Estabilización de Taludes: Soluciones para Contener Desplazamientos

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10 noviembre, 2022
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Estabilización de Taludes: Soluciones para Contener Desplazamientos

Para impedir movimientos no deseados en un terreno que puede poner en riesgo la vida de las personas, así como la ejecución de obras, es necesario realizar la estabilización de taludes, para ello existen varios métodos de sostenimiento, del cual -de acuerdo a un estudio del talud- se optará por la solución más adecuada.

Cabe indicar que el talud es una superficie inclinada respecto a la horizontalidad que adoptan las estructuras. Estos taludes pueden ser de forma natural -los cuales son denominados laderas-, y artificiales cuando son intervenidos por el hombre que -a través de maquinarias y equipos- realiza cortes para abrir caminos, construir represas, canales, etc.

Estos taludes, a fin de mantenerse en la posición requerida, deben ser estabilizados o fortificados. Para ello es necesario ver la calidad y tipo de terreno a sostener como roca o tierra, así como la altura y si existe presencia de nivel freático. Un mal cálculo en su ejecución puede hacer fracasar la obra.

Para evitar alguna falla e incidente es importante conocer -a través de las propiedades mecánicas del suelo- dónde se encuentra y determinar qué tipo de refuerzo se va a utilizar.

Estos pueden ser protecciones superficiales como inyección de shotcrete y geomallas y/o soluciones más específicas como algún sistema de anclaje que asegure su estabilidad.

En ese sentido, la utilización de anclajes pasivos se ha desarrollado más rápido en los últimos años, desde el uso como anclaje pasivo aislado hasta conseguir su uso conjunto en toda la superficie del talud. Estas soluciones ayudan a salvar desniveles del terreno y a aprovechar de manera más eficiente su superficie, considerando que se construirán diversos tipos de edificación u obra civil.

Los taludes deben ser monitoreados a fin de mantener su estabilidad. Se han dado casos que por sobrecarga (exceso de peso relacionado con la construcción de algún edificio o carga de elementos naturales); excavaciones (cerca de la base del talud) o erosión (debido al paso del tiempo y fenómenos naturales como lluvias torrenciales), estos pueden sufrir alguna falla y colapsar. A fin de conocer más detalles sobre las soluciones de estabilización entrevistamos a empresas especializadas en el tema quienes nos

PRODAC BEKAERT

La estabilización de taludes comprende el proceso de recuperación o generación de condiciones físicas y mecánicas de los taludes, que les permitan autosoportarse a pesar de enfrentarse a condiciones severas de erosión por factores eólicos, hidráulicos, geotécnicos, sísmicos, etc, que puedan afectar o poner en riesgo su estabilidad. Una vez que se identifiquen las causas de la pérdida de estabilidad se implementará una alternativa técnica que devuelva esta condición al terreno.

Raúl León, Gerente de Producto de la Unidad de Building e Infraestructura de Prodac Bekaert explicó que existen múltiples sistemas para estabilizar taludes, desde protecciones superficiales con mantos vegetales o sintéticos, hidrosiembra, estabilizadores químicos, etc; así también sistemas de estabilización externa como muros de concreto armado con mallas de acero electrosoldado o concreto ciclópeo o reforzado con fibras Dramix.

“Adicionalmente se consideran las estructuras flexibles como los gaviones de doble torsión o electrosoldados hasta estabilizaciones internas a través de pernos de anclajes pasivos o cables para anclajes activos; con redes de cables o mallas de acero de alta resistencia”, señaló.

León mencionó que en el Perú se emplean todas estas soluciones, sin embargo, el volumen de uso varía en función del tipo de problema a resolver, así como de las condiciones de instalación y disponibilidad de recursos logísticos en la zona a tratar.

Consultado sobre los criterios que se deben tomar en cuenta para optar por un tipo de estabilización comentó que son múltiples los aspectos a evaluar para definir una solución, entre ellos los factores económicos, disponibilidad de recursos logísticos, condiciones ambientales y/o climatológicas, etc.

“Por ejemplo, se dificulta el empleo de gaviones en zonas de selva baja donde las posibilidades de encontrar material granular para su relleno son escasas, o trabajar con estructuras de concreto armado en locaciones con acceso limitado para transportar los materiales,con microclimas húmedos o con presencia de ácidos corrosivos”.

El especialista señaló que existen nuevos mecanismos que se vienen empleando en Europa como las redes de cables ancladas que permiten resolver problemas de estabilidad de taludes en roca. “Considerando nuestra geografía andina, esta opción, así como los gaviones recubiertos con zinc y aluminio son alternativas costo-eficientes que deberían emplearse”, resaltó.

Por otro lado, dijo que los taludes deben ser periódicamente evaluados con el fin de identificar oportunamente modificaciones en su aspecto exterior como podrían ser: muestras de humedad superficial, agrietamientos, surcos de erosión, desprendimientos superficiales, asentamientos, etc. que podrían significar una llamada de alerta para plantear trabajos de prevención.

Evolución

Las condiciones geomorfológicas del Perú plantean un reto importante al desarrollar proyectos de infraestructura, principalmente en la franja andina del país. La belleza y riqueza de la Cordillera de los Andes, viene de la mano con retos importantes en el ámbito de la ingeniería geotécnica e hidráulica, entre otras.

“Aunque la erosión es un fenómeno natural y permanente, la intervención del hombre en numerosas ocasiones acelera estos procesos, convirtiéndolos en muchos casos en problemas potenciales; los más comunes son los cortes y rellenos para la construcción de carreteras donde se emplean desde pirkas hasta muros de gaviones o de concreto armado”, contó León.

La principal evolución, agregó, se observa con la aparición de nuevos sistemas metálicos con mayores resistencias a la tensión, a la corrosión y abrasión, así como alternativas al fierro corrugado tradicional para el refuerzo del concreto, como son las fibras de acero, las mallas electrosoldadas, redes de cable, barreras dinámicas, etc.

MACCAFERRI

La estabilización de taludes implica adoptar procedimientos o técnicas que permitan que la fuerza de resistencia al corte se vea mejorada para ayudar a la estabilización del talud e incrementar el factor de seguridad. El Ing. Cesar Torres Chung, Gerente de Ingeniería y Proyectos y Gerente Sector Minería Latam de Maccaferri, explicó que el proceso de inestabilidad de un talud se da cuando un movimiento de la masa del terreno es superado por las fuerzas que actúan sobre él.

“Las fuerzas resistentes son gobernadas por los parámetros de resistencia al corte de un material sea suelo o roca. Siguiendo la teoría de resistencia al cortante, de Mohr-Coulomb, estos parámetros de resistencia son el ángulo de fricción (Φ) y la cohesión (c) del material”. Agregó que las fuerzas, así como el peso de una masa de suelo, sobrecargas o cargas de sismos -que actúan sobre el talud- superan la resistencia al cortante y se genera la inestabilidad.

Entre las soluciones más usadas para la estabilización de taludes se tiene los muros de contención construidos con materiales como los gaviones tipo caja, las estructuras de suelo reforzado a base de productos geomallas, reforzamiento de terraplenes con geomallas, sistemas de drenajes mediante geocompuesto y tuberías de drenaje, sistemas contra caída de rocas y sistema de control de erosión en los taludes.

“Todas estas soluciones son empleadas actualmente en nuestro país debido a los problemas que presentan los taludes para este tipo de casos”, dijo el Gerente de Ingeniería y Proyectos.

A la vez comentó que lo primero que se debe tomar en cuenta para escoger el tipo de sostenimiento correcto, es conocer el lugar y realizar una adecuada investigación geotécnica a la zona del talud a estabilizar. Es fundamental, acotó, conocer los parámetros de resistencia del terreno, para ello es necesario realizar investigaciones geotécnicas in situ y extraer muestras del terreno para ser llevadas a laboratorio y ser analizadas.

“Un segundo aspecto es realizar un levantamiento topográfico preciso para determinar las pendientes del talud, y conocer todas las condiciones de sobrecargas externas a la cual estará expuesto”. De otro lado, el especialista expresó que este mercado ha evolucionado mucho debido a que actualmente se cuentan con una variedad de productos y soluciones que se pueden aplicar para resolver un problema de estabilidad de taludes.

“En nuestro país existen diversos tipos de casos exitosos con soluciones innovadoras y complejas debido a las condiciones de fuertes pendientes, suelos con muy baja resistencia y zonas con sismicidad alta”, refirió el Ing. Torres Chung.

A la vez detalló que existen materiales como los geosintéticos que se vienen aplicando en el país desde muchos años atrás, el cual permite el refuerzo de taludes. “Este es un tipo de producto que va mejorando sus características de resistencia y durabilidad, es por ello que puede continuar empleándose para el reforzamiento de los taludes, mediante la construcción de muros de suelo reforzado”.

Cabe precisar que también se tiene los anclajes de tipo Soil Nailing para estabilizar taludes en suelos, cuyo material es de otro tipo, el cual puede ser incorporado en el diseño. El Ing. Torres Chung comentó que un talud debe revisarse por lo menos una vez al año, especialmente después de lluvias intensas y de la ocurrencia de sismos de mediana a gran intensidad.

DSI UNDERGROUND

La estabilización de taludes es la diciplina que permite encontrar el punto de equilibrio físico desde la perspectiva de la seguridad y la economía en todo talud que implique un riesgo de inestabilidad, dicho método consiste en disminuir las fuerzas desestabilizadoras o aumentar las fuerzas estabilizadoras.

Alexander Trigoso Pinto, Gerente Técnico de DSI Underground, señaló que la estabilización de taludes debe ser usada en todos los casos donde dichos componentes o taludes presenten riesgo o inestabilidad, los cuales estén en zonas de trabajo o vías de acceso tales como carreteras y líneas de tránsito.

Asimismo, indicó que en términos generales existen dos técnicas de estabilización, una es la física en base a una configuración geométrica de los taludes para encontrar un punto de equilibrio; y la otra técnica es la estabilización física mediante el uso de sistemas de refuerzo artificial, el cual implica el uso de aceros, tales como barras, mallas y cables, asociados al empleo de barreras de concreto. “El uso de ambas alternativas se desarrolla en base a la naturaleza del trabajo”.

Consultado sobre los criterios a tomar en cuenta para la estabilización, dijo que estos se basan en la naturaleza del talud. Para el caso de taludes de minería superficial, el método más usado es el de estabilización geométrica, modelando los llamados taludes o bancos de trabajo.

“En tal sentido se busca que estos alcancen un factor de seguridad considerado estable, dado a que dichos taludes son removidos o reconfigurados constantemente por la misma explotación minera. El uso de sostenimiento artificial no sería económicamente viable”, precisó.

En tanto, comentó que para el caso de taludes en zona de carreteras, accesos o zonas urbanas o similar, se utiliza más la estabilización de taludes de forma artificial, debido a que son taludes que no serán removidos.

El especialista explicó que el mercado de la estabilización de taludes no ha tenido una evolución significativa, debido a que se siguen usando las mismas alternativas con ligeros cambios en base a lassoluciones ya mencionadas. “DSI, por ejemplo, ha incursionado en el uso de químicos en base de silicatos para optimizar la fijación de los sistemas de sostenimiento de taludes”.

De otro lado dijo que una de las principales alternativas de solución se puede dar en base a la estabilización física no artificial, que está basada en el uso de sistema de sostenimientos de acero, los cuales se fijan a la roca o suelo con material fijador en base a cemento.

“Para ello existen alternativas de fijación en base a químicos del tipo silicatos, los cuales han demostrado una mejor performance tanto en tiempo como en resistencia, y que en presencia de agua han confirmado una trabajabilidad mucho mejor que el cemento”.

Estabilización artificial

DSI Underground, es una compañía con más de 150 años de experiencia que brinda soluciones de estabilización artificial para todo tipo de componentes de suelo y roca, donde están incluidos los taludes. Cabe indicar que DSI cuenta -para la fijación de sistemas de sostenimiento de taludes- con una fábrica donde se diseña y manufactura dicho material según el requerimiento de cada proyecto.

“Disponemos de diferentes alternativas de solución para la estabilización, tales como mallas, barras de acero, cables de acero, y sobre todo con fijadores de dichos materiales en base a silicatos, para lo cual tenemos una planta de fabricación propia, donde diseñamos el tipo de fijador según la naturaleza del componente. Todos los materiales son fabricados y diseñados a medida o según la complejidad del material a estabilizar”.

Trigoso Pinto enfatizó que la ventaja más importante es que, como empresa de orden mundial, se alinean a las normas y estándares internacionales, tales como la Norma ASTM F-432, la cual regula la fabricación y componentes de acero para la estabilización de masas rocosas.

“DSI UG es una empresa que tiene plantas de fabricación propia en diversas partes del mundo de donde se importan y distribuyen al resto de filiales, en todos los casos con las mismas características de fabricación, lo cual nos permite un excelente desempeño en todos nuestros productos, dado que contamos en nuestras sedes con sistemas de calidad”.

El especialista resaltó que uno de los proyectos más desafiantes ha sido la estabilización de los taludes de la línea de tubería forzada de la Central Hidroeléctrica Huanza, en Huarochiri.

“Este proyecto solicitaba de manera adicional a la estabilización del talud que dichos cables soporten la carga de la tubería de acero con el peso del fluido (agua) que se desplaza en su interior. Para ello empleamos, como solución, el uso de cable multitorón (de diversos tendones) para cada punto de fijación”.

Finalmente, comentó que dependiendo de la naturaleza del talud -para el caso de taludes de minería superficial- estos deben ser monitoreados todo el tiempo, con sistemas de radar o monitoreos en tiempo real; y para el caso de taludes viales, es importante hacer una revisión periódica, la cual puede ser determinada según la actividad y la lejanía del mismo.

Fuente: Revista PERÚ CONSTRUYE (Edición 78, Agosto 2022)

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