Por Mario Terceros Herrera, director ejecutivo de Incotec

Desde el punto de vista del proceso de instalación de los pilotes y de su efecto en la interacción suelo-pilote, existen dos grupos:

1.- Pilotes de reemplazo: Son aquellos en los que se excava el suelo y se rellena el hueco producido, con concreto. Típicamente son los pilotes perforados con o sin bentonita, encamisados, hélice continua, etc. Durante la excavación se produce una relajación radial de las tensiones en el suelo (y su densidad) en la zona próxima y adyacente al pilote, lo que reduce su fricción . Es decir, el empuje horizontal del suelo contra el pilote es menor que el empuje en reposo (condición previa a la excavación).

2.- Pilotes de gran desplazamiento: El sistema más antiguo es el de pilotes hincados. Estos desplazan lateralmente al suelo, aumentando su densidad en las proximidades del pilote y hasta distancias que varían según el tipo de suelo, entre 3 y 10 diámetros. Es conocido el efecto de compactación que producen los pilotes hincados en suelos granulares, y el efecto de remoldeo en suelos plásticos.

Debido a las vibraciones  generadas por la instalación de estos pilotes, la dificultad de atravesar estratos duros sobre suelos blandos; la limitación en las dimensiones y otros factores,  su uso está cada vez más restringido. Sin embargo, el concepto ha sido reemplazado por los pilotes de gran desplazamiento que se instalan por rotación y empuje de una herramienta que desplaza lateralmente el suelo.

El FDP (Pilote de Gran Desplazamiento) es un sistema de construcción de pilotes in situ con equipo rotativo de alto torque, por penetración de la herramienta de perforación, proceso durante el cual el instrumento desplaza horizontalmente el suelo. No se genera desecho de excavación.

El sistema FDP:

• Incrementa la capacidad de carga por fricción.
• Incrementa la capacidad de carga por punta.
• Se coloca el concreto por bombeo y garantiza la integridad del pilote.
• Permite una elevada productividad.
• Tiene un alto control de calidad pues la instalación de cada pilote se monitorea electrónicamente.

Un caso extremo del concepto de gran desplazamiento, es el Expander Body. Este elemento incrementa su diámetro entre 4 veces y 7 veces según sea el modelo.

El Expander Body fue un concepto desarrollado en Suecia en la década de 1980 y que consiste en un cilindro de acero plegado con sección circular. Al inyectarle lechada de cemento se lo expande, creando un bulbo de forma conocida, cuya presión y volumen han sido registrados electrónicamente, con lo cual, además se realiza una medición presiométrica del 100% de la punta de los pilotes. Cada inyección genera una curva presión vs. Volumen.

Durante la expansión, la presión lateral es incrementada alrededor del EBI, creando una zona de alto valor de empuje pasivo. Este efecto de compactación permite incrementar la capacidad del pilote de forma notable. Además las fuerzas generadas durante la inyección producen una mejora del suelo circundante al EB.

Diversos ensayos de carga realizados demuestran que la fricción de un pilote de gran desplazamiento es mayor a tres veces que la fricción de un pilote perforado y vaciado in situ. Los pilotes CFA (hélice continua) presentan valores de fricción aún menores que los perforados con bentonita en arenas limosas saturadas.

El FDP (pilote de gran desplazamiento) es de uso muy común en los países centro-europeos, Estados Unidos, China, Australia y Bolivia. Este sistema, en combinación con el EB, permite contar con pilotes de muy alta capacidad sin necesidad de usar grandes volúmenes de concreto, y su costo por tonelada resistida es notablemente más bajo que el de los pilotes convencionales.

El EB se ha usado en Suecia, Noruega, Holanda, Alemania, Japón, Corea del Sur, Taiwán, Bolivia, Argentina, Paraguay, México, Brasil, Perú, Estados Unidos y Canadá.

En Bolivia se realizó un desarrollo ulterior al modelo sueco original gracias al cual se puede realizar una post inyección en suelo blandos. Hasta la fecha se han instalado más de 20.000 EB del modelo desarrollado en Bolivia en suelos de todo tipo, incluyendo gravas, areniscas y arcillas rígidas.

En resumen, los pilotes de gran desplazamiento, solos o combinados con el Expander Body, son una solución muy económica, de corto plazo de ejecución y de alto control de calidad en el 100% de los pilotes instalados.