Módulo de reacción del suelo determinado en función a su esfuerzo admisible y compresibilidad, comparado con el método de los elementos finitos y su influencia en el diseño estructural de la cimentación en suelo cohesivo del Cusco – 2022

Abstract

El módulo de reacción del suelo es clave en el diseño de cimentaciones sobre suelos cohesivos, ya que influye en la distribución de esfuerzos, momentos flectores y asentamientos. Los métodos analíticos convencionales, aunque ampliamente utilizados, simplifican la respuesta del terreno al asumir comportamiento elástico, lo que puede comprometer la precisión estructural. En contraste, los enfoques numéricos permiten modelar con mayor fidelidad la interacción suelo–estructura y capturar la no linealidad del material. La aplicación exclusiva del método analítico puede generar errores en la estimación de esfuerzos y asentamientos diferenciales, derivando en diseños con refuerzo de acero sobredimensionado o insuficiente. Esta limitación motivó el desarrollo de una metodología más confiable para analizar cimentaciones en suelos cohesivos del Cusco (2022), considerando la magnitud y distribución de las cargas transmitidas por columnas. El estudio comparó el enfoque analítico con el método numérico mediante elementos finitos, empleando el modelo constitutivo de Mohr-Coulomb. Se evaluaron coeficientes de reacción, requerimientos de acero y asentamientos verticales. Los resultados mostraron que el análisis numérico ofrece mejor representatividad, revelando la variabilidad del módulo de reacción y la redistribución de esfuerzos y momentos en la losa. Se detectaron diferencias significativas: el refuerzo varió hasta un 38.9% en la dirección corta y 109.2% en la larga. Además, los desplazamientos máximos y mínimos cambiaron en magnitud y ubicación. Esto evidencia que el enfoque tradicional tiende a subestimar zonas críticas de flexión y asentamiento.