Calcular estructuras pequeñas sin estudio de suelos, ¿vale la pena ese “ahorro”?

En lo que va de mi vida profesional (que todavía es corta) pude ver varios casos donde el cliente (ya sea arquitecto, constructor o muchas veces el dueño de la casa/edificación pequeña) ve que la estructura es pequeña y piensa que no vale la pena hacer la inversión en el estudio de suelos y mejor que el consultor (ingeniero estructural) decida por simple experiencia, el tamaño de las zapatas. Parece raro, pero esto sucede en muchas construcciones, a mi también me pidieron calcular sin estudio de suelos y para ser sincero, cuando no se tiene mucha experiencia se tiende a aceptar hacer el trabajo con el fin de no perder al cliente. También vale la pena mencionar que la mayoría de las construcciones calculadas así no fallaron ni fallarán, es decir no hay asentamientos ni fisuras, pero ¿por qué sucede esto? Porque cuando un consultor no tiene algún dato (en este caso estudio de suelos) lo tiene que asumir y nunca asumirá (asumiremos) algo que no este por el lado de la seguridad, lanzando un dato, si se estima que la resistencia admisible del terreno es 2 kg/cm2 (quizá obtenida por inspección pero sin estudio de suelos) el consultor le pondrá un rango de seguridad y te aseguro que ese rango no es pequeño. Pero que quede claro, el consultor estimará y adoptará un valor para hacer sus cálculos.

Ahora bien, luego de la introducción vuelvo al tema mencionado en el título, pues recomiendo que siempre se realicé un estudio de suelos, pero de todas formas analicemos las posibles consecuencias:

  • Sobreestimar la resistencia del terreno, en este caso el terreno fallará porque se construyó una zapata más pequeña de lo necesario.
  • Estimar un valor cercano al real, en este caso no tendrá ningún problema la estructura, quizás el consultor tiene mucha experiencia o solo se atinó por suerte.
  • Subestimar la resistencia del terreno, en este caso la estructura no tendrá problemas, pero la afectación va a la parte económica.

Para aclarar lo mencionado te presento esta gráfica asumiendo que la resistencia «real» (coloco entre comillas) del terreno ronda los 2 kg/cm2:

A simple vista el peligro está en sobreestimar la resistencia del terreno, ya que se produciría fallos por asentamiento principalmente pero no es del todo cierto. Ahora volvamos nuevamente al título de este post «¿Vale la pena ahorrarse el estudio de suelos?«, pues si el consultor tiene gran experiencia y seguro calculó varias edificaciones cercanas y puede (no es recomendable) extrapolar los resultados al terreno en cuestión pues si, el no hacer el estudio de suelos es ahorro, pero si se sobreestima la resistencia del terreno, la afectación será a la parte económica y ¿Si afectamos la parte económica con tamaños grandes de zapatas habrá valido la pena ahorrar en el estudio de suelos? Veamos un ejemplo sencillo en dos casos:

CASO 1: No se realiza el estudio de suelos y se asume la resistencia del terreno igual a 1 kg/cm2

El ejemplo es de lo más sencillo, se tiene solo 12 columnas, así que la casa es muy pequeña, analizaré solo una zapata, es la que muestro rayada en la imagen, la carga de servicio que llega a esta zapata es de 32 Tn (podría ser de dos niveles) los resultados quedan así:

Las dimensines «a» de la zapata las redondeamos a 1.8×1.8 m. Una altura común para esa dimensión de zapata puede ser 35 cm (esto debería ser calculado), el volumen final de la zapata es 1.13 m3.

CASO 2: Se realiza estudio de suelos y se puede adoptar el valor de 2 kg/cm2

Las cargas son las mismas, lo que cambia es únicamente el valor de la resistencia del terreno, quedando todo así:

Las dimensiones «a» de la zapata las redondeamos a 1,3×1.3 m. La altura para esta zapata podría ser factible de 30cm, pero no quiero entrar en cálculos, así que también dejaré altura de 35 cm como en el caso anterior, el volumen final de la zapata es 0.60 m3.

RESUMEN Y CONCLUSIONES

El «supuesto ahorro económico» al no contratar un estudio de suelos llevó a que la zapata tenga un volumen de 1.13 m3 (caso 1), mucho mayor al volumen de 0.6 m3 de la zapata (obtenido en el caso 2). Esta claro que el incremento es grande, es decir que se utilizará 88% más hormigón (acero y mano de obra también) de lo necesario:

Sigamos con el ejemplo, si bien cada zapata tendrá un comportamiento diferente y tamaños diferentes, pero sucederá algo parecido si comparamos las demás del ejemplo, así que solo como ejercicio supondré que las 12 zapatas serán del mismo tamaño, entonces veamos cuanto volumen estaríamos gastando por encima de lo necesario:

  • Caso 2, se utilizarán 7.2 m3 de hormigón para las 12 zapatas.
  • Caso 1, se utilizarán 13.6 m3 de hormigón para las 12 zapatas.

Al final de todo, aclarando que es una casa muy pequeña, si no se realiza el estudio de suelos se utilizarán 6.4 m3 de hormigón demás (casi el doble de lo necesario), pongamos en Dólares esos 6.4 m3, solo como referencia pondré que el costo de «hormigón armado para zapata» (incluyendo mano de obra y acero) es de 400 Dólares/m3, en este caso tenemos exceso de 400×6.4= 2560 $us…

…Y a todo esto ¿Cuánto habría gastado el cliente en el estudio de suelos? No creo que más de 2560 $us.

Dejo que los valores los calcules tú, seguro que en realidad no pasa tal cual, pero también seguro que la idea propuesta en este post servirá para que no se asuman datos por un «supuesto ahorro económico».

Y como no aclarar en este punto, si eso sucede con el estudio de suelos ¿Cuánto crees que pierde (en $us) el cliente al no contratar a un buen calculista estructural?

Comentarios

  1. Buenas noches ing, gracias por la didáctica explicación. Pero si es un estructura de 1 o 2 pisos no seria mejor hacerlo con albañilería confinada, sin uso de zapatas?, en ese caso seria conveniente también el estudio de suelos?

    1. Franco,
      Es una muy buena alternativa, pero de todas formas tendrás apoyo sobre el terreno y debes hacer la verificación de este.
      Saludos