La cimentación del horno [Anecdotario de un ingeniero civil #11]

Continuamos con la XI entrega del anecdotario del ingeniero Francisco Garza Mercado.

Hace unos 35 años calculé la estructura para la cimentación de un horno de vidrio, en su tiempo el más grande y moderno de México. No había en aquel entonces computadoras al alcance de los ingenieros particulares, y tuve que hacerlo con cálculos manuales, simplificados y aproximados. La estructura además era muy simple: una gran mesa de vigas metálica – el piso del horno – sostenida por una serie marcos de cuatro columnas verticales cada uno, contraventeadas transversal y longitudinalmente para resistir sismos.

Como era usual en esos casos, las columnas se calcularon para cargas verticales provenientes del piso y muros del horno, y los elementos horizontales y diagonales, actuando como armaduras, para los empujes sísmicos. El criterio era muy simple: las cargas verticales se tomaban con elementos verticales, las columnas, y los empujes horizontales con los miembros diagonales y horizontales de contraventeo, sin necesidad alguna de considerar uniones rígidas entre unas y otros y sin mayor preocupación.

La estructura se construyó con este diseño y permaneció sin problemas hasta la fecha de la ampliación. 30 años de uso continuo podían garantizar que el cálculo original fue, cuando menos, expedito y seguro.

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Recientemente se proyectó la modernización del horno, la cual se haría demoliendo el viejo y construyendo uno nuevo, de mayor capacidad de producción y más pesado, apoyado en la losa de cimentación existente. Para esto se me pidió la revisión del sistema. Las nuevas cargas eran aproximadamente un 20% mayores y tendrían una localización similar, sólo un poco diferente.

Una propiedad del concreto es que normalmente gana resistencia con la edad; no resultaba raro pensar en un aumento de más del 20% en 30 años. Sabíamos además que, por razones prácticas, todas las columnas se habían hecho de la misma sección, por lo que muchas de ellas debían estar sobradas y podrían resistir el incremento sin problemas. Solo algunas cuantas anticipábamos que tendrían que reforzarse y que se tendrían que hacer algunas columnas y zapatas nuevas para tomar en cuenta la nueva distribución.

No obstante, el nuevo cálculo era una simple edición del original, con las mismas premisas. No veía la necesidad de complicar algo tan simple.

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El primer problema surgió cuando el laboratorio de materiales reportó resistencias del concreto de 100 Kg/cm2, o menos, donde se había diseñado y construido con concreto de f’c 200 kg/cm2. Era una mala noticia, pero aún así con una solución sencilla: construir una camisa de concreto reforzado envolviendo las columnas.

El segundo problema fue el de que, al aumentar la carga un 20% en lo general, los esfuerzos en la losa de cimentación y en el suelo aumentaban en esa proporción. Por fortuna, la losa de cimentación provocaba aún esfuerzos en el suelo menores que los admisibles y los refuerzos, que habían sido determinados no por esfuerzo sino por requisitos de temperatura y fraguado, estaban sobrados. Además se habían comportado bien por 30 años.

La revisión indicó que, a pesar del aumento de carga, los aumentos de esfuerzos resultaron aceptables.

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Un problema que verdaderamente no pude resolver fue cuando el perito oficial de la construcción, después de felicitarme por la presentación tan simple y clara de mis números, me pidió un cálculo ―más confiable‖, ahora por computadora.

Tratando de darle gusto, dividí la estructura en marcos típicos, uno transversal y otro longitudinal, y los corrí mediante dicho programa. Yo había en la memoria utilizado unas cuatro hojas de cálculo manual mientras que la computadora me respondió con una salida de 28 páginas, que al final corroboraron que las conclusiones de la computadora eran básicamente las mismas que las originales mías. No había razón para otra cosa.

Aun así el perito no quedó contento y me pidió que lo resolviera considerando el conjunto como una estructura completa en el espacio. Debido a un desnivel y una rampa entre los pisos de los sótanos se tenían una zona de dos pisos, otra variable y otra de uno; había además asimetrías en las dimensiones y en las cargas. Esto daba lugar a la codificación de alrededor de 120 juntas y 700 miembros, que yo me negué a hacer, pensando que no nos iba a llevar a ningún lado y que además se salía de mi alcance de trabajo.

Ante esta circunstancia renuncié a mi contrato y lo dejé en manos de otros, más dispuestos a realizar estos electrónicos menesteres.

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Supe después que se había hecho el trabajo como lo había solicitado el perito. Entiendo que se gastaron en su salida unas mil páginas, que demostraron al final que mis conclusiones originales eran correctas.

El Perito de la construcción pudo confiar entonces, después de esas 1000 páginas, que estaba bien lo que yo había hecho en cuatro.