seguro de cimentación ya que de esto dependerá poder lograr una buena estabilidad de los edificios. Con esto se evitan riesgos de inseguridad en la base estructural. Además, este estudio también permite que nosotros podamos identificar posibles desperfectos en cualquier tipo de viviendas y así poder prevenir derrumbamientos o deslizamientos.

Un estudio geotécnico comprende un conjunto de actividades destinadas a obtener información geológica y geotécnica del terreno. Esta información resulta esencial para la elaboración de un proyecto de construcción. De forma previa a la planificación de edificios o viviendas unifamiliares, este análisis tiene como objetivo el poder determinar la naturaleza y propiedades del suelo, lo cual es crucial para definir el tipo y condiciones de cimentación adecuados.

La realización de un estudio geotécnico es clave y altamente recomendable, ya que también es un requisito para gestionar y contratar un seguro decenal para la vivienda. Este seguro, que muchas veces depende de la zona donde se encuentre la obra en la que estamos trabajando, cubre durante 10 años todos los daños ocasionados por vicios o defectos que afecten a elementos fundamentales de la estructura, como soportes, cimentación, vigas, muros de carga y otros elementos importantes de la construcción que puedan incidir en la resistencia y estabilidad del edificio.

Si necesitamos, podemos obtener más información sobre el seguro decenal de la vivienda en fuentes externas con la finalidad de poder estar mejor informado en el tema.

Factores a tomar en cuenta

La extensión de los servicios que se hacen con el estudio geotécnico varía de forma considerable. Esto depende mucho de las características específicas del terreno que puedan influir en la construcción del edificio deseado. Por ejemplo, la ubicación del terreno, ya sea cerca de un acantilado, en una zona llana sin pendientes o en una ladera muy empinada, puede tener un impacto significativo.

Aunque las dimensiones exactas pueden variar dependiendo de la obra y del tipo de suelo, se considera una norma general que el área cubierta debe exceder la superficie de edificación. Esto es esencial para considerar la interacción del edificio con las infraestructuras y construcciones vecinas.

Un estudio geotécnico que no tome en cuenta las condiciones geológicas generales de la zona donde se encuentra el edificio o que no considere los efectos de nuevas construcciones sobre las edificaciones existentes, no debería ser aceptado ni considerado completo.

El informe del estudio geotécnico debe incluir los antecedentes, los datos recopilados durante la investigación o los datos que fueron generados durante el análisis de las unidades geotécnicas. Del mismo modo, debe contener la interpretación de los datos de campo, los niveles freáticos, la cuantificación de los parámetros de las unidades geotécnicas para ser utilizados en los cálculos y finalmente, los coeficientes sísmicos que deben ser considerados para bienestar de la obra a construirse.

Objetivos principales

Los estudios geotécnicos son fundamentales para definir las dimensiones y características adecuadas del proyecto. Con estos estudios se puede garantizar que las estructuras de contención y las cimentaciones puedan soportar las cargas sin comprometer la estabilidad del edificio ni del terreno. Asimismo, permiten identificar previamente cuáles serían algunos de los posibles problemas de construcción. Estos problemas pueden estar relacionados o no con el agua, como lo es el caso de la profundidad del nivel freático, algunas filtraciones o erosiones internas, entre otros.

Contar con un estudio geotécnico de calidad nos puede dar la información crucial para planificar la obra de manera eficiente. Podemos con esto, anticipar las necesidades específicas de volumen y maquinaria requeridas para la construcción, así como determinar el tipo de materiales que deberán ser excavados y utilizados en el proyecto. Del mismo modo, este enfoque preventivo nos podrá ayudar a evitar contratiempos y costosos problemas durante la ejecución de la obra.

¿En qué consisten estos estudios?

El estudio geotécnico se compone de tres etapas principales: la visita a la parcela, el trabajo en laboratorio y la elaboración del informe. Durante la visita, un técnico especializado lleva a cabo varios ensayos para determinar las propiedades físicas y mecánicas del suelo, la estratigrafía del terreno y el nivel freático.

Dado que la cantidad de perforaciones realizadas en el terreno suele ser limitada, normalmente 3 ensayos para viviendas unifamiliares. Para esto es muy recomendable contar con un anteproyecto antes de contactar con el geólogo. De esta manera, se puede indicar la ubicación prevista para la vivienda o cualquier estructura, como una piscina, y garantizar que el análisis del terreno proporcionará la información necesaria. En terrenos de 1, 000 metros cuadrados, lo cual es un tamaño común en países como España, si no se sabe dónde se ubicará la construcción. Los ensayos podrían llevarse a cabo a más de 20 metros de distancia del lugar de construcción, lo que podría generar ciertos problemas.

Durante la visita, se pueden realizar diversas pruebas, como sondeos y ensayos SPT. En el caso de viviendas unifamiliares. Lo más común es que se realicen entre 2 o 3 ensayos de penetración dinámica de hasta 10 metros de profundidad, que penetran en el terreno mediante golpes, y un sondeo a rotación que extrae muestras para su análisis en laboratorio. Cabe señalar que la cantidad y el tipo de ensayos pueden variar según el tamaño de la vivienda y la cantidad de plantas bajo y sobre rasante.

Muestreo y finalización del informe

Después de obtener las muestras en el sondeo, estas se llevan al laboratorio para realizar un análisis más detallado que nos ayude a determinar mejor las características de la zona. Las pruebas en el laboratorio incluyen un análisis químico para detectar la presencia de componentes que puedan afectar o perjudicar la cimentación. También se pueden realizar ensayos mecánicos para determinar la capacidad resistente y la rigidez del suelo, así como también la determinación de la granulometría o también conocido como el tamaño de los áridos con los que tiene cada estrato del terreno para una mejor caracterización del tipo de suelo.

Con los resultados de los ensayos realizados tanto en el terreno como en el laboratorio, el geólogo prepara el informe geotécnico. Este informe es sumamente importante para la construcción. Este informe da inicio con una descripción del contexto geológico, analizando la geología de la zona donde se encuentra la parcela. Luego, detallan los trabajos realizados en el terreno, incluyendo las máquinas utilizadas y la profundidad alcanzada en los ensayos.

A continuación, se presentan los resultados obtenidos, que son cruciales, ya que indican la profundidad del firme que es el elemento donde deberá apoyarse la cimentación. También podremos conocer algunas de las características mecánicas del terreno y la presencia de agua, sulfatos, cloros y otros componentes relevantes.

El informe geotécnico se da por terminado con un capítulo esencial para los arquitectos: las recomendaciones o sugerencias de cimentación. En este capítulo se especifica el tipo de cimentación más recomendable, como zapata aislada, corrida, pilotes, entre otras dependiendo la zona. También se proporciona información sobre la carga y presión admisible del terreno, datos necesarios para calcular la estructura de la vivienda. Además, si el terreno presenta agua u otros componentes químicos que puedan requerir protección adicional para la cimentación también se incluirán.

¿Para qué sirven?

En pocas palabras, un estudio geotécnico es un análisis esencial del terreno donde se llevará a cabo la construcción. Es de vital importancia realizar este estudio antes de iniciar el diseño, ya que proporciona información crucial sobre las características del suelo. Los resultados del estudio geotécnico deben incluirse en la memoria y pliegos de prescripciones técnicas. En estos se tendrá que colocar la información detallando las características del terreno y algunas de las suposiciones utilizadas en el cálculo de la cimentación del edificio.

El profesional que esté encargado de redactar el proyecto puede requerir un estudio del suelo y subsuelo realizado por un técnico especializado cuando lo considere necesario. Este estudio geotécnico previo a la construcción tiene como objetivo determinar las propiedades y naturaleza que se encuentre en el terreno. Esto es muy importante ya que ayudará a poder definir el tipo y las condiciones de la cimentación adecuadas para dicho proyecto.

Para llevar a cabo un sondeo geotécnico, se sigue un proyecto de prospección y reconocimiento del terreno, tomando muestras que luego se ensayan en laboratorio para definir los parámetros geotécnicos característicos. Es importante encargar este estudio a empresas con laboratorios homologados por el Ministerio competente dependiendo de la región donde nos encontremos o a entidades oficializadas encargadas del registro y certificación. Esto asegura la calidad y la fiabilidad de los resultados obtenidos para tener un informe totalmente seguro.

Ventajas

Los estudios geotécnicos son obligatorios por ley en la mayoría de los casos para cualquier tipo de construcción, especialmente en el ámbito residencial. Sólo existen excepciones para construcciones muy sencillas y pequeñas, pero en general, siempre es necesario realizar un estudio geotécnico cuando se va a construir en cualquier terreno vacío.

La importancia del estudio radica en su carácter esencial para evitar problemas futuros en la vivienda. Conocer previamente las características del terreno, como el tipo de suelo, la presencia de agua subterránea o la posibilidad de desprendimientos o terremotos, permite desarrollar cimentaciones adecuadas que garanticen la estabilidad y durabilidad de la edificación, evitando grietas, fisuras y patologías a lo largo del tiempo.

Además, el estudio geotécnico también es clave para evitar gastos exagerados durante la obra e incluso retrasos durante las etapas de cimentación. Al contar con información previa sobre el terreno, los arquitectos y calculistas pueden diseñar la mejor solución para la cimentación antes de comenzar las obras, lo que reduce la posibilidad de sorpresas o cambios inesperados una vez que se inicia la construcción.

Asimismo, el estudio geotécnico permite elegir la maquinaria adecuada para trabajar en el terreno, ya que las características del suelo y la profundidad de excavación determinan qué tipo de maquinaria será la más eficiente y segura para el desarrollo de la construcción. En resumen, el estudio geotécnico es una herramienta muy importante para poder garantizar la seguridad, estabilidad y éxito de cualquier proyecto de construcción.

¿Cómo se llevan a cabo?

Cualquier estudio geotécnico va a variar dependiendo del tipo de proyecto que se tenga. Sin embargo, existen partes importantes o etapas que son comunes en todos estos tipos de estudios.

Campaña in situ

Durante la visita al terreno hecha por un profesional, se analizan y estudian diversas variables, como la topografía del terreno, la existencia de agua y la presencia de taludes u otras características geológicas relevantes. El objetivo principal es obtener una visión global y detallada del lugar para definir las condiciones geotécnicas necesarias que luego serán plasmadas en el informe final.

Para recopilar información durante la campaña in situ, se utilizan diversas técnicas geotécnicas, entre las cuales se destacan:

1. Calicata: El cual consiste en realizar excavaciones ya sean pozos o zanjas los cuales se realizan mediante maquinaria para acceder al terreno y obtener muestras para realizar ensayos. Los resultados se registran en estadillos, que contienen información sobre la profundidad, la descripción litológica, la presencia de filtraciones y fotografías tomadas in situ.
2. Penetrómetros: Estas son técnicas de ensayos de penetración que se utilizan ampliamente en el reconocimiento geotécnico. Hay dos tipos principales: estáticos, que penetran el terreno de manera continua, y dinámicos, que penetran mediante golpes.
3. Sondeos: En esta técnica, se perfora el terreno con una sonda cilíndrica para obtener muestras y determinar el tipo de terreno a diferentes profundidades. Los sondeos también permiten evaluar la presencia de agua en el subsuelo y ayudan a elaborar la columna estratigráfica, que describe la ubicación vertical de las unidades de roca en el área específica.
4. Ensayos SPT (Standard Penetration Test): Es un tipo de ensayo de golpeo que cuenta el número de golpes necesarios para introducir una toma de muestras tubular en el suelo. Su propósito es evaluar la resistencia del terreno a diferentes profundidades.

Todas estas técnicas y la información recopilada durante la visita al terreno son fundamentales para realizar un estudio geotécnico completo y preciso, que permita tomar decisiones adecuadas para el diseño y la construcción del proyecto.

Campaña en laboratorio

Una vez que se extraen las muestras in situ, estas se llevan al laboratorio para realizar una serie de ensayos que ayudan a obtener una caracterización más detallada del suelo y sus propiedades. Los ensayos realizados en el laboratorio varían en función de las necesidades específicas del proyecto y suelen definirse en la primera o segunda fase del estudio geotécnico, una vez que se conoce el material sobre el que se va a trabajar.

Algunos de los ensayos comunes realizados en el laboratorio son:

1. Análisis químico: Este ensayo tiene como objetivo detectar posibles componentes químicos en el suelo que puedan ser agresivos para las cimentaciones. Se busca la presencia de sustancias como sulfatos, cloro y se evalúa el grado de acidez del suelo para determinar el tipo de hormigón o materiales que deben utilizarse en los trabajos de cimentación, garantizando así su durabilidad y resistencia.
2. Caracterización: Este paso permite establecer la granulometría del suelo, es decir, el porcentaje de distintos tamaños de áridos presentes en el terreno. También se determinan otras propiedades básicas del suelo, como su plasticidad, densidad aparente y densidad real, lo que proporciona información valiosa para el diseño de la cimentación y otros elementos estructurales.
3. Ensayos mecánicos: Estos ensayos permiten conocer la capacidad resistente y la rigidez del material del terreno. Son particularmente relevantes para materiales como arcillas, ya que proporcionan información sobre las propiedades mecánicas del suelo, como su resistencia a la compresión y su comportamiento ante diferentes cargas, lo que es crucial para el diseño y dimensionamiento de las cimentaciones y estructuras.

Redacción de informe

La última fase del estudio geotécnico es la redacción del informe geotécnico final. Este informe es un documento detallado que recopila toda la información obtenida durante las etapas previas del estudio y proporciona las recomendaciones y especificaciones necesarias para el diseño y construcción del proyecto de manera segura y eficiente.

El esquema común de un informe geotécnico puede ser el siguiente:

1. Introducción: Esta sección del informe proporciona una breve descripción del propósito del estudio geotécnico, el alcance del trabajo y la ubicación del proyecto.
2. Objeto: En esta parte, se define claramente el objeto del informe, es decir, el objetivo principal del estudio geotécnico y las preguntas que se buscan responder con el mismo.
3. Descripción del proyecto: Se brinda una descripción del proyecto de construcción o de la obra en estudio, incluyendo detalles relevantes sobre el tipo de estructura, las dimensiones y el uso previsto.
4. Trabajos realizados: En esta sección, se enumeran y explican los diferentes trabajos de campo y de laboratorio llevados a cabo durante el estudio geotécnico, como la visita al terreno, los ensayos in situ, los análisis de muestras en laboratorio, entre otros.
5. Antecedentes: Se proporciona información adicional relevante sobre el contexto geológico de la zona de estudio, incluyendo cartografía geológica y datos geotécnicos previos disponibles.
6. Investigación geotécnica: Aquí se presentan los resultados y conclusiones de los ensayos e investigaciones realizados durante el estudio in situ, como calicatas, penetrómetros, sondeos y ensayos SPT.
7. Ensayos de laboratorio: Se exponen los resultados obtenidos en los ensayos realizados en el laboratorio, como el análisis químico y los ensayos mecánicos, que permiten caracterizar el suelo con mayor precisión.
8. Recomendaciones constructivas: Esta es una de las partes más importantes del informe, donde se proporcionan las recomendaciones para el diseño y construcción del proyecto en función de las características geotécnicas del terreno. Se detalla qué tipo de cimentación es más adecuado, si se deben utilizar zapatas, pilotes u otras soluciones, y se ofrecen indicaciones sobre la capacidad resistente y la rigidez del suelo.
9. Recomendaciones preventivas: Finalmente, se presentan recomendaciones para abordar y prevenir posibles problemas geotécnicos que puedan surgir en el futuro en la zona de estudio, lo que permite planificar de manera adecuada y anticiparse a posibles desafíos.

El informe geotécnico final es una herramienta esencial para los ingenieros y arquitectos, ya que proporciona información crucial para la toma de decisiones y la seguridad del proyecto de construcción.