MÓDULO DE BALASTO EN GEO5

¿Qué es el módulo de Balasto?

El módulo de balasto es un artificio matemático que utiliza el ingeniero estructural para poder calcular los esfuerzos internos de una cimentación de concreto y posteriormente calcular el acero de refuerzo en esta, su uso está muy popularizado por la facilidad de cálculo en comparación a otros métodos empleados en la interacción suelo – estructura. No es una propiedad del suelo, el módulo de balasto nos ayuda a medir la rigidez de la cimentación, si es una cimentación rígida el módulo de balasto también se usará en el cálculo de la presione de contacto. Este artificio matemático tiene muchas maneras de ser calculado y una de estas está a base del cálculo de asentamientos, ya que es la más real y la mejor manera de representar un suelo, debido a esto el Ingeniero de estructuras tiene que trabajar de manera conjunta con el ingeniero de geotecnia y determinar el valor más representativo

¿Cómo se calcula?

Como se mencionó anteriormente el módulo de balasto no es una propiedad del suelo, error que comparten muchos ingenieros de geotecnia y de estructuras, este depende de las dimensiones de área cargada, desventaja en comparación al método del medio continuo para el cual los módulos de deformación son independientes de la carga. Y se puede obtener de estas maneras:

1. Ensayos de placa de carga: Podría ser el ensayo más confiable siempre y cuando se realice utilizando los tamaños reales y profundidad de la cimentación a estudiar, podría aplicarse a cimentación aisladas pequeñas, pero esto no suele ser así por los costos elevados. Para plateas de cimentación esto no puede ser aplicado por los efectos de factor de estala.
2. Tabla de valores típicos: Existen múltiples tablas de correlaciones basados en ensayos de placas de cargade 30 x 30 centímetros (K₃₀), las cuales tendrían que contemplar la profundidad activa de cimentación de la cimentación basadas en sus dimensiones en planta que es donde ocurre un gran porcentaje del asentamiento.
3. Tabla de valores típicos: Existen múltiples tablas de correlaciones basados en ensayos de placas de cargade 30 x 30 centímetros (K₃₀), las cuales tendrían que verse afectadas por las dimensiones reales en planta la profundidad y la profundidad activa de la cimentación que es donde ocurre un gran porcentaje del asentamiento. Lo cual es muy incierto en estimar.
4. A partir de los asientos de la cimentación (el más recomendado), haciendo uso del sistema multicapas, por asiento elásticos o por consolidación, de tal manera que este coeficiente se puede obtener relacionando la carga transmitida de la estructura al suelo entre el asentamiento de la cimentación que se está estudiando. Para aplicar esta forma de cálculo se debe tener un buen Estudio de Mecánica de Suelos con unos buenos procedimientos para encontrar los asentamientos en arenas a través del valor N de ensayo SPT y en suelos finos por medio de ensayos de laboratorio con muestras inalteradas en condición de corto plazo.

Cabe mencionar que para el cálculo de zapatas aisladas, combinadas, conectadas y plateas de cimentación con dimensiones y magnitudes de cargas regulares es suficiente con usar el método rígido tradicional donde la cimentación tiene una gran rigidez a la flexión y las cargas aplicadas pasen por el centroide del diagrama de presiones de contacto, para plateas de cimentación con geometrías e intensidad de cargas irregulares es recomendable realizar el cálculo de estas por medio del método de elementos finitos usando la metodología descrita aquí para la estimación del módulo de balasto.

¿Por qué se estudia?

Como se mencionó anteriormente se estudia para usarlo como “Input” en los programas que calculan cimentaciones basado en el método de los elementos finitos y así poder calcular los esfuerzos internos de la cimentación con el fin de obtener el acero de refuerzo, este artificio es de uso común para del ingeniero de estructuras, asistido en coordinación de ingeniero de geotecnia, hay que recordar que no es una propiedad del suelo, es un artificio matemático.

¿Quién tiene la responsabilidad de calcularlo?

La responsabilidad del cálculo de este coeficiente de balasto es enteramente del ingeniero de estructuras, asistido por el ingeniero de geotecnia, ya que en el Estudio de Mecánica de Suelos que este presenta tiene como deber indicar las propiedades del suelo como la capacidad por tante y el asentamiento permisible del suelo de fundación y el ingeniero de estructuras utilizara este dato y lo relacionara con el esfuerzo en condición de servicio por medio de una división que usara como “input” para realizar el diseño de la platea en concreto armado.