Deslizamiento de la plataforma en la carretera pavimentada Cochabamba-Santa Cruz, de un volumen de tierra y roca que se desplaza por una superficie de rotura plana.
Por Ing. Abel Chacón
Movimiento en masa de un volumen de tierra, roca y material inestable que se desplaza por una superficie de rotura curva. Fuente. US Search and Rescue Task Force, julio 2021
Introducción
Vivimos una serie de cambios climáticos que alteran y afectan directamente al planeta tierra en todas sus dimensiones, alterando el equilibrio habitual de la naturaleza, la misma supone muchos riesgos para los seres humanos y todas las demás formas de vida de la tierra.
El cambio climático es un “multiplicador de amenazas”, contribuye a la inestabilidad económica y política, además de agravar sus efectos; intensifica desastres de aparición repentina (movimientos en masa), inundaciones y tormentas.
Los efectos de los deslizamientos son relevantes en el territorio nacional, particularmente debido a las características morfológicas y al relieve accidentado.
Las lluvias intensas ocurridas en este período de enero a marzo/22 en nuestro país han generado, deslizamiento y derrumbes de taludes naturales y las construidas para las carreteras y zonas urbanas. Esta temática sigue latente, y se evidencia un aumento, por tanto existe riesgo de amenazas de movimiento de masa.
La geología y la geomorfología de la zona andina, valles y trópico tiene características particulares en los efectos de la degradación de los taludes y deslizamientos, cuyos materiales son suelos sedimentarios de rocas, cantos rodados, gravas y finos.
El Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (Senamhi) ha pronosticado para Cochabamba precipitaciones que llegarán a superar los valores normales del año 2021 (enero-2022, 78 mm- mes) tanto en el trópico, como en los valles (presencia de granizadas), y nevadas en las alturas de las zonas andinas.
Muchos investigadores han constatado que existe una relación directa entre las lluvias y la ocurrencia de deslizamiento de tierra por infiltraciones, asimismo otros componentes de fuentes de agua, como nevados, lagunas y canales en la parte superior del talud donde puede presentarse una infiltración localizada. Los cambios en el sistema hidrológico del talud pueden afectar el comportamiento del mismo. Por otra parte, si el régimen de agua del suelo es alterado drásticamente por irrigación y corte en el talud, se puede producir la inestabilidad de los taludes (Richards, 1985).
Un diagnóstico acertado resulta vital para identificar las posibles causas que originan los deslizamientos en los taludes viales particularmente y además conduce a obtener un diseño acorde optimizando el aprovechamiento de los recursos naturales.
El problema: ¿qué es un deslizamiento?
Es un movimiento en el cual un volumen de tierra se desplaza ladera abajo a través de la superficie de rotura curva o plana, motivado por las altas precipitaciones, que también se presenta en los taludes viales, los cuales generan una serie de impactos técnicos, socioeconómicos y ambientales.
Causas: ¿por qué se producen los deslizamientos?
Un equipo multidisciplinario irlandés, con experiencia en geología, geomorfología, geotecnia y planificación, deduce que las causas de deslizamientos obedecen en primer lugar a factores condicionantes que se refieren a la naturaleza inherente de la pendiente y sus propiedades geológicas, geotécnicas, gradiente de pendiente y perfil, drenaje, permeabilidad y cubierta de la tierra, y en segundo lugar, existen los factores desencadenantes que actúan sobre la pendiente, tales como, lluvias, nevados, erosión natural, causas artificiales antrópicas, etc.
Soluciones: ¿cómo prevenirlos?
Schuster y Kockelman (1996), proponen una serie de principios generales y metodológicos para la reducción de amenazas de deslizamiento utilizando sistemas de prevención, los cuales requieren de políticas de estado y de colaboración y conciencia de las comunidades. Sin embargo, la eliminación total de los problemas no es posible mediante métodos preventivos en todos los casos y se requiere establecer medidas de control para la estabilización de taludes susceptibles a sufrir deslizamientos.
Precipitaciones y condiciones climáticas
El desencadenamiento meteorológico y climático de los movimientos de ladera e inestabilidad de taludes está relacionado fundamentalmente con el volumen, intensidad y distribución de las precipitaciones, y con el régimen climático. Así debe considerarse la respuesta del terreno a precipitaciones intensas durante horas (tormentas) o días, y la respuesta estacional (épocas secas y lluviosas a lo largo del año) o plurianual (ciclos húmedos y de sequía).
El agua en el suelo da lugar a presiones que alteran los estados de esfuerzos, por presiones intersticiales y aumento del peso, también a procesos de erosión interna y externa y a cambios mineralógicos, aspectos que modifican las propiedades y resistencia de los materiales para cada tipo de suelo.
La infiltración del agua de lluvia produce flujos subsuperficiales y subterráneos en las laderas, aumento del contenido de agua de la zona no saturada y la elevación del nivel freático, recargando así la zona saturada. La cantidad de agua que se infiltra al terreno depende de la intensidad y duración de las lluvias. Precipitaciones intensas durante horas o días pueden desencadenar movimientos superficiales, como deslizamientos y flujos de barro o derrubios.
Efectos del agua en el suelo
El agua es el factor que más comúnmente es asociada con las fallas de los taludes, debido a que la mayoría de los deslizamientos ocurren después de lluvias fuertes o durante períodos lluviosos. La interpretación más frecuente del efecto del agua es que las lluvias por infiltración, saturan el talud y la presión de poros, induce a una disminución de la resistencia al cortante, la cual a su vez, puede activar un deslizamiento. Sin embargo, el proceso no es siempre tan simple y la activación de un deslizamiento por acción del agua, es un fenómeno complejo con una gran cantidad de variables. El análisis hidrológico es uno de los trabajos previos más importantes en el análisis de estabilidad de taludes.
Entre los factores que afectan el comportamiento de los taludes (relacionados con la presencia del agua) se encuentran los siguientes:
Lubricación. El efecto de lubricación ocurre principalmente a lo largo de fracturas o planos de estratificación en rocas o suelos. La lubricación reduce la resistencia y especialmente la fricción a lo largo de las discontinuidades. En los suelos arcillosos la lubricación se debe a que la presencia del agua produce una repulsión o separación entre las partículas.
Ablandamiento. El ablandamiento se manifiesta principalmente en las propiedades físicas de los materiales de relleno en fracturas y planos de falla en rocas. El material de relleno puede tener un efecto de debilitamiento debido al aumento de contenido de agua.
Presiones de poros. Es la presión interna del agua de saturación. El agua subterránea (o agua freática) ejerce presiones de poros sobre las partículas del suelo, disminuye la presión efectiva y la resistencia al cortante. La presión de poros dentro del suelo, depende de la localización de los niveles freáticos, de las presiones internas de los acuíferos y de las características geológicas del sitio. La presión de poros es mayor hacia adentro del talud y menor cerca de la superficie.
Tensiones capilares. Las tensiones negativas o de capilaridad en la zona no saturada del perfil del suelo, se manifiestan en un aumento de la resistencia por adherencia de las partículas del suelo. El agua en el suelo no-saturado es agua adherida más que agua gravitacional. Esta adherencia aumenta los esfuerzos efectivos. Las tensiones capilares se asimilan a un fenómeno de succión del agua interna. Al saturarse un suelo, se disminuyen las tensiones capilares o presiones negativas, y en consecuencia, se disminuye la resistencia del suelo.
Subpresiones. El agua subterránea confinada actúa como subpresión sobre las capas impermeables, disminuyendo la resistencia al corte y ejerciendo presiones hidrostáticas sobre los contactos de cambio de permeabilidad. Estos esfuerzos de levantamiento, pueden inducir a deformaciones o rotura de los materiales y las presiones de poros disminuyen la resistencia de los suelos.
Fatiga por fluctuaciones del nivel freático. Es común que las fallas de los taludes ocurran durante los períodos de lluvias fuertes. El mecanismo puede ser el ascenso de la línea piezométrica o la inestabilización de la capa superior del suelo por el flujo de agua paralelo al talud; sin embargo, algunos deslizamientos ocurren en episodios de lluvias de menor intensidad que episodios previos.
Deslizamiento de un volumen de suelo sobre una superficie de rotura plana, Cotahuma-La Paz
Lavado de cementantes. El flujo de agua puede disolver los cementantes naturales que pudieran existir, especialmente si hay carbonatos de calcio solubles. El agua subterránea puede sacar del talud, los cementantes solubles y así debilitar los vínculos granulares y en consecuencia decrece, la cohesión y el coeficiente de fricción interna.
Aumento de densidad. La presencia de humedad aumenta la densidad o peso de los materiales del suelo. Al aumentar el peso, se aumentan los esfuerzos de cortante y se disminuye el factor de seguridad de los deslizamientos.
Colapso. Los suelos colapsibles son materiales muy sensitivos a los cambios de humedad y al aumentar su contenido en la microestructura se colapsa y su volumen disminuye. Los suelos colapsibles son depósitos de flujos de residuos, suelos aluviales y suelos eólicos.
Interacción química. Procesos de intercambio iónico, disolución, hidratación, hidrólisis, corrosión, oxidación, reducción y precipitación.
Dispersión. Algunos suelos arcillosos se dispersan y pierden su cohesión al saturarse. El resultado puede ser el colapso total de la estructura del suelo y la activación de deslizamientos. La diferencia básica entre las arcillas dispersivas y las no-dispersivas es la naturaleza de los cationes presentes en el suelo. Las arcillas dispersivas tienen una preponderancia de iones de Na, mientras las no-dispersivas dominan los cationes de Ca y Mg.
Erosión. El desprendimiento, arrastre y depositación de las partículas de suelo por acción del agua, cambia el relieve y los esfuerzos que pueden producir la activación de un deslizamiento.
Conclusiones
La intensidad y recurrencia de lluvias intensas en nuestro país ha desencadenado una serie de deslizamientos o movimientos masivos de suelo y roca en las carreteras con interrupciones de tráfico y en zonas rurales ha generado daños a comunidades vulnerables, las cuales están asentadas en zonas expuestas a estos peligros, no están organizados y no tienen conocimiento acerca de cómo preparase y responder.
Por ello es necesaria la existencia de una Dirección de Gestión de Riesgos de Desastres de Movimiento de masa o Instituciones Científicas que identifiquen las zonas de riesgo, realicen el control de monitoreo, preparación de una legislación de cumplimiento de la prevención de riesgos, una planificación del uso de la tierra en zonas inestables y la producción de normas y guías para prevenir los desastres y minimizar sus consecuencias. ■
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