El Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales de la Universidad de Costa Rica (LanammeUCR), a través del Programa de Ingeniería Geotécnica (PIG), realizó una evaluación en el deslizamiento que se dio en el kilómetro 17 de la ruta 27 en setiembre pasado, con el fin de verificar de manera preliminar la posible afectación al puente y carretera nacional dada la condición actual del sitio.
El informe EIC-Lanamme-INF-1711-2022, fue entregado a la Administración en diciembre del año 2022, e incluyó análisis preliminares de estabilidad de la superficie de los taludes próximos al puente sobre el río Virilla, luego del deslizamiento ocurrido el 18 de septiembre de 2022 en el Km 17+065 de la Ruta Nacional 27.
Descripción general del sitio
El sitio de análisis se ubica en el distrito de Brasil, cantón de Santa Ana, provincia San José, en el sector sur del puente sobre el río Virilla en la Ruta Nacional 27. (ver Figura 1)
Figura 1. Ubicación del sitio de estudio
En cuanto a la geomorfología del sector oeste de San José y que incluye la zona donde ocurrió el deslizamiento, el área de estudio se encuentra dentro del grupo de formas de origen fluvial y específicamente con la morfología de un cañón de río y forma de origen volcánica con pendiente < 10°, utilizando como base la categorización de unidades geomorfológicas según su origen de formación y diferentes grados de pendientes de sus laderas.
Amenazas y peligros naturales del cantón de Santa Ana
De acuerdo con la Comisión Nacional de Emergencias (CNE), el mayor potencial de amenaza radica en la presencia de ríos y quebradas. Sin embargo, en las cercanías, no se identificaron zonas con potencial de inundación, zonas de falla o deslizamientos.
Condición actual del sitio
Actualmente, el sitio se encuentra con vegetación autóctona densa en la margen izquierda del río, esto representa una limitación para la obtención de información topográfica que permitan conformar el modelo de elevación digital del sitio. Además, el material deslizado se encuentra acumulado al pie del talud, y persiste la presencia de zonas con agrietamientos profundos producto del deslizamiento acontecido.
Trabajo realizado
El PIGdel LanammeUCR realizó los análisis de carácter preliminar que se presentan a continuación, considerando la limitante de no contar con una campaña geotécnica exhaustiva para determinar las propiedades de los materiales de la zona y determinando algunas de las propiedades de los materiales utilizando métodos indirectos.
Modelo de elevación digital (MED)
Se realizó un levantamiento del sitio de estudio con el uso de un Vehículo Aéreo No Tripulado (VANT), a partir del cual, y utilizando conceptos de fotogrametría se conforma el MED del sitio, se obtiene una representación tridimensional de la forma y características topográficas de la zona.
Caracterización y clasificación del macizo rocoso
La zona de estudio está constituida por taludes en roca fracturada, por lo que para la clasificación del macizo rocoso se utilizó el método del Índice Geológico de Resistencia (GSI por sus siglas en inglés: geological strength index), que evalúa la calidad del macizo de manera indirecta, en función del grado y las características de fracturación, estructura geológica, tamaño de los bloques y alteración de las discontinuidades.
Como se observa en la Figura 2, el terreno se conforma por un perfil rocoso, medianamente fracturado y alterado. Los parámetros para utilizar en los análisis de estabilidad de cada una de las secciones que conforman la zona de interés son:
| GSI =35 | mi = 17 |
| D =0,7 | UCS=15430 kPa |
| Peso unitario=19,8 kN/m3 | |
Figura 2. Conformación del perfil de suelo
Comprobación de estabilidad de los taludes utilizando el método de equilibrio límite (MEL)
Los análisis de estabilidad de la zona de estudio se realizaron mediante el uso de Métodos de Equilibrio Límite (MEL) y se dividió en tres secciones, como se muestra en la Figura 3, indicando las condiciones de frontera respectivas, debido a la limitación de capacidad de procesamiento de información disponible.
Figura 3. Secciones de análisis para la zona de estudio
Actualmente, la mayoría de los estudios de estabilidad de taludes se basan en los Métodos de Equilibrio Límite (MEL), donde se considera la relación de fuerzas deslizantes y fuerzas resistivas a lo largo de una superficie de falla supuesta.
Para realizar los análisis lo más cercanos a las condiciones de operación de la zona de estudio, se utiliza una carga viva correspondiente al tránsito vehicular de 10 kPa, multiplicado por un factor n=1,00 dependiente de la cantidad de carriles del claro, según lo indicado en la AASHTO.
Luego de analizar cada una de las secciones se obtuvieron los siguientes factores de seguridad para la condición estática y pseudo estática, utilizando un coeficiente de aceleración sísmica del suelo de 0,10 g definido en el CGTLCR y empleando la metodología de Bishop y Janbú:
| Bishop | Janbú | |||||
| Sección | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 |
| Estático | 1,027 | 0,876 | 1,151 | 1,003 | 0,863 | 1,145 |
| Pseudo estático | 0,877 | 0,745 | 0,977 | 0,8 | 0,693 | 1,225 |
La Figura 4 muestra los resultados de la sección 3 manera gráfica a manera de ejemplo.
Figura 4. Mapa de superficies de factores de seguridad para el caso estático de la sección 3
Conclusiones
Es importante resaltar que este análisis no representa resultados definitivos ya que la información disponible y el estudio completo correspondiente, deben ser asignados a un profesional en geotecnia responsable de la administración de este corredor vial y realizar un análisis exhaustivo.
Luego de realizar el recorrido por los alrededores del km 17+065, es posible verificar la presencia de una zona de posible inestabilidad, dados los agrietamientos observados en la superficie del terreno, que se encuentra en la zona, pero que no tendría por el momento influencia sobre el puente o la carretera.
De acuerdo con los resultados los factores de seguridad obtenidos, al presentar valores de 1,0, se encuentra en estado de equilibrio límite. Sin embargo, la superficie de falla critica, corresponde a las zonas cercanas a la corona del talud, que no cumplen con lo recomendado en el CGTTLCR. No obstante, esta superficie corresponde a un volumen pequeño y puntual de material inestable, que una vez se desprenda, se presupone puede adoptar una nueva pendiente que sea favorable para la estabilidad del talud. A pesar de ello la Ruta27 puede continuar operando de manera normal sin ver comprometida su funcionalidad ni seguridad. Esto no reemplaza la necesidad de monitoreo constante de la zona, ni un análisis más exhaustivo y detallado.
21 de marzo, 2023.
Gabriela Contreras Matarrita.
Periodista. LanammeUCR.
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