"Si no puedes explicarlo de forma sencilla, no lo entiendes lo suficientemente bien" (Albert Einstein).
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"Si no puedes explicarlo de forma sencilla, no lo entiendes lo suficientemente bien" (Albert Einstein).
Objetivos de los Análisis de Estabilidad de Taludes y Laderas
¿Cuáles son los objetivos de analizar la estabilidad de una ladera o talud?¿Por qué el Ingeniero Geotécnico deben llevar a cabo análisis de estabilidad? Pero, ¿qué es un talud? y ¿una ladera?, ¿Cómo se agrupan o clasifican estos elementos para su estudio y análisis? Estos son algunos interrogantes que, muchas veces, pasan de largo en el día a día profesional, y en este post vamos a sumergirnos en ellos, para comprender un poco más la importancia que tiene el asegurar la estabilidad de taludes y laderas para cualquier proyecto.
Contenido
Diferencia entre Taludes y Laderas
Cuando se encara un problema de estabilidad de taludes y laderas, lo primero que debe tener claro es, naturalmente, qué son taludes y qué son laderas. Frecuentemente, estos términos se confunden y, aunque son similares, resulta útil establecer una nomenclatura que los diferencie.
Entonces, ¿qué es un talud? Una definición general establece que con el nombre de talud se identifica a cualquier superficie inclinada respecto a la horizontal que una masa de tierra haya de adoptar de manera permanente.
Esta definición podría también ser aplicada a laderas. Sin embargo, como mencioné anteriormente, para el Ingeniero Geotécnico es más útil emplear la nomenclatura según la cual se denominan laderas a las superficies inclinadas de las masas de suelo que se han formado sin intervención humana; en tanto que se reserva la palabra talud para la formación artificial, construida por el ingeniero, que incluye taludes de corte, terraplenes y excavaciones (Rico y Del Castillo, 1974).
Quizá esta diferenciación pueda parecer confusa al principio. Pero es sumamente útil, puesto que, como veremos más adelante, los modos de falla y la manera de estudiarlas, difieren significativamente según se trate de un talud o una ladera.
Figura 1 Vista de una ladera
Figura 2 Vista de una talúd
Otro aspecto a considerar es que no deben confundirse los taludes de corte con las laderas. Efectivamente, una talud de corte puede generarse por la intervención de una ladera, digamos, por el paso de una nueva carretera. Pero, como mencioné, los procesos que intervienen en el análisis de cada caso son diferentes.
Clasificación de Taludes y Laderas en Ingeniería Geotécnica
¿Cómo podemos clasificar los taludes y las laderas? Comencemos diciendo que las laderas no se clasifican en subgrupos. Lo que sí es importante considerar, es que las laderas tienen la particularidad de que pueden ser estables a lo largo de muchos años, y luego fallar de manera repentina debido a cambios (a veces no muy significativos) de la topografía, el flujo de agua, factores que afectan procesos erosivos naturales, y estado de esfuerzos por sobrecargas, generados por factores no naturales (actividad humana). Las laderas pueden también fallar debido a la acción de sismos, caso habitual en sectores del planeta donde existen fallas geológicas activas.
Adicionalmente, en las laderas es posible observar evidencias de movimientos antiguos, frecuentemente causadas por deslizamientos antiguos o actividad tectónica. Estos procesos geológicos de larga data deben ser identificados al momento del proyecto, a fin de evitar problemas de estabilidad durante la vida de la estructura.
Por otro lado, los taludes pueden ser agrupados en tres categorías principales:
- Terraplenes. Los taludes de relleno compactado pueden encontrarse en obras de tierra, tales como terraplenes para carreteras y ferrocarriles, zonas de relleno en terrenos a media ladera, presas de tierra y diques.
Los terraplenes tienen la particularidad de que los mismos son construidos empleando material controlado. Debido a ello, son diseñados empleando parámetros de resistencia al corte obtenidos en laboratorio a partir de ensayos sobre los materiales de préstamo preparados a la densidad de diseño.
Los análisis de estabilidad se realizan considerando todas las fases: 1) diferentes etapas de construcción; 2) al final de la construcción; 3) en la condición a largo plazo; 4) considerando flujo de agua y sismos.
- Taludes de corte. El principal objetivo de analizar taludes de corte, es determinar la altura e inclinación para la cual el talud será estable durante cierto tiempo, considerando las mejores condiciones económicas.
En general, el diseño está influido por las condiciones geológicas, el material in situ, las presiones de agua, los métodos constructivos, y la potencial ocurrencia de fenómenos naturales, tales como altas precipitaciones, flujo, erosión, congelamiento y sismos.
Los análisis de estabilidad de taludes de corte, deben considerar la pérdida de resistencia al corte del material con el tiempo, así como la gran variabilidad y condiciones geológicas que pudieran presentar las capas de suelo y/o roca. También deben considerar variaciones en las condiciones de flujo del talud, a fin de prever problemas de estabilidad a largo plazo.
- Muros de sostenimiento. Las estructuras de retención son construidas frecuentemente para soportar masas de tierra estables o inestables, siendo las más comunes: 1) muros de gravedad; 2) muros anclados y claveteados; 3) muros de pilotes; 4) taludes estabilizados empleando geosintéticos.
Las estructuras de retención se emplean para sostener taludes de corte, o taludes que presentan tanto corte como material de relleno, asegurar la estabilidad de estructuras cercanas a un talud, y en estribos de puentes, entre otros casos. El diseño de las estructuras de retención requiere tres (3) consideraciones importantes: A) analizar la estabilidad externa del suelo detrás y debajo de la estructura; B) analizar la estabilidad interna del relleno o material soportado por la estructura; C) analizar la resistencia estructural de todos los elementos de la estructura.
La Figura 3 presenta de manera esquemática la información mencionada arriba.
Figura 3 Clasificación de taludes y laderas.
Clasificación de Taludes y Laderas en Ingeniería Geotécnica
Una vez comprendido lo que se entiende por talud y ladera, es necesaria una nueva interrogante: ¿cuáles son los objetivos de analizar la estabilidad de un talud o una ladera? Es decir, ¿por qué los ingenieros geotécnicos debemos analizar la estabilidad de un talud? Principalmente por cinco (5) razones:
Figura 4 Objetivos de los análisis de estabilidad de taludes y laderas.
Como resulta evidente, los análisis de taludes toman en consideración una gran variedad de factores relacionados con topografía, geología y propiedades de los materiales, casi siempre relacionados con la naturaleza del elemento (es decir, si es una ladera, o un talud tal como fue definido anteriormente). Esto pone sobre la mesa que una adecuada comprensión de los factores geológicos, hidrológicos, y de los asociados a las propiedades del terreno, es indispensable para llevar a cabo análisis realísticos.
Cabe recordar que en la Ingeniería Geotécnica (y en cualquier otra rama de la ingeniería), es necesario llevar a cabo análisis basados en modelos, en los cuales se incluirán las condiciones del terreno y las cargas a las que estará sometido el talud, de manera de estimar el comportamiento que se espera del mismo. Por esta razón, y dado que no existe un modelo ni siquiera cercano a la perfección, el famoso “juicio del ingeniero”, es decir, “el criterio del ingeniero”, es de vital importancia.
Todo lo anterior, además, está vinculado al costo de la obra. Por ejemplo, en un proyecto de una carretera, podría imaginarse un caso en el cual, por alguna razón, el talud más conveniente sería el más tendido, a fin de olvidar durante la vida útil del proyecto todo lo relativo a “problemas de estabilidad de taludes”. Sin embargo, como en todo proyecto de ingeniería, debe alcanzarse un equilibrio entre los aspectos técnicos y económicos, razón por la cual el “talud idóneo” será aquel en el cual sea necesario remover la menor cantidad de tierra (es decir, el talud más escarpado). De esta manera, los taludes son estructuras que, en general, se deben proyectar y construir con una motivación esencialmente económica. Algo para no olvidar.
Referencias
- Abramson, L; Lee, T; Sharma, S. & Boyce, G. (1996) “Slope Stabilization and Stabilization Methods”. John Wiley & Sons, INC. USA.
- Rico, A. y Del Castillo, H. (1974) “La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres – Capítulo 6: Estabilidad de Taludes”. Editorial Limusa S.A. Méxido D.F., México.
- Suárez, J. (2009) “Deslizamientos: Análisis Geotécnico”. Universidad Industrial de Santander. Colombia.
