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La presente página se desglosa en los apartados de INTRODUCCIÓN,  TERRAPLENES, ANTECEDENTES, ENFOQUES, SUPERFICIE FREÁTICA, MECÁNICA DE TALUDES PÉTREOS, MOVIMIENTOS DE MASAS, DIAPOSITIVAS, VIDEOS, ENLACES  y CUESTIONARIO


INTRODUCCIÓN.

Reciben el nombre de desprendimiento, los colapsos repentinos de taludes verticales o casi verticales. En dichos taludes se pude producir el desprendimiento de uno o de múltiples bloques que se precipitan hacia el suelo en caída libreConsultar: http://www.unesco.org.uy/phi/libros/obrashidraul/Cap2.html.

Cuando el movimiento de uno o varios bloques pétreos se produce a lo largo de una superficie de ruptura, se dice que se ha producido un derrumbe planar. Los derrumbes de las masas pétreas también pueden ser rotacionales.

TERRAPLENES.

En los terraplenes, cuando la magnitud de los eventos hidrometereológicos supera ciertos límites, la desestabilización de taludes de terraplenes localizados en las proximidades de la red hidrográfica, puede añadir una mayor conflictividad al drenaje de las aguas pluviales.

En esas circunstancias, la pérdida de estabilidad de las masas de tierra, puede llegar a producir efectos ambientales directos o indirectos.

Por efectos directos, se entiendeConsultar: Guía Ambiental para la estabilidad de taludes de depósitos de desechos sólidos de mina. Ministerio de Energía y Minas. Dirección General de Asuntos Ambientales. Eerik A. Renta. Shepherd Miller. Inc. :

  • La pérdida de vidas humanas.

  • La destrucción de flora y fauna.

Las tierras de los terraplenes situados en las proximidades a causes hidrográficos pueden ser arrastradas por las aguas y acabar impidiendo el libre transito de las mismas, hacia sus puntos de vertido, situación que puede acarrear graves problemas para las áreas urbanas que se encuentran aguas abajoConsultar: Guía Ambiental para la estabilidad de taludes de depósitos de desechos sólidos de mina. Ministerio de Energía y Minas. Dirección General de Asuntos Ambientales. Eerik A. Renta. Shepherd Miller. Inc. .

Hay que tener en cuenta que los terraplenes de tierras, arenas y gravas manifiestan una cierta propensión a la licuefacción cuando se encuentran saturados de agua.

Como se insiste, el almacenamiento de tierras puede ser desaconsejable en la proximidad a la red hidrográfica.

Desafortunadamente, la pronunciada orografía de determinados lugares, como pueden ser las islas occidentales de Canarias, propicia una notable ausencia de áreas planas, por lo que se hace necesario la construcción de terraplenes, que suelen localizarse en las proximidades de la red de barrancos de dichas islas, en estas operaciones de terraplenado, se suelen utilizar las cabeceras y las márgenes de barrancos de escaso desarrollo.

En estas operaciones de terraplenado se efectúan los análisis pertinentes en orden asegurar su estabilidad.

ANTECEDENTES.

Coulomb fue el primero en afrontar el cálculo analítico de la estabilidad de los taludesConsultar: Artemio Cuenca Payá. Comentarios sobre el cálculo de taludes. Laboratorio de Carreteras. Alicante. Durante el siglo XVIII, se desarrolló un método de cuñas que se enfocaba al análisis de la actividad de muros de contención y que también podía ser aplicado al estudio de la estabilidad de taludes sin contenciónConsultar: Artemio Cuenca Payá. Comentarios sobre el cálculo de taludes. Laboratorio de Carreteras. Alicante. Fellenius desarrolló en 1910, un método de análisis de estabilidad de taludes de cuñas. En 1916 se comenzó a utilizar el Método de rebanadas solo para suelos no cohesivos. Hacia 1936 se consigue unificar la metodología para resolver problemas de estabilidad en suelo con cohesión y rozamiento interno y se introduce el Principio de las Presiones Efectivas, establecido por Terzaghi en 1926Consultar: Artemio Cuenca Payá. Comentarios sobre el cálculo de taludes. Laboratorio de Carreteras. Alicante. Los modernos métodos de cálculo, se comenzaron a utilizar hacia 1954 con el Método de Bishop (para roturas circulares). En 1956 se propone el Método de Janbu, para determinar las condiciones de estabilidad para superficies no circularesConsultar: Artemio Cuenca Payá. Comentarios sobre el cálculo de taludes. Laboratorio de Carreteras. Alicante.

Con la introducción del ordenador se produjo un apoyo decidido a la metodología basada en Elementos Finitos.

En la actualidad es posible encontrar numerosas aplicaciones informáticas que permiten el cálculo de taludes.

ENFOQUES.

Cuando se aborda la cuestión de la construcción de terraplenes, por lo general, se realizan evaluaciones geomorfológicas de conjunto (terraplenes y cauce de barranco) con objeto de determinar a largo plazo, la estabilidad del sistemaConsultar: Guía Ambiental para la estabilidad de taludes de depósitos de desechos sólidos de mina. Ministerio de Energía y Minas. Dirección General de Asuntos Ambientales. Eerik A. Renta. Shepherd Miller. Inc. .

También se suelen adoptar medidas de protección adecuadas para preservar la estabilidad de los terraplenes y de sus cimientos de la acción erosiva del agua, ya sea esta interna o externa.

Dentro de las medidas de protección que se adoptan, se efectúan los cálculos necesarios para establecer la magnitud de las avenidas extremas y su periodo de retorno.

Cuando se efectúan estos cálculos se puede adoptarConsultar: Guía Ambiental para la estabilidad de taludes de depósitos de desechos sólidos de mina. Ministerio de Energía y Minas. Dirección General de Asuntos Ambientales. Eerik A. Renta. Shepherd Miller. Inc. :

  • Un enfoque probabilístico.

  • Un enfoque deterministas.

Cuando se adopta un enfoque probabilístico, el máximo interés de la evaluación se centra en establecer el Periodo de Retorno de la avenida extrema (como mínimo se adopta un periodo de retorno de 100 años).

Para establecer el Periodo de Retorno se realizan estudios estadísticos de eventos hidrometereológicos acontecidos en el pasado.

En el enfoque determinista, lo que se intenta es establecer la magnitud de la avenida, considerando que esta se produce en circunstancias extremas.

Cuando se determina a magnitud de una avenida extrema, con el enfoque determinista, se hace preciso, en primer lugar, establecer el nivel de riesgo que se puede asociar a la producción del evento.Consultar: Guía Ambiental para la estabilidad de taludes de depósitos de desechos sólidos de mina. Ministerio de Energía y Minas. Dirección General de Asuntos Ambientales. Eerik A. Renta. Shepherd Miller. Inc.

En la estimación del nivel de riesgo hay que tener en cuenta factores comoConsultar: Guía Ambiental para la estabilidad de taludes de depósitos de desechos sólidos de mina. Ministerio de Energía y Minas. Dirección General de Asuntos Ambientales. Eerik A. Renta. Shepherd Miller. Inc. :

  • Probabilidad de pérdida de vidas humanas.

  • Posible cuantía de daños materiales.

De este modo, se hace necesario, distinguir entre:

  • Alto riesgo.

  • Riesgo moderado.

  • Bajo riesgo.

En la organización de terraplenes es preciso disponer de Consultar: Guía Ambiental para la estabilidad de taludes de depósitos de desechos sólidos de mina. Ministerio de Energía y Minas. Dirección General de Asuntos Ambientales. Eerik A. Renta. Shepherd Miller. Inc. :

  • Análisis geológicos: estratigrafías, historiales de deposición y erosión, etc.

  • Análisis hidrológicos (sondeos): definición de acuíferos, acuinclusos, etc., de su conductividad hidráulica, sistemas de flujo subterráneos locales y territoriales (drenaje dentro de los terraplenes), etc.

  • Análisis geotécnicos (ensayos).

  • Análisis climático.

  • Cartografía del lugar: planos con curvas de nivel (topográficos) a escala 1:5.000, perfiles del terreno, planos de cobertura vegetal (muy importante), parcelarios, sistemas infraestructurales, redes viarias, etc.

Conviene también, pensar en acciones previsibles, sobre los terraplenes, en la producción de accidentes y en posibles actuaciones negligentes que puedan afectar a la estabilidad de los taludes.

SUPERFICIE FREÁTICA.

En el análisis de estabilidad de taludes se hace preciso también señalar donde se ubica la superficie freática con el objeto de determinar las presiones de poros estáticas iniciales de los depósitosConsultar: Guía Ambiental para la estabilidad de taludes de depósitos de desechos sólidos de mina. Ministerio de Energía y Minas. Dirección General de Asuntos Ambientales. Eerik A. Renta. Shepherd Miller. Inc. .

Los análisis de estabilidad de taludes suelen tener una gran complejidad, ya que en estos análisis es preciso disponer de datos sobre:

  • Presión de poros de los depósitos.

  • Esfuerzos cortantes que se están produciendo en los depósitos.

  • Resistencia al corte que se están dando en el seno de los depósitos.

Se hace necesario conocer la presión de poros por que esta presión (presión intersticial) afecta a la resistencia al corte produciendo reacciones diferentes frente a diversas condiciones de carga en los depósitos.

La presión del agua en poros del material depositado se suele medir con piezómetros, cuando se está en el entendimiento que dicha presión afecta de un modo crítico al análisis de estabilidad del conjunto.

Para analizar la estabilidad de taludes en depósitos se siguen los siguientes pasosConsultar: Guía Ambiental para la estabilidad de taludes de depósitos de desechos sólidos de mina. Ministerio de Energía y Minas. Dirección General de Asuntos Ambientales. Eerik A. Renta. Shepherd Miller. Inc. :

  • Selección de configuración interna del almacenamiento de tierras.

  • Establecimiento de taludes de prueba.

  • Predicción de ubicación de superficies freáticas.

  • Estimación de presiones iniciales estáticas del agua en los poros del material depositado.

  • Determinación de la elevación del terraplén capaz de generar presión excedente en poros, tanto en material depositado como en material de cimentación.

Dados estos pasos, cuando no es posible asegurar la estabilidad de los taludes de prueba dentro de un determinado margen de seguridad, se hace necesario reiniciar el proceso descrito modificando parámetros o rediseñar los rellenos.

También hay que tener en cuenta que las condiciones reales que después se presentan en el funcionamiento de los depósitos suelen presentar cierta complejidad debido a la gran variedad de opciones que se presentan cuando se procede a construir los terraplenesConsultar: Guía Ambiental para la estabilidad de taludes de depósitos de desechos sólidos de mina. Ministerio de Energía y Minas. Dirección General de Asuntos Ambientales. Eerik A. Renta. Shepherd Miller. Inc. .

La fiabilidad de los factores de seguridad calculados está asociada al grado con que los parámetros iniciales de cálculo coinciden con los parámetros reales que se están dando en los depósitos (densidad, cohesión, ángulo de rozamiento interno, presiones intersticiales, etc.).

El empleo de factores de seguridad en los análisis de estabilidad contribuye aConsultar: Guía Ambiental para la estabilidad de taludes de depósitos de desechos sólidos de mina. Ministerio de Energía y Minas. Dirección General de Asuntos Ambientales. Eerik A. Renta. Shepherd Miller. Inc. :

  • Determinar el margen de error que se puede producir entre los valores iniciales de los parámetros y sus valores reales, medidos a posteriori.

  • Limita las deformaciones plásticas que se producen cuando las magnitudes de los esfuerzos cortantes producidos se acercan a la resistencia al corte del suelo.

En el sentido de lo expuesto, cuando se incrementa los valores de los factores de seguridad se adquiere la certidumbre de que las deformaciones que se producen en los depósitos están dentro límites tolerablesConsultar: Guía Ambiental para la estabilidad de taludes de depósitos de desechos sólidos de mina. Ministerio de Energía y Minas. Dirección General de Asuntos Ambientales. Eerik A. Renta. Shepherd Miller. Inc. .

La selección del método de cálculo del Factor de Seguridad (FS), más adecuado depende sobre todo de la geometría de la línea de rotura estimada y de los parámetros geotécnicos del terrenoConsultar: Artemio Cuenca Payá. Comentarios sobre el cálculo de taludes. Laboratorio de Carreteras. Alicante.

MECÁNICA DE TALUDES PÉTREOS.

En lo referente a la estabilidad de los rellenos o terraplenes, en la actualidad se puede contar con los métodos de cálculo y de construcción adecuados para asegurar su estabilidad dentro de unos determinados márgenes de seguridad, tal como se ha tenido ocasión de señalar, en los apartados anteriores.

Sin embargo, no se puede asegurar los mismo, de los taludes naturales.Fuente propia: Talud petreo. S/C. de La Palma.Fuente propia: Talud petreo. S/C. de La Palma.

Como sabemos, las islas Canarias son de naturaleza volcánica con un régimen de lluvias que no permiten la existencia de ríos, lagos, etc..

En islas frondosas, como puede ser la isla de La Palma, existen arroyos de aguas, pero los caudales de los mismos son insignificantes, si se intenta una comparación con los caudales de los ríos que se pueden encontrar en otras áreas del planeta.

La red hidrográfica de Canarias, está entonces constituida por barrancos, que evacuan las escorrentías de las aguas pluviales, solo cuando las precipitaciones son abundantes.

Dada la gran altura que tienen la mayoría de las islas Canarias, la red hidrográfica se encuentra muy encajonada, y cuenta con una gran abundancia de taludes pétreos, que cuando se desploman, en el transcurso de ciertas tormentas, pueden producir abundante material de acarreo, que al aparecer en los asentamientos urbanos localizados aguas abajo, producen problemas graves e importantes, con pérdida de vidas humanas en algunos casos e importantes daños materiales.

Hay que tener en cuenta también, que la red hidrográfica de las islas, se ha ido construyendo a golpe de tormentas, un ejemplo para ilustrar este comentario, es lo acaecido en las inundaciones de Tenerife del 31 de marzo del 2002, en la cabecera del Barranco de Guaire Bajo.

Dicha cabecera antes de la tormenta, era una franja de rocas de 2 metros de ancho, después de la tormenta (232.6 litros/ m2 en 2 horas), se convirtió en un socavón de 8 metros de ancho. Las huertas, los jardines, grandes cantos rodados, parte de la red viaria localizada en este lugar, etc., fueron a dar a las calles de S/C. de Tenerife cuando se produjo la inundación del 2002.Fuente propia: Erosión de estratos. Isla de Tenerife.Fuente propia: Estratos. Isla de Tenerife.

Lo sucedido en dichas inundaciones ha producido una gran sensibilización de la opinión pública en Canarias.

9 barrancos del municipio de S/C de Tenerife van a ser reformados para evitar que se reproduzcan acontecimientos similares a los causados por el temporal del 2002.

Los trabajos de reforma de parte de la red hidrográfica de S/C, costarán unos 9.2 millones de €.

Por todo lo que se viene exponiendo, parece razonable, dedicar también un apartado, a los taludes naturales de formaciones pétreas.

En los taludes de las formaciones pétreas ciertas rocas muestran tendencia a la alteración o degradación a causa de las condiciones climáticas o del aguaConsultar: El comportamiento de la roca en taludes. Richard E. Goodman. .

Ciertos materiales pétreos tienden a fracturarse o disgregarse permitiendo el incremento del flujo de agua en su interior.

El agua subterránea puede actuar con importantes presiones sobre las discontinuidades en sustratos de suelos sedimentarios blandos, materiales de relleno porosos, etc.

Estas actuaciones del agua subterránea puede propiciar la desestabilización de los taludes.Fuente propia: Barranco de Santos. S/C. de Tenerife.Fuente propia: Barranco de Santos. S/C. de Tenerife

Los taludes naturales, pueden tener problemas, sobre todo y como se insiste, durante el transcurso de tormentas. El ablandamiento de arcillas, por ejemplo, puede ser causa de notorios incidentes.

Los procesos erosivos internos o externos de materiales meteorizados pueden producir el desplome de taludes.

El colapso de taludes, por lo general está precedido por la aparición de ciertas señales indicadoras que deben ser tenidas en cuenta a fin de adoptar las oportunas medidas de prevenciónConsultar: El comportamiento de la roca en taludes. Richard E. Goodman. .

Los taludes, sin embargo, pueden tener movimientos imperceptibles que los pueden llevar a su completo colapso sin que ello pueda ser previsto.

Es muy frecuente observar superficies expuestas en fallas, planos de estratificación o cualquier otro tipo de discontinuidad.

Fuente propia: Estratos. Isla de Tenerife.Fuente propia: Estratos. Isla de Tenerife.Dichas superficies pueden constituirse, en un momento dado, en superficies críticas de deslizamiento cuando se produce un movimiento de envergadura.

En las formaciones pétreas que presentan discontinuidades escalonadas, es muy posible que el colapso de taludes se produzca por volteo de masas.

La existencia de grietas en V de cierta profundidad pueden estar señalando la actuación de un mecanismo de volteo de talud.

La aparición de determinadas fisuras en depósitos de material pueden indicar lo que está sucediendo.

El movimiento de un depósito sobre una superficie de deslizamiento se manifiesta con la aparición de grietas de cierta longitud, de trayectoria lineal o ondulada que se corresponden con la existencia de superficies críticas de deslizamiento, ya que dichas grietas se disponen en la dirección perpendicular a la ruta de desplazamiento de los depósitos.

La aparición de fisuras de discontinuidad en masas pétreas y de cavidades puede ser un indicador de la existencia de movimiento deslizante de bloques pétreos.

MOVIMIENTOS DE MASAS.

En los movimientos de masas pétreas se pueden distinguir, entre otrosConsultar: El comportamiento de la roca en taludes. Richard E. Goodman. :Fuente propia: Barranco de Santos. S/C. de Tenerife.Fuente propia. Barranco de Santos. S/C. de Tenerife.

  • Los hundimientos.

  • La erosión (interna y externa).

  • Los desprendimientos.

  • Las fracturas.

  • Los deslizamientos en bloque o en cuña.

  • Los volteos.

En las masas rocosas con ciertos contenidos en arcillas se acaban generando hundimientos por ablandamiento de las arcillas a causa de la acción de las aguas.

Los procesos erosivos producidos por la actuación de las aguas pueden ser de naturaleza interna o externa.

La erosión interna se produce sobre todo en sedimentos limosos poco cementados que se mantienen en contacto con sustratos de rocas duras con fracturas abiertasConsultar: El comportamiento de la roca en taludes. Richard E. Goodman. .

En las formaciones pétreas de rocas volcánicas se suelen dar estas circunstancias.

En la alternancia de estratos que se dan en las formaciones de rocas volcánicas, cuando los suelos erosionables se encuentran bajo rocas con fracturas abiertas, la filtración del agua propicia el arrastre de finos y esta situación es la que acaba poniendo en riesgo de colapso las mencionadas estructuras, por socavación de soporte.DSC00204-1.JPG (94398 bytes)

Los desprendimientos por erosión progresiva de bloques pétreos que integran los taludes es un proceso de desgaste gradual por meteorización y transporte gravitacional.

Las rocas altamente fisurables, como pueden se las rocas basálticas columnares, pueden producir grande conos de deyección durante el transcurso de estos procesos erosivosConsultar: El comportamiento de la roca en taludes. Richard E. Goodman.

Hay que tener en cuenta, que según se encuentren dispuestos los taludes, las piedras que se desprenden pueden convertirse en proyectiles.

La fractura de masas pétreas en capas son peligrosas y destructivas por que pueden ocurrir de un modo totalmente imprevistoConsultar: El comportamiento de la roca en taludes. Richard E. Goodman. .

Cuando los taludes son muy altos, el volumen de material desprendido puede ser considerable aunque la capa desprendida sea de escaso espesor.

El deslizamiento en bloque solo se produce cuando, sobre el plano de deslizamiento, una masa pétrea rompe sus vínculos de unión con su entorno.

Esto puede acontecer a causa de la erosión, la existencia de fallas, etcConsultar: El comportamiento de la roca en taludes. Richard E. Goodman. .

DIAPOSITIVAS.

VIDEOS.

ENLACES.

1.- La estructura de la red de drenaje. Trabajo de máximo interés.

2.- Soluciones. Empresa Constructora Medioambiental. Información de interés.

3.-  Página de Fortex.

4.- North American Green.

5.-  Fabricante de geotextiles.

6.- Página de Projar.S.A.

7.- Página de Zencotech.

8.- Software para el cálculo de estabilidad de taludes. Salazar Ferro. Ingenieros S.A.

9.- Página de Tenax.

10.- Página de Geo&soft.

11.- Página de Tensar earth Technologies, Inc.

12.- Talartos S.L.

13.- Proyecto de explotación subterránea de canteras. 

14.- Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para obras de carreteras y puentes. 

15.- Importante. Normativa.

CUESTIONARIO

1.- Reciben el nombre de desprendimiento, los colapsos repentinos de taludes verticales o casi verticales. En dichos taludes se pude producir el desprendimiento de uno o de múltiples bloques que se precipitan hacia el suelo en caída libre.

Todo esto es cierto:

a) Si*

b) No

2.- Cuando el movimiento de uno o varios bloques pétreos se produce a lo largo de una superficie de ruptura, se dice que se ha producido un derrumbe planar.

Ello es cierto:

a) Si*

b) No

3.- Los terraplenes de tierras, arenas y gravas no manifiestan ninguna propensión a la licuefacción cuando se encuentran saturados de agua.

Esto es cierto:

a) Si

b) No*

4.- Cuando se efectúan estos cálculos de estabilidad de taludes se puede adoptar un enfoque probabilístico o un enfoque determinista.

Todo ello es cierto:

a) Si*

b) No

5.- Los análisis de estabilidad de taludes suelen tener en cuenta; la presión de poros de los depósitos, los esfuerzos cortantes que se producen en los depósitos y la resistencia al corte se se está dando en el seno de los depósitos.

Todo esto es cierto:

a) Si*

b) No

6.- La presión del agua en poros del material depositado se suele medir con piezómetros, cuando se está en el entendimiento que dicha presión afecta de un modo crítico al análisis de estabilidad del conjunto.

Ello es cierto:

a) Si*

b) No

7.- En los taludes de las formaciones pétreas ciertas rocas muestran tendencia a la alteración o degradación a causa de las condiciones climáticas o del agua.

Esto es cierto:

a) Si*

b) No

 


Actualizado 07/03/12

 ©  Contenido: Juan Carratalá Fuentes y Pablo Adelto Hernández Ortega