Arthur Casagrande: El hombre que hizo medible la tierra

Existe una pequeña taza de latón, montada sobre una leva, que se encuentra en todos los laboratorios de suelos del mundo. Se llena con arcilla húmeda, se hace un surco en el medio y se gira una manivela para que la taza caiga a una distancia fija, una y otra vez, hasta que el surco se cierra. El número de golpes indica algo exacto sobre el suelo. Antes de que Arthur Casagrande construyera ese dispositivo, los ingenieros juzgaban la arcilla amasándola entre sus dedos y formando una opinión. Después, dos laboratorios en continentes diferentes podían analizar el mismo suelo y obtener la misma respuesta. Esa es, a grandes rasgos, la historia de cómo la ingeniería de cimentaciones dejó de ser un oficio artesanal.

Ajdovščina, Viena y un violín

Casagrande nació el 28 de agosto de 1902 en Ajdovščina, entonces parte del Imperio austrohúngaro y hoy en Eslovenia. Fue un niño prodigio del violín antes de dedicarse a la ingeniería, y provenía de una familia que ya estaba en la profesión. Cursó su primer año de escuela en Linz, se mudó a Trieste, pasó por la Realschule y se graduó en ingeniería civil en la Technische Hochschule de Viena en 1924, permaneciendo como asistente a tiempo completo del profesor Schaffernak en el laboratorio de hidráulica.

Su padre murió ese mismo año. El Imperio austrohúngaro de la posguerra se había colapsado y no tenía trabajo para los jóvenes ingenieros, así que en 1926, a pesar de las objeciones de su madre y de su profesor, zarpó hacia Nueva York.

Un encuentro fortuito

Estados Unidos no fue amable de inmediato. Trabajó como detallista de acero para Carnegie Steel en Nueva Jersey. Luego, mientras realizaba una entrevista para un puesto en el MIT, conoció a Karl Terzaghi —el ingeniero austriaco que acababa de inventar toda la base teórica de la mecánica de suelos— y le ofrecieron un trabajo en el acto como asistente privado de Terzaghi.

De 1926 a 1932, Casagrande fue asistente de investigación en la Oficina de Caminos Públicos de los EE. UU., asignado al MIT, realizando pruebas de suelos para Terzaghi. Cuando Terzaghi regresó a Viena en 1929, Casagrande lo acompañó para establecer un laboratorio de mecánica de suelos, recorrió otros laboratorios europeos y regresó al MIT sabiendo más sobre el lado práctico de ese joven campo que casi cualquier otra persona.

Haciendo que el suelo sea medible

Terzaghi había proporcionado la teoría. Casagrande suministró los instrumentos, y la diferencia es más importante de lo que parece.

El suelo no es un material fabricado. Dos arcillas que parecen idénticas pueden comportarse de manera completamente diferente bajo un edificio, y hasta la década de 1930 no existía una forma acordada de describir la diferencia. La arcilla atraviesa estados a medida que absorbe agua: quebradiza cuando está seca, plástica en el medio y efectivamente líquida cuando está saturada. Los contenidos de agua en los que cruza entre esos estados —los límites de Atterberg— la caracterizan de manera útil. Pero medirlos dependía de los dedos y el juicio del técnico.

El laboratorio de Casagrande en el MIT produjo todo un aparato de objetividad: el dispositivo de límite líquido, la prueba de hidrómetro, la prueba capilar horizontal, el edómetro para medir la compresión y la caja de corte. Introdujo la prueba de corte triaxial en Estados Unidos, fue uno de los primeros en estudiar cómo el suelo cambia de volumen a medida que se corta, reconoció lo que sucede con la presión del agua entre los granos durante el corte sin drenaje, y desarrolló el procedimiento que los ingenieros todavía usan para determinar la presión de preconsolidación de una arcilla: la carga más grande que ha soportado en su pasado geológico, que rige cuánto se asentará bajo una nueva carga.

Durante la Segunda Guerra Mundial, convirtió todo esto en sistemas de clasificación para el Cuerpo de Ingenieros del Ejército y la Oficina de Reclamación, de modo que a cualquier suelo se le pudiera asignar una categoría que predijera su comportamiento ingenieril. Ese principio sobrevive como el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos.

Harvard

Se unió a Harvard en 1932 como profesor asistente y, ante la insistencia de Terzaghi, obtuvo un doctorado en la Universidad Técnica de Viena ese mismo año, ya que hasta entonces no tenía ninguno. En Harvard, construyó un programa de posgrado en mecánica de suelos que creció de doce estudiantes a más de ochenta después de la guerra, y en 1946 recibió una cátedra recién creada en mecánica de suelos e ingeniería de cimentaciones. El énfasis del programa en el trabajo de laboratorio y el análisis de filtraciones se convirtió en el modelo copiado en todo el mundo. Entre 1942 y 1944, hizo pasar a unos cuatrocientos oficiales del ejército por cursos intensivos de cuatro semanas sobre construcción de aeródromos para el Cuerpo de Ingenieros.

Su acto de organización más trascendental ocurrió antes. En 1936 convocó la Primera Conferencia Internacional sobre Mecánica de Suelos e Ingeniería de Cimentaciones, una idea que el propio Terzaghi consideró demasiado arriesgada para intentarla. Funcionó, estableció la mecánica de suelos como indispensable para la ingeniería civil y produjo lo que ahora es la Sociedad Internacional de Mecánica de Suelos y Geotecnia, a la que Casagrande sirvió como presidente de 1961 a 1965.

Licuefacción y presas

Su artículo de 1936 sobre las características de los suelos sin cohesión que afectan la estabilidad de las laderas y los terraplenes abordó un fenómeno que denominó para el campo: licuefacción.

Vale la pena explicar el mecanismo claramente, porque mata gente. La arena suelta por debajo del nivel freático se asienta como un esqueleto de granos con agua en los huecos. Si se sacude —por un terremoto, una explosión, una carga rápida—, los granos intentan reorganizarse en un empaquetamiento más denso. El agua no puede escapar lo suficientemente rápido, por lo que asume la carga. La presión en el agua de los poros aumenta, los granos dejan de presionarse unos contra otros y, durante unos segundos, el suelo no tiene ninguna resistencia. Se comporta como un líquido pesado. Los edificios se hunden; las presas de tierra se desplazan.

Casagrande pasó el resto de su carrera estudiando esto y las filtraciones, asesorando sobre presas de tierra en tres continentes, sobre los cimientos del Aeropuerto Logan de Boston, sobre el efecto de la carga de explosión atómica en los terraplenes del Canal de Panamá y en la investigación de la falla de la presa Teton. Característicamente, más tarde abogó por restringir la palabra licuefacción a casos de deformación-ablandamiento drástico que producen un flujo genuino, en lugar de permitir que se expandiera hasta convertirse en un término general.

Por qué se llama genio a Arthur

La afirmación se basa en un tipo de inteligencia específica y subestimada: saber que una ciencia es imposible hasta que sus cantidades puedan medirse dos veces de la misma manera. Terzaghi produjo los conceptos; Casagrande produjo las pruebas, los aparatos, la clasificación y el programa de enseñanza que permitieron a los ingenieros comunes usarlos, y luego construyó la institución internacional a través de la cual el campo podía discutir consigo mismo. Convocar la conferencia de 1936 contra el consejo de su mentor fue la decisión fundamental de su vida, y fue acertada. Sus instrumentos todavía están en los bancos de trabajo noventa años después, lo cual es una vida útil más larga de la que logran la mayoría de las teorías.

El contraargumento honesto es que fue, y siguió siendo en gran medida, el segundo hombre. La teoría fundacional de la mecánica de suelos —esfuerzo efectivo, consolidación— es de Terzaghi, y el gran salto conceptual no fue de Casagrande. Sus propias contribuciones son empíricas: procedimientos, dispositivos, clasificaciones y correlaciones, inmensamente útiles pero no leyes. Hay algo silenciosamente revelador en el hecho de que su honor más distinguido fue ser el primer receptor del Premio Karl Terzaghi, nombrado en honor a su maestro. También llegó a Harvard sin doctorado y lo obtuvo solo porque Terzaghi se lo dijo. Frente a los inventores de teorías es una figura menor; frente a la cuestión de si los edificios se caen, puede importar más.

Legado

Casagrande murió el 6 de septiembre de 1981. Fue el primer Conferenciante Rankine de la Asociación Geotécnica Británica y Conferenciante Terzaghi de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles, y el Premio al Desarrollo Profesional Arthur Casagrande, que apoya a los jóvenes ingenieros geotécnicos, lleva su nombre. La disciplina que ayudó a construir es ahora la razón por la que no es extraño colocar un edificio de gran altura sobre suelo blando. La taza de latón también sigue ahí, sin cambios, haciendo exactamente lo que él diseñó para que hiciera.