Comencemos hablando un poco sobre la historia del término «Licuefacción», que fue utilizado por primera vez en 1920 por el ingeniero Allen Hazen, quien definió la licuefacción de la siguiente manera:
«Se llama Licuefacción a un fenómeno por el cual un suelo saturado o parcialmente saturado pierde sustancialmente resistencia y rigidez en respuesta a una tensión aplicada, generalmente un terremoto u otro cambio repentino en la condición de tensión, lo que hace que se comporte como un líquido.»
(Hazen, 1918)
Todo esto originado para explicar la falla que se originó en la Presa Calaveras en California.
¿Como se origina la licuefacción del suelo?
La licuefacción ocurre en suelos saturados, es decir, suelos en los que el espacio entre las partículas individuales está completamente lleno de agua.
Esta agua ejerce una presión sobre las partículas del suelo que influye en la fuerza con la que se presionan las partículas. Antes de un terremoto, la presión del agua es relativamente baja. Sin embargo, el temblor de un terremoto puede hacer que la presión del agua aumente hasta el punto en que las partículas del suelo puedan moverse fácilmente entre sí.
La presión repentina del agua hace que el suelo pierda su fuerza cohesiva. Una vez que el suelo pierde su cohesión, se ablanda, se debilita y pierde sus propiedades sólidas que se convierten en propiedades líquidas.
¿Cuál es el impacto de la licuefacción en el suelo?
Los terremotos o eventos sísmicos causan una serie de perturbaciones en el suelo que pueden dañar la estabilidad estructural de las edificaciones y pueden volverse fatales.
La licuefacción provoca un cambio de movimiento repentino que no está sincronizado con el resto de la estructura. Esto podría causar varios daños estructurales a la propiedad y provocar víctimas mortales.
Los edificios construidos sobre suelo suelto se inclinan y se inclinan fácilmente cuando se produce la licuefacción, ya que el suelo ya no sostiene los cimientos de las estructuras. Por el contrario, las estructuras ancladas al lecho de roca o suelos rígidos en áreas propensas a terremotos sufren menos daños, porque se transmite menos vibración a través de los cimientos a la estructura de arriba. Además, los edificios anclados al lecho de roca tienen un riesgo reducido de cabeceo e inclinación.
Efectos de la licuefacción en edificios
- Pandeo de pilotes: Los cimientos de pilotes están incrustados profundamente en el suelo debido al soporte del suelo. Pero si el suelo no es fuerte, los cimientos se doblan y provocan el colapso de la estructura. Los puentes y los edificios grandes construidos sobre cimientos de pilotes pueden perder el apoyo del suelo adyacente y doblarse o detenerse en una inclinación después de la sacudida inducida por el terremoto.
- Propagación del suelo: El suelo comienza a moverse hacia abajo debido a la licuefacción. Las pendientes de 3 grados son propensas a extenderse lateralmente.
Los efectos de la licuefacción del suelo en el entorno construido pueden ser extremadamente dañinos. Los edificios cuyos cimientos se apoyan directamente sobre la arena, que se licua, experimentarán una repentina pérdida de apoyo.
Cuando exista una fina costra de suelo no licuado entre los cimientos del edificio y el suelo licuado, puede producirse una falla de cimiento de tipo «cortante punzante».
El asentamiento irregular del suelo también puede romper las líneas subterráneas de servicios públicos. La presión hacia arriba aplicada por el movimiento del suelo licuado a través de la capa de corteza puede agrietar las losas de cimentación débiles y entrar en los edificios a través de los conductos de servicio, y puede permitir que el agua dañe el contenido del edificio y los servicios eléctricos.
Métodos para reducir daños de una futura licuefacción del suelo
1) Evitando la construcción en suelos saturados.
Se debe realizar un estudio del suelo antes de la construcción para verificar si el suelo es duradero para la construcción. El mapeo de suelos debe ser obligatorio.
2) Sistema estructural a prueba de licuefacción
3) Mejora de las condiciones del suelo
Se han diseñado métodos para mitigar la licuefacción del suelo para mejorar la resistencia y la calidad del suelo. Son preferibles los métodos como vibrocompactación, compactación dinámica y el uso de columnas vibro de piedra.