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¿Las cimentaciones con pilotes helicoidales fallan con más frecuencia que los pilotes de concreto o hincados?
¿Son los pilotes helicoidales una mala solución para las cimentaciones profundas?
Las cimentaciones de pilotes helicoidales pueden fallar. Puede parecer una afirmación extraña viniendo de un hombre que cofundó una empresa de instalación de pilotes helicoidales, pero es la verdad. Y cuando una cimentación de pilotes helicoidales falla, puede apostar a que los detractores se lanzarán a LinkedIn para afirmar con aire de suficiencia que los pilotes helicoidales son una “tecnología defectuosa”.
La cuestión es la siguiente: el hecho de que una cimentación de pilotes helicoidales pueda fallar (y a veces lo hace) no significa que sea una solución de cimentación defectuosa.
Siempre hay una causa del fallo, alguna deficiencia (normalmente relacionada con el ser humano) que pone en marcha el proceso. Una cimentación de pilotes helicoidales correctamente instalados no fallará, a menos que se exponga a fuerzas mucho más allá de la intención del diseño.
Pero no espero que me creas cuando te digo que los detractores de las redes sociales simplemente están llenos de aire caliente. O cuando te digo que los pilotes helicoidales no son una tecnología defectuosa y son tan seguros (a menudo incluso más) que otras soluciones. Porque a diferencia de los detractores, voy a utilizar hechos para demostrarles que los pilotes helicoidales solo fallan como resultado directo de un error de alguien. No porque la tecnología sea defectuosa.
Veamos cómo fallan las cimentaciones de pilotes helicoidales, por qué fallan y qué se puede hacer para evitarlo.
¿Son los pilotes helicoidales una mala solución para las cimentaciones profundas?
¿Sabía que en 2019 hubo más de 35 000 muertes por accidentes de tráfico en Estados Unidos? Es una apuesta peligrosa subirse a su vehículo y salir a la carretera. Especialmente si tenemos en cuenta que la mayoría de nosotros no pensamos dos veces antes de comer, mirar el teléfono o jugar con la radio, aunque estemos conduciendo a toda velocidad por la carretera en una jaula de acero a 112 km/h.
A pesar del peligro, la mayoría de nosotros no pensamos dos veces en los riesgos de conducir. Simplemente lo hacemos.
Pocas personas dejarían de conducir solo porque su vecino tuviera un accidente. De hecho, apuesto a que algunos de los que están leyendo esto han tenido un accidente de tráfico y siguen conduciendo.
Verá, entendemos que un accidente de coche no es culpa del coche en sí, sino del conductor (o del mecánico, del fabricante, etc.). El coche en sí no tiene nada que ver con el accidente, sino que el accidente es el resultado de errores humanos o de la complacencia.
De la misma manera, el hecho de que algunas cimentaciones de pilotes helicoidales hayan fallado no significa que la tecnología en sí sea defectuosa. Entonces, ¿por qué algunas personas están tan ansiosas por descartar las cimentaciones de pilotes helicoidales solo porque hay algunos casos en los que han fallado? Especialmente cuando, como le mostraré, las fallas no son culpa de los pilotes helicoidales.
No estoy completamente seguro de las razones exactas por las que la gente tiene una profunda aversión por los pilotes helicoidales, pero creo que una gran parte de ello es una falta de comprensión de la tecnología. Cuando ven un pilote helicoidal fallido en LinkedIn, es más fácil dejar un comentario que se centre en los pilotes helicoidales en lugar de buscar la historia real.
No puedo cubrir todos los métodos de falla de una cimentación con pilotes helicoidales en este único artículo. En cambio, voy a tomar los tres métodos de falla más probables y mostrarle su verdadera causa.
Sin embargo, antes de hacerlo, quiero explicar por qué debería confiar en la tecnología de cimentación con pilotes helicoidales.
¿Por qué debería confiar en la tecnología de cimentación con pilotes helicoidales?
Los pilotes helicoidales se han ganado una reputación inmerecida de ser una nueva cimentación “no probada” que no ha existido el tiempo suficiente como para que podamos confiar en ella. Creo que los críticos han perpetrado este mito para hacer que parezca que los pilotes helicoidales son una tecnología no probada que da miedo y que no pertenece a la construcción “convencional”.
Permítame decirle algo que los ingenieros odian absolutamente: las cosas no probadas.
Los ingenieros estructurales no están (normalmente) interesados en soluciones de vanguardia nunca antes vistas. Quieren implementar soluciones que tengan datos claros que respalden su uso y un historial de éxito.
La mayoría de los ingenieros no quieren ganar puntos extra encontrando la tecnología más especializada o “más popular”. Esto también tiene sentido si tenemos en cuenta que muchos ingenieros en los EE. UU. tienen miedo de que los demanden.
Los pilotes helicoidales se han utilizado, estudiado y mejorado durante casi 200 años. Desde pequeñas instalaciones residenciales hasta instalaciones épicas para proyectos de petróleo y gas de capacidad ultra alta, han demostrado ser cimientos eficientes y económicos en todo el mundo.
Si los pilotes helicoidales fueran tan “poco probados” como afirman los detractores, puedo asegurarles absolutamente que los ingenieros nunca hubieran decidido utilizar más de 228.000 pilotes helicoidales para sostener una granja solar épica de 3.300 acres en Alberta, Canadá. Ninguna empresa haría jamás ese tipo de inversión en un componente clave de un proyecto (la cimentación) sin tener una confianza absoluta en esa tecnología.
El Consejo Internacional de Códigos incluye los pilotes helicoidales en su “Criterios de aceptación para sistemas y dispositivos de pilotes helicoidales” AC358.
Los pilotes helicoidales son estudiados por importantes universidades de Estados Unidos, Canadá, Europa, India y más.
Decir que los pilotes helicoidales no son una cimentación bien conocida, bien estudiada y bien entendida es darse por vencido e ignorar los datos claros que tenemos a nuestra disposición.
Sí, puede confiar en la tecnología de cimentación con pilotes helicoidales.
¿Cómo fallan (normalmente) los pilotes helicoidales?
Bien, si la tecnología de los pilotes helicoidales está tan “probada”, ¿por qué siguen fallando algunas cimentaciones de pilotes helicoidales?
Esta es una pregunta importante que hay que responder, porque en la raíz de cada falla de cimentación (pilote helicoidal o de otro tipo) hay lecciones importantes que podemos aprender.
Cubrir todos los modos de falla posibles de una cimentación de pilotes helicoidales sería todo un desafío, porque si se observa con suficiente atención, nunca hay dos fallas que sean realmente “iguales”.
Pero la mayoría de las fallas de cimentaciones de pilotes helicoidales tienden a adoptar una de tres formas principales:
- Doblado/rotura
- Hundimiento/asentamiento
- Desplazamiento lateral/asentamiento
Echaremos un vistazo a cada uno de esos tipos de falla y luego descubriré lo que se puede hacer para evitar la falla de la cimentación.
Doblado y/o rotura completa del pilote helicoidal
Si ha visto fotos de una cimentación de pilote helicoidal excavada con pilotes doblados o rotos, puede parecer bastante dramática. Una falla completa de un pilote helicoidal (ya sea por doblado o rotura) es un incidente grave y, afortunadamente, no muy común.
Cuando hablamos de flexión o rotura de pilotes helicoidales, hay diferentes lugares donde buscar respuestas. Y el mejor lugar para comenzar es con el diseño de la cimentación en sí.
Un ingeniero considera muchos factores al diseñar una cimentación helicoidal. Las cargas estructurales, las condiciones del suelo, el clima, los tipos de carga, estos son solo algunos de los factores que influyen en el diseño de una cimentación helicoidal.
El diseño de una cimentación con pilotes helicoidales requiere habilidad, capacitación, experiencia y ciencia. También exige que el diseñador comprenda el suelo y cómo interactúa con las cimentaciones profundas.
Digamos que construye dos estructuras idénticas sobre dos cimentaciones con pilotes helicoidales idénticos…
La “Estructura Uno” está construida sobre un suelo firme, bien drenado y no expansivo, en un clima templado del sur.
La “Estructura Dos” está construida sobre un suelo blando, mal drenado y expansivo, en un clima severo del norte.
La Estructura Uno se mantiene firme sin problemas de cimentación.
Sin embargo, la Estructura Dos ha experimentado una falla de los pilotes helicoidales, ya que no pudieron resistir el movimiento del suelo y, en última instancia, se doblaron o se rompieron por completo.
¿Por qué? ¿Cómo es posible que dos estructuras idénticas sobre dos cimentaciones idénticas terminen con resultados diferentes?
Probablemente haya adivinado la respuesta, pero la razón es que la Estructura Uno y la Estructura Dos no deberían tener cimentaciones de pilotes helicoidales idénticas.
Un pilote helicoidal instalado en un buen suelo con condiciones suaves se comportará de manera muy diferente en comparación con un pilote helicoidal en un suelo difícil con condiciones duras. Es por eso que nuestros diseñadores trabajan para comprender las condiciones del suelo y el clima en su lugar de trabajo. Esas condiciones pueden tener un gran impacto en cómo se diseña su cimentación y qué pilotes helicoidales se utilizan.
En el caso de nuestras dos estructuras ficticias, esta es la solución…
La Estructura Dos, que enfrenta un suelo y un clima duros, debería haber utilizado un diseño de cimentación más resistente en comparación con la Estructura Uno. Nuestro contratista hipotético de pilotes helicoidales debería haber reconocido las difíciles condiciones y revisado la base en consecuencia.
Si un contratista de pilotes helicoidales no tiene en cuenta las propiedades únicas de la estructura, el sitio y el suelo, el resultado es una base que no funcionará como debería.
Otra causa de que los pilotes helicoidales se doblen o rompan son las malas prácticas de fabricación. Por lo general, se ve este fallo cuando un contratista de pilotes helicoidales más pequeño intenta ahorrar unos dólares consiguiendo pilotes baratos o incluso intenta fabricar los pilotes ellos mismos. Conseguirán materiales baratos, harán soldaduras descuidadas e ignorarán por completo cualquier tipo de control de calidad.
Afortunadamente, este comportamiento es fácil de evitar siempre que trabaje con contratistas de calidad que puedan mostrarle documentos de ingeniería para sus pilotes helicoidales. A los buenos contratistas les encanta la buena ingeniería y estarán encantados de compartirla con usted.
Hundimiento o asentamiento del pilote helicoidal
Uno de los beneficios de los pilotes helicoidales es que resisten el hundimiento y el asentamiento mejor que otras soluciones de cimentación. Pueden hacerlo gracias al diseño único de las placas helicoidales, que les confieren una enorme resistencia. Estas placas anchas se anclan en capas firmes de tierra y ayudan al pilote a resistir fuerzas de compresión y tensión.
A diferencia de otras cimentaciones profundas típicas, el diseño de un pilote helicoidal nos permite tener una amplia superficie que resiste el movimiento bajo tierra sin necesidad de excavación ni martillos hidráulicos.
Esta propiedad única es la razón por la que los pilotes helicoidales son ideales en suelos sueltos o saturados: la fuerza del suelo que presiona las placas helicoidales impide que se muevan.
Cuando un pilote helicoidal se hunde, normalmente se debe a:
- Una instalación inadecuada
- No estudiar el informe geotécnico
- No probar los pilotes después de la instalación
Un pilote helicoidal debe instalarse a una profundidad y una especificación de torsión específicas (determinadas durante el proceso de diseño) para lograr la capacidad de carga deseada. Incluso es posible que se requieran pruebas de carga de la cimentación para ciertos proyectos. Si los pilotes no se instalan según las especificaciones adecuadas, la cimentación no puede funcionar como fue diseñada.
El hundimiento también podría ocurrir en otras circunstancias, como si un pilote helicoidal estuviera anclado en una capa de suelo firme que descansara sobre una capa de suelo suelto o cambiante. En este escenario, el pilote podría “atravesar” la capa firme porque no hay suficiente soporte debajo de las placas helicoidales. Sin embargo, este tipo de falla se puede evitar con buenos informes geotécnicos y pruebas de carga de los pilotes en cuestión.
Pilotes helicoidales que se desplazan lateralmente
La falla final que estamos analizando es una falla lateral. En esta falla, el pilote es empujado esencialmente hacia el suelo y falla. Como era de esperar, este también se debe a un error humano clásico.
Cuando diseñamos una base helicoidal, consideramos todos los tipos de carga que podría experimentar la estructura. Uno de estos tipos de carga se llama carga lateral, que es la fuerza ejercida en dirección horizontal sobre la estructura. Las cargas laterales pueden provenir del viento, el movimiento del suelo, los ciclos de congelación/descongelación o incluso la actividad sísmica.
Afortunadamente, los ingenieros de cimentaciones helicoidales pueden diseñar una configuración de pilotes que proteja contra las cargas laterales. Por lo general, esto implica instalar pilotes helicoidales adicionales en un ángulo para proporcionar un mayor soporte contra el movimiento lateral. A menudo, para proyectos que requieren mucho soporte lateral, los pilotes helicoidales serán en realidad la cimentación preferida debido a su rendimiento.
Vemos fallas laterales en pilotes helicoidales cuando:
- El diseño de la cimentación fue insuficiente para las cargas laterales del mundo real
- El contratista de pilotes helicoidales no siguió las especificaciones de diseño o no instaló los pilotes correctamente
En ambos casos, una vez más, la tecnología de pilotes helicoidales no es la culpable. Con un buen diseño de cimentación y un contratista helicoidal que lo siga, las cargas laterales no deberían ser un problema en absoluto. ¿Quiere una prueba? Vea esta cimentación helicoidal para un enorme colector de babosas con cargas laterales fuera de serie.
¿Cómo se puede prevenir la falla de la cimentación?
Bueno, basta de hablar de “así es cómo pueden fallar las cimentaciones”. Aunque las cimentaciones pueden fallar, eso no significa que lo harán.
Usted tiene un gran control sobre el rendimiento de sus cimientos, incluso si no es un ingeniero de cimentaciones.
¿Se dio cuenta de que todos los fallos que analizamos hoy tenían algo en común? Todos fueron el resultado de pensamientos y acciones defectuosas, no de una tecnología defectuosa.
Sabiendo esto, ¿cómo puede asegurarse de que las cimentaciones de su proyecto sean seguros, eficientes y duraderos?
En realidad, todo se reduce a un paso clave: encontrar un contratista de cimentaciones experto.
Trabajar con un contratista de cimentaciones profesional, experimentado y de calidad es la mejor manera de asegurarse de terminar con unos cimientos sólidos y duraderos.
Los verdaderos profesionales de las cimentaciones se toman el tiempo para:
- Invertir en un diseño de cimentación de calidad
- Seguir las mejores prácticas de ingeniería
- Analizar de cerca los informes geotécnicos
- Realizar pruebas cuando sea necesario
- Usar los mejores materiales de fabricantes de renombre
- Realizar un seguimiento de los datos de instalación en tiempo real para garantizar la calidad
- Verificar y volver a verificar su instalación
Las cimentaciones son complejas y nunca habrá una “solución única” que sea adecuada para cada escenario. Los pilotes helicoidales podrían ser una solución ideal para su proyecto, o tal vez exista una tecnología de cimentación diferente que se adapte mejor. Nada es perfecto y no pretendo que los pilotes helicoidales deban usarse para todos los proyectos sin excepción.
Lo que sí diré es que las afirmaciones que la gente hace sobre que los pilotes helicoidales son más propensos a fallar que otras cimentaciones son absurdas. Si se utiliza una cimentación helicoidal para la situación adecuada, se diseña correctamente y se instala según las especificaciones, es tan duradera (si no más) que otras soluciones.
Los pilotes helicoidales, como cualquier cosa, pueden fallar si no se utilizan de la manera correcta. Eso no significa que la tecnología en sí sea un problema, significa que las personas que la utilizan no lo están haciendo correctamente.
Si un conductor ebrio choca su automóvil, no culpamos al vehículo… culpamos a la persona que se puso al volante después de beber. De la misma manera, no deberíamos culpar a ninguna solución de cimentación que falle si no se utilizó como estaba previsto.
Esto se aplica a los pilotes helicoidales, al concreto o a los pilotes hincados.
Solo hay una manera de decirlo…
Los pilotes helicoidales no son “más propensos” a fallar en comparación con otras cimentaciones.
Las personas que proclaman eso en voz alta (generalmente en las redes sociales) son agitadores o persiguen sus propios objetivos. Si ha leído mis otros artículos del blog, entonces sabrá que mi objetivo es brindarle los hechos exactos y permitirle decidir qué hacer con la información.
Eso me lleva a un último punto. Los pilotes helicoidales no son adecuados para todos los proyectos.
Habrá situaciones en las que otras soluciones de cimentación funcionen mejor o tengan más sentido. No me da vergüenza decirlo. Cualquier contratista de cimentaciones helicoidales que se precie sabe que es mejor ser honesto y abierto, no meter a la fuerza una solución helicoidal donde no corresponde.
En resumen, los pilotes helicoidales son una tecnología de cimentación profunda confiable que se utiliza en todo el mundo. Si hubiera un problema insidioso con la tecnología, las empresas multimillonarias no confiarían en ellas para dar soporte a infraestructuras críticas. Las raras fallas de los pilotes helicoidales que vemos siempre se pueden atribuir a malas prácticas de fabricación o instalación.
By John Lisle
Referencias
Lisle, J. (s.f.). How Do Helical Pier Foundations Fail? S&B Helical. Recuperado el 13 de febrero de 2025, de https://sbhelical.com/blog/helical-pier-foundation-failure
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