Miguel Angel Villanueva De La Cruz

Análisis de Caída de Rocas

Miguel Ángel Villanueva De La Cruz, Bach. Ing. Civil¹

Resumen: El análisis de caída de rocas, es un proceso que permite obtener una probable trayectoria de la roca o canto rodado desde su desprendimiento hasta su ubicación final, es necesario realizar este estudio antes de cualquier obra civil de estabilidad de sobre los taludes, ya que nos dará una información importante para diseñar un sistema de protección adecuado que nos permita mantener la seguridad durante la ejecución de la obra. En algunos lugares donde se cuenta con un espacio adecuado se puede realizar un análisis experimental, pero en otros con el espacio reducido el análisis experimental es imposible. Llamase análisis experimental al hecho de realizar la simulación de la caída de rocas en el lugar.

En este artículo también se plantean un conjunto de medidas de protección que se construyen ante el efecto de la caída de rocas. Del mismo modo se plantean los criterios que uno debe considerar en el análisis de caída de rocas utilizando cualquier software.

Palabras Clave: Talud; Análisis de Estabilidad; Caída de rocas; parámetros de diseño

Introducción

La caída de rocas es un tema importante porque constituye un riesgo cuando se construye en roca o suelo en ya que es un riesgo que implicaría la pérdida de vidas humanas y/o la inutilización de la obra.

Badger y Lowell (1983) resume la experiencia del Departamento de las carreteras en el Estado de Washington. Afirmaron que un número significativo de accidentes de trabajo y casi una media docena de víctimas mortales se han producido a causa de la caída de rocas en los últimos 30 años. y el 45% de todos los problemas de inestabilidad de ladera son relacionados con la caída de rocas.

Hungr y Evans (1989) nota que, en Canadá, se han producido 13 muertes por caída de rocas en los últimos 87 años. Casi todas esas muertes han sido en la carretera montañosa de la Columbia Británica.

Objetivo

Conocer el mecanismo de la caída de rocas.

Fundamento Teórico:

Mecánica de caída de rocas

Fuente: Rock Engineering-Course Notes by Ebert Hoek, Cáp. 9.

¹Tesista del Grupo de Investigación convenio UNI-GyM.

Email: villacruz_20@hotmail.com

La caída de rocas es generalmente iniciada por algunos casos climáticos, fenómenos naturales y artificiales, que causa un cambio en las fuerzas que actúan sobre una roca. Siendo las más comunes:

El aumento de la presión de poro debido a la infiltración de la lluvia en la pendiente.
La erosión de material circundante durante las lluvias fuertes, tormentas, hielo y deshielo en climas fríos.
Degradación química o meteorización de la roca.
Crecimiento de la raíz o influencia de las raíces sobresalidas en caso de vientos fuertes.

Una vez que el movimiento de una roca, en lo alto de la pendiente se ha puesto en marcha, el factor más importante en el control de su trayectoria de caída es la geometría del talud.

Existen algunas consideraciones que se tiene que tener en cuenta en el análisis.

Si la roca cae sobre una superficie de roca dura inalterada y limpia, son más peligroso porque no existe nada que retarde su caída en ningún grado significativo.
Si la roca cae en la superficie del talud cubierta de material, coluviones o grava, se absorbe una cantidad considerable de la energía de la caída de rocas y en muchos casos se detiene por completo.

Esta capacidad de retardar el material de la superficie se expresa matemáticamente por un período llamado el coeficiente de restitución. El valor de este coeficiente depende de la naturaleza de los materiales que forman la superficie de impacto. Las superficies Limpias de rocas duras tienen un alto coeficiente de restitución mientras que el suelo, grava y granito descompuesto completamente tienen bajos coeficientes de restitución. Esta es la razón porque se colocan capas de grava en los bancos de capturas con el fin de evitar un mayor rebote de la caída de rocas.

Otros factores, tales como el tamaño, la forma de la roca, los coeficientes de fricción de las superficies de la roca y si la roca se rompe en pedazos más pequeños son efectos de menor importancia que la geometría del talud y los coeficientes de restitución que se ha descrito anteriormente.

Por lo tanto modelos de simulación de caída relativas de rocas sueltas, tales como el programa escrito por Hoek (1986), son capaces de producir razonablemente exactas predicciones de trayectorias de caída de rocas.

La mayoría de estos modelos de caída de rocas incluyen una simulación de Monte Carlo que es una técnica para variar los parámetros incluidos en el análisis. Esta técnica, con el nombre del juego de los casinos de Monte Carlo, es similar al proceso aleatorio de tirar los dados uno para cada parámetro que se está considerando.