miércoles 10 de agosto de 2022

Néstor Vidal

Movimiento de tierras: ¿Qué pasó en Villa Huinid?

¿Qué es un deslave? ¿Por qué ocurren los derrumbes y deslizamiento? Claves para abordar y entender lo que sucedió en el hotel, a casi un mes de la tragedia.

domingo 03 de julio de 2022
Movimiento de tierras: ¿Qué pasó en Villa Huinid?
Foto: Marcelo Martínez
Foto: Marcelo Martínez

Por Néstor Vidal*

El lunes 6 de junio del año 2022, quedará sumada una nueva tragedia en la ciudad de San Carlos de Bariloche, donde producto de un deslave producido en el predio de las instalaciones del complejo turístico Villa Huinid por el desprendimiento de un terraplén. Como consecuencia de éste (3) turistas de origen uruguayo pierden sus vidas. –

PARA ENTENDER UN POCO LO SUCEDIDO.

Pasadas las 18:45 horas en el predio del complejo turístico hotelero de Villa Huinid ubicado en el km 2.500 de la Av. Pioneros se produce un deslave.

El término deslave procede del vocablo latino delābi, que puede traducirse como “deslizarse”. El concepto, que también puede mencionarse como derrubio, hace referencia al desmoronamiento o la caída de tierra como consecuencia del accionar de una corriente de agua.

¿CUÁLES SON LOS TIPOS DE DESLAVES?

Tipos de Derrumbes

  • Flujos. Los flujos varían en el tipo de material y la velocidad a la que viajan. ...
  • Deslizamiento. Un deslizamiento se desarrolla cuando se forma una grieta en la parte superior de la ladera o pendiente. ...
  • Caída. ...
  • Volcamiento. ...
  • Reptación o Repteo.

Mientras que para Wikipedia, ¿QUÉ ES UN DESLAVE?

Se produce cuando una gran masa de terreno se convierte en zona inestable y se desliza con respecto a una zona estable, a través de una superficie o franja de terreno de pequeño espesor.

CAUSAS DEL DESLAVE

Cuando las capas del suelo están unidas por varias fuerzas y una de ellas es la fricción, la cual es una fuerza de resistencia al deslizamiento entre dos superficies, esto es lo que ocurre con la tierra y si además se incluye un elemento donde existe superficies inclinadas se llega a producir deslizamientos o Deslaves.

Los deslaves se pueden llegar a producir en el inicio de una ladera o en una pendiente pronunciada cuando se satura rápidamente de agua. Esto Ocurre por alas siguiente causas:

  • Cuando existen lluvias excesivas o intensas, en zonas donde son altamente susceptible a ocurrir estos fenómenos, pueden llegar a sobrevenir después de una lluvia de corta duración.
  • El agua cuando hay deshielo puede debilitar el suelo.
  • Erosiones causadas por corrientes de agua.
  • Cambios en las aguas subterráneas.
  • Cambios en los niveles de agua.

El flujo del agua dependerá de la cantidad de lluvia caída, como el volumen de la tierra y su ángulo de inclinación. Teniendo en cuenta sobre todo el tipo de tierra que exista en el lugar. Existen terrenos más propensos a deslaves, debido a que sus suelos han sido modificados por acciones del hombre o por incendios forestales u otros desastres naturales.

Estos pueden llegar a tener más probabilidades de sufrir deslizamientos de tierra o aquellos lugares donde están preparando el terreno para la construcción de edificios. Por lo que se puede llegar a decir que las causas de los deslaves son geológicas, morfológicas y antropogénicas (porque son derivadas de acciones del hombre).

EFECTOS DEL DESLAVE

Los efectos ocasionados por Deslave pueden llegar a ser muy complicados debido a que estos arrastran todo tipo de cosas y objetos como tierra, árboles, autos, y hasta construcciones, ocasionando grandes problemas económicos. En los lugares que existen puentes se pueden ver bloqueados, se fragmentan líneas eléctricas y las poblaciones pueden llegar a verse incomunicadas e incluso en gran peligro.

TIPOS

Entre los tipos de Deslave que pueden ocurrir en algunas zonas podemos nombrar:

DESLIZAMIENTOS: que son los que se producen cuando una gran masa de terreno o zona que se encuentra inestable se desliza con respecto a una zona estable. Estos deslizamientos pueden llegar a ser de masa, suelo, roca sólida o combinaciones.

FLUJO DE LODO: estos se producen en zonas muy lluviosas donde afectan grandes sectores y donde los terrenos arcillosos al tener contacto con el agua se llegan a mover de manera más lenta que los deslizamientos. Estos flujos llegan arrastrar parte de la capa vegetal y formar pequeñas terrazas en las laderas.

Cuando usted llegue a ver árboles y postes eléctricos inclinados en una terraza, puede ser debido a un flujo lento de lodo, estos pueden ocurrir de forma natural o a través de procesos humanos como lo son la tala de árboles o bosques. Frecuentemente estos sucesos ocurren en épocas de lluvias o actividades sísmicas intensas y difíciles de prever.

LICUEFACCIÓN: este fenómeno que se da en zonas de arena limosas saturadas o arenas muy finas redondeadas. Es decir, estos se dan en terrenos donde a causa de la saturación del agua y de sedimentos recientes como arenas o grava, las mismas pierden su firmeza y llegan a fluir como resultado de temblores o terremotos.

Este fenómeno de licuefacción es capaz de desplazar, hundir e incluso volcar infraestructuras como casas, edificios entre otros. Por lo que lo hacen un efecto muy peligroso.

REPTACIÓN: es el movimiento muy lento que se da en las capas superiores de laderas arcillosas en torno a 50 cm de espesor o menos, estas se llegan a manifestar en forma de pequeñas ondulaciones y suelen llegar a ser signos de inestabilidad cada vez mayor. Esto se puede identificar cuando empiezan a inclinarse los árboles y los postes de electricidad, el corrimiento de carretera y aparición de grietas.

CAÍDA: esto ocurre cuando las rocas y/o el suelo se llega a separar o desprender de una ladera muy inclinada, este material que desciende principalmente a través del aire por caída, rebotando o rolando. Esto llega a ocurrir de una forma muy rápida lo cual hace que sea muy difícil eludirla.

También se ha llegado a evidenciar deslizamientos en cuerpos del sistema solar, que pueden haber ocurrido hace mucho tiempo, y que se han detectado por los satélites que tenemos en órbita.

El gráfico siguiente ilustra una serie de procesos que ocurren en las laderas de las montañas. Todos en su conjunto forman parte de las llamadas “transformaciones de laderas” o “movimientos de laderas” que contribuyen a modificar el paisaje.

¿POR QUÉ OCURREN LOS DERRUMBES Y DESLIZAMIENTOS?

La FUERZA DE ATRACCIÓN DE LA GRAVEDAD Las rocas y suelos descienden de arriba hacia abajo atraídos por la fuerza de la gravedad. Mientras más empinadas las montañas, y mayor su altura, más grande el peligro.

  • Un paisaje peligroso Las lomas y montañas con laderas abruptas, grietas, rocas sueltas y suelos desprovistos de vegetación, propician el desprendimiento y avance loma abajo de distintos materiales rocosos.
  • Por la acción humana Al excavarse las minas, canteras, caminos y otras obras, en ocasiones se cortan paredes rocosas casi verticales, que pueden volverse inestables. También la deforestación facilita el desarrollo de los procesos mencionados.
  • Un evento iniciador Los terremotos, las lluvias intensas y prolongadas, los vientos huracanados, las fuertes marejadas, o una combinación de ellos, pueden servir como iniciador y desencadenar la caída de rocas, los derrumbes, los deslizamientos y otros procesos semejantes.

FLUJO DE SUELO

El flujo de suelo se conoce en algunos países como “reptación”, pues ocurre cuando el suelo fluye muy lentamente ladera abajo. Este proceso puede provocar el desprendimiento y la pérdida total de la capa vegetal, dejando la roca expuesta a la erosión.

El flujo de suelo ocurre en montañas y colinas con laderas de poca inclinación, que tengan suelos arcillosos húmedos, relativamente potentes, que se despegan del substrato y fluyen ladera abajo. En las laderas donde los suelos han estado reptando por años, los troncos de los árboles se doblan, para corregir la inclinación del terreno. Este es un indicio del peligro. Para evitar el flujo de suelo, hay que tomar medidas de ingeniería, que faciliten el drenaje de la ladera, de manera que el suelo no acumule demasiada humedad. Por ejemplo, se pueden construir sistemas de terrazas y canales de drenaje.

Los derrumbes, deslizamientos, desplomes y otros procesos pueden ocurrir en cualquier momento del año, por el día o por la noche; pero son más frecuentes después de fuertes lluvias, tormentas, huracanes y temblores de tierra.

RECOMENDACIONES GENERALES

Antes de construir cualquier tipo de obra, se debe consultar a los expertos para estar seguro de que no haya peligro de caída de rocas, flujo de suelos, desplomes, derrumbes o deslizamientos que la puedan afectar o provocar pérdidas de vidas humanas.

RECOMENDACIONES:

Es importante conocer algunas recomendaciones que nos hace la CRUZ ROJA con respecto al Deslave de tierra o derrumbes que voy a mencionar a continuación:

Debemos antes de los deslizamientos o derrumbe tener en cuenta esto:

  • Construir en zonas seguras para habitar.
  • Proteja los bosques.
  • Evite la tala y quema de los árboles.
  • Identificar cuáles son las áreas propensas a derrumbes.
  • Realice un plan de emergencia familiar.
  • Estudie rutas alternativas para la evacuación de su casa.
  • No llegue a permitir que el agua se filtre en el interior de las montañas: abra zanjas, alcantarillas y cuencas que permitan el desagüe del agua adecuadamente.
  • Evite la acumulación de basura en el suelo, ya que esto no llega a permitir que el agua se filtre por donde debe hacerlo, haciendo que el terreno se desestabilice.

MODO DE PREVENCIÓN ANTE ESTOS FENÓMENOS

Es importante que dentro de nuestra comunidad lleguemos a tomar medidas de prevención ante estas situaciones naturales que en cualquier momento pueden llegar a afectarnos. Por lo que es importante tomar ciertas medidas de las que hablaré a continuación:

  • Debemos localizar las áreas propensas a deslizamientos.
  • Evitar asentamientos en lugares de riesgos.
  • Mejorar el drenaje de los suelos es muy importante.
  • Modificar las pendientes de los suelos que nos ayuden a reducir su ángulo.
  • Debemos educar a la comunidad para enfrentar estos tipos de emergencias.
  • Establecer sistemas de monitoreo, aviso y evacuación de la población ante un eminente hecho de emergencia.
  • Cuando estos tipos de situaciones llegan a suceder es importante buscar una forma de protegernos por lo que ubicarse en un lugar topográficamente seguro, alejarse de la trayectoria de la caída de materiales y evitar vibraciones mecánicas o ruidos que puedan desencadenar una posible avalancha.

 

Los Deslaves son una de las situaciones de mayor riesgo, que pueda vivir cualquier ser humano en cualquier lugar del planeta por lo que es importante conocer sobre ellos y las formas de prevención que tenemos para poder cuidar a nuestra familia y a nuestra comunidad para que no se repitan estos tipos de fenómenos.

VIBRACIONES

Recurriendo a la física, a veces se presentan algunas situaciones de interés en geotecnia, en donde ocurren vibraciones que se puede considerar son de tipo caótico. Estas vibraciones pertenecen al campo de la dinámica no lineal (Teoría del Caos) debido principalmente a la naturaleza no lineal de los suelos.

Por tanto, aquí menciono algunos de los fundamentos de la dinámica no lineal, así como se hace una breve discusión de algunos de los osciladores de un grado de libertad de comportamiento caótico. Asimismo, a partir de una investigación bibliográfica hago referencia a algunos artículos donde describo el comportamiento dinámico que se presenta en algunas actividades de algunos trabajos de interés en geotecnia, como es el caso de la compactación, el fijado de pilotes y el problema de licuación de arenas. En todos ellos ya se están empleando los conceptos emanados de la teoría del caos y en donde los cálculos matemáticos involucrados exigen tomar en cuenta las herramientas matemáticas y numéricas apropiadas para tratar dichos problemas que han surgido de esta teoría.

COMPACTACIÓN

Las vibraciones dinámicas no lineales originadas por equipos de compactación de suelo se toman como dato para los sistemas de control de retroalimentación, en los sistemas de compactación inteligente (Anderegg et al., 2006). De acuerdo con la compactación alcanzada por el suelo, se varían los parámetros de éste empleados en el modelo de manera continua. El rodillo vibratorio mide permanentemente la rigidez del terreno. Los datos (obtenidos con GPS) de rigidez están directamente relacionados a la prueba placa para obtener la resistencia al corte. En la práctica, la compactación inteligente asegura que el trabajo de compactación se complete en un número mínimo de pasadas, de esta manera se controla la energía de compactación la cual se ajusta automáticamente mientras se mide la rigidez del suelo. Así que la compactación inteligente en el sector de movimiento de tierras permite llevar a cabo un trabajo en un tiempo muy corto y de manera verificable. La vinculación de los datos de la medida de la rigidez del suelo durante la compactación controlado con los datos obtenidos con el sistema GPS permite la visualización gráfica del proceso que se está llevando a cabo, proporcionándole al operador de la máquina una ayuda sencilla y muy eficaz para trabajar. Los compactadores dinámicos con parámetros que se ajustan automáticamente a la condición de la forma de la subrasante son la base para el trabajo de la compactación inteligente (Anderegg et al., 2004). Los compactadores de suelo originan vibraciones dinámicas no lineales (caóticas), y las características típicas de estas vibraciones se toman como base para el sistema de control de realimentación para la compactación inteligente. Con el modelo de la máquina y el suelo como punto de partida, la pérdida periódica de contacto entre el tambor y el subsuelo se considera como el principal efecto no lineal. Esta no-linealidad da lugar a fenómenos periódicos y sub-armónicos, y puede dar lugar a efectos dinámicos inestables. El comportamiento de las máquinas entonces puede ser investigado con la ayuda de la teoría del caos. En el artículo (Mooney et al., 2010) se describe la compactación inteligente, que es un nuevo método para lograr (y documentar) los requisitos de compactación requeridos, a través del monitoreo continuo de las vibraciones de compactación del rodillo y de la evaluación de las propiedades mecánicas del suelo (por ejemplo, la rigidez, el módulo), La continua modificación y adaptación de la amplitud de la vibración y de la frecuencia del rodillo sirven para asegurar una compactación óptima, y la supervisión continua mediante un sistema de posicionamiento global integrado (GPS), con lo que se logra el registro de la zona compactada. La implementación de este sistema tiene el potencial para mejorar la eficacia de la infraestructura, reducir los costos, reducir la duración de la construcción, y sobre todo mejorar la seguridad del terreno. Resultados de la investigación en Europa y en Estados Unidos han demostrado que el módulo de la rigidez del suelo se puede evaluar a través de monitoreo de la vibración del tambor del rodillo del compactador. y que la vigilancia continua, mediante la retroalimentación y el ajuste automático del equipo de compactación puede mejorar significativamente la calidad del proceso del trabajo.

FIJADO DE PILOTES

En el artículo (Pavlovskaia et al., 2003) se describe la investigación actual sobre el modelado matemático de un sistema de tierra de vibro-impacto. Debido a la complejidad estructural de tales sistemas, se investigó en primera instancia la respuesta dinámica de un oscilador de impacto idealizado. El modelo se compone de una masa (armónicamente excitada) simulando la parte penetrante del equipo para pilotear y un deslizador visco-elástico, que representa la resistencia del suelo. El modelo ha sido formulado matemáticamente, y se desarrollaron las ecuaciones del movimiento. Un análisis dinámico típico no lineal revela un comportamiento complejo que va desde movimiento periódico hasta un movimiento caótico. Se encontró que la máxima evolución coincide con el final del régimen de periódico. Matemáticamente los sistemas de vibro-impacto pueden ser clasificados como sistemas de movimiento con discontinuidades dependientes. Como puede verse de lo anterior, se ha llevado a cabo una cantidad considerable de investigación centrándose tanto en estudios fundamentales como en aplicaciones prácticas. El método más reciente que se aplica para la instalación de pilotes mediante vibración considera la no linealidad del proceso (Warrington, 1992). Estos métodos buscan resolver efectivamente las ecuaciones de movimiento del sistema de vibración a través de la integración numérica. Estos métodos se dividen en dos categorías: 1) los métodos que toman en cuenta la masa y rigidez del sistema de manera distribuida (técnicas de ecuación de onda), y 2) aquellos que no lo hacen (las técnicas de cuerpo rígido). Debido a su construcción y operación, los martillos de vibración-impacto son por naturaleza más complejos de analizar que los simplemente vibratorios, y se tienen por tanto más problemas analíticos.

LICUACIÓN

Muchas observaciones han demostrado que después de la licuefacción se tiene una mayor movilidad debido a una cierta forma de fluidización parcial que conduce a movimientos rápidos en distancias más largas de lo que podría esperarse (Davies et al., 1997). Estos fenómenos pueden ser explicados por una reducción en la fuerza de fricción debido a velocidades cada vez mayores. En la (referencia presente) se investiga un modelo simple para este efecto. El modelo produce una rica variedad de respuestas velocidad-fuerza, incluida la atenuación de la fuerza a altas velocidades. El objetivo en dicha referencia es construir un modelo numérico simple para el flujo de una masa grande saturada y para evaluar el efecto de la velocidad en la fuerza media de rozamiento en la interfaz entre el flujo y su medio de soporte. Existe la motivación por la necesidad de tener una descripción racional para el comportamiento de los flujos en la licuefacción. Bajo ciertas condiciones estos pueden alcanzar potencialmente altas velocidades. Pete Quinn (Quinn, 2012) estuvo tratando de encontrar una aplicación de las nociones de geometría fractal en relación con la geotecnia, buscando una conexión significativa. Y encontró una línea de investigación productiva. Al estar leyendo el libro de Manfred Schroeder, "Fractales, Caos, las leyes de poder", donde tiene un capítulo sobre la filtración, considero dos aspectos importantes a partir de su discusión acerca de la filtración: Uno de ellos es que los fenómenos de percolación se producen cerca de alguna "densidad crítica", y se rigen por leyes de potencia en el espacio y el tiempo, y por otra parte que los exponentes de las leyes de potencia son independientes de los procesos físicos, dependiendo sólo de la geometría espacial del problema y el número de grados de libertad. El comportamiento del sistema cerca de la densidad crítica es muy diferente que el "comportamiento típico", teniéndose la ausencia de una escala característica, y por tanto en un comportamiento que depende de la escala. Sabemos que a partir de simulaciones con computadora relacionadas con los fenómenos de percolación que a medida que aumenta la densidad, la interconexión entre las partículas en la matriz se incrementará, y en algún momento los grupos interconectados de partículas desarrollarán una forma fractal, con la auto-afinidad en todas las escalas (de partícula a escala del modelo) la densidad en la matriz del suelo se ha interconectado en una geometría fractal, y entonces el comportamiento será caótico. La transmisión de esfuerzos y deformaciones a través de la matriz de suelo fractal no será instantánea, sino más bien se producirá con el tiempo, de manera tal que no se puede determinar con precisión a partir del estado inicial.

CONCLUSIONES SOBRE COMPACTACIÓN

Las vibraciones dinámicas no lineales originadas por equipos de compactación de suelo se toman como dato para los sistemas de control de retroalimentación, en los sistemas de compactación inteligente (Anderegg et al., 2006). De acuerdo con la compactación alcanzada por el suelo, se varían los parámetros del mismo empleado en el modelo de manera continua. Así que la compactación inteligente en el sector de movimiento de tierras permite llevar a cabo un trabajo de compactación en un tiempo muy corto y de manera verificable. El análisis de los resultados obtenidos reveló que comúnmente la heterogeneidad observada en el suelo da lugar a una respuesta transitoria que puede tener una influencia significativa en el comportamiento de las vibraciones. Los compactadores de suelo originan vibraciones dinámicas no lineales (caóticas), y las características típicas de estas vibraciones se toman como base para el sistema de control de realimentación para la compactación inteligente. Los sistemas de control de realimentación para rodillos están basados en los resultados de la teoría de las oscilaciones no lineales, y permiten óptimos rendimientos gracias a un ajuste continuo de la compactación.

CONCLUSIONES SOBRE FIJADO DE PILOTES

La investigación actual sobre el modelado matemático de un sistema de tierra de vibro-impacto. El modelo ha sido formulado matemáticamente, y se desarrollaron las ecuaciones del movimiento. Un análisis dinámico típico no lineal revela un comportamiento complejo que va desde movimiento periódico hasta un movimiento caótico. El método más reciente que se aplica para la instalación de pilotes mediante vibración considera la no linealidad del proceso. Estos métodos buscan resolver efectivamente las ecuaciones de movimiento del sistema de vibración a través de la integración numérica.

CONCLUSIONES SOBRE LICUACIÓN.

Muchas observaciones han demostrado que después de la licuación se tiene una mayor movilidad debido a una cierta forma de fluidización parcial que conduce a movimientos rápidos en distancias más largas de lo que podría esperarse. En la referencia (Daves et al., 1997) se investiga un modelo simple para este efecto. El modelo produce una rica variedad de respuestas velocidad-fuerza, incluida la disminución de la fuerza a altas velocidades.

FINALMENTE: La Investigación Judicial con el asesoramiento y respaldo de los colegas profesionales especialistas expertos en el tema de la Ingeniería Civil juntamente con los expertos en geotecnia y otras áreas, determinarán y aclararán técnica y científicamente lo sucedido en el complejo turístico Villa Huinid. –

Agradecimiento: a mi padre - Ex Laboratorista del Estudio de Suelos y Pavimientos Viales de la Dirección Nacional de Vialidad, por compartir siempre el aporte de su conocimiento.

*ANALISTA DEL CENTRO DE INVESTIGACIÓN FORENSE, CIENCIA Y NUEVAS TECNOLOGÍAS

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