En regiones propensas a terremotos, la licuefacción del suelo representa un riesgo significativo para la infraestructura y el medio ambiente. Este fenómeno ocurre cuando el suelo, especialmente la arena suelta y moderadamente granulada, pierde su rigidez y resistencia bajo estrés. Con el aumento de la urbanización en estas áreas, los científicos investigan métodos para mitigar este peligro, enfocándose en técnicas de compactación del suelo y soluciones de encolado más sostenibles.
Técnicas innovadoras en desarrollo
La necesidad de mejorar la resiliencia urbana en regiones sísmicas es apremiante. Un equipo de investigadores del Shibaura Institute of Technology en Japón, liderado por el profesor Shinya Inazumi, ha desarrollado un método de evaluación innovador. Este enfoque utiliza pruebas triaxiales cíclicas controladas por deformación, superando las limitaciones de los métodos tradicionales que suelen generar resultados inconsistentes.
El profesor Inazumi señala: “Reconocimos la urgente necesidad de mejorar la resistencia urbana a los terremotos”, refiriéndose a la motivación detrás del estudio publicado en la revista Results in Engineering. La investigación se centra en el uso de una formulación ecológica de silicato de sodio reciclado y sílice coloidal, que disminuye las emisiones de dióxido de carbono durante la producción en un 60% en comparación con las soluciones de encolado convencionales.
El equipo llevó a cabo pruebas con tres concentraciones diferentes de sílice coloidal: 6%, 8% y 10%. En las pruebas controladas por estrés, se siguieron protocolos establecidos, mientras que en las pruebas controladas por deformación axial, se mantuvo una deformación constante del 5%, simulando grandes deformaciones cíclicas provocadas por terremotos.
Resultados y aplicaciones prácticas
Los resultados mostraron que una mayor concentración de sílice coloidal incrementa la resistencia del suelo, siendo el 10% el que presentó los mejores resultados. Se evaluó la energía disipada acumulada como un indicador alternativo del potencial de licuefacción, confirmando que la evaluación basada en energía es un enfoque viable para medir la resistencia a la licuefacción.
El profesor Inazumi destacó: “Este nuevo método es superior a los actuales, ya que reduce la necesidad de múltiples muestras, lo que lo hace más rentable y produce resultados consistentes y reproducibles”. Además, se observó una relación lineal entre la energía disipada y la resistencia a la licuefacción, lo que podría ofrecer una vía de calibración para integrar resultados controlados por deformación en los gráficos de diseño existentes.
Esta técnica puede ser especialmente útil en la modernización de estructuras existentes para mitigar los riesgos de licuefacción, como en proyectos de expansión de escuelas, complejos residenciales y hospitales cerca de muelles. Su naturaleza ecológica garantiza la seguridad de los entornos marinos y su bajo nivel de vibraciones la hace ideal para áreas urbanas densamente pobladas.
Perspectivas futuras
La integración de este nuevo método de prueba en las normas globales podría no solo salvar vidas, sino también minimizar pérdidas económicas al ofrecer estrategias precisas y rentables para mitigar la licuefacción. A medida que los investigadores continúan sus esfuerzos, el método podría aplicarse para evaluar otros tipos de suelo y métodos de encolado, contribuyendo al diseño de mejoras de terreno orientadas al rendimiento en condiciones de carga sísmica.
En conclusión, la investigación del profesor Inazumi y su equipo representa un avance significativo en la resistencia a la licuefacción, proporcionando herramientas esenciales para garantizar la seguridad en regiones vulnerables a terremotos. La implementación de estas técnicas podría transformar la forma en que se abordan las amenazas sísmicas en entornos urbanos, mejorando la resiliencia de nuestras ciudades frente a desastres naturales.
