Todo comenzó en 1173. Los dos niveles originales de la Torre de Pisa no se inclinaban, pero la estructura comenzó a inclinarse cuando la construcción se trasladó al tercer nivel y más allá en 1178. Se probaron varias soluciones una vez que el arquitecto se dio cuenta de la inclinación en 1185, determinando que el suelo en el lugar elegido era demasiado inestable para soportar una estructura tan grande.
La construcción de la Torre de Pisa se detuvo durante casi un siglo debido a las guerras de Pisa con la ciudad vecina de Florencia. Las obras se reanudaron en 1272 y se construyeron cuatro pisos en un ángulo alterado con respecto a los niveles anteriores, pero la Torre de Pisa comenzó a inclinarse en dirección al lado más alto. En 1284 la construcción se detuvo de nuevo porque Pisa fue conquistada por Génova en otra guerra. En 1370 la torre, ahora de ocho pisos y 200 pies de altura, se completó oficialmente.
El problema
Los expertos han estado divididos sobre si la inclinación fue un efecto diseñado por los arquitectos, o si la inclinación fue el resultado de problemas estructurales relacionados con el suelo en la base de la torre. Sin embargo, las pruebas realizadas durante el siglo XX han demostrado de forma concluyente que la inclinación comenzó después de la construcción. El estudio del subsuelo reveló un material de tipo arcilloso intercalado y lavado por las aguas subterráneas.
Los cimientos de la Torre de Pisa se colocaron en 1173, construidos principalmente con mármol y cal; la torre se construyó en una zanja circular, de unos 1,5 metros de profundidad, sobre un suelo formado por arcilla, arena fina y conchas. La causa de la inclinación se debe a una reacción del compuesto de arcilla, arena fina y conchas sobre el que está construida la torre. Esta mezcla de suelo es más compresible en el lado sur, pero con el paso de los años, al aumentar la inclinación, la Torre de Pisa dejó de hundirse y comenzó a girar, haciendo que el lado norte se desplazara hacia la superficie.
La solución
La estructura de la Torre de Pisa estaba sujeta a dos riesgos principales: el fallo estructural de la frágil mampostería, y el colapso debido a la ruptura del subsuelo alrededor de los cimientos. Una posible solución reciente consistía en dirigir mediante la instalación de un contrapeso de unas 660 toneladas en el lado norte de la base de la torre con el fin de detener la rotación. Pero fracasó. Luego, durante 1995, se intentó congelar los cables de acero de inserción y congelar el subsuelo, pero esto hizo que la inclinación aumentara.
Más tarde, los científicos e ingenieros detectaron que la extracción de suelo era la clave para devolver la inclinación a condiciones estables. Se extrajo suelo de dos capas de tierra: la capa superior de suelo arenoso y la segunda de arcilla marina. La teoría era que, mientras se extraía la tierra, la compresión del suelo aumentaría y la arcilla se consolidaría, proporcionando unos cimientos más fuertes.
Los taladros extraían la tierra del interior de una carcasa sin actuar sobre otros elementos o fuera de ella. La cavidad de la perforación se cierra entonces suavemente cuando la perforadora se retrae y el suelo se asienta, formando una cuna que amortigua la torre cuando se desplaza ligeramente hacia el norte.
Al utilizar este método, los ingenieros han reducido la inclinación hacia el centro en 20 pulgadas, de vuelta a donde estaba en 1838. La parte superior de la torre ahora se inclina un poco más de 13 pies fuera del centro.
Lección aprendida
Los cimientos son la parte más principal e importante de cualquier edificio-puede garantizar el éxito o el fracaso total del proyecto. Aunque el problema de la inclinación está resuelto, es un problema que puede afectar a una variedad de proyectos. Aquí hay algunos consejos para tratar con suelos blandos:
- Cuando se construye sobre suelos blandos, puede ser necesario excavar más allá del punto blando y colocar una zapata más profunda.
- Reemplace el suelo blando con un suelo adecuado que produzca la capacidad de soporte especificada en el diseño.
- Construya una zapata más grande y refuércela con acero adicional (en las zapatas de hormigón).
- Utilice pilotes de fricción o pilotes de carga final si el tipo de suelo que hay debajo es adecuado.
- Inunde el suelo una vez que se hayan excavado las zanjas y luego compáctelo completamente. Esta práctica común mejora la cohesión y hace que el suelo sea considerablemente más estable para construir.
- Inyectar una lechada de suelo/cemento. Este proceso requiere cuatro piezas clave de equipo: un equipo de perforación para hacer avanzar la lechada hasta la profundidad de diseño, una planta de lotes o un tanque para mezclar la lechada de cemento, una bomba para empujar la lechada al equipo de perforación y herramientas especializadas para mezclar la lechada de cemento con el suelo in situ.
- Utilizar geomallas para proporcionar un medio eficaz para reducir la presión por debajo de la superficie del tráfico.
Cada proyecto es único y requerirá una combinación diferente de técnicas en función del tipo de materiales que se utilicen, el tipo de estructura y las condiciones específicas del suelo en cada caso. Tenga en cuenta que la normativa y los códigos requeridos deben cumplirse en cada condición.