De la calicata al gemelo geotécnico: digitalizando el terreno en proyectos complejos – gutec

Introducción

La investigación geotécnica ha sido históricamente el punto ciego de muchos proyectos complejos. Aunque las calicatas, los sondeos y los ensayos in situ o de laboratorio aportan información crítica, la toma de decisiones se ha basado demasiado en informes estáticos, interpretaciones parciales y modelos bidimensionales. La digitalización del terreno, y en particular la creación de gemelos geotécnicos, permite convertir los datos dispersos en un activo vivo, trazable y escalable, que reduce la incertidumbre, sincroniza a las partes interesadas y maximiza la rentabilidad del proyecto.

El objetivo es transformar el ciclo de investigación: capturar desde la calicata y el sondaje en formatos normalizados; consolidar en un repositorio con control de calidad; modelar estratigrafía, hidrogeología y parámetros geomecánicos en 3D/4D; y orquestar la toma de decisiones con simulaciones, análisis de sensibilidad y flujos de aprobación. En este marco, “GUTEC” se posiciona como metodología y set de prácticas para navegar desde el dato de campo hasta el gemelo geotécnico operativo, integrable con BIM/GIS y listo para obra y explotación.

Visión, valores y propuesta

Enfoque en resultados y medición

La visión es clara: cada metro de calicata y cada golpe de SPT deben traducirse en conocimiento accionable, medible y reutilizable en todo el ciclo de vida del activo. La misión: implantar un flujo de extremo a extremo que convierta el dato geotécnico en ventaja competitiva. Para ello, se establecen métricas de negocio y técnicas que guían la toma de decisiones.

Métricas clave que se proponen para medir el éxito de la digitalización geotécnica:

• Leads/solicitudes atendidas y tasa de conversión de ofertas a contratos de investigación geotécnica (objetivo 25–40%).
• Tiempo de ciclo desde campaña de campo hasta modelo 3D validado (objetivo -30%).
• Índices técnicos: cobertura de investigación (m/m²), densidad de control (puntos/ha), COV de parámetros críticos (cu_undrained, φ’, c’, E), índice de fiabilidad β por estado límite.
• NPS de stakeholders (ingeniería, constructora, promotor y dirección facultativa) ≥ 60.
• Reducción de RFI/órdenes de cambio por incertidumbre geotécnica (objetivo -50%) y variación de coste por unidad de obra (objetivo -15 a -25%).

La propuesta de valor se articula sobre cuatro pilares: datos normalizados y trazables; integración GeoBIM y colaboración; analítica con incertidumbre explícita; y gobernanza con controles de calidad y auditoría.

Servicios, perfiles y rendimiento

Portafolio y perfiles profesionales

El portafolio GUTEC cubre el ciclo completo: planificación de investigación, ejecución en campo, gestión de muestras, ensayo, control de calidad de datos, modelado geotécnico 3D/4D, integración BIM/GIS, simulación de comportamiento y soporte a decisiones constructivas. Entre los perfiles clave se incluyen: geólogo/geotécnico de campo con captura digital, coordinador de laboratorio, data manager AGS/DIGGS, modelador geotécnico 3D, especialista en BIM/IFC y coordinador de riesgos constructivos.

Servicios característicos:

• Plan director de investigación geotécnica basado en riesgos, con zonificación y matrices de cobertura objetivo.
• Campañas de calicatas, sondeos y ensayos in situ con formularios móviles, georreferenciación y QA en origen.
• Laboratorio con cadena de custodia digital, codificación de muestras y validación de resultados.
• Normalización AGS/DIGGS, control de calidad semántico y geoespacial, y versionado de datasets.
• Modelo geotécnico 3D/4D (estratigrafía, hidrogeología, propiedades) con superficies y volúmenes parametrizados.
• Integración con BIM (IFC 4.3) y GIS corporativo para coordinación de diseño, obra y mantenimiento.
• Simulación y diseño asistido: empujes, asientos, estabilidad de taludes, interacción suelo-estructura.
• Gobernanza, auditoría y compliance con Eurocódigo 7, guías nacionales y mejores prácticas.

Proceso operativo

1. Definición de objetivos y estados límite: establecer KPIs técnicos y de negocio, riesgos y tolerancias.
2. Zonificación y cobertura: segmentar el emplazamiento por litologías, actividad geodinámica y sensibilidad constructiva.
3. Plan de investigación: seleccionar métodos (calicatas, SPT/CPTu, presiómetro, dilatómetro, geofísica, piezómetros) y densidades.
4. Ejecución digital: capturar en campo con formularios estandarizados, control de calidad en origen y georreferencias precisas.
5. Laboratorio y QA/QC: cadena de custodia, codificación unívoca de muestras, resultados trazables y validación comparativa.
6. Modelado y análisis: consolidación de datos, superficies 3D, mallas, zonificación de parámetros y simulación de escenarios.
7. Gobernanza y entrega: revisión por pares, auditoría, publicación del gemelo geotécnico y planes de monitorización.

Cuadros y ejemplos

Representación, campañas y/o producción

Desarrollo profesional y gestión

La representación de la realidad del terreno en proyectos complejos requiere gestionar la cadena de valor con rigor: desde el scouting de técnicas adecuadas en fase temprana hasta la negociación de alcances, la planificación de ventanas de trabajo, la supervisión de contratistas y el aseguramiento de la calidad. El enfoque GUTEC orienta la producción de campañas con un plan operativo granular y dashboards en tiempo real que garantizan trazabilidad, seguridad y eficiencia.

El proceso parte de una matriz de riesgos: subsidencia, empujes, licuefacción, colapsabilidad, expansividad, suelos agresivos, karstificación, nivel freático variable, etc. Con base en esta matriz, se priorizan áreas y técnicas; por ejemplo, calicatas para mapeo superficial y control de rellenos, sondeos con SPT para estratigrafía y consistencia, CPTu/DMT para perfiles continuos de resistencia y rigidez, y piezometría para régimen hidrogeológico. La representación en un gemelo digital 3D/4D conecta estos datos con fases constructivas y estados transitorios.

• Checklist 1: permisos, interferencias y seguridad (servicios enterrados, accesos, residuos, EHS).
• Checklist 2: control metrológico (calibraciones, equipos, tolerancias, verificación de GPS/RTK).
• Checklist 3: QA/QC en campo (formularios, fotografías georreferenciadas, firmas, incidencias y retrabajo).

Contenido y/o medios que convierten

Mensajes, formatos y conversiones

Para generar adopción interna y externa, el contenido debe transmitir valor con ejemplos, métricas y comparativas. Formatos efectivos incluyen hojas ejecutivas con ROI, secuencias de “antes/después” del modelo 3D, historias de reducción de riesgos y paneles en vivo. Los hooks se centran en resultados: menos incidencias, mejores diseños, ahorros por optimización de cimentaciones y muros, y mayores certezas en obra.

Los CTA pueden orientar a una demo del gemelo geotécnico, una auditoría del plan de investigación o un piloto en un tramo definido. La prueba social se apoya en casos auditados y conformidad con normas reconocidas (Eurocódigo 7, guías de carreteras, estándares de datos). Se recomiendan pruebas A/B de propuestas: enfoque minimalista (KPIs y gráficos) vs. enfoque explicativo (diagramas y narrativa técnica) y evaluación de impacto en conversión.

Workflow de producción

1. Brief creativo: problema del cliente, estado actual, costes de la incertidumbre, metas y KPIs.
2. Guion modular: retos del terreno, plan GUTEC, resultados esperados y evidencia técnica.
3. Grabación/ejecución: capturas del modelo, paneles y animaciones de fases constructivas.
4. Edición/optimización: visuales claros, etiquetas, escalas, intervalos de confianza y enlaces a métricas.
5. QA y versiones: revisión técnica, verificación de datos y sincronización con última versión del gemelo.

Formación y empleabilidad

Catálogo orientado a la demanda

• Fundamentos de investigación geotécnica basada en riesgos y cobertura óptima.
• Normalización de datos geotécnicos: AGS, DIGGS y control de calidad.
• Modelado geotécnico 3D/4D e integración GeoBIM (IFC 4.3 + GIS).
• Diseño asistido por gemelo: cimentaciones, muros, taludes y fases constructivas.

Metodología

Los programas incluyen módulos teórico-prácticos, ejercicios con datasets reales, prácticas en campo y laboratorio digital, evaluaciones por proyecto y feedback técnico personalizado. Se incorpora una bolsa de trabajo y prácticas con partners de ingeniería y construcción. La evaluación se centra en entrega de un gemelo geotécnico mínimo viable (MVP) con trazabilidad y KPIs definidos.

Modalidades

• Presencial/online/híbrida con laboratorios virtuales y datasets compartidos.
• Grupos/tutorías con mentorías técnicas por expertos en geotecnia y BIM/GIS.
• Calendarios e incorporación continua, con microcredenciales por módulo.

Procesos operativos y estándares de calidad

De la solicitud a la ejecución

1. Diagnóstico: evaluación del emplazamiento, revisión de información existente y establecimiento de riesgos prioritarios.
2. Propuesta: definición de alcance modular (mínimo, recomendado, óptimo), KPIs, cronograma y coste-valor.
3. Preproducción: permisos, proveedores, seguridad, logística, formularios digitales y cadena de custodia.
4. Ejecución: campaña de campo, laboratorio, control de calidad, normalización y carga en repositorio.
5. Cierre y mejora continua: modelado, análisis, revisión por pares, lecciones aprendidas y actualización del manual del proyecto.

Control de calidad

• Checklists por servicio: calicatas, sondeos, ensayos in situ y laboratorio con criterios de aceptación.
• Roles y escalado: responsable de QA datos, revisor técnico, auditor externo y comité de cambios.
• Indicadores (conversión, NPS, alcance): KPIs de negocio y técnicos en un panel integrador.

Casos y escenarios de aplicación

Escenario 1: Plataforma logística en rellenos heterogéneos

Situación: terreno con rellenos antrópicos y nivel freático somero. Riesgos: asientos diferenciales y baja capacidad portante. Enfoque: campaña con calicatas densas, SPT en malla, CPTu en áreas críticas y piezómetros. Integración: normalización AGS, modelo 3D de rellenos y limos, y mapeo de cu_v y OCR. Diseño asistido: mejoramiento por precarga y columnas de grava; compactación dinámica en zonas acotadas. KPI: COV(E_sv) -40%, reclasificación de 18% del área a tratamiento más ligero, reducción de coste de movimiento de tierras y tratamientos en 17%, tiempo de diseño -28%, RFI por asiento -60% en ejecución.

Escenario 2: Intercambiador urbano con muros pantalla

Situación: excavación profunda en entorno urbano, estratos alternos de arenas y arcillas sobre basamento. Riesgos: empujes, desplazamientos y control de filtraciones. Enfoque: sondeos con SPT y muestras inalteradas, piezometría en doble nivel, DMT y geofísica sísmica superficial. Gemelo 4D con fases de excavación y arriostramiento, calibración con back-analysis de campañas históricas locales. KPI: probabilidad de exceder movimiento objetivo en coronación -65%, ajuste de armado y canto del muro (-8% de acero), reducción de bombeo previsto -22%, variabilidad de empujes (P–P95) -35%, y plazos de revisiones -30%.

Escenario 3: Trazado ferroviario en macizos rocosos karstificados

Situación: alineación con túneles y viaductos; macizo calizo con cavidades y zonas meteorizadas. Riesgos: oquedades, inestabilidades y variación abrupta de resistencia. Enfoque: sondeos carotados profundos, televiewer, Lugeon, geofísica (tomografía eléctrica y sísmica), cartografía estructural y drones. Gemelo con sólidos litotécnicos, estructuras kársticas y anisotropías principales. KPI: reducción de contingencias por inestabilidad -20%, longitud de sostenimiento pesado -12%, incremento de confiabilidad β de estabilidad local de hastiales 1.8→3.2, y ahorro CAPEX del 6.5% mediante optimización de tratamientos y sostenimientos.

Guías paso a paso y plantillas

Guía 1: De la calicata al dataset normalizado

• Planificar calicatas con malla y objetivos (reconocimiento de rellenos/colmataciones y contactos).
• Capturar datos con formulario digital: coordenadas, estratigrafía, humedad, densidad, fotos y muestras.
• Etiquetar muestras con códigos únicos y registrar cadena de custodia.

Guía 2: De ensayos a parámetros con incertidumbre

• Validar SPT/CPTu/DMT: correcciones, calibraciones y consistencia con litología.
• Derivar parámetros (φ’, c’, E, k) con correlaciones justificadas y rangos de confianza.
• Construir distribuciones probabilísticas por unidad geotécnica y calcular COV/percentiles.

Guión o checklist adicional: Del dataset al gemelo geotécnico 3D/4D

• Interpolar superficies y crear sólidos con control de plausibilidad y verificación cruzada.
• Asignar propiedades y estados hidrológicos por escenario de obra (seco/lluvia/acuífero).
• Publicar en visor GeoBIM y documentar supuestos, versiones y limitaciones.

Recursos internos y externos (sin enlaces)

Recursos internos

• Catálogos/guías/plantillas: formularios de campo, plantillas AGS, checklist QA/QC y matrices de riesgos.
• Estándares de marca y guiones: nomenclatura de unidades, codificación de muestras y estilos de visualización.
• Comunidad/bolsa de trabajo: red de laboratorios, perforistas, geofísicos y modeladores 3D.

Recursos externos de referencia

• Buenas prácticas y manuales: guías de cimentaciones, circulares geotécnicas y manuales de investigación.
• Normativas/criterios técnicos: Eurocódigo 7, estándares de datos AGS/DIGGS e IFC 4.3.
• Indicadores de evaluación: matrices de cobertura, curvas ROC de decisiones y fiabilidad β por estado límite.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se empieza si ya existe una investigación geotécnica previa?

Se realiza una auditoría de datos: digitalización/normalización, control de calidad, brechas de cobertura y compatibilidad con el alcance. Se priorizan sondeos/calicatas complementarias y se construye un gemelo MVP que incorpore la incertidumbre y habilite decisiones incrementales.

¿Qué diferencia hay entre un modelo 3D geológico y un gemelo geotécnico?

El modelo geológico describe unidades y contactos; el gemelo geotécnico añade propiedades mecánicas/hidráulicas, estados transitorios, incertidumbre cuantificada, vínculos con BIM/GIS y flujos de decisión y control de cambios.

¿Qué ahorro puede esperarse al implantar esta metodología?

En proyectos complejos, se observan reducciones del 15–25% en sobrecostes por terreno, disminución del 20–35% en tiempos de diseño, y menor probabilidad de reclamaciones por imprevistos del subsuelo. El ROI depende del riesgo intrínseco y del grado de integración GeoBIM.

¿Cómo se gobierna la calidad cuando intervienen varios proveedores?

Mediante plantillas comunes de captura, normalización AGS/DIGGS, repositorio central con versionado, roles de QA/QC definidos, revisión por pares y auditoría. Se emplean matrices de aceptación y trazabilidad de cambios.

Conclusión y llamada a la acción

Pasar de la calicata al gemelo geotécnico convierte el dato del terreno en un activo estratégico. Con una metodología orientada a riesgos, normalización de datos, integración GeoBIM y gobernanza, los proyectos ganan velocidad y certidumbre: menos cambios, diseños más optimizados y ejecución más predecible. El siguiente paso recomendado es un piloto acotado con KPIs definidos, para validar in situ los beneficios y escalar con seguridad.

Glosario

Calicata

Excavación superficial para observación directa de estratos, toma de muestras y verificación de rellenos.

Gemelo geotécnico

Modelo vivo del terreno con propiedades, incertidumbre y estados transitorios, integrado con procesos de diseño y obra.

AGS/DIGGS

Estándares abiertos para intercambio de datos geotécnicos, que aseguran interoperabilidad y trazabilidad.

IFC 4.3

Especificación de buildingSMART para intercambio de información de infraestructuras y elementos lineales, integrable con geotecnia.