Licuefacción de suelos, causas y consecuencias

La licuefacción de suelos es un fenómeno que generalmente es desencadenado ante un evento de terremoto que hace que la rigidez y la resistencia del suelo se pierdan debido a la influencia de cargas o tensiones no previstas y rápidas.

Este fenómeno actúa sobre los materiales del suelo que como condición general es que se encuentran completamente saturados, es decir llenos de agua, pero sobre esos materiales generalmente se encuentra otra capa impermeable, por ejemplo, arcillas.

Básicamente la licuefacción se da cuando ocurre un terremoto o temblor muy fuerte, y el agua que se encuentra en esos suelos saturados y poco compactos tiende a salir hacia la superficie (sectores de menor presión) cortando al suelo en varias direcciones, y puede causar grandes daños a las estructuras de ingeniería civil como carreteras, puentes, edificios y las cimentaciones de aquellas estructuras.

Generalmente estos materiales saturados suelen ser recientes en el historial geológico, por ejemplo, arenas, aluviales, coluviales, arenas costeras, arenas fluviales, etc.

Principio y causas de licuefacción

Cuando el suelo está en condiciones normales, se caracteriza porque suele ser compacto y firme, esto en gran parte se debe a la fuerza gravitacional entre las partículas, el bajo porcentaje de agua, el contenido de materiales cementantes como la sílice, óxidos de hierro y carbonatos que afianzan esa rigidez en el suelo.

Pero cuando el suelo se encuentra saturado completamente o casi al 100% de agua, hace que la presión sobre los poros y sobre las partículas aledañas debido al agua aumente, y la fuerza gravitacional entre partículas disminuya y por lo tanto hace que ese suelo sea susceptible a los esfuerzos cortantes.

Cuando el suelo esta con gran porcentaje de agua, es como si estuvieran flotando, y casi no hay contacto entre partículas, no hay compactación, y cualquier cambio en los esfuerzos afectaría a ese suelo.

Es así que, cuando ocurre un terremoto la presión de agua se vuelve lo suficientemente intensa como para contrarrestar la atracción gravitacional entre las partículas del suelo, desestabilizando el equilibrio de esfuerzos que mantenía a las partículas unidas, y es así que al agua empieza a cortar el suelo y sale hacia lugares de menor presión causando efectos negativos en las estructuras que se encuentran sobre esas capas de suelo.

Efectos o consecuencias de la licuefacción

El fenómeno de licuefacción puede tener muchos efectos en el suelo y las estructuras de construcción civil. Algunos ejemplos son:

Arena de ebullición	Cuando ocurre el fenómeno de licuefacción bajo la superficie en los estratos de suelos saturados, la presión de agua que es desestabilizada por el terremoto, rompe o corta al suelo y sale a la superficie a manera de burbujas, tal como cuando hierve el agua en una olla.
Daño a estructuras de ingeniería civil	La combinación del terremoto junto con el fenómeno de licuefacción es bastante destructiva. Generalmente afecta a la cimentación de edificios, puentes, túneles etc. Y causan el colapso de estas estructuras civiles que se pueden observar por la inclinación de edificios, rotura de carreteras, trizado de cimentaciones. Además, pueden causar la pérdida de vidas humanas.
Daños de estructuras costa afuera	Es muy común que la licuefacción afecte a estructuras costa afuera o que se hacen en zonas de mar, por ejemplo, a puentes, debido a que sus cimientos están sobre materiales completamente saturados por agua de mar.
Deslizamientos de tierra	La licuefacción causa que el suelo se desestabilice, lo que puede generar deslizamientos de gran y pequeña magnitud durante y después del terremoto, ya que los suelos de mala calidad se relacionan con deslizamientos antiguos o sedimentos recientes poco consolidados.
Fallas de presas y muros de contención	Los suelos alrededor de represas hidroeléctricas siempre se encuentran saturados con agua debido a que están cerca de ríos con gran caudal, y un gran terremoto puede causar que las estructuras y muros de las presas hidroeléctricas colapsasen o se inunden.

Características de la licuefacción del suelo

Después de que ocurre la licuefacción en el suelo, este ya no presenta las mismas características de resistencia y rigidez, por lo tanto, el suelo después puede sufrir una variedad de fallas estructurales.

Es decir que un suelo que a sufrido licuefacción ya no se considera estable y no es apto para realizar construcciones de ingeniería civil.

SI se llegara a construir sobre estos suelos las estructuras podrían sufrir colapsos o inclinaciones que pueden ser peligrosas para la gente que use esas estructuras.

Así que si se recomienda prevenir la ocurrencia de este fenómeno.

Métodos para reducir los riesgos de licuefacción del suelo

1. Ante todo, se recomienda evitar no construir sobre suelos o materiales que se hayan comprobado so muy susceptibles a que sean afectados por licuefacción. Para ello, se debe realizar estudios geológicos y geotécnicos que determinen las propiedades de los suelos donde va a construir.
2. Si ya no se puede evitar construir sobre materiales o suelos susceptibles a sufrir licuefacción, se recomienda primero mejorar las condiciones del suelo, en ello se incluye las características de resistencia, densidad y drenaje. Después se recomienda diseñar estructuras ingenieriles capaces de responder efectivamente ante un terremoto y ante la licuefacción de suelo.