¿Por qué monitorear un deslizamiento de tierra?
Los deslizamientos de tierra son uno de los fenómenos geotécnicos más complejos de analizar y anticipar. Cada año, causan daños considerables en las infraestructuras viales, ferroviarias, redes, edificios y obras de contención.
La mayoría de los deslizamientos no ocurren de manera instantánea, generalmente son el resultado de una evolución progresiva, caracterizada por fases de deformación más o menos largas antes de la aparición de una ruptura.
El monitoreo de deslizamientos de tierra se basa en el uso de diferentes técnicas e instrumentos que permiten observar continuamente el comportamiento de las laderas y detectar los primeros signos de inestabilidad.
El monitoreo de la estabilidad de las pendientes se apoya en una instrumentación geotécnica compuesta, entre otros,inclinómetros, piezómetros y sensores de humedad del suelo, destinados a seguir continuamente los desplazamientos, las deformaciones del terreno así como las condiciones hidrogeológicas que influyen en la estabilidad de la pendiente.
Comprender la estabilidad de una pendiente
La estabilidad de una pendiente depende del equilibrio entre los factores que favorecen los movimientos de tierra y aquellos que permiten que el suelo se mantenga en su lugar.
Entre los principales factores que pueden desestabilizar una ladera:
el aumento de las presiones intersticiales;
los episodios de lluvia prolongados;
las variaciones del nivel freático ;
la erosión en pie de talud ;
los sismos ;
los ciclos de congelación-descongelación ;
los trabajos de movimiento de tierras ;
las sobrecargas en la cima de la pendiente.
En muchos casos, el aumento de la presión del agua en los poros del suelo reduce las tensiones efectivas según el principio de Terzaghi. Cuando el suelo pierde resistencia, el riesgo de deslizamiento de tierra aumenta progresivamente.
Los desplazamientos : un indicador esencial pero insuficiente
La medición de los desplazamientos constituye generalmente el primer parámetro monitoreado en un deslizamiento de tierra.
Sin embargo, el valor absoluto del desplazamiento no suele ser la información más relevante.
Los geotécnicos se interesan principalmente :
en la velocidad de desplazamiento ;
en las aceleraciones ;
en los desplazamientos diferenciales ;
en la localización de las zonas activas.
El análisis de las velocidades permite, entre otras cosas, identificar las diferentes fases de evolución de un deslizamiento :
Schéma explicatif simplifié
La identificación temprana de estos cambios de comportamiento constituye uno de los principales objetivos de un sistema de monitoreo instrumentado.
Presiones intersticiales: uno de los principales factores desencadenantes de los deslizamientos de tierra
En los suelos finos y los materiales alterados, las variaciones de presión intersticial juegan un papel determinante en el desencadenamiento de inestabilidades.
Un aumento de la presión del agua reduce directamente las tensiones efectivas y, por lo tanto, la resistencia mecánica del terreno.
Por eso, los piezómetros ocupan un lugar central en la instrumentación geotécnica de los taludes inestables.
El análisis conjunto de los datos piezométricos y las mediciones de desplazamiento a menudo permite identificar correlaciones muy fuertes entre los episodios de recarga hidráulica y las aceleraciones observadas en el terreno.
En ciertos contextos, las variaciones piezométricas pueden incluso constituir un indicador precursor varios días antes de la aparición de movimientos significativos.
Pluviometría
Deformaciones y seguimiento de la apertura de fisuras
La aparición de fisuras en la cresta del talud o en las estructuras situadas cerca de un deslizamiento suele ser uno de los primeros signos visibles de una desestabilización. Su evolución puede revelar un movimiento progresivo del terreno y permitir identificar las fases de aceleración del fenómeno. El seguimiento continuo de la apertura de las fisuras mediante fisurómetros permite cuantificar los desplazamientos y anticipar un posible agravamiento de la inestabilidad.
Inclinación y rotación de las obras civiles
Los movimientos de terreno generan frecuentemente rotaciones progresivas de las estructuras implantadas en el talud.
Muros de contención, edificios u obras de arte pueden presentar variaciones angulares muy pequeñas pero reveladoras de una evolución del fenómeno.
Los sensores de inclinación registran variaciones angulares, (y/o informativas en mm) y permiten aportar una dimensión geométrica a las mediciones de desplazamiento lineal.
La importancia de un enfoque multiparamétrico
Uno de los errores más frecuentes consiste en monitorear un deslizamiento utilizando un solo tipo de sensor.
La experiencia muestra que la comprensión de un fenómeno geotécnico se basa ante todo en la correlación de varios parámetros :
desplazamientos ;
aperturas de fisuras ;
inclinaciones ;
presiones intersticiales ;
niveles de napa ;
humedad del suelo ;
precipitaciones ;
temperatura.
Este enfoque multiparamétrico permite no solo detectar las anomalías, sino también identificar mejor los mecanismos responsables de los movimientos observados.
Del monitoreo a la alerta temprana
El objetivo de un sistema de monitoreo es proporcionar información confiable que permita comprender la evolución de un fenómeno y ayudar en la toma de decisiones.
El análisis de tendencias, aceleraciones y correlaciones entre los diferentes parámetros permite definir umbrales de alerta adaptados al comportamiento específico del sitio monitoreado.
Estos sistemas de alerta temprana juegan hoy un papel importante en la protección de infraestructuras, bienes y personas expuestas a riesgos naturales.
Las soluciones FEELBAT para la vigilancia de deslizamientos de tierra
FEELBAT desarrolla una gama de sensores conectados dedicados al monitoreo geotécnico y a la vigilancia de movimientos de terreno. El objetivo es proporcionar a los gestores de infraestructuras, oficinas de estudios y expertos datos confiables para seguir la evolución de los taludes inestables y comprender mejor los mecanismos detrás de los deslizamientos.
Según los desafíos del sitio y los fenómenos a monitorear, se pueden desplegar varias tecnologías :
Otros Productos
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DELTA L+: monitorización de la evolución de las fisuras y de los desplazamientos relativos;
DELTA R: seguimiento de las inclinaciones y de los movimientos de rotación;
DELTA X-P: medición del nivel freático;
DELTA X-Hs: seguimiento de la humedad del suelo;
DELTA X-Ra: medición de las precipitaciones.
Todos los sensores integran además una medición de temperatura, lo que permite correlacionar las observaciones con las condiciones ambientales.
Los datos se transmiten automáticamente a una plataforma centralizada que ofrece visualización en tiempo real, análisis de la evolución de las mediciones, generación de informes automatizados y configuración de alertas personalizadas.
Gracias a su diseño inalámbrico, los sensores FEELBAT pueden desplegarse rápidamente sobre el terreno con un mantenimiento mínimo. Su autonomía, que puede alcanzar varios años según la configuración elegida, permite garantizar una monitorización continua a largo plazo.
Existen varios protocolos de comunicación disponibles para adaptarse a las condiciones de cobertura de la red en cada emplazamiento: Sigfox, LoRaWAN, LTE-M y 4G.
Los sensores pueden ser instalados individualmente o en forma de malla para cubrir áreas extensas y cruzar diferentes indicadores de monitoreo. Este enfoque multi-sensor permite obtener una visión más completa del comportamiento del talud y identificar mejor los factores que pueden influir en su estabilidad.
El monitoreo conectado constituye hoy en día una herramienta esencial para detectar evoluciones significativas, seguir la actividad de un deslizamiento y anticipar riesgos.