TALUD; Clasificación, diseño y recomendaciones

En el vasto mundo de la ingeniería civil, uno de los elementos que a menudo pasa desapercibido pero que juega un papel crucial en la estabilidad y seguridad de muchas estructuras es el “talud”.

Estas pendientes naturales o artificiales, ya sea en carreteras, presas o cualquier otro proyecto de construcción, requieren un diseño meticuloso y una comprensión profunda para garantizar que no solo cumplan con su función, sino que también se mantengan seguras a lo largo del tiempo.

El talud no es simplemente un montón de tierra inclinada. Su clasificación, diseño y las recomendaciones asociadas son esenciales para cualquier ingeniero que busque crear estructuras duraderas y seguras. En este post explicaremos sus diferentes tipos, los principios detrás de su diseño y las mejores prácticas recomendadas para su implementación y mantenimiento.

¿Qué es un talud?

Este término puede ser confuso, se refiere a una superficie inclinada con respecto a la horizontal, adoptando esa posición de forma temporal o permanente en la mayoría de los casos, suelen ser estructuras compuestas del mismo suelo, roca, concreto armado u otro material que pueda contener la presión ocasionada por el suelo (ver figura 02).

Analizar un talud de la forma ideal es primordial a la hora de construir una obra civil o proyecto arquitectónico.

Cortes de taludes utilizados en la Fortaleza San Nicolás en Croacia

Partes de un talud

Tipos de taludes

• Naturales: Son formados por la naturaleza a través de la historia geológica, conocidos generalmente como laderas.
• Artificiales: Necesitan de la intervención del hombre y son ejecutados para construir carreteras, represas ferrocarriles, etc.

Los estudios en el área de la geotecnia indican que entre mayor sea el ángulo de inclinación de un talud, menor es su FS; en otras palabras, la inestabilidad de un talud también depende de que tan inclinado sea este. En general se recomienda un ángulo máximo de 45° para la estabilización.

Muy importante utilizar equipo de topografía antes de realizar cortes de taludes, esto nos hará realizar un presupuesto con mayor precisión en nuestros proyectos.

Sistemas de contención en laderas

• Bermas y cunetones
• Malla de triple torsión
• Muro de contención
• Barrera dinámica

Círculo de falla

El círculo de falla es un estudio físico matemático que se desarrolla en el área de la geotecnia, simulando el plano de falla que se origina con los deslizamientos en taludes, el círculo se proyecta con un radio imaginario en el cual se definen los esfuerzos de resistencia y de cortante.

Los esfuerzos resistentes dependen de las propiedades mecánicas del suelo (cohesión existente entre sus partículas y su grado de fricción) y como su nombre lo indica, son los que resisten los esfuerzos generados por el peso de la masa de suelo que se desplaza y las cargas adicionales que se trasmiten sobre el talud.

Movimiento de deslizamiento en taludes

El deslizamiento es un fenómeno geotécnico que se refiere al movimiento descendente y hacia afuera de una masa de suelo, roca o una combinación de ambos, a lo largo de una superficie de ruptura. Este movimiento es impulsado principalmente por la fuerza de gravedad y puede ser acelerado por diversos factores, tales como la saturación de agua, la erosión, sismos, actividades humanas inadecuadas, entre otros.

Existen diferentes tipos de deslizamientos, y su clasificación se basa en la naturaleza del material involucrado (ya sea suelo, roca o una mezcla de ambos) y en la forma de la superficie de deslizamiento (plana, curva o irregular). Algunos de los deslizamientos más comunes incluyen:

• Deslizamientos rotacionales: Donde la superficie de ruptura es curva, y la masa de suelo o roca se desplaza rotando alrededor de un eje.
• Deslizamientos translacionales: En estos, la superficie de ruptura es más plana y el movimiento es más horizontal que rotacional.
• Flujos de lodo: Movimientos rápidos de masas de suelo saturadas de agua que se desplazan cuesta abajo.

Es importante comprender la naturaleza y las causas de los deslizamientos para poder implementar medidas preventivas y de mitigación adecuadas, especialmente en zonas propensas a estos fenómenos. La evaluación de la estabilidad de taludes y la monitorización constante son herramientas clave en la prevención de deslizamientos y en la protección de infraestructuras y comunidades.

Causas de movimientos en taludes

Los taludes son estructuras geotécnicas que pueden experimentar movimientos o deslizamientos debido a diversas causas. Estos movimientos ocurren cuando la resistencia del suelo o roca que conforma el talud es superada por las fuerzas que actúan sobre él.

• Suelos no estables: Algunos lugares presentan suelos intrínsecamente inestables que, bajo ciertas condiciones, pueden deslizarse a lo largo de superficies de falla preexistentes o recién formadas.
• Presencia de agua: La acumulación o infiltración de agua en un talud puede reducir la cohesión entre las partículas del suelo, haciendo que este se vuelva más susceptible a deslizamientos. La saturación de agua puede generar presiones intersticiales que disminuyen la resistencia del suelo.
• Fuerzas externas: Además de la gravedad, que siempre actúa sobre el talud, pueden existir otras fuerzas externas, como cargas excéntricas, vibraciones o movimientos sísmicos, que incrementen la posibilidad de un deslizamiento.
• Disminución de la resistencia del suelo: Factores como la erosión, la alteración mineralógica o la degradación de la materia orgánica pueden reducir la resistencia del suelo. Cuando las fuerzas que promueven el movimiento superan a las que se oponen a él, se produce una falla en el talud.

Tipos de suelos en taludes

• No cohesivos
• Cohesivos

Suelos no cohesivos (arenas puras) C=0

Suelos granulares o arenas puras, la superficie de falla es plana. Los taludes construidos sobre macizos no cohesivos, serán estables si el ángulo de inclinación del talud es menor que el ángulo de fricción interna de la arena, o sea que el ángulo de fricción interna natural de la  arena esté en equilibrio plástico.

Suelos cohesivos C≠0

La superficie de falla es curva o circular, por lo tanto el análisis en la estabilidad del talud se aplicarán los métodos de diseño de estabilidad de talud que se mencionan aquí.

La superficie de falla son curvas o circulares. Por lo tanto el análisis de la estabilidad de un suelo cohesivo se aplica a los métodos de estabilidad de taludes que se van a explicar.

Suelos cohesivos con taludes muy inclinados

Suelos cohesivos: El ángulo de inclinación del talud es superior al ángulo de fricción interna ß=f. La superficie de ruptura se profundiza indefinidamente.

En suelos cohesivos con taludes muy inclinados la falla ocurre a lo largo de superficies circulares restringidas a una zona superficial de espesor Z1, la estabilidad de taludes en este tipo de suelos debe ser muy analizada si en la parte superior se pretende realizar construcciones.

La superficie del talud puede tener planos de ruptura rectos, estos pueden ser sustituidos para el estudio práctico por superficies de ruptura circulares o de espirales logarítmicas.

• La ruptura ocurre a lo largo de superficies circulares restringidas a una zona superficial Z1, β>φ.
• La superficie del talud puede tener planos de estructuras rectas.
• Parámetros de resistencia al esfuerzo cortante que deben usarse en los diferentes análisis de estabilidad.

Derrumbe de talud

Un derrumbe de talud, también conocido como deslizamiento o desprendimiento, se refiere al desplazamiento brusco y repentino de una porción de terreno que conforma un talud o pendiente.

Este fenómeno puede ser causado por una variedad de factores, entre los que destacan la saturación de agua en el suelo debido a lluvias intensas, la erosión, actividades humanas como excavaciones o sobrecargas, y movimientos sísmicos.

La estructura y composición del suelo, así como la inclinación y altura del talud, son factores determinantes en su estabilidad. Un derrumbe no solo representa un riesgo para las infraestructuras cercanas, sino también para las personas, ya que puede ocurrir sin previo aviso. Por ello, es esencial llevar a cabo estudios geotécnicos y de estabilidad en zonas propensas a estos eventos, implementando medidas preventivas y de mitigación para garantizar la seguridad.

Falla en un talud

Ocurre como un deslizamiento de la masa de suelo, actuando como un sólido de cuerpo rígido que se desliza a lo largo de la falla, afectando mucho la estabilidad del talud en gran medida.

Tipos de falla más comunes

• Falla local.
• Por el pie del talud.
• Deslizamiento en laderas naturales sobre superficies de falla preexistentes: El más sencillo es el que aparece en laderas formadas por depósitos de talud sobre otros materiales firmes estratificados.
• Por movimiento de talud.
• Falla de la base o cimentación del talud.
• Colapso por rotación: Es una superficie de falla curva, a lo largo de la cual ocurre el movimiento de talud.
• Fallas por traslación: Ocurre a lo largo de superficies débiles estos suelen ser horizontales o menos inclinados.
• Flujo: Asemeja al flujo de un líquido viscoso, pueden ocurrir en cualquier forma no cementada.
• Por erosión: Mas común en superficies provocadas por el arrastre del viento, agua, etc.
• Deslizamiento superficial: Depende del tiempo y el clima.
• Licuefacción: Se da cuando esta de una forma mas o menos firme a la correspondiente a una suspensión.
• Falla por capacidad soportante.

Superficies de falla

Superficies curvas

Propuesta por Collin en 1845, perfeccionado por Peterson en 1916 en Suecia, y Fellenius en 1927 fue el creador del método Sueco que es el que más se acerca a la realidad.

Superficies planas: Coulomb

Superficie de la espiral logarítmica

Fue propuesta en 1935 por Rendulio e inmediatamente después Taylor llegó a resultados iguales.

Causa de las fallas en un talud

Forma de actuación del agente que produce el deslizamiento, el más importante es el agua los cuales provocan las siguientes características en un talud:

• Aumento de peso.
• Disminución de cortante.
• Disminución de la cohesión.
• Aumento de las opresiones o presión hidrostáticas a través de los planos en que actúan.

Agentes que ocasionan deslizamientos en un talud

Predisponen, facilitan y cooperan al deslizamiento:

• Formación geológica.
• Morfológico – Topográfico.
• Climático – Hidrológico.
• Gravedad.
• Calor solar.
• Tipo de vegetación.

Agentes efectivos

• Pluviosidad.
• Capacidad de disolución química.

Inmediatos

• Lluvia intensa.
• Sismo.
• Acción del hombre.

Causas

• Internas: Factores que reducen la resistencia.
• Externas: Factores que aumentan las tensiones cortantes.
• Intermediarias: Licuefacción espontánea, descanso rápido del nivel del agua.

Efecto del agua en los taludes

La presencia de agua en zonas donde tenemos presente un talud, nos da lugar a afectaciones muy negativas en la estabilidad de los taludes por las razones que se detallan a continuación:

• La presencia de agua en un talud disminuye la resistencia a la rotura en muchas superficies de la misma, y tener agua en las grietas de tracción las cuales reducen las fuerzas que tienden a provocar un deslizamiento en esta zona.
• Tener un talud saturado de agua hace que se incremente el peso del terreno.
• La mayoría de suelos y principalmente los arcillosos presentan un proceso de meteorización muy rápido cuando se presenta agua superficial.
• Una escorrentía de agua superficial produce una erosión en los materiales blandos como la arcilla.
• El agua presente en un talud puede provocar una licuefacción en los materiales no cohesivos cuando esta anula las presiones afectivas.
• Producen cambios en la composición mineralógica de los materiales del talud.
• En el caso de los taludes rocosos esta estabilidad se observa afectada por la presencia de aguas en los contactos de los estratos de suelos.

En este caso el peso específico del suelo en función del grado de saturación que presenta el mismo está dado por la siguiente fórmula:

γ=γd+(S/100)nγw

donde:

• γd: peso específico del material seco
• S: grado de saturación en porcentaje
• n: porosidad en tanto por uno
• γ: densidad el agua

el peso específico seco:

γd=γs*(1-n)

donde:

γs: peso específico de las partículas.

sustituyendo:

γ=γs(1-n)+(S/100)n*γw

Al peso del material seco le sumamos el peso del agua que contiene, para poder obtener el peso del suelo con el agua.

Planteamiento del deslizamiento de taludes y laderas

La información proporcionada es para obtener un inventario de deslizamientos de tierra en la zona del Distrito Central, principalmente el estudio se ha llevado a cabo en las zonas del “Edén” y la “Nueva Santa Rosa” del Distrito Central de Honduras.

Definimos un deslizamiento como un movimiento de una masa de roca, detritos o tierra pendiente abajo, bajo la acción de la gravedad, cuando el esfuerzo de corte excede el esfuerzo de resistencia del material.

Es bueno que cuando se identifican escarpes de deslizamiento en el campo, deben seguirse tomando con GPS los puntos que se pueden reconocer de forma visible como los límites del deslizamiento, y posteriormente se realiza un trabajo de gabinete, para que en base a las curvas de ladera definir la zona afectada por el movimiento y la zona de impacto. 

Al identificar el escarpe hay que tratar de buscar el escarpe superior, el que está a mayor altura y que limita el movimiento, pues es común que aparezcan escarpes secundarios en la zona afectada por el deslizamiento.

Hacerlo en todas las zonas que se encuentren vulnerables, para la realización de obras de mitigación, antes de cualquier obra estructural que pueda llevarse a cabo.

Desarrollo del análisis en deslizamientos de tierra

El procedimiento utilizado ha sido la fotointerpretación, capacitación que nos brindaron los maestros que integran el grupo JICA, especialistas en el tema, logrando identificar varios lugares de interés para luego analizar los datos tanto en campo como en oficina, utilizando los siguientes métodos:

• Fotointerpretación (uso de estereoscopios).
• Visitas de campo a los sitios identificados en el mapa (uso de cámaras, GPS, brújulas, niveles, cinta métricas).

Penetrómetro usado en el sitio para darnos una idea del tipo de suelo presente en el lugar y tomar datos de una forma rápida de varios puntos para el análisis posterior.

Instrumento usado para hacer los perfiles en campo, mediciones horizontales, verticales y con ángulos.

Modalidades de medición con el instrumento para obtener los niveles

Al encender el aparato, para obtener las mediciones se activará la última modalidad de medición utilizada. Se necesita pulsar el botón de encendido para mostrar la modalidad de medición anterior o la siguiente.

La figura muestra los seis tipos distintos de mediciones que puede tomar el instrumento, muy útil en campo para llevar poco equipaje y recorrer grandes distancias en el día.

Uso de tecnología con GPS Diferencial para la recolección de datos topográficos en el lugar indicado.

Antena de GPS Diferencial

Recolección de datos en campo con los maestros de JICA y realización de análisis en oficina.

Análisis esquemático del deslizamiento “El Berrinche”, Tegucigalpa, Honduras

Factores que ocasionaron este deslizamiento en la zona “El Berrinche” en Tegucigalpa:

• Agua subterránea presente en pie de ladera.
• Terreno inestable.
• Sobrecarga del terreno, construcciones sin control de drenajes.
• Deforestación en toda la zona.

Conclusiones

Causas de los deslizamientos en la Nueva Santa Rosa:

Según el análisis interpretado con fotointerpretación, visitas de campo, antecedentes de los deslizamientos, geomorfología y tipo de comportamiento del terreno se puede deducir que es la consecuencia de un complejo campo de esfuerzos que está activo en una masa de roca o de suelo en la pendiente, básicamente, los parámetros más determinantes se detallan en las fotografías para su apreciación.

Mapa geológico realizado por la Cooperación Técnica Italiana, ITS. LOTTI & ASSOCIATI

En cuanto a la formación geológica, podemos apreciar que según este mapa realizado por Lotti, presenta en la mayor parte de la zona como una formación de Valle de Ángeles correspondiente a la formación del río Chiquito, el cual está compuesto por limolitas, lutitas y arenitas rojas hemafíricas con intercalación de calizas silicificadas (KC), entre tanto en la visita a campo se han observado que también donde se produce la corona del escarpe se muestran dos estratos compuestos por Valle de Ángeles y Padre Miguel.

Perfil de elevación

Zona donde se produjo el deslizamiento combinado de estas laderas y taludes.

Recomendaciones sobre el análisis de deslizamientos de taludes y laderas

• Canalizaciones.
• Construcción de muro de gaviones.
• Uso de mallas de acero en desprendimientos inestables.
• Uso de vegetación en la mayor parte de la zona erosionada.
• Construcción de cunetas en calles y callejones.

Impresionantes deslizamientos de laderas

En la siguiente infografía se observa un pequeño esquema que muestra los seis orígenes de fallas en laderas.

En el siguiente esquema se observa un flujo de detritos de magnitud muy considerable, se aprecia un esquema del flujo de detritos;

El siguiente esquema es un deslizamiento traslacional, se aprecian los escarpes y las grietas ocasionadas antes de su movimiento, indicios de que posiblemente iba a ocurrir este fenómeno catastrófico.

Ahora miramos un impresionante desprendimiento de rocas ocurrido en un acantilado:

Esquema de flujo de suelo

El siguiente vídeo muestra una volcadura de bloques, que viene de la parte más alta como un desprendimiento sin control hasta la autopista de en China, ocurrido el 19 de Julio del 2014:

Esto es lo que pasa cuando se realizan cortes muy verticales en un material suelto como ser la toba volcánica en este caso.

Métodos de diseño de taludes

• Método de Culmana, para taludes naturales.
• Circulo de fricción, aplicado para rellenos de gran altura en carreteras.
• Método de Fellenius, para presas de tierra.
• Bishop.
• Spencer.
• El de Jambu, el cual considera cualquier superficie de ruptura no circular.
• Método de Morgestern and Price, es el método general.

Consideraciones en el diseño de un talud

Diseño límite o análisis límite para taludes.

• Suponer una superficie de falla.
• Aplicar los criterios de resistencia de material que está hecho el talud y compararlos para saber si con esa resistencia el mecanismo adopta una falla.

Factores de seguridad en un talud

Factor de Seguridad: Relación entre valores máximos que resisten (corresponden a la resistencia de los suelos) y los valores que provocan el movimiento.

El factor de seguridad  en un punto del talud depende del plano de falla considerado. Y el Factor de Seguridad a lo largo de una superficie de falla es el que toma en cuenta la tensión cortante disponible y la tensión cortante al equilibrio, es decir la suma de todas las fuerzas actuantes.

Valores de factores de seguridad:

• =1 Equilibrio.
• <1 Seguridad cuestionable.
• 1-1.25 Inestable.
• 1.25-1.40 Seguridad relativa.
• =1.50 Satisfactorio para taludes.
• =1.50 Satisfactorio para taludes de presas de tierra o enrocamiento.

El factor de seguridad para la superficie de falla, se compone con un FSmin = 1.5

• FS=1: equilibrio, tiende a la falla.
• FS>1: relativamente estable.
• FS<1: inestable.

Factores que toma en cuenta Varnes del tipo de movimiento de masas

• Depende del tipo de suelo, arenosos, cohesivos, si el suelo es residual.
• Depende de la geología: forma en como fueron depositados los elementos.
• De la geomorfología.
• Topografías.
• Hidrología Local.

Cuando hay deslizamiento se exige que se verifique la presencia o efecto del agua, es decir ver si existe presión con infiltración y verificar si el suelo está saturado, porque cuando el suelo está saturado se producen movimientos progresivos de la masa.

Los suelos en la naturaleza se presentan de la siguiente manera

• Raramente homogéneas o sea sin estratificación .
• Suelos químicamente homogéneos.
• Suelos sobre-consolidados, presentan fisuras y grietas que constituyen puntos débiles de la estructura y por lo tanto se consideran sin estratificación.

Tipo de suelo: Descripción (según Varnes)

• A: Suelos sueltos, arenas húmedas.
• A1: Mezcla de grasas, arenas y limos sueltos depositados en arcilla.
• B: Suelos suaves, arcillas fisuradas.
• C: Suelos duros con arcillas fisuradas.
• D: Arcillas en extensiones planas con bolsas de arenas o limos.

Agentes y causas de los movimientos (según Guidicine)

Causa: Forma de actuación del agente que produce el deslizamiento, el más importante es el agua, los cuales provocan:

• Aumento de peso.
• Disminución de cortante.
• Disminución de la cohesión.
• Aumento de la presión hidrostáticas a través de los planos en que actúan.

Estabilidad de taludes

Consiste en determinar un ángulo del talud para el cual en condiciones normales, bajo condiciones de agua, un flujo de agua que se produzca sobre la masa de suelo o deformaciones provocadas por cortante de tal manera, que el talud se mantenga en equilibrio plástico.

Esto será posible si en un punto dado se mantienen los esfuerzos del talud provocados dentro de la masa de talud, sean iguales o mayores que la resistencia del suelo.

El análisis de talud debe hacerse tomando en cuenta las fuerzas resistentes como propiedad. Un talud se considera estable si el ángulo de inclinación fuera menor dentro de cierto rango de seguridad que el ángulo calculado, de lo contrario la estabilidad del talud entraría en riesgo.

Estabilidad de taludes de excavación para edificaciones

La seguridad y estabilidad de excavaciones sin soporte se revisará tomando en cuenta la influencia de las condiciones de presión del agua en el subsuelo, así como la profundidad de excavación, la inclinación de los taludes, el riesgo de agrietamiento en la proximidad de la corona y la presencia de grietas u otras discontinuidades.

Se tomará en cuenta que la cohesión de los materiales arcillosos tiende a disminuir con el tiempo, en una proporción que puede alcanzar 30% en un plazo de un mes.

Para el análisis de estabilidad de taludes se debe usar un método de equilibrio límite considerando superficies de falla cinemáticamente posibles, tomando en cuenta en su caso las discontinuidades del suelo. Se incluirá la presencia de sobrecargas en la orilla de la excavación para tales fines.

También deben considerarse mecanismos de extracción de estratos blandos confinados verticalmente por capas más resistentes. Al evaluar estos últimos mecanismos se tomará en cuenta que la resistencia de la arcilla puede alcanzar su valor residual correspondiente a grandes deformaciones.

Se debe tener especial atención a la estabilidad a largo plazo de excavaciones o cortes permanentes que se realicen en el predio de interés.

Tomar las precauciones necesarias para que estos cortes no limiten las posibilidades de construcción en los predios vecinos, no presenten peligro de falla local o general, ni puedan sufrir alteraciones en su geometría por intemperización y erosión, que puedan afectar a la propia construcción, las construcciones vecinas o a los servicios públicos.

Estudios geotécnicos

Además del análisis de estabilidad, el estudio geotécnico deberá incluir en su caso una justificación detallada de las técnicas de estabilización y protección de los cortes propuestas y del procedimiento constructivo especificado.

En los casos que se requiera el uso de entibados, los empujes a los que se encuentran sometidos los anclajes o puntales se estimarán a partir de una envolvente de distribución de presiones determinada por modelaciones analíticas o numéricas y de la experiencia local debidamente sustentada.

En arcillas, la distribución de presiones se debe definir en función del tipo de arcilla, de su grado de fisuramiento y de su reducción de resistencia con el tiempo.

Cuando el nivel freático exista a poca profundidad, los empujes considerados sobre los entibados serán por lo menos iguales a los producidos por el agua.

En el diseño de los entibados también se deben tomar en cuenta el efecto de las sobrecargas debidas al tráfico en la vía pública, al equipo de construcción a las estructuras adyacentes y a cualquier otra carga que deban soportar las paredes de la excavación durante el período de construcción.

En el caso de anclajes precargados, se tomará en cuenta que la precarga aplicada inicialmente puede variar considerablemente con el tiempo por relajación y por efecto de variaciones de temperatura.

Los elementos de soporte deberán diseñarse estructuralmente para resistir las acciones de los empujes y las reacciones de los anclajes o puntales y de su apoyo en el suelo bajo el fondo de la excavación.

Recomendaciones al construir sobre taludes

• No construir sobre taludes que permanecen saturados de agua.
• No construir sobre taludes con un relleno suelto, atención a esto, ya que muchas urbanizaciones lo hacen de esta manera sin ningún control de parte de los entes encargados.
• Tomar mucha atención a suelos blandos al realizar un talud.
• Evitar hacer edificaciones sobre rellenos que fueron mal estabilizados.

Agradeciendo de antemano a los doctores de la “Agencia de Cooperación Internacional del Japón – JICA“, Dr. Hirota y al Dr. Satoru por sus invaluables conocimientos en el área de deslizamientos de masas de tierra; la disciplina, la puntualidad y el humor combinado hacen de ellos un ejemplo a seguir.

Inestabilidad de laderas

Este fenómeno en inestabilidad de laderas lo definimos como un movimiento de masas, ya sea de rocas, detritos o tierra a favor de la pendiente, siempre bajo la influencia directa de la gravedad.

Entre las amenazas geológicas se encuentran

• Sismisidad
• Volcanismo
• Inestabilidad de laderas

Principalmente esta rotura de materiales en las laderas viene ocurriendo cuando la fuerza de gravedad excede el esfuerzo de la roca o dicho suelo del cual está conformada la ladera, ocurriendo un cambio en el equilibrio de la resistencia al corte.

Estas fallas pueden activarse a causa de

• Terremotos
• Erupciones volcánicas
• Precipitaciones
• Erosión
• Aumento de nivel de agua subterránea
• Actividad humana
• Socavamiento de los ríos

La inestabilidad de laderas se deben a dos factores principales

• Intrínsecos (factores condicionantes)
  • Geológicos: Se refieren a la litología, la estratigrafía de la roca, discontinuidades estratigráficas y alteración de las rocas.
  • Hidrológicas: Cambio en las presiones de hidrostáticas y el comportamiento geomecánico.
  • Geomorfológicos:  Áreas con altas pendientes, topografía irregular y la geometría de los taludes.
  • Climáticos: Constituyen factores condicionantes.
• Externos (factores desencadenantes)
  • Naturales: Precipitaciones pluviales, filtración de agua pluvial en los terrenos, variación de temperatura, terremotos.
  • Antrópicos: Deforestación, incendios forestales, corte de taludes para carreteras, asentamiento humano, minería.

Clasificación de la inestabilidad de laderas

• Por grado de actividad
• Por velocidad de propagación de materiales
• Por profundidad de la superficie de rotura
• Por mecanismo de movilización

Clasificación de inestabilidad de laderas según VARNES

Derrumbes y caídas de bloques:

• Es la caída brusca y libre de bloques de gran masa rocosa en seco.

Avalanchas de rocas o detritos:

• Presenta una gran velocidad de la caída de bloques de manera libre.

Volcamiento:

• Es la separación de la parte superior de estrato rocoso y es causado por la acción de la gravedad o procesos tectónicos.

Reptación de suelos:

• Es un desplazamiento lento que afecta los materiales menos cohesivos de la parte superior del suelo, es decir los materiales mas sueltos del terreno.

Deslizamientos:

• Se presenta en laderas muy empinadas con cubiertas muy profundas, la principal característica es la morfología de “cáscara de naranja” lo cual es muy conocido como caminos de vaca con unas ondulaciones muy pequeñas que son deslizamientos rotacionales formando escalones que son aprovechados por el ganado y las personas para caminar sobre ellos.

Coladas de flujos:

• Masas sin cohesión que fluyen y se forman en cualquier material poco consolidado.

Deslizamientos compuestos:

• Se llama así cuando los movimientos de laderas presentan más de un mecanismo de movilización de laderas en diferentes lugares de dicha masa en movimiento.

Para los cálculos de probabilidad de que ocurra estos eventos de inestabilidad de laderas se necesita calcular períodos de retorno de dichos eventos, y se calculan por lo menos con periodos de retorno de 50 años.

Utilizando la siguiente fórmula podemos calcular la probabilidad

P=1-(1-1/T)^n

Donde:

n: período de referencia (30 o quizás 50 años)

T: Período de retorno (Gumbel, etc.)

P: Probabilidad de ocurrencia de un evento de importancia igual o mayor que el evento de período de retorno

Si nos da una probabilidad de:

100-80% la frecuencia es alta con período de retorno de 1-10 años

80-40% la frecuencia es media con período de retorno de 10-50 años

10-40% la frecuencia es baja con período de retorno de 50-200 años

<10% la frecuencia es muy baja con período de retorno de >200 años

La inestabilidad de taludes depende de los siguientes factores

Factores Geomorfológicos

• Topografía de los alrededores del talud
• Distribución de las discontinuidades y estratificaciones

Factores Internos

• Propiedades mecánicas de los suelos constituyentes.
• Estados de esfuerzos actuantes.
• Factores climáticos, concretamente el agua superficial y subterránea.

Es importante tener en cuenta que cuando se persigue asegurar la estabilización una ladera, el factor de seguridad a alcanzar debe ser igual o mayor a 1.5 (FS≥1.5) y para facilitar el aumento al factor de seguridad, se deben realizar sistemas de drenaje que permitan mantener el nivel freático abatido, esto contribuiría al alivio de presión de poros que generan esfuerzos adicionales en la masa que se desplaza.

Gestión de riesgo por inestabilidad de laderas

Definiendo primeramente algunos conceptos que se utilizarán en el trayecto de la explicación.

Gestión

Es un conjunto de acciones, actividades, trabajos, estrategias o esfuerzos que tiene como principal finalidad resolver alguna problemática de cualquier ciudad, país o región.

Amenaza

Se refiere a un evento natural que puede ocasionar un desastre o daño a una comunidad, como por ejemplo:

• Inundaciones
• Deslizamientos de laderas
• Erupciones volcánicas
• Terremotos

Fenómenos que pueden causar desastres

• Tsunami
• Tormentas tropicales
• Huracanes
• Ciclones
• Incendios forestales
• Tornados
• Sismos
• Sequías
• Erupciones volcánicas
• Deslizamientos de laderas
• Erosión
• Avalanchas
• Agrietamientos

Vulnerabilidad

Se define como el nivel de fragilidad o grado de exposición de un conjunto de elementos ante un fenómeno natural que puede ser desastroso.

La vulnerabilidad se evalúa en términos de:

• Nivel de fragilidad
• Grado de exposición

La vulnerabilidad se puede clasificar en

• Física
• Funcional
• Social

Riesgo

El objetivo de la Gestión de Riesgo es preservar la vida de las personas y preservar los bienes económicos. Pero algo que hay que tomar en cuenta es que si hay deslizamientos de laderas u otro fenómeno natural pero no existen casas en dicho lugar, gente o infraestructura cerca, entonces no hay riesgo.

El riesgo y la vulnerabilidad están asociados con las obras que se hacen en dicha ciudad.

Los elementos expuestos se clasifican en

• Pérdidas de vidas
• Pérdidas económicas

Acciones que se deben tomar en cuenta para evaluar un riesgo

• Identificar la amenaza
• Evaluar la vulnerabilidad
• Determinar el nivel de riesgo en función de calidad de vida o pérdidas económicas

Factores condicionantes de un talud

• Factores condicionantes internos
• Factores desencadenantes externos

Estos son algunos fenómenos que inciden en las problemáticas más comunes de inestabilidad de laderas:

El fenómeno de inestabilidad de laderas se presenta a través de una superficie de rotura donde se ha rebasado la resistencia cortante del material, y para que nosotros podamos evaluar si una ladera o talud es estable utilizamos un termino que se llama factor de seguridad, se puede definir en función de fuerza, de esfuerzo o momento y el factor de seguridad se define como la resistencia del terreno entre los esfuerzos que actúan sobre la ladera, como se viene mencionando en los párrafos anteriores.

Fs = Resistencia del terreno / Los esfuerzos que actúan sobre la ladera

Si Fs es 1 nos indica que el talud está a punto de fallar porque las fuerzas resistentes son iguales a los esfuerzos actuantes.

En carreteras y represas generalmente se pide un Factor de Seguridad mínimo de 1.5, en el caso de taludes que presentan población se pide un Factor de Seguridad de 1.7 a 2.0.

Medidas para reducir la vulnerabilidad y el riesgo

• Medidas no estructurales (caso de laderas): difundir conocimientos, preparar a las nuevas generaciones profesionales, dar adiestramientos, como ser el caso de este blog.
• Medidas estructurales: Estabilizar los taludes mediante procesos constructivos como elementos de drenajes, elementos estructurales como muros de gaviones, protección superficial, muros de contención.
• Medidas instrumentales: Como finalidad establecer un sistema de alerta temprana para prevenir a la población de eventos o contingencias que se aproximan, utilizando como instrumentos en su trabajo los inclinómetros, piezómetros, pluviómetros, puntos de nivelación topográficas, extensómetros.

El agua es uno de los principales factores que afectan la estabilidad en las laderas, ¿y por qué afecta la estabilidad?

• El agua aumenta el peso volumétrico de los materiales
• Reduce la resistencia al esfuerzo cortante
• Provoca problemas de erosión interna

La disposición de los estratos en un suelo favorece el fallo a través de una rotura plana, así como una influencia del ángulo de inclinación que tiene un talud y la relación que contiene la pendiente de los estratos, vienen a jugar un papel muy importante en la estabilidad de dicha ladera.

Factores que generan una inestabilidad en las laderas

• Realizar cortes, movimientos de tierra, excavar sin asesoría técnica.
• Diseños inapropiados de estructuras de muros de contención.
• Mala calidad en los materiales usados para mitigar las inestabilidades.
• Laderas con mal drenaje de aguas.

¿Te interesa saber cuáles son las medidas recomendadas, y forma correcta de instalar un sanitario y lavamanos en tu baño?, puedes leer más en el siguiente artículo:

Medidas correctas para instalar un sanitario

Referencias para ampliar más sobre el tema de taludes

• Visitas de Campo en zonas de derrumbes en Tegucigalpa, Honduras, experiencias vividas y analizadas con JICA, AMDC, UNAH.
• Cooperación Japonesa JICA.
• Apuntes diversos por experiencias.
• Ministerio de Transportes. (s.f.), manual para el mantenimiento de la red vial secundaria.
• NSR-10 Capítulo H.1, Estudios Geotécnicos.
• Angelone, S. (2010). Estabilidad de taludes de 2013.

Comentarios acerca de los deslizamientos ocurridos, pueden realizarlos en la caja de comentarios.

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