Optimización en el diseño de una cimentación profunda (pilotes)

Desde que Ménard lo introdujo en los años cincuenta, el presiómetro no es tan popular como el SPT (En España cada vez es más común en edificación) pero ofrece algo que otros ensayos no dan: una lectura directa del comportamiento deformacional y resistente del suelo bajo un estado tensional controlado. Cuando se interpreta con criterio y se ejecuta adecuadamente, el presiómetro transforma parámetros difusos en información utilizable, y convierte la incertidumbre habitual del subsuelo en decisiones de diseño más finas. Es decir, optimizamos. Palabra que me encanta.

Sus aplicaciones abarcan prácticamente todo el espectro de la ingeniería geotécnica. En primer lugar, podemos aplicarlo a pilotes y micropilotes, donde el presiómetro permite estimar el módulo Menard y la presión límite del terreno. Estos dos parámetros, Em y pL, proporcionan una base con mayor certidumbre para prever la rigidez del pilote bajo cargas de servicio y para definir la capacidad última por fuste y punta. En muchas obras, las correlaciones tradicionales basadas en SPT tienden a sobredimensionar longitudes o diámetros; el presiómetro, en cambio, permite ajustar la geometría, especialmente cuando se trabaja en arcillas sobreconsolidadas o arenas densas donde la variabilidad es elevada.

También destacable su utilidad en cimentaciones superficiales, donde el módulo presiométrico se convierte en una estimación más coherente de la deformabilidad real del terreno. La capacidad portante obtenida a partir de pL y los asientos calculados con Em suelen ofrecer un encaje más fiel con el comportamiento observado en obra, reduciendo la incertidumbre en estructuras sensibles a la deformación.

En el ámbito de la contención y la excavación, el presiómetro aporta información valiosa para la definición de la rigidez de los suelos que interactúan con muros pantalla, pantallas de pilotes secantes, tablestacas o anclajes. La curva presión–deformación permite ajustar el módulo de reacción horizontal y mejorar la representación del terreno en modelos de cálculo. Esto resulta particularmente relevante en obras urbanas, donde pequeños ajustes en los parámetros pueden decidir la necesidad o no de una fase adicional de anclaje, la elección del espesor de un muro o la separación óptima entre elementos estructurales.

En técnicas de mejora del terreno, el presiómetro representa una herramienta incomparable para verificar la eficacia del tratamiento. Ensayar antes y después de una inyección, una columna de grava o un jet grouting ofrece una visión directa de cómo ha variado la rigidez y cuál es el grado real de mejora conseguido. Frente a otros métodos de control, que a veces solo permiten verificaciones indirectas, el presiómetro registra el cambio de estado tensional y deformacional de forma explícita. Esto facilita justificar económicamente tratamientos, revisar y ajustar presiones y consumos.

Su papel en diagnóstico y patología tampoco es menor. En obras de recalce, rehabilitación o ampliaciones estructurales, donde las geometrías y los estados tensionales han estado alterados durante décadas, encontrar testigos inalterados es casi imposible. En esas situaciones, el presiómetro actúa como uno de los pocos ensayos capaces de ofrecer un valor razonable de rigidez y resistencia sin depender de muestras perfectas. .

Por último, cabe señalar su aplicación en ingeniería subterránea, donde su interpretación ayuda a estimar parámetros útiles para túneles, galerías o pozos excavados en suelos competentes. Aunque su uso en roca difiere del ensayo clásico en suelos, el principio sigue siendo el mismo: registrar la respuesta del macizo ante una solicitación radial controlada y convertir esa información en parámetros mecánicos comparables con modelos de cálculo.

Pero, siempre hay un pero. El presiómetro exige rigor en la ejecución y conocimiento en la interpretación. Cuando ambas cosas convergen, permite transformar un diseño conservador en uno optimizado, manteniendo siempre la seguridad como prioridad.

CASO REAL: OPTIMIZACIÓN EN UN OBRA CON PILOTES BARRENA CONTÍNUA CFA/CPI8

Hay decisiones de proyecto que parecen menores hasta que uno pone números encima de la mesa. En las obras con pilotes, pocas cuestiones generan más debate que la profundidad final: basta unos de metros adicionales para alterar el presupuesto, los plazos y, en algunos casos, incluso la propia logística de la obra.

En ese punto, el presiómetro deja de ser un ensayo más y se convierte en una pieza clave para tomar decisiones con algo más de juicio. Un único dato de módulo o presión límite puede desplazar el equilibrio hacia un pilote más corto, y perfectamente válido, o confirmar que la longitud propuesta se queda justa. Esta es la esencia del caso que presento a continuación: un caso real ejecutado en la que una ampliación del estudio geotécnico con la realización de presiómetros permitió concretar la profundidad óptima de los pilotes, evitando un sobredimensionamiento.

En el fondo, no se trata solo de reducir metros, sino de entender cómo se comporta realmente el terreno cuando lo solicitamos. Se trata de una obra con pilotes tipo CFA, denominados en España CPI8 , los de barrena contínua de toda la vida. Los diámetros a ejecutar eran de 550mm y 650mm a profundidades de 18 y 19m, empotrado en un nivel arcilloso muy duro con valores de resistencia a compresión simple mayores a 5 kg/cm² .

Yo participé directamente a la ejecución y desde los primeros análisis intuía que era posible optimizar la profundidad de los pilotes, pero era necesaria una mayor investigación geotécnica. Una vez convencido al cliente y a la propiedad de la posible optimización se llevó acabo una campaña de ampliación con la realización de presiómetros a distintas profundidades: 6, 10, 15 y 20m. Con la nueva información geotécnica se realizó un nuevo modelo del terreno, se definieron nuevos valores de resistencia por punta y fuste del nivel de empotramiento y se pudo optimizar la solución, recortando la profundidad de los pilotes en 2,0m.

Puede parecer poco, pero además del ahorro directo económico en euros (perforación y materiales) se rebaja el plazo de ejecución y la posibilidad del uso de widia para perforar a la profundidad de proyecto. Por mucho que te cueste esa nueva campaña geotécnica siempre será mucho menor que el ahorro que te aporta. Y si en vez de ahorro te aporta seguridad a lo que vas a ejecutar, mucho mejor ¿No te parece?