Deslizamiento de tierra

El término deslizamiento de tierra indica el movimiento o caída de una masa de suelo o roca bajo la acción de la gravedad . El mismo término se refiere, por metonimia , al material involucrado en el movimiento, es decir, al cuerpo del deslizamiento .

Los deslizamientos pueden tener características muy diferentes, tanto por el material involucrado como por el tipo de movimiento, tanto por su extensión y profundidad, como por su velocidad y duración. Algunos ejemplos de deslizamientos de tierra son flujos rápidos de escombros o lodo, derrumbes de rocas y flujos de tierra profundos y lentos. Los deslizamientos caracterizan una gran variedad de ambientes, desde alta montaña hasta colinas, incluso a lo largo de acantilados costeros y laderas submarinas.

La fuerza de la gravedad es el principal impulsor de un deslizamiento, pero existen una serie de factores que pueden condicionar un talud y predisponerlo a fenómenos de inestabilidad y movimiento. Entre estos, la acción de los agentes atmosféricos puede jugar un papel importante (por ejemplo a través de la saturación del suelo y la erosión superficial debido a las lluvias ), las variaciones climáticas estacionales (que pueden inducir deformaciones y causar fracturas), la sismicidad (que puede debilitar o fracturar la roca), así como la acción humana (por ejemplo a través de la deforestación y la agricultura intensiva ). Generalmente, hay un detonante que desencadena el derrumbe (como una fuerte lluvia o un terremoto , o una excavación para construir una carretera o un edificio ), aunque no siempre es bien identificable o único.

Descripción

Los deslizamientos pueden dar lugar a profundas transformaciones de la superficie terrestre , y debido a su alta peligrosidad, en algunas zonas habitadas, deben ser objeto de cuidadosos estudios y seguimiento. El objeto del estudio de los deslizamientos es poder predecir su movimiento o, en todo caso, si no fuera posible bloquear la caída del material, tratar de desviar o ralentizar su recorrido mediante el uso de estructuras particulares de ingeniería naturalista. , o, en los casos de "inoperabilidad", elaborar Planes de Protección Civil destinados al desalojo preventivo, temporal o definitivo.

Se entiende por deslizamiento o inestabilidad cualquier situación de equilibrio inestable del suelo, subsuelo o ambos, incluyendo fenómenos de erosión superficial intensa, o deslizamientos que afecten en profundidad a los taludes, estos movimientos están controlados por la gravedad. Los factores o causas que producen un derrumbe o un movimiento en masa son muchos y se dividen en tres tipos:

• causas predisponentes (es decir, propias del medio natural): naturaleza del terreno, litología , posición, tendencia topográfica, inclinación de las laderas, clima , precipitación , excursiones térmicas , hidrogeología , etc.;
• causas preparatorias : deforestación , precipitaciones , erosión hídrica , variación del contenido de agua, acciones antrópicas, etc.;
• causas provocadoras : lluvias abundantes, erosión hídrica, terremotos , excavaciones y cortes, etc;

A menudo, los deslizamientos son consecuencia de situaciones de alto riesgo hidrogeológico cuando no de una manifiesta inestabilidad hidrogeológica que combina factores meteorológicos-climáticos, geológicos y antrópicos.

Partes de un deslizamiento de tierra

Por lo general, un deslizamiento de tierra se caracteriza por tres partes:

• nicho de desprendimiento;
• cauce de río o pendiente de deslizamiento de tierra;
• acumulación del deslizamiento de tierra

El cauce o talud del derrumbe es aquella zona en la que el material involucrado en el derrumbe se encuentra a un nivel más bajo que la superficie original del talud. El área de acumulación es aquella zona en la que el material se encuentra a mayor altura que el talud original. Otra división planea considerar:

• corona : parte del material no afectado por el fenómeno inmediatamente adyacente a la parte más alta del talud del deslizamiento;
• cabeza : parte superior del suelo derrumbado;
• pendientes secundarias : superficies empinadas dentro del deslizamiento, sintomáticas de movimientos diferenciales dentro del material;
• fracturas secundarias : fracturas longitudinales o transversales en el material colapsado.
• superficie de separación : superficie que divide el material desplazado del subyacente inalterado;

La masa de suelo involucrada en el fenómeno se denomina material movilizado y comúnmente se divide en cuerpo principal (parte del material que, tras el movimiento, permanece en el lecho del deslizamiento) y pie del deslizamiento (material que se asienta en el área de acumulación).

Clasificación

Para clasificar los distintos tipos de deslizamientos podemos referirnos al tipo de material involucrado (que se puede dividir, por ejemplo, en roca , escombros y suelo ) y al tipo de movimiento. Estas dos características se pueden integrar considerando también otros aspectos, como la velocidad, el tamaño y el contenido de agua.
Una de las clasificaciones más utilizadas es la de Cruden y Varnes, [1] actualizada posteriormente por Hungr, Leroueil y Picarelli. [2] Esta clasificación divide los deslizamientos de tierra según 5 tipos principales de movimiento (más la categoría de deslizamientos de tierra complejos o compuestos) y 3 clases de materiales.

tipo de movimiento		tipo de material
		roca	escombros	terrestre
colapsar ( caer )		colapso de roca	derrumbe de escombros	colapso de la tierra
volcar ( derribar )		volcamiento de rocas	volcado de escombros	volcamiento de tierra
deslizando o deslizando ( diapositiva )	rotacional	fluencia rotacional de la roca	flujo rotacional de escombros	deslizamiento rotacional de la tierra
	traslacional	fluencia traslacional de la roca	flujo traslacional de escombros	flujo traslacional de la tierra
extensión lateral _		expansión lateral de la roca	expansión lateral de escombros	expansión lateral del suelo
fluir o fluir		flujo de roca (deformación gravitacional profunda de la pendiente)	flujo de escombros	vertido de tierra
deslizamiento complejo o compuesto ( complejo )		combinación de dos o más tipos en el espacio (diferentes tipos de movimiento en diferentes áreas del cuerpo del deslizamiento) y/o en el tiempo (evolución del movimiento de un tipo de deslizamiento a otro)

• Deslizamientos por derrumbe : consisten en el desprendimiento repentino de grandes masas de roca dispuestas sobre paredes o escarpes muy escarpados; el movimiento inicial tiene como principal componente la caída vertical hacia abajo, hasta que el material llega a la pendiente y teniendo rebotes y/o vuelcos después del impacto. El colapso ocurre cuando la resistencia al corte del material a lo largo de una superficie se vuelve menor que el peso del bloque de roca o suelo identificado por esa superficie. Este tipo de deslizamientos de tierra se caracterizan por su extrema rapidez. El depósito resultante del deslizamiento es una acumulación al pie del talud de material de diferentes tamaños y dependiendo de las características físicas del talud también puede ocurrir que bloques de mayor tamaño se ubiquen a una distancia considerable del lugar de desprendimiento. La causa predisponente es la existencia de sistemas de fracturamiento o esquistosidad. Las causas desencadenantes son sacudidas telúricas (terremotos), "crioclastismo" (hielo en grietas), lluvia, desarrollo vegetal de sistemas radiculares, socavación del pie de ladera por el hombre o natural (erosión).

• Deslizamientos con vuelco : se denominan vuelcos a los deslizamientos en los que la fuerza de gravedad, la presión del agua o el empuje de los bloques adyacentes generan un movimiento de rotación en el suelo o en la roca en función de un centro de rotación situado por debajo del centro de gravedad de la masa. El tipo de depósito que genera es muy similar al de los derrumbes.

• Deslizamientos por deslizamiento : se dividen según las características geométricas de la superficie de deslizamiento en movimientos por deslizamiento plano o rotacional:
  • en movimiento plano ocurren principalmente en superficies discontinuas ya inclinadas (superficies de capas en sucesión sedimentaria, fracturamiento o esquistosidad en rocas metamórficas) y ocurren principalmente en taludes de deslizamiento cuando las capas no pueden sostenerse por la fricción entre las dos superficies;
  • en movimiento de rotación se dan a lo largo de superficies curvas, cóncavas hacia arriba, en materiales coherentes o pseudocoherentes , cuando se excede la resistencia al corte de los mismos materiales.

• Deslizamientos por expansión lateral : estos deslizamientos se producen en suelos con una estructura geológica particular en los que se superponen materiales caracterizados por un comportamiento rígido sobre materiales con un comportamiento plástico. La expansión lateral es generada por el flujo del material plástico subyacente que provoca la fractura progresiva del material rígido de arriba.

• Deslizamientos : los deslizamientos se definen como deslizamientos en los que la deformación del material es continua a lo largo de toda la masa en movimiento. En el caso de los desprendimientos de rocas, no es posible tener una visión inmediata de la superficie del deslizamiento y, además, estos movimientos son generalmente muy lentos y se caracterizan por procesos de deslizamiento viscoso . Los flujos de tierra son generalmente mucho más fáciles de ver ya que la masa colapsada adquiere una apariencia muy similar a la de un fluido de alta viscosidad . Estos deslizamientos se dan en presencia de saturación y posterior fluidificación de masas limo-arcillosas en suelos alterados por agua, la masa fangosa también puede involucrar en su movimiento a otros tipos de bloques rocosos. Colaterales a esta familia son los episodios de “ rápidos o rápidos vertidos ”, o más correctamente “deslizamientos por saturación y fluidificación de suelos superficiales detríticos” ( soil slips ). Generalmente se activan durante episodios de lluvias intensas, con alturas de precipitación (p. ej.) superiores a 100 mm/hora. En este caso se dan en grandes cantidades, hasta cientos por km². (Valle de Ossola 08/1978, Langhe piamontés 11/1994). (Ver más abajo en: Rápidos flujos de lodo)

• Deslizamientos , hablamos de pequeños deslizamientos superficiales, compuestos principalmente por materiales incoherentes o producidos como tales por el efecto del agua.

Las deformaciones gravitatorias profundas de la pendiente , o DGPV, son fenómenos particulares de los que se ha adquirido una conciencia exacta solo en las últimas décadas.

Corrientes de lodo rápidas (en profundidad)

Los deslizamientos de lodo de flujo rápido ocurren durante períodos lluviosos prolongados y finalmente se activan junto con eventos meteóricos récord, es un tipo de deslizamiento de tierra muy líquido y se origina dentro del manto de cobertura piroclástica (a) o, sin embargo, sobre un sustrato rocoso (b) .

a) Los suelos piroclásticos (etimología: fuego - detritus) se han depositado a lo largo de los siglos durante las erupciones volcánicas y, en general, todavía se encuentran en los flancos del aparato volcánico. El derretimiento repentino de la nieve en altura -debido a una erupción inminente- o las lluvias intensas o prolongadas, movilizan el manto piroclástico creando un flujo "autoalimentado" que fluye río abajo a gran velocidad, teniendo una masa muy densa y altamente erosiva. Son famosas las coladas de lava que se producen en los volcanes japoneses, pero, sobre todo, en los centroamericanos. (ver Ecuador, Indonesia, Japón, volcán Monte Sant'Alena, 1980, USA). O se activan en antiguos suelos volcánicos donde hay valles y laderas de valles. (en Italia, ver Frane di Sarno, Irpinia, 1998)

b) Otros tipos de sustrato pueden ser los más variados: muy productivos son - en Italia - suelos terciarios y cuaternarios de origen sedimentario , menos competentes y más fácilmente alterables en la superficie. En ausencia de lluvias prolongadas o repetitivas, o períodos históricos de lluvias , el manto de alteración se impone sobre el lugar profundizándose hacia abajo, en detrimento de las capas superficiales "rocosas" subyacentes alta pendiente de los Apeninos y los Alpes (véase Ossola Valley, 1978, Piedmontese Langhe, 1994 - Piedmont Regional Geological Publicaciones de servicio)

Generalmente, el derrumbe comienza con un pequeño desprendimiento aguas arriba en correspondencia con puntos débiles (peñascos, caminos, etc.) que impacta en el talud de suelos saturados de agua que se movilizan y "fluyen" aguas abajo con considerable energía. Generalmente, la zona de "vaciado", aguas abajo del nicho de desprendimiento, se asienta sobre la superficie topográfica natural preexistente que actúa como "plano de flujo". Cuando la fracción líquida predomina sobre la sólida, el talud atravesado se conserva intacto con la cubierta herbácea intacta. En estos casos, y dada la existencia de condiciones geométricas óptimas, como una longitud y pendiente significativas del talud, la longitud total del deslizamiento puede ser muchas unidades (5 - 10) mayor que su anchura. El área de acumulación, en la base de la pendiente, suele tener forma de abanico.

Causas

Los movimientos de taludes ocurren debido a fenómenos capaces de modificar las fuerzas internas y externas que actúan sobre el suelo o sobre el macizo rocoso. Los factores se pueden dividir en condicionantes o desencadenantes . los primeros son

la forma del relieve, la naturaleza y estructura del terreno, estos últimos son factores externos que afectan la estabilidad. Entre los condicionantes encontramos pues la geometría del relieve, la litología , la estructura geológica y el montaje estructural, las propiedades mecánicas y el grado de alteración de los materiales y finalmente la presencia de vegetación. Entre los desencadenantes encontramos la precipitación y cambios en las condiciones hidrológicas, variación de cargas estáticas o dinámicas, variación de geometría de taludes, erosión y acción climática.

En cualquier caso, la rotura del material según una determinada superficie indica que a lo largo de esa superficie las tensiones actuantes, que tienden a hacer que la masa se mueva, son mayores que las tensiones reactivas, que por el contrario tienden a bloquearla. En consecuencia, es posible dividir las causas de los deslizamientos en factores que aumentan las fuerzas actuantes y factores que disminuyen las reactivas.

Los factores que determinan un aumento en los esfuerzos actorales se pueden dividir en:

• factores que eliminan el material (erosión del pie, excavación del pie, eliminación de obras de apoyo del pie):
• factores que crean un aumento de la carga (saturación por fuertes lluvias, sobrecarga en la parte superior, aumento de la presión del agua);
• factores que reducen el soporte subterráneo (disolución química de rocas subterráneas, minería);
• factores que ejercen esfuerzos transitorios sobre el terreno (actividad sísmica o volcánica, explosiones, sobrecarga por tráfico rodado).

Los factores que generan una capacidad portante reducida del material se dividen en:

• factores intrínsecos (naturaleza del terreno, disposición y redondez de los gránulos, características geométricas de eventuales planos de discontinuidad, orientación de la pendiente);
• factores externos (esfuerzos transitorios, alteración físico-química de materiales, variaciones en el contenido de agua).

Monitoreo

El decreto del Ministerio de Infraestructura del 14/01/2008 establece en el capítulo 6 ( Estabilidad de taludes naturales ) que “ El estudio de la estabilidad de taludes naturales requiere observaciones y levantamientos de superficie, recopilación de información histórica sobre la evolución del estado de taludes y sobre los daños que sufran las estructuras o infraestructuras existentes, la constatación de los movimientos en curso y sus características geométricas y cinemáticas, la recogida de datos sobre las precipitaciones, sobre las características hidrogeológicas de la zona y sobre las intervenciones de consolidación previas. ” [3]

El monitoreo de deslizamientos tiene los siguientes objetivos:

• La profundidad y superficie del deslizamiento para evaluar su volumen;
• La posible existencia de movimientos en curso y su ubicación espacio-temporal;
• El control de los aspectos hidrogeológicos del deslizamiento;

Un seguimiento cuidadoso y continuo puede resultar muy rentable desde el punto de vista de la gestión de riesgos en el ámbito de la protección civil .

A través de la instrumentación geotécnica es posible evaluar:

• la apertura de fracturas (a través de galgas extensométricas, galgas de grietas, distómetros, miras ópticas);
• la superficie de deslizamiento, movimientos profundos y deformaciones (con tubos inclinómetros, inclinómetros fijos, sistemas trivec e increx, TDR y galgas extensométricas de profundidad);
• el nivel piezométrico del acuífero (mediante piezómetros ).

Herramientas adicionales para monitorear deslizamientos de tierra son:

• GPS , Interferometría SAR Terrestre (TInSAR) y sistemas topográficos (se instalan una serie de pilares de hormigón sobre el cuerpo del deslizamiento para luego evaluar sus desplazamientos relativos) que brindan información sobre los movimientos superficiales del deslizamiento;
• radiación infrarroja para evaluar el grado de humedad del suelo y por tanto comprobar la situación hidrogeológica.

Prevención

Para evitar que se produzcan deslizamientos es necesario prestar atención a las zonas de riesgo y observar algunas precauciones:

• evitar construcciones en la coronación del cuerpo de derrumbe o en todo caso en su parte superior, ya que esto hace que el suelo subyacente sea más pesado y lo torne inestable, facilitando su deslizamiento;
• Evitar realizar movimientos de tierra o excavaciones en la parte inferior del cuerpo del deslizamiento porque esto elimina una parte sustancial del suelo resistente al deslizamiento.

En cualquier caso, a la hora de diseñar una obra cerca de un talud, es necesario evaluar la estabilidad global del propio talud.

Uno de los métodos utilizados para proteger las estructuras y la población aguas abajo de un talud rocoso con riesgo de deslizamiento son las redes, terraplenes y barreras contra desprendimientos, intervenciones pasivas capaces de frenar los bloques en movimiento e impedir que lleguen a las estructuras subyacentes.

Para aumentar el factor de seguridad en una zona con riesgo de deslizamientos, se pueden planificar varios tipos de intervenciones activas. Básicamente estas intervenciones se distinguen en intervenciones que reducen las fuerzas de corte que el material debe movilizar para mantenerse en equilibrio e intervenciones que aumentan las características de resistencia al corte del material.

Medidas para reducir la resistencia a cortante movilizada

Las principales intervenciones para reducir los esfuerzos cortantes movilizados, y por lo tanto para asegurar que siempre exista una diferencia aceptable entre estos y el esfuerzo cortante máximo del material, son:

• Excavación : trabajos de excavación realizados aguas arriba de la masa de tierra en riesgo; a la hora de diseñar y decidir estas intervenciones siempre hay que tener en cuenta que si aumenta la excavación por un lado el factor de seguridad aguas abajo de la intervención lo disminuye aguas arriba;
• Reperfilado : reducción de la inclinación del talud mediante la remoción de material y por lo tanto construyendo artificialmente su perfil (que puede ser con un ángulo constante o con escalones);
• Eliminación de cantos rodados inseguros : se puede pensar en intervenir en una pendiente retirando las partes más peligrosas y más difíciles de estabilizar, como los bloques inseguros, pero asegurándose de que la intervención para retirarlos no dañe el resto de la pendiente (como puede ocurrir fácilmente, por ejemplo, mediante el uso de explosivos );
• Reducción de la erosión al pie del talud por cursos de agua : estas intervenciones están dirigidas a reducir el efecto dañino que la erosión tiene sobre la estabilidad del talud; tales intervenciones pueden ser:
  • obras longitudinales , es decir, acantilados a lo largo de las márgenes del río que refuerzan el pie de vertiente reforzándolo y disminuyendo su erosión progresiva;
  • obras transversales , es decir, perpendiculares al flujo de agua, capaces de alejar el flujo de la corriente del pie del talud (repelentes), disminuir la velocidad de la corriente cerca de la zona de riesgo (bridas de consolidación y umbrales), detener el transporte material de la corriente al pie del talud (brida de contención) o disminuir la actividad erosiva en el fondo del cauce (baches de fondo);
• Obras de apoyo al pie del talud , es decir, la construcción de terraplenes capaces de soportar el talud superior; estos terraplenes pueden ser rígidos o flexibles dependiendo del comportamiento que tengan frente a las deformaciones;
• Arreglos hidráulico-forestales , que se dividen en:
  • reforestación : dado que los sistemas de raíces de las plantas son capaces de dar al suelo una mayor cohesión y resistencia a los esfuerzos de corte, es posible utilizar esta técnica para prevenir deslizamientos de tierra;
  • obras de drenaje superficial , es decir aquellas obras capaces de remover el agua de lluvia que erosionaría el suelo; algunos ejemplos son los canales superficiales (canales dispuestos a lo largo de la línea de máxima pendiente sobre el cuerpo del deslizamiento) y las zanjas de guarda (zanjas longitudinales al deslizamiento colocadas inmediatamente encima del tope);
  • obras de drenaje profundo , capaces de sacar agua del subsuelo; intervenciones de este tipo son trincheras, pozos y túneles de drenaje.

En el caso de suelos rocosos, también es posible intervenir con tirantes, pernos o clavos clavados en la roca que puedan así soportar la masa.

Trabajo para mejorar la resistencia del material

Existen intervenciones capaces de mejorar la resistencia intrínseca de un material a los esfuerzos externos. Estas intervenciones son:

• Inyecciones de mezclas consolidantes , que dan al material una cohesión adicional derivada de la cementación;
• La estabilización química , incluso en fase experimental, permite cambiar las características del material (por ejemplo, mediante la inserción de cloruro de potasio en algunas arcillas );
• Electroósmosis y electro -silicatación , que consisten en la extracción de agua mediante el paso de corriente eléctrica en el suelo precedida, sólo en el caso de electro-silicatación, por la introducción de una solución de silicato de sodio ; sin embargo, esta técnica tiene altos costos;
• Congelante , capaz de tener una acción cementante temporal; se lleva a cabo con nitrógeno líquido .

Notas

1. ^ David M. Cruden, Varnes David J., Deslizamientos: investigación y mitigación. Capítulo 3: Tipos y procesos de deslizamientos de tierra , en el informe especial de la junta de investigación del transporte , vol. 247, 1996.
2. ^ Oldrich Hungr, Serge Leroueil y Luciano Picarelli, La clasificación de tipos de deslizamientos de tierra de Varnes, una actualización , en Landslides , vol. 11, núm. 2, 30 de noviembre de 2013, págs. 167–194, DOI : 10.1007/s10346-013-0436-y . Consultado el 19 de mayo de 2019 .
3. ^ Decreto Ministerial 14/01/2008 Archivado el 7 de abril de 2009 en Internet Archive .

Bibliografía

• Directrices SNPA para el seguimiento de deslizamientos de tierra 32/2021
• Métodos geotécnicos de seguimiento de deslizamientos ( PDF ), en geomatica.como.polimi.it . Consultado el 18 de diciembre de 2008 (archivado desde el original el 6 de marzo de 2007) .
• Defensa de la erosión de las aguas superficiales , en xoomer.alice.it . Consultado el 18 de diciembre de 2008 (archivado desde el original el 24 de junio de 2007) .
• LUINO F. & CIRIO GC (2007): “Deslizamiento de bloques de roca en las colinas de Langhe de la región de Piamonte (noroeste de Italia)”. 1ra Conferencia Norteamericana de Derrumbes, Vail, Colorado, 3-10 de junio de 2007, p. 523-534.
• Laura Scesi, Mónica Papini; Paola Gattinoni, La dinámica de las laderas y Los trabajos de estabilización y asentamiento de las laderas , en Geología aplicada , Milán, Casa Editrice Ambrosiana, febrero de 2003, ISBN  88-408-1253-9 .
• Emidio Santoni, Nazareno Albertini, Luigi Girolami, Vittorio Marucci, Deslizamientos de tierras en Appignano (siglos XVI-XX) , Ascoli Piceno, Giannino y Giuseppe Gagliardi Editori, 2005; reseña de Cristiano Marchegiani en "Studia Picena. Revista Marche de historia y cultura", Ancona, LXXII (2007), pp. 348–354 Texto .
• Monitoreo de deslizamientos , en nhazca.com .
• Antonello Pasini, La ecuación de los desastres. Cambio climático en territorios frágiles. , 2020, Código de ediciones, ISBN 978 88 7578 865 0

Artículos relacionados

• Empuje de las tierras
• avalancha
• flujo de escombros
• Lahar
• paleofrana
• Sturzström

Otros proyectos

• Wikcionario contiene el diccionario lema « deslizamiento de tierra »
• Wikimedia Commons contiene imágenes u otros archivos en deslizamiento de tierra

Enlaces externos

• ( EN ) Frana , en Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
• Inventario de fenómenos de deslizamientos de tierra en Italia - ISPRA (Instituto Superior de Protección e Investigación Ambiental)
• Plataforma Nacional IdroGEO - ISPRA (Instituto Superior de Protección e Investigación Ambiental)
• Población y Riesgo de Deslizamientos e Inundaciones en Italia POLARIS . CNR IRPI (Instituto de Investigación para la Protección Hidrogeológica)