Juan Burland

Tras el derrumbe de la Torre Cívica de Pavía en 1989, que causó la muerte de cuatro personas, la estabilidad de la torre de Pisa fue ampliamente cuestionada. En marzo de 1990, el Gobierno de Italia solicitó a Burland que formara parte de un comité de 14 miembros encargado de estabilizar la Torre Inclinada de Pisa. Con una participación directa en el proyecto durante 11 años, Burland realizó importantes contribuciones a la obra, que implicó un enfoque innovador para contrarrestar la precaria inclinación de la torre. El proyecto tenía como objetivo garantizar la estabilidad a largo plazo de la estructura histórica sin comprometer su integridad. ^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]}

Burland y su equipo se enfrentaron a numerosos desafíos, entre ellos la comprensión de la compleja mecánica del suelo y las técnicas de construcción históricas de la torre. La torre, asentada sobre suelos débiles y altamente compresibles, se ha inclinado cada vez más a lo largo de los siglos, alcanzando un estado de inestabilidad que, a finales del siglo XX, amenazaba con provocar un derrumbe. Burland concluyó que cualquier intento de alterar o reforzar el terreno en el lado sur, como mediante el apuntalamiento o la inyección de lechada , sería extremadamente peligroso debido al estado precario de la torre y a la alta tensión sobre su mampostería , con el consiguiente riesgo de colapso. ^{[ 35 ]}

De acuerdo con los estándares internacionales de conservación para monumentos históricos valiosos, cualquier intervención debía afectar mínimamente su integridad, preservando su historia y artesanía, con pocos o ningún cambio visible. El enfoque de Burland incluyó medidas de estabilización tanto temporales como permanentes. Inicialmente, la estabilización temporal se logró aplicando 900 toneladas de contrapesos de plomo en el lado norte de los cimientos, utilizando un anillo de hormigón pretensado . Este método, junto con la predicción precisa del comportamiento de la torre mediante modelos numéricos, fue crucial para estabilizarla mientras se desarrollaban las soluciones permanentes. La solución permanente tenía como objetivo reducir la inclinación de la torre en aproximadamente un 10 %, una estrategia que se esperaba prolongara significativamente la vida útil de la torre sin acciones invasivas como apuntalamiento o recalce. ^{[ 29 ]}

El proceso de extracción de tierra utilizado en el proyecto de la Torre Inclinada de Pisa fue un aspecto fundamental de los trabajos de estabilización. Esta técnica consistió en la cuidadosa remoción de tierra de debajo del lado norte de los cimientos de la torre. Esta extracción estratégica permitió una reducción controlada y gradual de la inclinación de la torre, disminuyendo la tensión en la mampostería y mejorando la estabilidad de la estructura. La implementación de este método por parte de Burland fue crucial para lograr la reducción deseada de la inclinación de la torre sin intervenciones estructurales invasivas. ^{[ 36 ]}

Durante muchos años se había considerado la propuesta de construir un aparcamiento subterráneo para los miembros del Parlamento en Westminster. Finalmente se optó por New Palace Yard a pesar de los desafíos de ingeniería que planteaba la proximidad de edificios importantes. El proyecto consistía en la construcción de un aparcamiento subterráneo de 18,5 metros de profundidad muy cerca del histórico Palacio de Westminster, incluyendo el Westminster Hall , la Cámara de los Comunes y la Torre del Reloj Big Ben. ^{[ 37 ]}

El diseño estuvo fuertemente influenciado por consideraciones geotécnicas. Burland personalmente separó e inspeccionó muestras de suelo de arcilla de Londres de numerosos sondeos en el sitio. La arcilla de Londres es un medio ideal para excavaciones profundas, ya que tiene buena resistencia al corte y baja permeabilidad . Sin embargo, es susceptible a cambios volumétricos dependiendo de su contenido de humedad. ^{[ 38 ] [ 39 ]}

El análisis de Burland reveló que las finas capas de limo y arena dentro de la estructura de la arcilla londinense en New Palace Yard eran problemáticas, lo que generaba la posibilidad de flujo a través del suelo. Burland identificó que las presiones del agua intersticial en la arcilla estaban en equilibrio hidrostático con el nivel freático en la grava suprayacente, e insistió en la necesidad de tomar medidas especiales para prevenir el riesgo de un levantamiento hidráulico catastrófico de la base de la excavación durante la construcción. ^{[ 40 ]}

Se realizó un análisis de elementos finitos para comprender el comportamiento de la estructura y el terreno circundante, utilizando parámetros del suelo derivados de mediciones a escala real en el área de Londres. Burland y su equipo supervisaron un programa de monitoreo integral, observando el movimiento de los edificios cercanos, el desplazamiento de los muros de contención , el levantamiento de la base y la verticalidad de la Torre del Reloj Big Ben. Se registraron movimientos significativos del terreno, tanto verticales como horizontales, que se extendieron a más de tres veces la profundidad de la excavación. Se compararon los movimientos previstos y medidos, y se analizaron sus efectos en los edificios circundantes. ^{[ 37 ]}

Se optó por un muro pantalla de hormigón armado , apuntalado por losas de hormigón permanentes, para minimizar el movimiento del terreno. La construcción comenzó en julio de 1972 y finalizó en septiembre de 1974, realizándose con éxito la excavación principal bajo la supervisión de Burland, entre abril y noviembre de 1973. ^{[ 37 ]}

El trabajo de Burland ha incluido docencia, investigación y publicaciones sobre numerosos temas de ingeniería geotécnica, incluidos los principios y limitaciones del uso de la tensión efectiva en ciertas condiciones del suelo, ^{[ 6 ]} la interacción suelo-estructura , ^{[ 41 ]} la influencia de los movimientos de cimentación en el rendimiento de los edificios cerca de excavaciones, ^{[ 42 ] [ 43 ]} excavaciones profundas y túneles , ^{[ 44 ] [ 45 ]} cimentaciones sobre pilotes , ^{[ 46 ] [ 47 ]} cimentaciones en terrenos difíciles, incluidas arcillas retráctiles y expansivas , ^{[ 48 ]} el comportamiento mecánico de suelos no saturados , ^{[ 49 ]} y la resistencia y rigidez de las arcillas. ^{[ 13 ] [ 50 ] [ 51 ]}

Además de su labor docente e investigadora universitaria, Burland ha aparecido en varios medios de comunicación para explicar la mecánica de suelos a un público amplio. ^{[ 52 ] [ 20 ]} Fue orador invitado en el Día de Terzaghi de 2023, que celebra anualmente el Geo-Instituto de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles en el cumpleaños de Karl von Terzaghi . ^{[ 53 ]}

La investigación doctoral de Burland sobre mecánica de suelos en estado crítico lo llevó a cuestionar varios aspectos del modelo constitutivo de Cam Clay para arcillas reconstituidas, y condujo al desarrollo del Modelo Cam-Clay Modificado . ^{[ 54 ] [ 55 ]}