Revista Digital Universitaria
ISSN: 1607 - 6079 Publicación mensual
 
1 de febrero de 2011 Vol.12, No.2
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Impacto de fuerzas de filtración y tubificación retrógrada a la inestabilidad de talud y erosión hídrica
Xiangyue Li y Víctor Arroyo
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Fuerzas de filtración y estabilidad...
Taludes homogéneos y no homogéneos
Tubificación retrógrada
Erosión por filtración
Conclusiones y bibliografía
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Introducción


Los taludes son componentes estructurales fundamentales de presas y bordos. La inestabilidad de los taludes influye directamente en la seguridad y el funcionamiento de estas estructuras hidráulicas. Como ejemplo, las inundaciones de Nueva Orleans en 2004 tienen en su origen la falla del sistema de diques. Las laderas naturales, al tiempo de crear paisajes espectaculares, pueden padecer deslizamientos masivos que obstruyen corrientes de río. Tal es el caso del deslizamiento que tuvo lugar en San Juan de Grijalva, Chiapas, en 2007. Si los taludes o laderas se localizan en la cercanía de poblaciones, o bien las descargas de los embalses, como consecuencia del desbordamiento de presas o bordos provocan inundaciones, se pueden presentar cuantiosas pérdidas de material y vida humana. Por otro lado, la erosión hídrica es el causante principal de pérdidas de suelo en cuencas hidrográficas. Ante una mayor frecuencia de la presencia de condiciones hidrometeorológicas adversas, la erosión hídrica viene agravándose considerablemente.

Varios factores inciden en la inestabilidad de taludes y la erosión hídrica, desde meteorológicos e hidrológicos hasta geológicos y geotécnicos. Sin duda, el agua juega un papel prominente. Los suelos y rocas son materiales porosos, saturados o parcialmente saturados por el agua. Ésta, al fluir a través de los poros del suelo, ocasiona fuerzas de arrastre a su esqueleto sólido, las que se conocen como fuerzas de filtración, mismas que hacen cambiar el estado de esfuerzos y deformaciones de los materiales. Los esfuerzos cortantes generados pueden rebasar las resistencias, propiciando grandes desplazamientos o hasta fallas totales en la masa de los materiales.

Aún cuando no sean tan grandes como para originar fallas masivas, las fuerzas de filtración pueden llegar a arrastrar partículas de suelo hacia la superficie de terreno. Esto ocurre con mayor frecuencia en suelos granulares como gravas o arenas. Si la pérdida de los materiales no se controla adecuadamente, el arrastre de los mismos deja ductos o cavidades en la masa de suelo. Si este proceso se evoluciona, es posible que se formen ductos continuos a lo largo de líneas de corriente del flujo de agua, causando erosiones de gran magnitud. Este fenómeno se conoce como tubificación retrógrada. Su presencia en laderas es el responsable de erosión por filtración y su ocurrencia en presas o bordos pueden traer como consecuencia daños todavía mayores que pueden ser incluso catastróficos.

En este trabajo se hace una valoración de fuerzas de filtración, haciendo referencia en la inestabilidad de taludes y erosión hídrica. Tradicionalmente estos temas se estudian, por separado, en las disciplinas de mecánica de suelos y conservación de suelos. Sin embargo, en la actualidad, por la presencia de varios efectos a la vez y el alto impacto económico y social que puede tener una falla de taludes de gran magnitud, este tópico se está atendiendo por muchas otras especialidades, tales como hidrología, hidráulica, geomorfología y geología aplicada. Se están llevando a cabo investigaciones y estudios desde un enfoque interdisciplinario, con la finalidad de establecer  modelos de predicción más eficaces y soluciones integrales.



 
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