Análisis de la inclinación estructural de la Torre de Pisa

La mecánica del suelo moderna, es una ciencia que pertenece al ámbito de la geotécnia, y generalmente viene asociada a tres nombres claves. Karl Terzaghi, ingeniero Checo, de Praga, que desarrolló su carrera en el MIT y Harvard, a partir de los años 20, está considerado como el padre de la mecánica de suelos, pero sin la ayuda de Arthur Casagrande, austriaco y Peck , con quien compartió el libro “Soil mechanics in engineering practice”, la ciencia de la geotécnica , seguramente hoy no seria como la conocemos.

Sección y alzado de la Torre de Pisa

Sección y alzado de la inclinación Torre de Pisa A la vista de esta ciencia, hoy podemos explicar el porqué de la inclinación de la célebre torre Toscana. La Torre de Pisa, conocida en todo el mundo por su plano inclinado, fue en un principio el campanario de la catedral de la ciudad, y por ello se erigió al lado de la misma. Las dos construcciones forman parte, junto al baptisterio y el camposanto, de un destacado conjunto arquitectónico que se encuentra en la zona denominada como Prado o Plaza de los Milagro. La Torre de Pisa se empezó a levantar el 9 de agosto del año 1173 y se terminó el año 1271. Aunque se pretendía que permaneciera en posición vertical, debido a la inestabilidad del terreno en el que fue construida (cerca de la ribera del río Arno), comenzó a inclinarse incluso desde el periodo en que fue construida, a razón de 1,1 minutos de grado cada año. El arquitecto Bonano Pisano, la empezó a construir en 1173, como un campanario exento, pero lo hizo sobre un terreno cuyo subsuelo era inestable. Con una cimentación de tan solo 5 m de profundidad, la torre debía medir 55 metros de altura, pero al poco de empezar las obras la torre empezó a hundirse.Bonano, temiendo por su reputación, mandó para las obras que reemprendió más adelante. Calendario de construcción de la Torre

Calendario de construcción de la Torre

En la primera parte de la construcción que llegó hasta las tres primeras plantas, la torre ya empezó a inclinarse, por lo que las obras estuvieron paradas hasta el 1272, reemprendiéndose su construcción definitiva el 1380.Por tanto es una torre de estilo Románico pero que se construyó durante dos siglos. La torre finalmente alcanzó los 58 metros de altura, con un diámetro de 13 m, y 14.2oo T de peso, descansa sobre una zapata circular de 18 m de diámetro, con un canto de cerca de 5 con estas características, transmite al terreno tensiones superiores a 5 kg/cm2. Descansa sobre restos etruscos y romanos. Hoy sabemos que bajo la torre hay dos capas de terreno arcilloso y una capa de arenas intermedia. Capas de terreno bajo la Torre de Pisa

Capas de terreno bajo la Torre de Pisa

A través de los sondeos, sabemos que bajo la capa de limos arenosos de muy baja plasticidad (IP=13% de resistencia no drenada de 0.63 kg/cm2), hay un estrato de arcilla Pancone, compuesta de otros tres subestratos, entre los cuales hay una capa de arena de 2 m de espesor. La potencia de las arcillas, de 12 m, tiene una resistencia baja, entre 0.5 kg/cm2 y 1.6 kg/cm2 . Así pues estos materiales, de alta compresibilidad, presentaban resistencias diferentes según su orientación, con lo que el asentamiento de la torre, se dirigía hacia las zonas más débiles y compresibles.

Evolución de su inclinación

De Terzaghi aprendimos la teoría de la consolidación unidireccional, donde las arcillas, según su permeabilidad van perdiendo la humedad intersticial, según su indice de huecos ocupados, bajo presión. El fenómeno de drenaje de las arcillas es lento, y según el modelo propuesto se comporta como un muelle que se comprime. Pero este muelle, en el caso de la torre, presenta rigideces diferentes según la orientación del terreno, causando mayores asientos, lo cual implica una mayor inclinación por giro de la zapata. Precisamente, el hecho de que la torre estuviera parada en periodos largos, favoreció la consolidación de la cimentación, y pudo con el tiempo soportar mayores presiones. Tal vez de haberse construido de manera continuada, se habría producido el colapso, la no poder soportar todo el peso. Si bien durante los últimos dos siglos se han producido varias intervenciones para intentar paliar el problema, la última actuación llevada a cabo, consiste en una idea que, por su simpleza, parece hasta imposible: sacar tierra del lado opuesto a su inclinación para recuperar el equilibrio, colocando un pesado contrapeso para contrarestar la presión. Pero ,¿qué gracia tendría la torre recta?