De la variedad de lesiones mecánicas que pueden sufrir los edificios, las grietas son una de las más alarmantes. Una grieta es una respuesta de una edificación para adaptarse a los cambios que se producen dentro o fuera de ella. Toda edificación es un elemento vivo: factores estacionales como la temperatura, la humedad o los movimientos del terreno ocasionan dilataciones o contracciones de los materiales, provocando de manera continua cambios geométricos. Generalmente, las grietas ocasionadas por factores internos están relacionadas con el diseño, la construcción y el mantenimiento.
Es importante hacer la distinción entre grieta y fisura. Una grieta que aumenta de tamaño es indicadora de que la patología está viva, por lo tanto, debe analizarse. Lógicamente, mientras más evidente sea la grieta, más riesgo habrá para la integridad de la propiedad. Las grietas más peligrosas son las que aparecen en elementos estructurales, tales como vigas, muros de carga y forjados. Por lo general, las grietas horizontales se consideran más peligrosas que las verticales, debido a que a menudo indican serios problemas estructurales. Además, las grietas que tienen orientación diagonal y una forma de escalera pueden ser indicio de un posible asentamiento serio.
Impacto de las grietas en el terreno: el caso de la Ciudad de México
Desde hace varios decenios, se han observado grietas en el suelo de la Ciudad de México. Las grietas más destructivas están asociadas a asentamientos diferenciales inducidos por el hundimiento de la zona lacustre de la ciudad y pueden presentar escalones de altura considerable. El fenómeno de agrietamiento se ha agravado a raíz de los sismos y se han observado algunos escalones que rebasan 1 m de altura. Una grieta se puede iniciar a consecuencia de cualquier condición que genere esfuerzos de tensión importantes en el suelo.
Propuesta de mitigación: La "Caja disipadora de deformaciones unitarias"
Para reducir los daños a las edificaciones, servicios públicos y vialidades, se debe tomar en cuenta la presencia de las grietas en el diseño. Se presenta el diseño de un dentellón de material granular que se puede utilizar para mitigar los daños ocasionados por las grietas. La solución propuesta consiste en construir sobre el trazo de la grieta un dentellón de arena llamado “Caja disipadora de deformaciones unitarias”.
- Funcionamiento: El material granular permite distribuir los desplazamientos verticales diferenciales en una longitud horizontal que aumenta cuando el espesor del relleno granular crece.
- Evaluación técnica: El comportamiento del dentellón se evalúa mediante simulaciones numéricas con enfoque de medios discontinuos recurriendo al método de elementos discretos (DEM).
- Ventaja operativa: Las simulaciones permiten obtener un diseño óptimo que distribuye los desplazamientos verticales en una distancia horizontal suficiente para que desaparezca el escalón vertical y quede sustituido por una superficie con inclinación moderada. De esta forma, una vialidad afectada por una grieta puede mantenerse abierta al tránsito.
Resultados de las simulaciones numéricas
Se concluye que las deformaciones unitarias en la superficie disminuyen cuando aumenta la profundidad del dentellón. La siguiente tabla resume la relación entre la profundidad del dentellón y la distribución de los asentamientos diferenciales:
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| Profundidad del dentellón (m) | Longitud de distribución horizontal (m) |
|---|---|
| 0.5 | 1.6 |
| 1.0 | 3.0 |
Se observa que los asentamientos diferenciales superficiales se distribuyen en una longitud mayor cuando se utiliza un dentellón de 1.0 m frente al de 0.5 m. Por lo tanto, la eficiencia de la caja es una función de la profundidad de la misma. El método de elementos discretos permite simular la interacción mecánica entre un conjunto de partículas independientes, siendo el más apropiado para analizar el problema al tomar en cuenta explícitamente la naturaleza discontinua de los medios granulares.
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