Entrevista: los retos que enfrenta la geotecnia y cimentaciones

"Mi trayectoria profesional empezó en el año 2008 con unas prácticas de empresa para desarrollar mi proyecto final de carrera en Terrasol (parte del grupo Setec), un estudio de ingeniería especializado en geotecnia y obras subterráneas. Durante seis meses estuve trabajando en desarrollar un modelo numérico avanzado capaz de reproducir el comportamiento de grandes convergencias que se había observado en el túnel de Saint Martin La Porte. Fue durante estos meses donde tuve claro que quería desarrollar mi carrera como ingeniero geotécnico, en particular en el ámbito de los túneles y obras subterráneas.

Tras las prácticas de empresa me incorporé a Terrasol como Ingeniero Geotécnico, participando en proyectos de túneles, pero también de geotecnia en general (cimentaciones de viaductos, campañas de reconocimiento del terreno, estabilidad de taludes, estructuras de contención de tierras, etc.). A principios de 2010 me trasladé a Madrid y me incorporé a Intecsa-Inarsa (por entonces parte del grupo SNC-Lavalin) como Ingeniero de Túneles. Fue durante esta etapa en la que realmente me especialicé en ingeniería de túneles y en la que empecé a trabajar en grandes proyectos internacionales como Crossrail en Londres (UK) y el túnel de la SR-99 en Seattle (Estados Unidos). 

Después de Intecsa-Inarsa, pase a formar parte de la dirección técnica de Ferrovial. Estos años me permitieron seguir desarrollando mi carrera en el ámbito de la geotecnia y los túneles, siempre vinculado a proyectos internacionales como la autopista M8 entre Edimburgo y Glasgow (Escocia) y el túnel de Thames Tideway en Londres (UK). Así mismo, pude conocer la ingeniería desde el punto de vista de la empresa constructora, lo cual me proporcionó una visión mucho más amplia de la magnitud y el funcionamiento de un proyecto.

A mediados de 2017, decidí lanzarme a una aventura por mi cuenta como ingeniero consultor independiente, momento que aproveché también para estudiar me MBA, ya que consideraba que debía añadir a mi perfil profesional conocimientos de administración de empresa, económicos y financieros para comprender mejor el funcionamiento del mundo en general, no solo el de la ingeniería civil. Esta época sin duda me sirvió para conocerme mejor a mí mismo y poner a prueba mis capacidades y mis límites. Como ingeniero consultor, pude seguir desarrollando mi carrera participando en proyectos de túneles importantes como Silvertown Tunnel en Londres (UK), Grand Paris (Francia) y el túnel de base transalpino Lyon-Turín.

Tras una etapa de 4 años, consideré que lo mejor para continuar potenciando mi carrera profesional era volver a la gran empresa y formar parte de nuevo de un potente grupo de ingenieros. De este modo, me incorporé a la ingeniería británica Mott MacDonald como ingeniero de túneles, en la que continúo vinculado a la ingeniería de túneles a través de proyectos como la alta velocidad en el Reino Unido (HS2).

Actualmente, mi trabajo está muy focalizado en la parte de diseño, concepción, y análisis de túneles. Esto incluye, entre otros aspectos, el cálculo estructural de sostenimientos y revestimientos, estudio de convergencias y la determinación de los movimientos del terreno. Para llevar a cabo estos trabajos, mi herramienta fundamental son los modelos numéricos complejos mediante elementos finitos o diferencias finitas."

A lo largo de su carrera, ha dirigido numerosos proyectos de gran complejidad. ¿Podrías compartir una experiencia particularmente desafiante y las lecciones aprendidas que todavía aplica en su trabajo diario?

"Al margen de la complejidad técnica, tanto en diseño como en construcción, creo que uno de los aspectos más desafiantes de los grandes proyectos de ingeniería, en particular en el ámbito internacional, es el proceso de adaptación a una metodología de trabajo, un entorno, una cultura y una normativa muy distintas a las que solemos estar acostumbrados. Para mí, trabajar en proyectos como Crossrail, el túnel de la SR-99 o HS2, en los que participan miles de ingenieros a la vez constituye todo un reto porque es como tener que adaptarse a una nueva “ley de la jungla”.

Cuando se participa en este tipo de proyectos, se entra en un nuevo mundo donde hay que aprender los procedimientos y procesos específicos, como el control documental, el control de calidad, los sistemas de revisión, las plataformas de trabajo, los formatos de los documentos, etc. Hay que ser muy conscientes de todos los requerimientos, planes y estándares en los que se basa la dinámica del proyecto e intentar ponerse a rueda de los que llevan más tiempo en el proyecto lo más rápido posible.

Por tanto, una de las lecciones más valiosas que he aprendido, y que todavía aplico en mi trabajo diario, sobre todo al participar o incorporarme a un nuevo proyecto, es tratar de tener una mente abierta y sin barreras que esté dispuesta a aprender cosas nuevas todos los días. Intento evitar pensar que ya lo sé todo y de esta forma tratar de integrarme en la dinámica del proyecto lo más rápido y de la mejor manera posible."

Con la creciente demanda por prácticas de construcción sostenibles. ¿Cómo está evolucionando la geotecnia para alinearse con estos objetivos, y qué desafíos específicos enfrenta la cimentación en este contexto?

"En cuanto a la sostenibilidad, y aunque parezca una contradicción, creo que muy importante indicar que no se puede aspirar a ser sostenible sin construir las infraestructuras adecuadas. En algunos casos puede existir la percepción de que para alcanzar el desarrollo sostenible se tiene que dejar de construir para evitar contaminación, movimientos de tierra, maquinaria pesada que requiere un alto consumo de combustible, etc. 

Aunque es verdad que construir implica un cierto nivel de contaminación, al menos hasta que finaliza la obra, no es menos cierto que sin las invertir en las estructuras adecuadas, o acondicionando apropiadamente las existente, jamás alcanzaremos el desarrollo sostenible. Todas las energías renovables (eólica, hidráulica, solar, etc.) así como la descarbonización del transporte potenciando el uso del ferrocarril, implican construir determinadas infraestructuras y llevar a cabo trabajos (excavaciones, desbroces, etc.) que llevan implícito una cierta huella de carbono que es, digamos, un pequeño precio a pagar en el corto plazo, pero que merece la pena completamente cuando se consideran las ventajas a largo plazo. Puesto que las infraestructuras, sean del tipo que sean, terminan por apoyarse en el terreno, la geotecnia contribuye a la sostenibilidad de la infraestructura.

Desde el punto de vista geotécnico, incluido las cimentaciones, la sostenibilidad de la estructura y la construcción sostenible se persigue desde los siguientes aspectos fundamentalmente:

1. 1. Consiguiendo una buena caracterización del comportamiento terreno, que al final permite un diseño más optimizado en cuanto a dimensiones, espesores, necesidades de refuerzo, etc.

   2. Uso de los materiales y técnicas adecuados con el fin de proteger los elementos del desgaste, la corrosión, los ataques químicos, la erosión (en el caso de las estructuras de tierra) y, sobre todo, de los efectos del agua.

   3. Mejora progresiva de la maquinaria de construcción. Como sucede con el coche, se está tendiendo a su electrificación.
      
   
   Finalmente, en cuanto al desarrollo sostenible, en la actualidad han adquirido gran relevancia los túneles y las obras subterráneas, que permiten soterrar los servicios y las redes de transporte, mitigando los impactos en superficie y liberándola para otros usos (construcción de zonas verdes, reforestación, etc.)"
   
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Con los patrones climáticos cada vez más impredecibles. ¿Cómo están adaptando los profesionales de la geotecnia las técnicas de cimentación para asegurar la estabilidad estructural a largo plazo?

"Más que las cimentaciones, podemos decir que toda la geotecnia se está adaptando a los nuevos patrones climáticos. En particular, el cambio climático se está teniendo en cuenta en los diseños y la construcción considerando los siguientes aspectos.

1. 1. Estudios estadísticos detallados de series históricas y desarrollo de modelos predictivos, con el fin de determinar la potencial subida del nivel del mar en los próximos años, que puede tener un efecto considerable sobre las infraestructuras construidas en zonas costeras o cerca de ellas al afectar al nivel freático en estas áreas.

   2. En línea con lo anterior, se desarrollan análisis de las potenciales variaciones del nivel freático, tanto subidas como bajadas. Estas oscilaciones del nivel freático se consideran en los diseños para asegurar el correcto funcionamiento de la estructura en cualquier escenario futuro.

   3. De manera similar, se estudian los patrones de lluvia y de viento con el fin de adecuar las estructuras a estos elementos y protegerlas frente a su acción erosiva. Esto es particularmente importante en obras de tierra (terraplenes y desmontes), para las que se deben diseñar sistemas de drenaje y evacuación del agua adecuadas.

   4. La normativa de cálculo se está adaptando gradualmente para que los eventos extremos que resultan del cambio climático se tengan en cuenta de forma apropiada en los diseños.

Adaptarse a los nuevos patrones climáticos no va a ser algo inmediato y va a requerir tiempo, sobre todo porque esos patrones climáticos deben estudiarse adecuadamente, pero ya se está trabajando arduamente en ello y, lo más importante, se es muy consciente de la necesidad de tenerlos en cuenta.

Es importante indicar que no solo se debe tener en cuenta el cambio climático en las nuevas construcciones. Es muy importante adecuar las infraestructuras existentes a los nuevos patrones climáticos con el fin de garantizar su viabilidad, funcionamiento y seguridad."

¿Cómo está impactando la inteligencia artificial en la geotecnia y cimentaciones? ¿Podría compartir algún caso práctico donde la IA haya optimizado procesos en su campo?

"Como en otras disciplinas de la ingeniería civil, la inteligencia artificial (IA), y en particular los métodos de machine learning, han empezado a aplicarse en geotecnia. En concreto, mediante las técnicas de machine learning y algoritmos de optimización, se busca crear modelos predictivos fiables a partir del análisis masivo de datos, que al final permitirán un diseño óptimo de la infraestructura. En este momento, creo que la principal aportación de la IA será permitir analizar y procesar grandes volúmenes de datos en muy poco tiempo, y reducir la incertidumbre asociada al comportamiento de un material natural como es el terreno.

Como ejemplo de caso práctico, destacaría el de la empresa SAALG, que ha desarrollado un software llamado Daarwin que, básicamente, en base al análisis masivo de datos de auscultación e instrumentación mediante algoritmos de machine learning, permite obtener los valores de los parámetros del terreno más acordes con el comportamiento real que se está observando. De este modo, al eliminar o reducir la incertidumbre y el grado de conservadurismo, se consiguen diseños o procedimientos de construcción más optimizados. Mi empresa Mott MacDonald ha empleado Daarwin en una serie de proyectos como el de la alta velocidad (HS2) en Reino Unido."

¿Qué innovaciones recientes en tecnologías de cimentación profunda considera que tendrán un impacto significativo en la industria en los próximos años?

"En lo que respecta a técnicas de cimentación, creo que las innovaciones que tendrán un mayor impacto en los próximos años serán:

1. 1. Desarrollo de nueva maquinaria, de funcionamiento completamente eléctrico o con combustibles de nueva generación con el fin de reducir el impacto ambiental y la huella de carbono.

   2. Empleo de nuevos hormigones de bajas emisiones de carbono. En concreto, en estos hormigones se reemplaza el cemento (responsable de la mayor parte de las emisiones de carbono del hormigón) por otros materiales como escorias de altos hornos y cenizas volantes.

   3. Uso de materiales reciclados, con el fin de eliminar la necesidad de extracción de nuevo material (y su correspondiente coste, impacto ambiental y huella de carbono). Los materiales reciclados incluyen el propio hormigón (debidamente tratado), así como residuos industriales, escorias de acería residuos de tratamientos del terreno como el jet-grouting."

Respecto al futuro de las cimentaciones en zonas urbanas densamente pobladas. ¿Cuáles son las principales dificultades y soluciones innovadoras para el desarrollo de cimentaciones en ciudades con alta densidad poblacional y espacio limitado?

"En entornos urbanos efectivamente el principal problema es el espacio limitado que condiciona el tamaño y número de máquinas que pueden emplearse, el espacio para almacenamiento y acopio de material, así como para el montaje de plantas de tratamientos, hormigonado, etc. 

En este sentido, dos técnicas de cimentación que me parecen muy interesantes son:

1. 1. Los pilotes hincados y reinyectados por el fuste. Se trata de pilotes prefabricados de hormigón que, después de hincarse, se inyectan a través de una tubería longitudinal y una serie de tuberías transversales con el fin de aumentar considerablemente su resistencia por el fuste. Esto permite reducir considerablemente la longitud y la sección del pilote, el tiempo de ejecución y el coste de instalación.

   2. Pilotes con forma de tornillo o helicoidales. Se trata de pilotes de hormigón que, en lugar de tener una superficie lisa, presentan una forma roscada, similar a la de un tornillo. Con esta forma, se consigue una mayor resistencia por el fuste, lo que permite disminuir la longitud y la sección del pilote y, en definitiva, la cantidad de hormigón."

Dada tu experiencia como líder en el campo. ¿Cuáles son las consideraciones éticas más importantes que enfrentan hoy los ingenieros geotécnicos, especialmente en proyectos de gran envergadura?

"Desde el punto de vista ético, entiendo que los ingenieros, no solo los geotécnicos, sino todos los ingenieros civiles, debemos considerar los siguientes aspectos:

1. 1. Durabilidad: Las infraestructuras deben diseñarse y construirse para perdurar y mantenerse en servicio el mayor tiempo posible.

   2. Sostenibilidad: Debemos procurar que sean sostenibles y con el menor impacto ambiental y huella de carbono posibles.

   3. Estética: La obra que se construye debe estar integrada con su entorno y tiene que resultar agradable para la vista. No debe suponer ninguna barrera ni impedimento físico para la fauna, la flora, los cauces naturales y la circulación del agua subterránea.

   4. Seguridad.

   5. Economía: Puesto que los recursos son limitados, se ha de procurar que las infraestructuras se construyan con el menor coste posible, sin que esto suponga despreciar ninguno de los aspectos que he indicado previamente

Ninguno de estos criterios es más importante que los demás. Los ingenieros deben buscar siempre el equilibrio y la proporción de estos requisitos, sin privilegiar uno sobre otro."

Como director de un máster en geotecnia y cimentaciones. ¿Qué habilidades y conocimientos considera imprescindibles para los futuros ingenieros en este campo? ¿Cómo se ha adaptado el programa para preparar a los estudiantes ante las nuevas demandas del mercado?

"Es muy importante que el ingeniero geotécnico tenga muy claros los principios y fundamentos de la mecánica del suelo y de las rocas, así como de la mecánica del medio continuo, mecánica de fluidos (por todo lo relacionado con el agua en el terreno), la resistencia de materiales y el cálculo de estructuras. Todos estos aspectos se tienen muy en cuenta y se refuerzan en el Máster. 

Hoy en día es muy frecuente escuchar la típica frase de “no hace falta saber la teoría, ahora lo hace todo un ordenador”. Es cierto que los ordenadores y los programas específicos son la herramienta fundamental del ingeniero actualmente, pero hay que tener muy en cuenta también otro aspecto muy importante, que resume muy bien el dicho “garbage in, garbage out” (basura dentro, basura fuera). Al final, un ordenador recibe unos datos de entrada (input) que el ingeniero le proporciona, desarrolla una serie de análisis y cálculos empleando esos datos de entrada, y finalmente entrega unos resultados. 

Si el ingeniero no tiene los conocimientos necesarios para proporcionarle al ordenador los datos de entrada adecuados y fiables, dará igual los cálculos y los resultados que el ordenador produzca, porque serán incorrectos. Por otro lado, si el ingeniero desconoce las técnicas, metodologías, procesos y operaciones que aplica el ordenador para obtener los resultados, no será capaz de realizar las modelizaciones de forma correcta ni podrá detectar errores. Finalmente, si el ingeniero no sabe interpretar, analizar y procesar los resultados que le proporciona el ordenador (tensiones, deformaciones, plastificaciones, etc.), no podrá llevar a cabo un diseño sólido de la infraestructura. Por tanto, los conocimientos técnicos son fundamentales, independientemente del uso del ordenador.

En lo que respecta a la modelización numérica, dada su importancia hoy en día, se ha dedicado todo un módulo del máster para que los alumnos conozcan de primera mano esta técnica. Así mismo, se detallan los modelos constitutivos avanzados que permite considerar el cálculo por ordenador, tanto para los suelos como para las rocas. 

Por otro lado, se busca que el alumno sea capaz de adquirir una visión global del problema geotécnico y de identificar las afecciones y el impacto que un proyecto puede tener no solo en su entorno más cercano, sino también en zonas más alejadas. Para ello, se enfatiza mucho la importancia de analizar los riesgos vinculados al problema geotécnica y definir medidas de mitigación para dichos riesgos con el fin de cumplir todos los requisitos en materia de sostenibilidad, durabilidad, seguridad, estética y economía.

Otras habilidades necesarias para el ingeniero geotécnico, sobre todo si persigue trabajar en grandes proyectos de infraestructuras, incluyen el trabajo en equipo (y eventualmente la gestión de equipos), la definición y el control del calendario de trabajos y el presupuesto, la gestión de proyecto, y habilidades comerciales. Todas son capacidades que se van adquiriendo y fortaleciendo con la experiencia.

Agradecemos a Ángel Silvestre Ordaz, Director del Máster Internacional en Geotecnia y Cimentaciones, por compartir su valiosa experiencia y conocimientos sobre la evolución de este sector. Sus perspectivas nos ofrecen una visión profunda de los desafíos actuales y las oportunidades que surgen en el ámbito de la ingeniería geotécnica. Sin duda, su enfoque en la sostenibilidad, la innovación y la formación continua es esencial para enfrentar los retos futuros en un campo tan exigente y en constante transformación.