REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA.

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA, CIENCIA Y TECNOLOGÍA.

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA TERRITORIAL DE MÉRIDA

“KLÉBER RAMÍREZ”.

EJIDO, ESTADO BOLIVARIANO DE MÉRIDA.

FACTORES GEOLÓGICOS QUE AFECTAN LA ESTABILIDAD DEL TALUD EN LAS VIVIENDAS UBICADAS EN LA AV. 1, ENTRE CALLES 12 A 14. PARROQUIA MILLA. MUNICIPIO LIBERTADOR (ESTADO MÉRIDA - VENEZUELA)

Autores:

T.S.U. Alarcón Ibarra, Héctor / C.I. V-11.467.317

T.S.U. Marquez, Jhoana / C.I. V-21.305.996

T.S.U. Nigro Moreno, Osman / C.I. V-

T.S.U. Sosa, José David / C.I. V-16.934.208

Asesor Técnico: Prof. Uzcategui Marjorie

Asesor Metodológico: Prof. Medina Marilyn

Tutor Académico: Prof. Luís Molina

Revisión (Corrección voluntaria):

Prof. Ottoniel Morales - IGCRN-ULA

Noviembre, 2020

INDICE CONTENIDO

	Pág.

Índice General..................	ii
Índice de Figuras.................	iv
Índice de Tablas..................	v
Índice de Fotografias.............	vi
RESUMEN
INTRODUCCIÓN	8
· DIAGNÓSTICO	11
· 1. DESCRIPCIÓN DEL CONTEXTO...................................................	11
1.1. Razón Social............................................................	11
1.2. Naturaleza de la Organización…………………………………	11
1.3. Localización Geográfica del Área de Estudio...............	13
1.4. História de Vida de la Comunidad.........................................	14
1.5. Caracterización de la Zona de Estudio..................................	16
1.5.1. Cartografía Básica…………………………	16
1.5.2. Características Físico-Naturales................................	18
1.5.2.1. Relieve y Geomorfología.....................................	18
1.5.2.2. Clima..........................	19
1.5.2.3. Suelos ........................................................................	20
1.5.2.4. Hidrografía………………………………………………	21/span>
1.5.3.5. Vegetación....................................................................	22
1.5.3.7.1. Geología..........................................

1.5.3.7.1. Geología Regional..........................................	24
I.1.5.3.7.2. Geología Local……….	27
1.5.3.7.3 Geologia Estructual.....................................	29
1.1.6. Entes u Organizaciones Vinculadas al Proyecto....	31
· 2. PROBLEMAS, NECESIDADES O INTERESES DEL CONTEXTO....................................................................	32
2.1. Descripción del Diagnóstico Participativo................	32
2.2. Recolección de datos ................................	33
2.3. Jerarquización e Identificación del Problema o Necesidad	35
2.4. Selección del problema o necesidad. .........	36
2.5. Alternativas de solución. .............................	36
· 3. JUSTIFICACIÓN E IMPACTO SOCIAL...................	50
3.1. 3.1. Teórico – conocimiento ....................................	37
.3.1.1. Falla geológica ............................	37
3.1.2. Suelo .................................................	37
3.1.3. Propiedades físicas del suelo ...........................	37
3.1.4. Parámetros de resistencia al corte ........................	38
3.1.6. Talud ...............................................	39
3.1.7. Tipos de superficie de rotura en suelos ......................	40
3.1.8. Estabilidad ...........................................	41
3.1.9. Análisis de estabilidad de taludes ...........................	41
3.1.9. Análisis de estabilidad de taludes ...........................	41
3.1.9. Análisis de estabilidad de taludes ...........................	41
3.1.9. Análisis de estabilidad de taludes ...........................	41
3.1.9. Análisis de estabilidad de taludes ...........................	41
3.1.9. Análisis de estabilidad de taludes ...........................	41
3.1.9. Análisis de estabilidad de taludes ...........................	41
3.1.9. Análisis de estabilidad de taludes ...........................	41
3.1.9. Análisis de estabilidad de taludes ...........................	41
3.1.9. Análisis de estabilidad de taludes ...........................	41
3.1.9. Análisis de estabilidad de taludes ...........................	41
3.1.9. Análisis de estabilidad de taludes ...........................	41
3.1.9. Análisis de estabilidad de taludes ...........................	41
3.1.9. Análisis de estabilidad de taludes ...........................	41
· 4. OBJETIVOS DEL PROYECTO.................	66
4.1. Objetivo General.....................................	67
4.2. Objetivos Específicos...................................	67
· 5. ANTECEDENTES........................................................48
PLANIFICACION…………………………………………	53
· 6. PLAN DE ACCIÓN......................................................53
· 6.1. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.......................	54
· 7. MÉTODOS Y PROCEDIMIENTOS TÉCNICOS	55
7.1. Revisión Cartográfica y Bibliográfica.............................	55
7.2. Elaboración del mapa topográfico y geológico de la parroquia Milla en la avenida 1.....................................	56
7.3. Trabajo de Campo ..................................................	56
7.4. Cálculo del peso específico, parámetros de resistencia al corte y cargas sobre el talud. .........................................	57
7.5. Procedimiento para conocer el factor de seguridad usando el programa Slide. .........................	57
· 8. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ....................	65
8.1. Condiciones geológicas del área de estudio ................	65
8.2. Descripción del estado de las obras civiles en el talud de estudio .....	70
8.3. Ensayo Granulométrico .....	76
8.4. Características geotécnicas generales ................	76
8.4.1. Resultados del peso específico y parámetros de resistencia al corte......................	77
8.4.2. Cálculo de las cargas que influyen sobre el talud ..........	78
8.4.3 Resultados del factor de seguridad. ...................................	79
· CONCLUSIONES.	85
RECOMENDACIONES	87
BIBLIOGRAFÍA	89
ANEXOS	95

FACTORES GEOLÓGICOS QUE AFECTAN LA ESTABILIDAD DEL TALUD EN LAS VIVIENDAS UBICADAS EN LA AV. 1, ENTRE CALLES 12 A 14. PARROQUIA MILLA. MUNICIPIO LIBERTADOR (ESTADO MÉRIDA - VENEZUELA)

RESUMEN

Existen diversos factores que afectan la estabilidad de los taludes tales como su altura e inclinación, litología y estratigrafía (factores geológicos), presencia de agua y el comportamiento mecánico del terreno, en su conjunto estos condicionan la estabilidad como ocurre en las viviendas ubicadas en la avenida 1, entre calles 12 y 14, parroquia Milla del municipio Libertador del estado Mérida-Venezuela. Para conocer la estabilidad del talud del área de estudio fue necesario realizar una descripción físico-natural haciendo énfasis en la características litológicas del suelo, al igual que una descripción de los factores que afectan las viviendas del sector para realizar un análisis preliminar del factor de seguridad, utilizando diferentes cargas en distintos puntos del talud, para ello se realizaron visitas a la comunidad, técnicas de observación en campo y en laboratorio y uso de un software especializado en el análisis de taludes. En general a partir de la fase de campo se constató que existen viviendas que han sido afectadas por procesos relacionados a factores naturales y antrópicos tales como filtraciones, agrietamientos y sobreexcavaciones, así mismo, a partir de la composición granulométrica de los suelos pertenecientes al talud, sumado a datos tabulados permitieron con el uso del programa Slide para calcular el factor de seguridad, donde los valores más inestables se presentan cuando se consideran dos cargas distribuidas, los valores más estables se presentan cuando se aplica una sola carga posterior a la calzada, siendo los valores arrojados por ambos menores a 1 asociados a inestabilidad e inseguridad del talud estudiado al momento de cualquier acción detonante que genere movimientos en masa.

Palabras clave: Slide, movimiento en masa, talud, inestabilidad, factor de seguridad.

INTRODUCCIÓN

En las zonas montañosas tropicales la inestabilidad de taludes es un problema geotécnico que adquiere gran relevancia en la definición de zonas de riesgo y construcción de infraestructuras, este tipo de problema en taludes o laderas que han permanecido estables por muchos años o que ya registran eventos históricos donde se hace notar la inestabilidad pueden fallar en forma imprevista debido a cambios topográficos, sismicidad, lluvias intensas, flujos de agua subterránea, cambios en la resistencia del suelo, meteorización o factores de tipo antrópico o natural que modifiquen su estado natural (Juárez, 1998), los procesos señalados influyen en la ocurrencia de movimientos en masa los cuales generalmente traen graves consecuencias.

En este sentido los estudios geológicos y geotécnicos de taludes están dirigidos a evitar o mitigar los procesos señalados así como al diseño de taludes estables y estabilización de taludes inestables; los análisis de estabilidad mediante el cálculo del factor de seguridad permiten definir medidas correctoras o estabilizadores que deben ser aplicadas en caso de roturas (González de Vallejo et al, 2004). Generalmente las inestabilidades de taludes naturales están asociados a procesos como deslizamientos, desprendimientos y procesos superficiales en suelos (flujos de tierra o barro, solifluxiones) condicionados en gran medida por factores naturales, aunque frecuentemente desencadenados por actuaciones antrópicas.

Para el estudio de estabilidad de taludes naturales se requiere conocer distintos elementos físico-naturales que los originan, en primer lugar, en la naturaleza de los materiales involucrados, y en segundo, en todo un conjunto de circunstancias que dependen de cómo se formó el talud y de su historia geológica, de las condiciones climáticas y de la influencia del hombre que ejerce en la actualidad o haya ejercido en el pasado. Esta historia y génesis de formación de taludes definen aspectos tan importantes como configuración de los suelos y las rocas, o el flujo de las aguas subterráneas a través de los suelos del talud, lo cual influye de manera determinante en sus condiciones de estabilidad.

En este sentido los procesos señalados afectan de manera directa a la terraza donde se asienta la ciudad de Mérida, estado Mérida-Venezuela, específicamente en los taludes que se localizan en diferentes secciones de la terraza, algunos de ellos alcanzando más de 100 metros de altura y >50% de pendiente como es el caso del talud que da hacia el río Mucujún (Delgado y Mena. 2007). Este proyecto está enfocado a determinar los factores geológicos que afectan la estabilidad del talud ubicado en las márgenes de la quebrada Milla específicamente donde se encuentra la avenida 1 entre las calles 12 y 14 perteneciente a la parroquia Milla, donde se han evidenciado procesos de filtraciones de agua posiblemente por un nivel freático elevado al igual que ligeros derrumbes y daños a viviendas atribuidas a procesos condicionados por la estabilidad del señalado talud.

Lo indicado fue posible aplicando en primera instancia observación directa en campo así como entrevistas a los habitantes del consejo comunal “Milla Central”, posteriormente a través del análisis de perfiles de suelo que conforman el talud y análisis de laboratorio se logró identificar la composición granulométrica de los mismos y junto con datos tabulados en diferentes trabajos permitieron, utilizando un software especializado en análisis de estabilidad del talud, calcular el factor de seguridad aplicando cargas en diferentes secciones para observar su estabilidad o inestabilidad.

Para dar cumplimiento a lo mencionado previamente se procedió a estructurar el trabajo de la siguiente manera siguiendo los lineamientos del proyecto socio-integrador: sección de Diagnóstico donde se muestran las características físico-naturales del área, los problemas que afectan a la comunidad en estudio, los conceptos básicos asociados a estabilidad del talud así como los parámetros para calcular el factor de seguridad; sección de Planificación donde se describen de manera detallada los aspectos metodológicos para el logro de los objetivos planteados y una sección de resultados y conclusiones donde se muestran los aportes encontrados en el proyecto.

DIAGNÓSTICO

I.1 DESCRIPCIÓN DEL CONTEXTO

En este acápite se describirá el contexto situacional y los principales problemas, necesidades y potencialidades que presenta dicha comunidad objeto de estudio, representada por el consejo comunal Milla Central.

Con el propósito de identificar y onocer la comunidad y el área de estudio, se detallará a continuación la razón ocial, naturaleza e historia de la organización, la localización geográfica, aracterización general de la zona de estudio y se muestra las organizaciones inculadas al proyecto Socio-integrador.

I.1.1. Razón Social

La comunidad “Milla Central”, ubicada geográficamente en la Parroquia Milla, Municipio Libertador del Estado Bolivariano de Medida, está representada por el Consejo Comunal “Milla Central”; constituido formalmente el 14 de de diciembre 2011 de bajo acta número 4-12-11-001-0006.

I.1.2 Naturaleza de la Organización.

El Consejo Comunal Milla Central, es una organización que desde su creación se dedica a la investigación y realización de proyectos para generar mejoras en la comunidad. La zona de estudio está comprendida totalmente dentro de los límites del Consejo Comunal (ver Figura 1).

Figura 1. Límites Geográficos del Consejo Comunal "Milla Central"

El Consejo Comunal está estructurado por Asamblea de Ciudadanos y Ciudadanas, colectivo de Coordinación Comunitaria, Unidad Ejecutiva, Unidad Administrativa y Financiera Comunitaria y Unidad de Contraloría Social. La estructura organizativa se detalla en la Figura 2.

La comunidad en su totalidad está caracterizada por viviendas residenciales ocupadas por familias, cuyos miembros son trabajadores empleados públicos, amas de casa, obreros, agricultores y trabajadores informales. Igualmente, se evidencia algunos locales comerciales y pequeños cultivos conuqueros pertenecientes a familias del lugar.

Figura 2. Estructura Administrativa del

Consejo Comunal "Milla Central"

Fuente:Elaboración propia (2018).

I.1.3 Localización Geográfica del Área de Estudio.

El área de estudio se localiza en la zona urbana de la parroquia Milla, situada al noreste de la Ciudad de Mérida, municipio Libertador del estado Mérida, Venezuela; ocupando una extensión de 9.167 m² y un perímetro aproximado de 498,40 m con una altura promedio de 1650 m.s.n.m. Como se observa en la Figura 3 el área de estudio limita por el norte con el Parque Metropolitano Albarregas, al sur con la avenida 1 (Gonzalo Picón Febres), al Este calle 12 (Sucre) y al Oeste calle 14 (Ricaurte).
Figura 3. Ubicación Relativa del Área de Estudio.

I.1.4. Historia de vida de la comunidad.

La parroquia Milla es uno de los sectores más antiguos de la ciudad de Mérida. Rondón (2007) indica que en la etapa colonial comienza como un barrio que poco a poco fue urbanizándose con casas coloniales y calles de piedras. Se le atribuyó este nombre en honor al maestro albañil, Juan de Milla, un hombre del pueblo Duitama, perteneciente a los indios de Tunja; reconocido por la realización de varias obras civiles y religiosas en la ciudad de Mérida, como la edificación de la Iglesia Mayor (1592), el convento de San Agustín (1595), hoy en día Iglesia “La Tercera” y el templo del convento San Francisco (1613). Fue constituida como Parroquia Eclesiástica en el año de 1805 por decreto del Obispo Santiago Hernández Milanés, estableciendo como patrono a San Juan Bautista.

Desde el comienzo de la vida republicana en el siglo XIX la parroquia Milla mantuvo su existencia jurídica en todas las leyes de organización político-territorial. En la actualidad, esta parroquia es una de las más populosas de la ciudad de Mérida y se compone por varias comunidades de características socio-económicas contrastantes organizadas en Consejos Comunales entre ellos el concejo comunal Milla Central.

Bajo el gobierno de Marcos Pérez Jiménez, se empiezan a asfaltar las calles y colocar alumbrado público, por el entonces conocido Ministerio de Obras Públicas (MOP) del Estado. Actualmente es un sector con un gran dinamismo comercial ya que se localizan un alto número de comercios y un alto índice de residentes estudiantiles, esto debido a su ubicación céntrica, que cuenta con buenos servicios básicos como transporte, agua, energía eléctrica, aseo y la existencia de centros de educación superior como la Universidad de Los Andes (ULA), Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada (UNEFA), Universidad Nacional Abierta (UNA) entre otras.

El área de estudio está ubicada concretamente en la llanura aluvial de la quebrada Milla y talud de la terraza de Mérida, en el margen izquierdo de la misma. La construcción de viviendas data de principios de los años 60 del siglo XX, donde las tierras de dicho sector se utilizaban anteriormente con fines agrícolas y cafetaleros principalmente, bajo la forma de hacienda propiedad de la familia Pineda, que posteriormente fue vendida a los señores Hermes Tijaca y Eliberto Díaz quienes progresivamente vendieron varios lotes de tierra otorgando facilidades de pago a los compradores; desde ese momento se iniciaron procesos de limpieza de terreno y deforestación, donde se constató que el terreno era sumamente húmedo debido a la existencia de minas de agua, que, posteriormente proveerían del vital líquido a los habitantes para uso propio.

La mayoría de los habitantes que poblaron la zona de estudio provenían de campos aledaños en búsqueda de una mejor calidad de vida. “Es una zona con un clima agradable, muy fresco” comentan sus habitantes que se debía a la cercanía de las orillas del río Milla, los terrenos por presentar poca inclinación, fácil acceso y ser accesible económicamente, contar con servicios públicos básicos y ubicarse cerca del centro de la ciudad de Mérida hacían apetecible su adquisición.o:p>

I.1.5. Caracterización de la Zona de Estudio.

A continuación se realiza una descripción general de las características físico-naturales del sector Milla Central con énfasis en el aspecto geológico donde se describirá la geología regional, local y estructural de igual manera se utilizó la cartografía básica existente para describir las formas del erreno.

I.1.5.1. Cartografía Básica:

En la figura 4 se presenta el plano topográfico del área de estudio a escala 1:5000, con sus respectivas curvas de nivel con una equidistancia cada 5 metros, así como también las vías principales y secundarias, cuerpos de agua e infraestructuras civiles (viviendas) entre otras. En la figura 5 se presenta el plano topográfico donde se encuentra el talud en estudio, el plano muestra las curvas de nivel cada metro y un corte transversal del talud.o:p>

Figura 4. Topográfica de la Zona de Estudio.

Figura 5. Plano Topográfico del área del talud en estudio

1.5.2. Características físico-natural

1.5.2.1. Relieve y Geomorfología

Se considera la pendiente y los rasgos geomorfológicos como elementos fundamentales para la descripción del relieve y el paisaje. Estos son componentes claves al momento de estudiar o evaluar condiciones favorables o desfavorables para la localización de actividades económicas, turísticas, asentamientos humanos, vías, edificaciones e instalaciones de infraestructuras de servicios. Schubert y Vivas (1993) muestran en un mapa la distribución de las secuencias aluviales de la región de Mérida, ubicándose el área de estudio en una terraza aluvial Q4 (Pleistoceno Temprano).

El relieve en general presenta una altura de 1680 m.s.n.m en su parte de mayor elevación, específicamente a nivel de la avenida 1, y su parte más baja a nivel del río Milla a una altura de 1625 m.s.n.m.

Delgado y Mena (2007) señalan que un rasgo geomorfológico importante en este sector es la estructura conocida como taludes o escarpes, siendo el más resaltante el talud que da hacia el río Mucujún. Este talud presenta pendientes que superan en 50% en casi toda su extensión, con tramos entre 30 y 180 metros de altura completamente vertical; otro talud, es el de la margen izquierda del río Albarregas, que tiene entre 20 y 40 metros de altura; con menor grado de pendiente se encuentra el talud de la margen izquierda del río Milla. El talud del río Milla, a lo largo del cual se ha construido edificaciones en forma no controlada, posee altas restricciones para el desarrollo urbano, formando taludes hasta de 15 metros de altura.

Los autores señalados previamente indican que en forma general, los procesos de modelado han actuado y actúan a lo largo de los taludes de incisión de los ríos Mucujún, Albarregas y Milla. Los sedimentos expuestos tienden a deslizarse en “paquetes” como consecuencia del socavamiento basal, sobre saturación local y posiblemente por efecto de la sismicidad.

1.5.2.2. Clima

Amaya (2013) indica que de todas las regiones naturales de Venezuela, la que posee mayor variabilidad climática es Los Andes. El factor que lo determina es el relieve y, dentro de él, la altitud. La depresión del Chama, y dentro de ella el Área Metropolitana de Mérida, es igualmente de una gran variedad climática. La temperatura, la precipitación y, por supuesto, la exposición de las vertientes al sol, y sobre todo a los vientos dominantes, desempeñan un papel de gran importancia en esta variabilidad. En este contexto la mayor parte del área metropolitana predomina un alto confort climático y específicamente en el área de estudio ocurren precipitaciones superiores a 1500 mm anuales y las menores temperaturas medias anuales cercanas a los 20°C.

Silva (1999) hace una clasificación climática en pisos térmicos replanteados mediante la relación de temperatura media en función de la altitud y escogiendo una amplitud apropiada de temperatura. Ajustados a la realidad de la cuenca media alta del río Chama el área de estudio se puede clasificar en el siguiente piso climático:

- Piso templado: Entre 1650 y 2500 metros de altura, con temperaturas generalmente comprendidas entre 8 y 25°C, el cual suele contener el máximo orográfico de precipitación. Las localidades típicas serían Tabay, San Rafael de Tabay, Santa Rosa; así como las partes altas de la ciudad de Mérida a partir de la plaza Bolívar.

Delgado y Mena (2007) corroboran esta clasificación mostrando algunos datos de la estación meteorológica Mérida-Aeropuerto indicando que el promedio anual de temperatura para la zona es de 18,7°C. Los promedios del mes más frío se registran, por lo general, a principios y final de año destacándose los meses de enero, febrero, noviembre y diciembre. Los del mes más cálido están situados en junio y septiembre, con un máximo secundario que se presenta entre marzo y mayo.

Continuando con los autores citados previamente la precipitación se caracteriza por presentar un régimen pluviométrico tetraestacional, el cual se registró un valor de 2000 mm, para el año 1998, donde se obtuvieron dos máximos y dos mínimos, presentando su máximo en el mes de Octubre; posterior a este hay un máximo secundario en el mes de Mayo y la amplitud de la variación es de 100 mm. Mientras que el mínimo principal corresponde al mes de Febrero y el secundario en junio. La oscilación entre los meses más húmedo y el mes menos húmedo es de 217,7 mm.

1.5.2.3. Suelos

Yee (2008) indica que este aspecto es fundamental, ya que permite determinar aquellas zonas apropiadas e inapropiadas para cada tipo de uso, ya sea agrícola, pecuario, forestal, urbanista o de recreación. Para Bautista (1996) en el recorrido de la quebrada Milla se encuentran dos tipos de suelo: A) Suelos transportados: por depósitos, caracterizados por ser suelos formados por materiales transportados. B) Suelos residuales: in-situ, formándose a partir de materiales originarios residuales.

Amaya (2013) señala que los suelos del área metropolitana de Mérida potencialmente cultivables están ocupados por usos urbanos o pequeñas fincas, predominan los del orden Inceptisoles, desarrollados en la meseta y abanicos aluviales, caracterizados en su mayoría por ser moderadamente profundos (20-95 cm), de texturas franco-arenosas y franco arcillosa-arenosa, de igual manera Delgado y Mena (2007) señalan que estos suelos presentan una estructura granular migajosa o blocosa con diferentes grados y tamaños. El pH es muy variable y está comprendido entre 4.3 y 7.5, aumentando generalmente la acidez con la profundidad.

1.5.2.4. Hidrografía

Silva (1999) indica que la quebrada Milla se encuentra en la vertiente izquierda de la subcuenca del río Albarregas siendo esta su tributario principal, la cual se encuentra a la margen derecha de la cuenca del río Chama, perteneciente a la hoya hidrográfica del Lago de Maracaibo.o:

La quebrada Milla se encuentra situada al noreste de la ciudad de Mérida (estado Mérida), y tiene sus nacientes en el páramo de los Leones, conservando un caudal permanente durante todo el año, siendo su máximo en los meses de Abril-Octubre. La cuenca de la quebrada presenta una superficie aproximada de 848 ha, con elevaciones que van desde 3700 msnm, hasta los 1650 msnm. (Yee, 2008).

Por otra parte el río Albarregas tiene una extensión de 28 km, el cual atraviesa Mérida desde la Hechicera y desemboca en el Chama antes de Ejido, el mismo nace en los flancos de La Culata, al norte de la ciudad de Mérida, a la cual rodea (en la parte de la terraza central) por el Oeste. Delgado y Mena (2007) señalan que a pesar de que la ribera del río Albarregas ha sido declarada zona protegida, los habitantes han generado la construcción de viviendas sin el correspondiente estudio de riesgo y topográfico, la mayoría de ellos sin la debida aprobación de los entes locales de planificación pública. Así mismo, el talud ubicado al Este no está sometido a ninguna reglamentación, pero que el plan rector lo zonifica como Área de Acción Especial, en el que destacan dos tipos de acciones especiales a tomar, como la conservación del ámbito centro y la reubicación de los habitantes establecidos en el área del talud del río Albarregas, el Milla y el Mucujún.

1.5.2.5. Vegetación

En el área de estudio no existe una vegetación predominante debido a la presencia del urbanismo, se puede señalar algunos rasgos de vegetación fragmentada debido a actividades antrópicas, ésta se encuentra siguiendo el curso del río Milla y el río Albarregas, este último poseyendo cierto grado de protección por el denominado Parque Metropolitano Albarregas (Pamalba).

Gutiérrez y Gaviria (2009) indican que el Pamalba alberga uno de los pocos relictos de bosque del área urbana de Mérida, las unidades vegetales presentan valores de diversidad moderados a bajos y está se agrupa en torno a un gradiente de altitud-humedad, según la clasificación bioclimática de Holdridge el área de estudio se encuentra en la zona de Bosque Húmedo Premontano (BHP) el cual se extiende a partir de los 1300 msnm hasta aproximadamente los 1600-1650 msnm. Como se observa en la figura 6, la vegetación característica del área de estudio se puede dividir en tres unidades de vegetación: Unidad de Bosques conformado por: Bosque con dosel Medio (Bm) y Bosque con dosel Bajo (Bb); Unidad de Herbazales constituido por Vegetación Especial (Ve); Pastizales (P) y Cañaveral (Cb); Unidad de áreas bajo manejo intensivo se encuentran Cultivos Permanentes (Cp).

Asimismo, los autores citados señalan que existen dos factores que tienen influencia en la baja diversidad vegetal reportada: En primer lugar, está el uso histórico de la tierra del parque, ya que las márgenes del río Albarregas fueron destinados principalmente a cultivos de café, caña de azúcar y potreros y el segundo aspecto tiene que ver con la fragmentación y el cambio de condiciones ambientales como temperatura, humedad, luz, etc, característicos del urbanismo.

Figura 6. Imagen de Unidades Vegetales presentes en el Área de Estudio

1.5.3. Geología Regional

Los Andes Venezolanos se caracterizan por un tipo de cadenas designadas con el nombre cordilleras, estas se adaptan a un levantamiento de basamento con dirección NE que abarca 425 km iniciando al suroeste en la depresión del Táchira y terminan al noreste en la depresión de Barquisimeto, presentando un ancho promedio de 80 km, lateralmente se conecta con la Cordillera del Caribe. Los altos relieves, que logran alcanzar los 4978 msnm en el Pico Bolívar, decrecen progresivamente hacia el NE y SW, y están delimitados hacia el este por Los Llanos en la cuenca Barinas-Apure y hacia el oeste por la cuenca de Maracaibo (González de Juana et al., 1980).

La geología regional de Los Andes Venezolanos comprende asociaciones y formaciones geológicas que van desde edades del Precámbrico representadas por la Asociación Sierra Nevada, hasta el Cenozoico con depósitos recientes. El basamento de Los Andes Venezolanos está compuesto principalmente por un conjunto de gneises, esquistos y rocas anfibolíticas, atribuidas al Precámbrico (Asociación Sierra Nevada), por encima de éste se encuentra discordante una espesa secuencia del Carbonífero (Pensylvaniano) con filitas, esquistos y cuarcitas de la Asociación Mucuchachí, y las filitas y metaconglomerados de la Formación Sabaneta. Mucuchachí y Sabaneta se encuentran cubiertas por calizas y filitas del Pensylvaniano Superior – Pérmico Inferior a Medio de la Formación Palmarito (García, 1977). Las asociaciones, formaciones y contactos presentes en Los Andes Venezolanos se resumen en la figura 7.

Figura 7. Columna estratigráfica de Los Andes centrales de Venezuela.

1.5.4. Geología Local

Al noreste de la ciudad, se presentan rocas consolidadas como La Granodiorita del Carmen específicamente en el sector el Carmen, es una intrusión granítica de edad Paleozoica, la cual presenta una coloración blanca y rosada clara en la roca fresca mientras que el color de meteorización es marrón (Chacón & Uzcátegui , 2004).

Por su parte, la Formación Palmarito, se encuentra en la parte baja de la Sierra de la Culata, desde el sector Santa Rosa hasta la loma de los Matinés, y en la Sierra Nevada de Mérida vía San Jacinto; es una unidad que representa un ciclo transgresivo general, de edad Pérmico Medio, en general la misma encuentra constituida por lutitas, margas y calizas todas fosilíferas (González de Juana, et al. 1980). La Formación Mucujún se encuentra al norte de la ciudad, de edad Mioceno - Plioceno, caracterizada por areniscas con delgadas intercalaciones de limolitas (González de Juana, et al, 1980). En la figura 8 se muestra el mapa geológico del área Metropolitana de Mérida.

Figura 8. Mapa Geológico el área Metropolitana de Mérida

Finalmente, el depósito más representativo es la terraza de Mérida (al cual pertenece el talud en estudio, observar figura 9), los materiales que la conforman corresponden a depósitos aluviales cuaternarios, en los que predominan dos tipos de depósitos, como son, los de terraza y los de abanico. Los primeros fueron depositados en ambiente torrenciales moderados, tal como puede observarse a través de las capas, además de presentar una mayor redondez de los clastos con respecto a los abanicos, llegando a alcanzar espesores superiores a los 100 m. Los abanicos por su parte, se presentan en paquetes de sedimentos en disposición caótica y una mayor angularidad de los componentes minerales (Ucar, 2010).

Figura 9. Mapa Geológico del Área de Estudio

Los taludes de la terraza de Mérida hacia las vías de los sectores Mucujún, Chama y Albarregas tienen pendientes entre 35 y 80% y un alto porcentaje del área está sobre el 65%, conteniendo tramos de 80 a 195 m de altura, algunos completamente verticales. Estos taludes independientemente de la altura y de la vegetación que los cubre, no muestran deslizamientos recientes de importancia. Igualmente existe una capa bien diferenciable de unos 12,00 m de espesor fácil de perforar debido a que los elementos gruesos están altamente meteorizados, lo que también da la impresión de un contenido mayor de arenas y limos (Oliveros, 1977). En la figura 10 se puede apreciar en una imagen satelital parte de la terraza de Mérida donde se encuentra el talud en estudio.

Figura 10. Panorámica de la Terraza de Mérida.

1.5.5. Geología Estructural

Según Rengifo et al (2006) la ciudad de Mérida se encuentra en una terraza cortada por varias fallas menores como El Teleférico, La Parroquia, Santa Juana, Panamericana, Albarregas y La Hechicera como se observa en la figura 11. Entre éstas, una de las más importantes es la Falla Albarregas ya que atraviesa longitudinalmente la ciudad, con rumbo paralelo al curso del río del cual viene su nombre y sobre el que ejerce cierto control estructural. Oliveros (1977) afirma que la falla fue interpretada mediante características geomorfológicas y confirmada por mediciones gravimétricas y sísmicas. Shagam, R. et al (1981) la presenta como asumida, continuándola hacia el noreste con la Falla del Mucujún, la cual pone en contacto a las Formaciones Mucujún y San Javier con una intrusión granítica conocida como Granodiorita de El Carmen en el sector El Vallecito. Rengifo et al (2006) señalan que desde el punto de vista de amenaza sísmica la falla Albarregas tiene relativa importancia, no sólo porque atraviesa Mérida, sino también por la longitud (25-30 km) que alcanzaría su traza de su traza de ser continuación o ser parte de la falla de Mucujún, lo que supondría un sismo máximo posible de M=6,5 si se considera que la ruptura no excede la longitud de la falla.

Hacia el suroeste de Mérida, esos mismos autores la unen con otra falla que corre paralela a la avenida Panamericana, sin embargo, Ferrer (1995), la presenta como inferida en gran parte de su extensión, en ese mismo sector la ramifica agregando una traza que atraviesa la población de La Punta. Lafaille y Ferrer (2005) considera que esta falla pudo originar el sismo de 1812 en Mérida. Desde el punto de vista de la amenaza sísmica, la Falla Albarregas tiene relativa importancia, no sólo porque atraviesa Mérida, sino también por la longitud (25 - 30 km) que alcanzaría su traza de ser continuación o parte de la Falla de Mucujún como lo presentan Shagam et al, (1981).

1.6. Entes u organizaciones vinculadas al proyecto.

I. Consejo Comunal Milla Central: Ente que proporciono información importante de las zonas como el número de habitantes y carencias de los sectores en el que se encuentran.

II. Universidad Politécnica Territorial Del Estado Mérida “Kléber Ramírez”: Ubicada en Av. 25 de noviembre, vía el manzano, Ejido estado Mérida. Su objetivo es formar profesionales capaces de hacer estudios en las áreas en la cual, se vincula con el proyecto a través de grupo de estudiantes perteneciente al Trayecto III y IV del Programa Nacional de Formación en Geociencias, así como cooperar con tutorías técnica y metodológicas de profesores, equipos y logísticas de ser necesarios.

III. CORPOANDES: La Corporación de Los Andes es un organismo venezolano público, adscrito a la Vicepresidencia de la República Bolivariana de Venezuela, se encuentra ubicado en el parque de la Isla, al frente del Centro de Convenciones Mucumbarila, Mérida, el objetivo que ellos cumplen es la investigación, planificación y elaboración de mapas y registros de la comunidades del estado. Gracias a ellos han logrado significativos aportes dirigidos a potenciar las áreas agropecuarias, ambientales y socio-económicas de toda la región.

IV. INGEOMIN (Región Los Andes): “Instituto Nacional de Geología y Minería”, se ubica en la avenida Andrés Bello en la Urbanización El Carrizal “B” en la calle Los Pinos, es un organismo público que tiene como finalidad la realización de investigaciones principalmente de carácter interdisciplinario, en las áreas de geología, recursos minerales, geofísica, geoquímica, geotécnica y demás áreas afines. Gracias a la información Geológica y Minera que posee, se dispuso a pedir su apoyo para la ayuda del proyecto, en referencia a esto, facilitaron un mapa Geológicos de la Ciudad de Mérida.

V. Alcaldía de Mérida (Catastro): Ubicado en la Avenida Urdaneta de Mérida, edificio Municipal, Mérida – Venezuela. Tiene la finalidad de prestar un mayor servicio a los contribuyentes, buscando las herramientas para poder realizar sus gestiones de manera eficiente. Este ente público facilitó mapas de la zona de estudio.

2. PROBLEMAS, NECESIDADES O INTERESES DEL CONTEXTO.

Para conocer las problemáticas, necesidades y potencialidades que presenta el Sector Milla Central, se realizaron inspecciones al área de estudio para visualizar y constatar de forma directa y con personas de la comunidad; así como visitas a los diferentes entes gubernamentales, representantes del Consejo Comunal, y asesores técnicos de UPTM para determinar los métodos que permitiera recolectar la información necesaria para el desarrollo del proyecto.

2.1. Descripción del Diagnóstico Participativo.

Es un instrumento empleado por las comunidades y los estudiantes del Programa Nacional de Formación en Geociencia (PNFG) trayecto III, para la construcción de un conocimiento sobre su realidad, en tal sentido por entrevistas y observación realizadas en campo al talud ubicado en las márgenes de la quebrada Milla específicamente donde se encuentra la avenida 1 entre las calles 12 y 14 perteneciente a la parroquia Milla, donde se evidenciaron procesos de filtraciones de agua posiblemente por un nivel freático elevado al igual que ligeros derrumbes y daños a viviendas atribuidas a procesos condicionados por la estabilidad del señalado talud, tales como daños en las infraestructuras por las constantes socavaciones y deslizamientos que se presentan en el mismo.

2.2. Recolección de datos

Con la realización de entrevistas a 20 personas en la zona de estudio se pudo determinar que existen 49 familias y 103 personas que habitan la comunidad del ámbito de acción del proyecto.

La mayoría de las personas entrevistadas señalo que entre las principales potencialidades presentes en la zona se encuentra que es altamente comercial y turística por estar ubicada al margen derecho de la avenida 1 (Gonzalo Picón Febres) principal vía de acceso al centro de la ciudad de Mérida, cuenta con buenos servicios públicos de agua potable, electricidad, telefonía, cloacas y unidades educativas cercanas a la comunidad desde primaria hasta universitaria.

Entre los principales problemas que mencionaron se encuentra la falta de organización de la comunidad, actualmente no llegan los beneficios del gobierno en cuanto a ayuda alimentaria, salud y de rehabilitación de viviendas, pésimo transporte público, también comentan que existe abundante ruido vehicular que generan vibraciones en viviendas por ser la avenida 1 la única arteria vial principal de entrada a la ciudad de Mérida por lado norte.

Por otra parte los habitantes del sector indican que la alta humedad y filtraciones de aguas constantes en el talud afectan las paredes de las viviendas construidas en superficie en pendiente y base de talud como se observa en las fotografías 1 y 2, así como flujos continuos de aguas que se utilizan para riegos localizados en la zona.

Cuando hay periodos de lluvias el agua fluvial en algunas oportunidades sobrepasa los niveles de drenaje entrando a viviendas y desbordándose por ladera, relatan ligeros derrumbes y caída de árboles así como sobreexcavaciones en base de varias viviendas. También informan y muestran físicamente las grietas que presentan varias viviendas como se muestra en la fotografías 3 y 4, las cuales de manera general miden de manera horizontal 35 cm de largo y 1,5 cm de ancho.

De esta forma se logró identificar, ordenar y jerarquizar los problemas comunitarios que se vinculan con el objeto de estudio de la investigación.

2.3. Jerarquización e identificación del problema o necesidad.

En la tabla 1 se indican los principales problemas mencionados por los entrevistados y estos se asocian con la carrera afín que puede atender su problemática y generar soluciones.

TABLA 1. PRINCIPALES PROBLEMAS DE LA COMUNIDAD.

Fuente: Elaboración propia (2019)

De los once (11) problemas identificados previamente a través de la comunidad, cinco (5) de ellos guardan relación con las líneas de investigación del PNF en Geociencias, los cuales se detallaran en los resultados de forma jerarquizada tomando en cuenta el porcentaje de información que se recolectó en las entrevistas realizadas a la comunidad.

2.4. Selección del problema o necesidad.

Luego de jerarquizados los diferentes problemas que presenta la zona de estudio, se concluye que los factores que afectan constantemente a las viviendas son: filtraciones de agua naturales o antrópicas, litología del terreno, así como factores antrópicos que puedes ser tratados para minimizar daños y evitar riesgos socio-naturales.

2.5. Alternativas de solución.

Con el propósito de encontrar soluciones viables a la problemática existente en la zona objeto de estudio se plantea identificar de donde provienen las filtraciones de agua para poder generar las correcciones pertinentes, así como realizar un estudio geológico para determinar el tipo de litología que constituye el talud y generar medidas mitigantes que ayuden a proteger a la comunidad.

3. JUSTIFICACIÓN E IMPACTO SOCIAL.

La razón por el cual se realizará este proyecto sociointegrador dirigido a la comunidad de Milla Central, es debido a la preocupación que presentan los habitantes de sufrir daños personales y de sus infraestructuras por las constantes socavaciones y deslizamientos que se presentan en el talud.

Como estudiantes del PNFG se utilizaran las herramientas y conocimientos adquiridos a lo largo del programa de estudio de Ingeniería en Geociencia, y con el asesoramiento de tutores académico, técnico y metodológico se realizara estudios basados en observación, ensayos, interpretación de los elementos del talud que permita determinar los factores geológicos y antrópicos que los afectan y generar medidas mitigantes que permita minimizar daños.

3.1. Teórico – conocimiento

El presente proyecto contribuye a reforzar la convivencia Universidad-Comunidad para el crecimiento de conocimientos de índole geológico, el mismo contiene información que, sin duda, ayuda a los habitantes de la población; destacando la importancia del aprendizaje para futuros proyectos de construcción y aprovechamiento de terrenos.

3.1.1. Falla geológica

Nacár (2011) define falla como la superficie de fractura aproximadamente planar en un cuerpo de roca causada por un proceso de fracturación frágil, a lo largo de la cual existe un desplazamiento relativo observable entre los bloques adyacentes. La mayoría de estas pueden clasificarse de acuerdo a la dirección de deslizamiento de los bloques adyacentes en fallas de deslizamiento según de buzamiento, fallas de deslizamiento en dirección y fallas de deslizamiento oblicuo.

3.1.2. Suelo

Elizalde et al (2007) indican que el término suelo se refiere, a la capa superficial, usualmente delgada (2 metros o menos) y continua, que cubre la corteza terrestre emergida. Su composición deriva del hecho de encontrarse en la interface donde interactúan la litosfera, la hidrosfera, la atmósfera y la biosfera. Debido a ello, reúne un conjunto de propiedades que determinan que constituya el sustrato natural con capacidad de proveer nutrientes, aire, agua y soporte mecánico a la vida vegetal y el medio sobre el que se desarrollan gran parte de las actividades humanas.

3.1.3. Propiedades físicas del suelo

A- Densidad (r)

Se define como la relación entre la masa (m) y el volumen (V) de un cuerpo (ecuación 1), es característica para cada sustancia y su unidad en el Sistema Internacional son los kilogramos por metro cúbico (González de Gonzales de Vallejo et al., 2002).

r = m / V Ecuación 1

B- Peso específico (g )

Se define como el peso (w) por unidad de volumen (V) como se presenta en la ecuación 2. Sus unidades son las de fuerza (kilopondio, newton, tonelada- fuerza, entre otros), (González de Gonzales de Vallejo et al., 2002).

g = w / V Ecuación 2

También se puede calcular el peso específico como la densidad () multiplicada por la aceleración de gravedad (g) como se muestra en la ecuación 3.

g = p. g Ecuación 3

C- Peso específico saturado (g sat)

Es la relación entre el peso de sólidos más el peso de agua de los huecos (suponiendo el suelo saturado, aunque no lo estuviese), y el volumen aparente de referencia, suele variar entre 16 y 21 kN/m3.

3.1.4. Parámetros de resistencia al corte

A- Cohesión

Se define como la adherencia entre las partículas del suelo debido a la atracción entre ellas en virtud de las fuerzas moleculares y las películas de agua. Su unidad internacional corresponde a kilogramos por centímetros cuadrados. (González de Vallejo et al., 2002).

B- Angulo de fricción interna

Es la resistencia al deslizamiento causado por la fricción entre las superficies en contacto de las partículas. Depende de la uniformidad de las partículas del suelo, del tamaño y forma de los granos y de la presión normal. (González de Gonzales de Vallejo et al, 2002).

3.1.5. Criterio de rotura Mohr- Coulomb

Expresa la resistencia al corte a lo largo de un plano en estado triaxial de tensiones, obteniendo la relación entre los esfuerzos normal y tangencial actuantes en el momento de la rotura. Expresado mediante la siguiente ecuación tomada de González de Gonzales de Vallejo et al., (2002):

r= C+ σ_n .tan ϕ Ecuación 4

Dónde: r=esfuerzo tangencial, C=cohesión, σ_n= esfuerzo normal y ϕ= ángulo de fricción interna.

3.1.6. Talud

De Matteis (2003) señala que talud es cualquier superficie inclinada respecto de la horizontal que hayan de adoptar permanentemente las estructuras de tierra. El talud constituye una estructura compleja de analizar debido a que en su estudio coinciden problemas de mecánica de suelos y mecánica de rocas, sin olvidar el papel básico que tiene la geología aplicada. Cuando el talud se produce en forma natural, sin intervención humana, se denomina ladera natural o simplemente ladera. Cuando los taludes son hechos por el hombre se denominan cortes o taludes artificiales, según sea la génesis de su formación; en el corte, se realiza una excavación en una formación térrea natural (desmontes), en tanto que los taludes artificiales son los lados inclinados de los terraplenes.

3.1.7. Tipos de superficie de rotura en suelos

Los taludes de suelo generalmente tienden a romper a favor de superficies curvas, en forma diversa condicionada por: Morfología y estratigrafía del talud (figura 12).

Figura 12. Tipo de superficie de roturas en suelo.

a) Rotura plana: se presenta en laderas con recubrimiento de suelo sobre roca.

b) Rotura circular de pie: usual en terrenos homogéneos o de varios estratos con propiedades geomecánicas homogéneas. Este tipo de rotura es aproximadamente circular con su extremo inferior en el pie del talud, denominado deslizamiento de pie.

c) Rotura circular profunda: generalmente es circular, pero pasa por debajo del pie del talud, denominado deslizamiento profundo.

d) Rotura según una poligonal: en taludes compuestos por capas de distinta competencia, se puede obtener una rotura a favor de una superficie plana o de una superficie poligonal formada por varios tramos.

3.1.8. Estabilidad

De Matteis (2003) indica que se entiende por estabilidad a la seguridad de una masa de tierra contra la falla o movimiento. Como primera medida es necesario definir criterios de estabilidad de taludes, entendiéndose por tales algo tan simple como el poder decir en un instante dado cuál será la inclinación apropiada en un corte o en un terraplén; casi siempre la más apropiada será la más escarpada que se sostenga el tiempo necesario sin caerse.

3.1.9. Análisis de estabilidad de taludes

Según Albornoz y Gutiérrez (2012) son estudios que se aplican al diseño de taludes al presentar problemas de inestabilidad, cuando estos se realizan después de ocurrida la rotura, se denominan análisis a posteriori y por tanto se conoce el mecanismo y geometría de la inestabilidad, tienen como finalidad determinar los parámetros resistentes del terreno (cohesión y ángulo de fricción interna), que cumplan con condiciones de equilibrio. En este sentido, un suelo sin cohesión, por ejemplo, una arena limpia y seca será estable siempre y cuando su ángulo de fricción interna (ϕ) sea superior al ángulo que forma el talud con la horizontal (β ). En suelos cohesivos este valor aumenta, dado que la fuerza de fricción interna que se opone al movimiento se le suma la producida por la cohesión entre las partículas del suelo.

3.1.10. Factores que condicionan la estabilidad de los taludes

Gonzales de Vallejo et al (2002) señala que los análisis de estabilidad permiten diseñar los taludes, mediante el cálculo de su factor de seguridad, y definir el tipo de medidas correctoras o estabilizadoras que deben ser aplicadas en caso de roturas reales o potenciales. Es necesario el conocimiento geológico y geomecánico de los materiales que forman el talud, de los posibles modelos o mecanismos de rotura que pueden tener lugar y de los factores que influyen, condicionan y desencadenan las inestabilidades. Los estudios de estabilidad de taludes parten del conocimiento geológico, hidrogeológico y geomecánico del macizo rocoso o suelo, que junto con el análisis de los factores externos que actúan sobre el terreno, definen el comportamiento de los materiales y sus modelos y mecanismos de deformación y rotura.

La estabilidad de un talud está determinada por factores geométricos (altura e inclinación), factores geológicos (que condicionan la presencia de planos y zonas de debilidad y anisotropía en el talud), factores hidrogeológicos (presencia de agua) y factores geotécnicos o relacionados con el comportamiento mecánico del terreno (resistencia y deformabilidad). La combinación de los factores citados puede determinar la condición de rotura a lo largo de una o varias superficies, y que sea cinemáticamente posible el movimiento de un cierto volumen de masa de suelo o roca. La posibilidad de rotura y los mecanismos y modelos de inestabilidad de los taludes están controlados principalmente por factores geológicos y geométricos.

3.1.11. Movimientos en masa

El término movimiento de masa implica un cambio de posición o desplazamiento de material en forma vertical, horizontal u oblicua de ciertas secciones de la corteza terrestre, en algunos casos junto con las estructuras relacionadas en ellas. Los movimientos de masas involucran una gran variedad de procesos, inducidos por la pendiente, el transporte de material, bajo la influencia gravitacional (Nacár, 2011). Este tipo de procesos de procesos gravitatorios se interrelacionan mutuamente con las precipitaciones de tal forma que frecuentemente las lluvias torrenciales son desencadenantes de movimientos en masa.

3.1.12. Factor de seguridad

Gonzales de Vallejo et al, (2002) lo define como el coeficiente por el cual debe reducirse la resistencia al corte del terreno, para que un talud, excavación, cimentación, entre otras, alcance el equilibrio límite. Este indica de forma determinista la relación entre las fuerzas estabilizadoras y las desestabilizadoras con respecto a una situación de equilibrio, como se muestra en la ecuación 5.

Fs= Fuerzas estabilizadoras/Fuerzas desestabilizadoras Ecuación 5

El factor de seguridad proporciona un indicio cuantitativo acerca de la estabilidad de taludes. Un valor de FS = 1 indica que un talud se encuentra en el límite entre la estabilidad y la inestabilidad. Un valor calculado de FS menor a 1 indica que el talud sería inestable bajo las condiciones contempladas y un valor mayor a 1 indica que el talud sería estable (Duncan & Wright, 2005). A continuación, se presentan las tablas 2 y 3 que son propuestas para caracterizar los resultados de factor de seguridad:

TABLA 2. FACTOR DE SEGURIDAD (1)

3.1.13. Métodos Numéricos

Quintero y Rincón (2018) señalan que lo métodos numéricos son capaces de resolver problemas tenso-deformacionales, los cuales particularmente en geomecánica envuelven análisis en el que un macizo rocoso (incluyendo excavaciones de cualquier forma) es sometido a cargas debido a su propio peso, fuerzas externas, tensiones in situ, cambios de temperatura, fuerzas dinámicas, entre otras, determinando las tensiones y deformaciones que actúan a través del macizo rocoso. Se basan en la resolución numérica, y por tanto no exacta, de las ecuaciones diferenciales que rigen el comportamiento mecánico de los materiales. Dada la complejidad del comportamiento de estos, es necesario simplificar sus propiedades a fin de presentar modelos matemáticos. Existen diversos métodos numéricos empleados en estudios de geomecánica e Ingeniería de Rocas y en otras ramas de la ingeniería se dividen en dos categorías, que son: Método de Elementos Finitos (MEF) y métodos de Contorno, dentro de este último se encuentra:

3.1.13.1. Método de Equilibrio Límite (MEL)

Son los métodos de análisis de estabilidad más usados en la actualidad, consisten en el análisis de equilibrio de una masa potencialmente inestable, comparando las fuerzas que tienden al movimiento y la fuerzas que se oponen al mismo, se basan en la selección de una superficie teórica de rotura, el criterio de rotura de Mohr-Coulomb y la definición de un factor de seguridad (González de Vallejo et al, 2002). Según el Instituto Geológico y Minero de España (IGME. 1986) la resistencia al corte se moviliza total y simultáneamente a lo largo de la superficie de corte, indicando que no tienen en cuenta las deformaciones del terreno. Dentro del método de Equilibrio Límite se encuentra el método de dóvelas, que se divide en dos grupos: métodos aproximados, entre ellos están el método de Fellenius, Janbú y Bishop simplificado; y los métodos precisos que cumplen todas las ecuaciones de la estática como son el método de Morgentern-Price, Spencer y Bishop riguroso. Para el caso de estudio se aplican los métodos aproximados, que se definen:

A- Bishop simplificado

Parte de una superficie de deslizamiento circular, suponiendo que la masa deslizante se divide en “n” dovelas verticales, donde se consideran las fuerzas actuantes sobre cada una de ellas, para luego establecer el equilibrio de momentos en toda la masa deslizante respecto al centro del círculo del deslizamiento (Bishop, 1955).

B- Janbú simplificado

Propuesto por Janbú (1968) asume las fuerzas tangenciales a las caras de las rebanadas como nulas, pero en este caso no satisface la ecuación de equilibrio de momentos. Sin embargo, Janbú aplica un factor de corrección para compensar este problema, dicho factor es dependiente de la curvatura de la superficie de falla, considerando que no necesariamente las superficies de falla son circulares en todos los casos. Al igual que Bishop Simplificado es necesario realizar iteraciones hasta obtener el factor de seguridad mínimo (Ramírez & Alejano, 2004).

3.1.14. Programa para análisis de estabilidad de taludes (Descripción de Slide)

Slide: Quintero y Rincón (2018) indican que este programa realiza análisis de estabilidad de taludes, trabajando con el método de Equilibrio Límite y la aplicación el criterio de Mohr-Coulomb para taludes de suelo, considerando las propiedades físicas del suelo como, peso específico seco y saturado, en conjunto con los parámetros de corte como, ángulo de fricción interna y cohesión. Además, cuenta con una diversidad de métodos para cálculo de factor de seguridad, como, Bishop simplificado, Ordinario o de Fellenius, Janbú Simplificado, Morgenstern-Price, entre otros. Este programa realiza análisis estadísticos como, sensibilidad de agua y probabilísticos. Los resultados son arrojados por medio de gráficos para su mejor interpretación, donde muestra principalmente la superficie de rotura y el factor de seguridad más crítico para el talud en estudio.

3.2. Técnico y el Ámbito de Acción.

Desde la perspectiva técnica, el proyecto aporta a la comunidad información que permite utilizar con propiedad la cartografía base de la zona de estudio y el mapa geológico-estructural, que servirán para estandarizar los procesos en la organización propiciando una mejor calidad de vida y optimizando los recursos con eficiencia y eficacia. Igualmente se debe resaltar que este proyecto representa un importante aporte para la comunidad de la Av 1. Gonzalo Picón Febres en su proceso de desarrollo local.

3.3. Marco legal

Por ubicarse La comunidad de la Av. 1 Picón Febres Cordero en la Parroquia Milla, se hace necesario evaluar el impacto de los proyectos que se realicen en la zona, por lo tanto tendrá que tomarse en cuenta el basamento legal que define en este sentido todo lo referente a la utilización de espacios de desarrollo:

3.3.1. Según la Constitución de la República Bolivariana de Venezuela (1999):

“Artículo 184: La ley creara mecanismos abiertos y flexibles para que los Estados y Municipios descentralicen y transfieran a las comunidades y grupos vecinales organizados los servicios que estos gestionen previa demostración de su capacidad para prestarlos, promoviendo”:

1. La Participación de las comunidades y de ciudadanos o ciudadanas, a través de las asociaciones vecinales y organizaciones no gubernamentales, en la formulación de propuestas de inversión ante las autoridades estatales y municipales encargadas de la elaboración de los respectivos planes de inversión, así como en la ejecución, evaluación y control de obras, programas sociales y servicios públicos en su jurisdicción.

3.3.2. Ley orgánica de los consejos comunales (2009):

Artículo 2: Están enmarcado dentro de la democracia participativa y protagónica, son instancia de participación, articulación e integración entre los ciudadanos, ciudadanas y las diversas organizaciones comunitarias, movimientos sociales y populares, que permiten al pueblo organizado ejercer el gobierno y la gestión directa de las políticas públicas y proyectos orientados a responder a las necesidades, potencialidades y aspiraciones de las comunidades en la construcción del nuevo modelo de sociedad socialista de igualdad, equidad y justicia social.

3.3.3. El Documento Rector del Programa Nacional de Formación en Geociencias.

Según sus fundamentos y sus objetivos, el proyecto a desarrollar se enmarca en los Programas o Líneas de Investigación e Innovación: Evaluación de Riesgos Socionaturales.

3.4. Vinculación del proyecto con el plan de la patria (2013-2019)

El proyecto se vincula con el plan de la patria en los siguientes objetivos históricos, nacionales, estratégicos y generales:

Objetivos Estratégicos:

3.4.1. Gran objetivo histórico 5

“Contribuir con la preservación de la vida en el planeta y la salvación de la especie humana”.

3.4.2. En su Objetivo Nacional 5.1.

Construir e impulsar el modelo económico productivo eco-socialista, basado en una relación armónica entre el hombre y la naturaleza, que garantice el uso y aprovechamiento racional, óptimo y sostenible de los recursos naturales, respetando los procesos y ciclos de la naturaleza.

4. OBJETIVOS DEL PROYECTO

4.1. Objetivo general

Analizar los factores geológicos que afectan la estabilidad del talud en la zona de estudio.

4.2. Objetivos específicos

Caracterizar las condiciones físico-naturales del área de estudio.
Evaluar las condiciones de las obras civiles (viviendas, carreteras, comercios) presentes en la comunidad de “Milla Central”.
Determinar el factor de seguridad del talud utilizando el Método de Equilibrio Límite a través del programa Slide.

5. ANTECEDENTES

§ Segovia, I y Velásquez L (2002), evaluaron los niveles de estabilidad relativa de los terrenos en el poblado de Timotes, municipio Miranda del estado Mérida, tomando en consideración principalmente aspectos geológicos y geomorfológicos. Los autores desarrollaron la investigación en 4 fases; Fase I: revisión y recopilación del material bibliográfico con énfasis en los aspectos geológicos y geomorfológicos; Fase 2: Levantamiento Cartográfico del área a través de técnicas de fotointerpretación y realización de perfiles geológicos y geomorfológicos; Fase 3: Inspección de campo para obtener una visión general del área evaluada y Fase 4: La cual consistió en la elaboración de un mapa de zonificación de amenazas naturales, limitantes y potencialidades, para ello utilizaron el método de la superposición y combinación de factores que determinan el comportamiento integral y la complejidad del paisaje para finalmente establecer categorías de estabilidad en el área las cuales fueron divididas en los siguientes sectores: Áreas susceptibles a ser inundadas o afectadas por explayamientos, áreas potencialmente inestables, áreas inestables y áreas estables considerando condiciones geológicas, geomorfológicas, hidrológicas, de pendiente para la caracterización de las mismas.

§ Como resultado más importante los autores señalan que el área ocupada por la ciudad de Timotes es altamente susceptible a ser afectada por procesos de carácter extremo dada las características geológicas y geomorfológicas de la zona tales como: un sistema altamente torrencial donde grandes volúmenes de material son liberados en tiempo de concentración corto, materiales rocosos muy fracturados y localmente meteorizados de muy baja calidad geotécnica lo que influye en la generación de movimientos de masa. De igual forma, gran parte del área de estudio se clasificó como ‘inestable’ y que corresponden en sectores de alta pendiente o afectada por movimientos de masa donde se recomendó limitar el desarrollo de construcciones.

§ Yee, J. (2008) realizó una zonificación de áreas susceptibles a amenazas de tipo crecidas y movimientos de masa en el trayecto urbano de la quebrada Milla del municipio Libertador del estado Mérida, en la cual evaluó la vulnerabilidad física de las viviendas ubicadas a lo largo del mismo. Para el análisis de susceptibilidad el autor tomó en cuenta los aspectos más resaltantes de las condiciones geológicas-geomorfológicas y morfométricas del área de estudio definiendo cuatro grupo de limitantes: A) Limitantes asociadas a los valores de pendiente (áreas de pendiente crítica); B) Limitantes asociadas a los taludes (áreas asociadas al pie y borde del talud); C) Limitantes asociadas con masas deslizadas y D) Limitantes asociadas a la dinámica de la quebrada Milla, cada una de estas limitantes posee cuadros de interpretación que permitió evaluar cada una de ellas, para el análisis de susceptibilidad definió criterios tanto para movimientos de masa como para crecidas y los asocio a niveles bajo, medio y alto de susceptibilidad, finalmente para el análisis de vulnerabilidad física y social fueron estudiadas de manera separada, para la primera realizó un encuesta de percepción de riesgo y para la segunda realizó una evaluación de las viviendas y edificaciones presentes y los niveles de vulnerabilidad también fueron asociados a niveles bajo, medio y alto.

§ De manera general en el área de estudio la formación Mucujún manifestó condiciones geotécnicas que la hacen propensa a experimentar movimientos de masa, estos derrumbes y desprendimientos de gran volumen de material fracturado cae por gravedad a la quebrada Milla, el 55% de las viviendas presentó un nivel alto de vulnerabilidad indicando que más de la mitad están propensas a verse afectadas por alguna de la amenazas evaluadas, finalmente la encuesta aplicada señalo en términos generales que la población no está preparada para casos de emergencia, aun sabiendo que se encuentran en una zona de alto riesgo.

§ Rubén, A y Requena, J (2011), determinaron la estabilidad relativa de los taludes inmediatos al segmento de carretera que comunica a la ciudad de Mérida con la población de Tabay, estado Mérida, donde aflora el Batolito del Carmen (Granodiorita del Carmen); y relacionaron los niveles de meteorización que presenta el cuerpo granítico mencionado con los diferentes movimientos de masa que se generan en los sitios mencionados. De esta manera la metodología utilizada para determinar la estabilidad relativa de los terrenos con relación a los procesos de movimientos de masa se basó en los criterios propuestos por Crozier (1984), los cuales señalan aspectos fundamentales para la evaluación de estabilidad de laderas, por otra parte la frecuencia con que ocurren los movimientos de masa se estimaron a través de un inventario de los movimientos de masa en el área de estudio, por medio de análisis de fotografías aéreas, levantamiento de campo e información de prensa y finalmente para evaluar el potencial que exhiben las laderas del batolito para generar movimientos realizaron levantamientos de campo tomando como base información proveniente de fotografías aéreas, mapas temáticos e información levantada en campo, de esta manera determinaron las condiciones del macizo rocoso midiendo algunos parámetros como niveles de meteorización, grado de fracturación, orientación de los planos de discontinuidad y rangos de pendiente.

§ En general las condiciones de inestabilidad del ‘Batolito de El Carmen’ en el área de estudio involucra niveles de meteorización correspondiente a las etapas de corestones, granitoide descompuesto y saprolito, alto grado de fracturación; elevados rangos de pendiente en las laderas inmediatas a la carretera; y orientación de los planos de diaclasa, muchas veces en dirección al corte de los taludes; promoviendo la ocurrencia de un gran número de movimientos de masa (caídas de roca, deslizamientos y flujos), lo cual hace que la unidad estudiada presente una inestabilidad crítica en relación a los movimientos de masa y este comportamiento se agrava como consecuencia de la fuerte intervención antrópica.

§ Medina et al (2013), realizaron un mapa temático del Área metropolitana del municipio Libertador, estado Mérida, donde consideraron solo la variable “espesores de suelo residual y coluvial” el cual se enmarcaba dentro del proyecto intitulado “Gestión Integral de Riesgos en Espacios Urbanos” como plan estratégico del Estado dentro del gran proyecto de país “Misión Ciencia” a cabo por el Ministerio de Ciencia y Tecnología. El producto cartográfico mencionado expresó la distribución espacial de los espesores de suelo in situ y coluviales, localizados en zonas de ladera, dentro del área metropolitana a partir de la regionalización de la variable espesor. Para ello utilizaron métodos geoestadísticos por medio del programa SURFER 8.0, a partir de una base de datos obtenida en 144 estaciones de trabajo la cuales contenían: Ubicación relativa a partir de las coordenadas UTM de la estación, espesores de cada horizonte propuesto por la metodología de Deer y Patton, y descripción geotécnica del suelo. Como resultados más importantes indican que los mayores espesores de suelo residual y/ o coluvial se encuentran en la unidad geológica de la Granodiorita del Carmen, en segundo lugar se encontraron los suelos residuales asociados a las formaciones Palmarito y Sabaneta. La Asociación Sierra Nevada y la formación la Quinta, presentaron en general de moderados a bajos espesores de suelo residual y finalmente los suelos con menos espesor corresponden a los encontrados en la formación Mucujún.

§ Guillén y Gutiérrez (2017), realizaron un estudio geotécnico de los taludes ubicados entre el sector Santa Rosa y el viaducto Campo Elías pertenecientes a la terraza de Mérida, estado Mérida, para ello calcularon el retiro o separación del borde de los taludes utilizando dos softwares de simulación de estabilidad de taludes (Slide y Plaxis), obteniendo así el factor de seguridad (Fs) que permite evaluar las diferencias de las curvas de roturas circulares o no en suelos o macizos rocosos, basado en el método de las dovelas. De manera general determinaron las propiedades mecánicas del suelo que de los taludes en estudio obteniendo valores de cohesión entre 85 a 10 Kn/m², valores del ángulo de fricción entre 20° a 44° y un peso unitario entre 15,70 a 26,29 kN/m³, analizaron los 7 taludes del área de estudio bajo diferentes estados (seco, saturado, pseudo-estático seco, y pseudo-estático saturado) donde aplicaron el método de elementos finitos (Plaxis) y equilibrio al límite (Slide). Para Slide el Fs más desfavorable (Fs<1) en los estados seco, saturado, pseudo-estático seco, y pseudo-estático saturado por el método de Bishop simplificado fue de 0,97; 0,40; 0,59 y 0,28 correspondiente al modelo ubicado en la av 1 con calles 11-13, mientras que para Plaxis los valores obtenidos para dicho modelo son 0,99; 0,53; 0,65 y 0,34, además los taludes más cercanos al viaducto Campo Elías (LR4A y LR5A) son los más susceptibles a la ocurrencia de un movimiento en masa, se resalta que los taludes con mayor altura son los que tienden a ser más inestables respecto a los de menor altura.

Los trabajos anteriormente citados se vinculan con el presente proyecto y se relaciona con la Geociencia.

PLANIFICACIÓN

En la tabla 4 se muestra el soporte metodológico y la importancia que tiene cada uno de los objetivos específicos propuestos para el proyecto.

TABLA 4. SUSTENTACIÓN DE LOS OBJETIVOS ESPECÍFICOS

6. PLAN DE ACCIÓN

El siguiente proyecto se ejecutara en el municipio Libertador, parroquia Milla avenida 1, entre calles 12 y 14. El plan de acción se estructura y especifica la operatividad técnica de los procesos desarrollados en la investigación, documentando las etapas, las acciones y las actividades ejecutadas que se desprenden y se vinculan con los objetivos del proyecto.

6.1. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.

En la figura 13 se muestra el cronograma donde se encuentran las fechas aproximadas para el cumplimiento de los objetivos específicos descritos en el proyecto, de igual manera se realiza una descripción general de las actividades a desarrollar.

Figura 13. Cronograma de Actividades

7. MÉTODOS / PROCEDIMIENTOS TÉCNICOS.

Para el desarrollo del proyecto se recurrió a diferentes procedimientos o métodos como la acción-participación, la cual permite desarrollar el conocimiento del diagnóstico comunitario, así como la observación directa y el intercambio con la comunidad en general, en donde los participantes y la comunidad se asumen como sujetos de la investigación.

También se recurrió al uso de técnicas, instrumentos y recursos como los mapas, GPS, brújula, fotografías, entre otros que permita desarrollar y acumular información necesaria para realizar el diagnostico. La metodología que se utilizó para recolección de información en la zona de estudio se basó en la observación directa, que permitió conocer los problemas, necesidades y potenciales que afectan a la comunidad de Milla Central. De esta manera se puede diferenciar las siguientes fases metodológicas:

7.1. Revisión cartográfica y bibliográfica

Esta fase permitió la recolección de información bibliográfica, la cual sirvió como base para la elaboración del soporte teórico, antecedentes y caracterización bio-física y socio-económica correspondientes a la Parroquia Milla entre las calles 12 y 14 de la avenida 1. La información fue recopilada tanto en la red de bibliotecas de la Universidad de Los Andes e instituciones públicas como el Instituto Nacional de Geología y Minería (INGEOMIN); de igual manera se hizo uso de los recursos presentes en la web, artículos de revistas especializadas como libros referentes al proyecto sociointegrador.

En cuanto a la revisión cartográfica se realizó la búsqueda de productos cartográficos relacionados con las formaciones geológicas presentes en el área de estudio así como de las características físico-naturales y culturales más relevantes (red hidrográfica, red vial, relieve, viviendas).

7.2. Elaboración del mapa topográfico y geológico de la parroquia Milla en la avenida 1.

- Planos Topográficos: Los planos base del área de estudio se elaboraron a partir de la Hoja ME5E_11 disponible en IMPRADEM-Mérida, la hoja se encuentra en el sistema UTM internacional 1966, datum La Canoa, en formato digital a escala 5.000. Esta hoja fue georrefenciada para posteriormente ser reproyectada al datum oficial para Venezuela correspondiente al sistema de coordenadas UTM, REGVEN (Zona 19, norte). A partir de la hoja cartográfica en formato raster ya georreferenciada, se procedió a la vectorización de los elementos contenidos en ésta, tales como: red de drenaje, cuerpos de agua, vialidad, centros poblados, límites y curvas de nivel. Posteriormente, se realizó la composición cartográfica del área siguiendo parámetros estándares establecidos para su representación.

- Mapa Geológico: Este mapa se elaboró a partir del mapa geológico del Área Metropolitana de Mérida elaborado por Gutiérrez, E y Jiménez, J (2007); con el uso de herramientas de cartografía automatizada se digitalizaron en pantalla las asociaciones geológicas y la geología estructural presentes en el área, además se adicionaron elementos tales como: red de drenaje, cuerpos de agua, vialidad, centros poblados, límites y curvas de nivel.

7.3. Trabajo de Campo

La fase de campo fue llevada a cabo recorriendo el área de estudio. Esta se realizó en dos fases, la primera consistió en una fase de reconocimiento del área permitiendo la identificación de los problemas que afectan la estabilidad del talud como el nivel freático, las cercanías de las viviendas al borde del talud y problemas estructurales de las mismas, estas se realizaron mediante la observación directa y en consulta con los residentes del área. La segunda consistió en una fase de levantamiento del perfil de suelo, la cual se dividió en dos etapas: 1) Descripción en campo: La cual se realizó con ayuda de los tutores utilizando la Guía para Descripción de Perfiles de Suelo elaborado por la Escuela de Ingeniería Forestal de la Universidad de Los Andes (1977) con la finalidad de conocer la granulometría y características del suelo que existe en el sector, de igual forma se tomaron puntos de control con un receptor GPS (Sistema de Posicionamiento Global) para referenciar el perfil y las muestras del mismo para posteriormente llevarlas a laboratorio, se tomaron fotografías desde diversos puntos con el objetivo de destacar los distintos depósitos observados.

Posteriormente a la descripción de campo la segunda etapa consistió en llevar las muestras recolectadas del perfil levantado al Laboratorio de Materiales, Suelos y Pavimentos adscrito a la Universidad Politécnica Territorial del estado Mérida “Kleber Ramírez” donde se realizó un ensayo granulométrico por tamizado.

7.4. Cálculo del peso específico, parámetros de resistencia al corte y cargas sobre el talud.

Para este proyecto es necesario conocer espesores, tipo de suelo, propiedades físicas y parámetros de resistencia al corte del suelo en cuestión. El Peso Unitario, cohesión y ángulo de fricción interna se estimó en base a la tabla de Juárez (1998). Por su parte, la carga externa fue calculada en base a la Norma COVENIN MINDUR 2002-88. Datos necesarios para hacer uso de un programa computacional SLIDE.

7.5. Procedimiento para conocer el factor de seguridad usando el programa Slide.

Inicialmente se procedió a la generación de la geometría del talud mediante el empleo del programa Autocad 2013, partiendo de las coordenadas obtenidas del perfil topográfico trazado en los mapas, para posteriormente importar dicho resultado en formato DXF, al programa Slide, como se observa en la figura 14:

Figura 14. Incorporación de datos importados para la geometría del talud.

Una vez introducidas las coordenadas, la geometría del talud se puede representar en el programa Slide como se muestra en la figura 15:

Figura 15. Geometría del talud.

Seguidamente, se procedió a la asignación de las propiedades geomecánicas del material que constituye el talud y de los parámetros de resistencia al corte (Peso específico, cohesión y ángulo de fricción interna), para ser considerados durante el desarrollo de los cálculos realizados por el programa, basados en la observación directa en campo y los resultados obtenidos a partir del ensayo granulométrico del suelo, para identificar dicho material se asigna un color específico como se muestra en la figura 16.

Figura 16. Asignación de las propiedades geomecánicas del material.

Luego se ingresa el nivel freático o mesa de agua, seleccionando la opción “Add wáter table line” de acuerdo a las observaciones hechas en la etapa de campo y la escala del modelo del talud, según se muestra en la figura 17.

Figura 17. Asignación del nivel freático.

Seguidamente, se introducen las cargas distribuidas que influyen en el talud (figura 18), cuyos valores se encuentran tabulados en la Norma COVENIN MINDUR 2002 – 88.

Figura 18. Asignación de cargas distribuidas.

Las cargas se establecen sobre el borde del talud y después de la calzada para evaluar su estabilidad (figura 19).

Figura 19. Ubicación de cargas sobre el talud.

Previo al desarrollo de los cálculos es necesario asignar los métodos de equilibrio limite a considerar (Bishop simplificado y Janbu simplificado) seleccionando la opción “Project settings” como se muestra en la figura 20:

Figura 20. Asignación de métodos de equilibrio límite.

Posteriormente se aplica la opción “Auto Grid” para la obtención de la superficie de rotura de acuerdo a las coordenadas asignadas del centro para su trazado según el radio establecido, como se muestra en la figura 21.

Figura 21. Asignación de parámetros para generar la superficie de rotura.

A continuación, se procede al desarrollo de los cálculos seleccionando la opción “Compute” cuyo avance se muestra en porcentaje en una ventana emergente, como se muestra en la figura 22.

Figura 22. Desarrollo de los cálculos.

Los resultados obtenidos al culminar el desarrollo de los cálculos, se pueden observar al seleccionar la opción “Interpret”, donde se puede obtener el factor de seguridad, así como visualizar la superficie de rotura que delimita la posible masa deslizante como se observa en la figura 23.

Figura 23. Selección de opción “Interpret”.

Figura 24. Determinación de la zona de seguridad.

8. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

8.1. Condiciones geológicas del área de estudio

La estabilidad de los taludes en materiales tipo suelo, está determinada por factores capaces de modificar las fuerzas internas y externas que actúan sobre el terreno, son intrínsecos a los materiales naturales, tales como factores geométricos o morfológicos, geológicos, hidrogeológicos, geotécnicos, estructurales. En los suelos, la litología, morfología y las condiciones hidrogeológicas determinan las propiedades resistentes y el comportamiento del terreno

Topográficamente el terreno es variable con pendientes pronunciadas en dirección a la margen izquierda del rio Milla. En este talud en épocas de invierno con precipitaciones moderadas a altas se han suscitado deslizamientos ocasionales por escorrentía superficial como se observa en la fotografía 5.

Fotografía 5. Variación de la pendiente del talud.

Litología del área de estudio

La naturaleza del material que forma un talud o una ladera está íntimamente relacionada con el tipo de inestabilidad que éste puede sufrir, presentando las diferentes litologías distinto grado de susceptibilidad potencial ante la ocurrencia de deslizamientos. Las propiedades físicas y resistentes de cada tipo de material, junto con la presencia de agua, gobiernan su comportamiento tenso-deformacional y, por tanto, su estabilidad. A continuación se presentan las características principales observadas basándose en datos de laboratorio y de terreno, este estudio en suelos transportados particularmente de la zona en estudio.

Se realizó una visita de campo con la finalidad de caracterizar el talud en estudio, haciendo observaciones en un punto en la base (Perfil 1) aplicando la guía de Perfiles de Suelo elaborado por la Escuela de Ingeniería Forestal (1977).

A continuación se describe de manera general la información del perfil 1 así como las características por horizontes del señalado perfil. (Tabla 5).

Información del Perfil 1:

a. Número del perfil: 1

b. Nombre del suelo: P.C.G (Peñones, Cantos y Gravas), o clasificación USCS G.P (Grava mal graduada).

c. Clasificación a nivel de generalización amplia: rocas ígneas tipo granito, rocas sedimentarias tipo areniscas y metamórficas tipo gneis.

d. Fecha de observación: 25-01-2020

e. Autores: Alarcón, Nigro, Marquez & Sosa.

f. Ubicación: Avenida 1, entre calles 12 y 13 Municipio Libertador, Parroquia Milla, coordenadas UTM de referencia mE 264508, mN 951719.

g. Altitud: 1662 msnm.

h. Forma del terreno: fuertemente socavado.

Posición fisiográfica del lugar: Terraza.

Forma del terreno Circundante: fuertemente socavado con pendientes mayores de 30%.

Micropotografía: Terraza natural.

i. Pendiente donde el perfil está situado: clase 5 escarpado.

j. Uso de la tierra: El terreno se encuentra cubierto de escasos pastos también lo utilizan para el cultivo al pie del talud.

k. Clima: Temperatura promedio anual 18,7°C. Precipitaciones promedio anual (1500 mm a 2000 mm)

Información general acerca del suelo

Material de partida: coluviones derivados de rocas graníticas, depositados en las depresiones de las montañas y partes bajas de las laderas como resultado de la erosión de las partes altas. Se evidencia material muy fragmentado compuestos por gravas, bloques, guijarros y fracciones finas.

Drenaje: clase 5, algo excesivamente drenado.

Condiciones de humedad en el perfil: húmedo a partir de 2,30 m (respecto a la cresta del talud).

Profundidad a la capa freática: 15,20 m.

Presencia de roca en la superficie:

- Gravas: con fragmentos de hasta 7,5 cm de diámetro.

- Piedras: fragmentos de 7,5 cm a 25 cm de diámetro.

- Pedregones: fragmentes mayores de 25 cm de diámetro.

- Clase de Pedregosidad: clase 3, muy pedregoso.

- Clase de afloramiento rocoso: Muy rocoso.

Evidencia de erosión: deposición hídrica.

Influencia Humana: presente, urbanizado casi en su totalidad.

TABLA 5. CARACTERÍSTICAS DEL PERFIL 1.

Basados en la descripción del perfil se puede inferir que los sedimentos depositados son de origen fluvial y aluvial, originados en un nivel de energía alto donde los sedimentos fueron transportados en suspensión, saltación y carga de fondo. Adicionalmente la predominancia de la angulosidad y tamaño de los sedimentos sugiere que la fuente de aporte fue cercana.

Esta gran aleatoriedad que puede presentar un mismo material al ser meteorizado genera una variabilidad significante a corta distancia, incluso dentro de formaciones geológicas uniformes. Debido a su amplia variabilidad, las propiedades de resistencia al corte pueden ser modeladas como funciones dependientes de la probabilidad, para el análisis del talud en la avenida 1 se estimó a partir de datos de puntos relativamente cercanos, teniendo en consideración, la ubicación espacial entre otros.

La Vegetación

La vegetación en el área de estudio está compuesta por pastos y pequeños árboles. Considerando protegida la parte que se encuentra recubierta, la cual impide los procesos erosivos de la misma. Sin embargo las áreas desprotegidas son por la intervención antrópica generando inestabilidad en ciertos sectores tal como se observa en las fotografías 6 y 7.

Fotografía 6 y 7. Vegetación presente en el talud de estudio.

8.2. Descripción del estado de las obras civiles en el talud de estudio

El talud se sitúa a pié de la Avenida 1 entre las calles 12 y 14 y se encuentra sosteniendo parte de la comunidad de la Parroquia Milla, cuyas casas se sitúan en la cabeza del talud. Las casas están básicamente construidas por materiales como bloques, cementos y techos de tejas como se observa en las siguientes fotografías, que muestran las estructuras más típicas de las casas. La situación de estas viviendas al borde de talud son las siguientes:

A- La zona de estudio está caracterizada por construcciones (14 viviendas y 3 edificios) que se ubican en un área ligeramente plana entre la avenida 1 Gonzalo Picón Febres y el borde de ladera. También existe dos viviendas sobre la superficie del talud que presenta fuerte pendiente con altura estimada entre 30 a 40 metros como se muestra en las fotografías 8 y 9.

B- Existe algunas Sobreexcavaciones en la base de las viviendas las cuales han afectado paredes de fondo como se aprecia en las fotografías 10 y 11.

C- Se aprecia muros construidos de gaviones y de concreto por derrumbes ocurridos en el pasado. Se evidencia que hay viviendas cuyo diseño constructivo no cumplen con los requisitos establecidos en la norma COVENIN como se muestra en la fotografía 12.

Fotografía 12. Muros de gaviones y de concreto en talud.

Adicionalmente se observó que existen factores antrópicos y naturales que afectan la estabilidad de la ladera que pueden ocasionar daños a las estructuras.

D- Entre los factores antrópicos detectados se encuentra las aguas pluviales que son descargadas por los techos de viviendas, aguas servidas que se descargan en pie de talud, así como construcciones que no cumplen con los parámetros establecidos en la normas COVENIN como se observan en las fotografías 13, 14, 15 y 16.

E- Entre los factores naturales se observó la emanación de aguas naturales en la parte baja del talud, humedad por influencia del nivel freático, suelos permeables conformados por relleno sedimentario fluvial y aluvial que forman la terraza cuaternaria de Mérida cuyas laderas generan la descarga interna de cualquier anomalía hidrológica, también las precipitaciones pueden generar daños por erosión o por crecidas de los ríos Albarregas y Milla que son los responsables de la geomorfología local.

Hay que resaltar que estos daños y perjuicios han sido ocasionados como consecuencia inmediata y directa a actividades antrópicas y del cumplimiento de normativita de planificación municipal, la cual requiere la realización de las grandes infraestructuras ó la mejora de las ya existentes Proceso que comienza a ser una necesidad para cubrir futuras pérdidas sobre todo humanas.

Las estructuras tales como: edificaciones, viviendas y vialidad, han presentado agrietamientos, fisuras, hundimientos posteriores a eventos sísmicos ocurridos en el pasado. En la zona de estudio las estructuras y los habitantes están expuestos a sufrir daños, ya que sus viviendas se encuentran construidas tanto en el borde como en la superficie inclinada del talud, presentando un alto nivel de vulnerabilidad ante un evento sísmico. Esta situación como se observó en campo ha generado agrietamiento en las estructuras de las viviendas, constituyendo un riesgo geológico importante, debido a que también afecta las vías de comunicación, sistema de abastecimiento de agua, sistemas eléctricos y otros. En la tabla 6 se registró los inmuebles que se encuentran en la zona de estudio y se determinó su tipología, utilidad, número de pisos o niveles, ubicación relativa en el talud, familias y personas q ocupan inmuebles, las dimensiones de ancho de frente y largo en metros y su área en metros cuadrados, características de construcción, condiciones de riesgos y observaciones

TABLA 6. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS VIVIENDAS DE LA COMUNIDAD “MILLA CENTRAL”

8.3. Ensayo Granulométrico

Las muestras recolectadas del perfil levantado fueron analizadas por el Laboratorio de Materiales, Suelos y Pavimentos adscrito a la Universidad Politécnica Territorial de Mérida “Kleber Ramírez”donde se realizó un ensayo granulométrico por tamizado arrojando los siguientes resultados presentados en la tabla 7.

Partiendo de los datos de la tabla 7 el suelo según la clasificación Sucs (Sistema Unificado de Clasificación de Suelos, por sus siglas en español) es SW que sugiere un suelo arenoso gravoso, dado el porcentaje de arenas, el suelo es permeable lo que facilita la incorporación de agua y el desplazamiento de agua subterránea, sin embargo la presencia de gravas confiere características de estabilidad al suelo que constituye el talud, dado que estás últimas en conjunto con las arenas actúan como soporte, aumentando el ángulo de fricción interna atenuando el desplazamiento de las partículas al ser sometidos a una fuerza externa o por su propio peso.

8.4. Características geotécnicas generales

Se localizan en el sector donde han existido diferentes deslizamientos motivados principalmente por la actividad humana, con pendientes pronunciadas, con una clasificación areno gravosa.

Luego que se realizaron los ensayos de laboratorio como el trabajo de campo, con los resultados obtenidos se procedió a determinar el factor de seguridad, incorporando la geometría y los parámetros geotécnicos requeridos tal como se mostró en el siguiente apartado. El factor que más comúnmente afecta a los habitantes, debido a que la mayoría de los deslizamientos o infiltraciones ocurren después de lluvias fuertes o durante períodos lluviosos.

Simulación en el Programa Slide

Este análisis se realiza en términos de esfuerzos totales y considera el caso de areno arcillosos y suelos arcillosos totalmente saturada, que soporta esfuerzos bajo condiciones drenadas y no drenadas. Por lo tanto, permite determinar el factor de seguridad de un talud ante construcciones ya existentes o de la aplicación de nuevas cargas sobre él. En sección se asume que la superficie potencial de falla es un círculo, permitiendo así que se encuentre el factor de seguridad considerando únicamente el equilibrio de momentos.

8.4.1. Resultados del peso específico y parámetros de resistencia al corte

Haciendo uso de la tabla 8 propuesta por Juárez (1998) donde se presentan los valores de peso unitario, ángulo de fricción, cohesión y permeabilidad para suelos de tipo: granito descompuesto, materiales volcánicos, coluviones, suelos areno arcillosos y suelos arcillosos se procedió a seleccionar los datos que responde a la información levantada en campo complementada con la revisión bibliográfica. Los valores seleccionados se muestran en la tabla 9 los cuales son los datos de entrada necesarios para que el programa Slide simule el comportamiento del talud.

TABLA 8. VALORES TÍPICOS DE PARÁMETROS GEOTÉCNICOS EN SUELOS IN SITU.

TABLA 9. PESO UNITARIO Y PARÁMETROS DE RESISTENCIA AL CORTE PARA EL TALUD EN ESTUDIO.

8.4.2. Cálculo de las cargas que influyen sobre el talud

Los datos para cálculo de las cargas que representan una vivienda se presentan en la tabla 10.

TABLA 10. DATOS PARA EL CÁLCULO DE CARGA (VIVIENDA).

Para establecer el valor de la carga última la cual será utilizada para modelar la carga que afecta el talud se hace uso de la siguiente ecuación:

Carga última = 1,20CM + 1,60CV

Sustituyendo:

Carga última= 1,20(995 kg/m²) + 1,60(180 kg/m²)

Carga última= 1482 kg/m² = 15KN/m²

8.4.3 Resultados del factor de seguridad.

Se aplicaron los procedimientos previamente explicados en la metodología luego se seleccionó Con la opción “Add Query” para analizar el comportamiento del talud en los puntos de interés considerados para el proyecto, dicha opción se identifica en la figura 25.

Figura 25. Opción “Add Query” Programa Slide.

Finalmente, se ubica la zona de seguridad, considerando la superficie de rotura generada para un factor de seguridad que se encuentre por encima de límite de estabilidad, de acuerdo a las posiciones dentro de la grilla según la escala de colores que muestran factores de seguridad estables para colores naranja, considerando para determinar la zona de seguridad aquel valor igual o ligeramente mayor a uno, que es el valor teórico establecido para un factor de seguridad que indique estabilidad, como se muestra en la figura 26.

Figura 26. Determinación de la zona de seguridad.

Para la determinación del factor de seguridad se considera la influencia de la carga representada por las edificaciones que se encuentran en el borde del talud, permitiendo obtener el factor de seguridad próximo al borde (Punto A) y el más estable posible al posicionar el cursor sobre las franjas de colores que indican estabilidad las cuales se encuentran después de la calzada (Punto B) de acuerdo al factor de seguridad (Figura 27) este procedimiento se aplica en forma similar considerando las dos cargas que influyen en el talud para obtener los factores de seguridad asociados (Figura 28).

Figura 27. Factor de seguridad considerando carga en el borde del talud.

Figura 28. Factor de seguridad considerando dos cargas.

Por último se determinan los factores de seguridad cuando solo se considera la carga distribuida que se encuentra después de la calzada (Figura 29)

Figura 29. Factor de seguridad considerando solo una carga después de la calzada.

Los resultados obtenidos luego de la consideración del procedimiento aplicado, pueden ser extraídos al seleccionar la opción “Info Viewer” como se muestra en la figura 30.

Realizada la extracción de los datos a través de la opción “Info Viewer” estos se tabularon en la tabla 11 la cual muestra los resultados del factor de seguridad.

Figura 30. Extracción de datos mediante la opción “Info Viewer”.

TABLA 11. RESULTADOS DEL FACTOR DE SEGURIDAD.

Para establecer el valor de la carga última la cual será utilizada para modelar la carga que afecta el talud se hace uso de la siguiente ecuación:

Carga última = 1,20CM + 1,60CV

Sustituyendo:

Carga última= 1,20(995 kg/m²) + 1,60(180 kg/m²)

Carga última= 1482 kg/m² = 15KN/m²

8.4.3 Resultados del factor de seguridad.

De acuerdo a los resultados presentados en la tabla 11 se puede decir que los valores del factor de seguridad más inestables se presentan cuando se consideran las dos cargas distribuidas, esto puede estar atribuido a que ambas representan un mayor peso aplicado al talud, de igual forma al estudiar el comportamiento del talud sometido a las cargas por separado se puede decir que la carga que se encuentra en el borde del talud genera mayor inestabilidad que la ubicada después de la calzada de acuerdo a los resultados del factor de seguridad.

Según los resultados del factor de seguridad, se puede observar que, este tiende acercarse al límite de estabilidad al removerse la carga asociada a las edificaciones que se encuentran en el borde del talud.

De igual forma es necesario resaltar que la incorporación de agua al talud por las precipitaciones o aguas subterráneas de origen natural o antrópico, son detonantes que pueden generar un movimiento de masa debido a la presencia de altas pendientes que constituyen la cara del talud, la posibilidad de que la masa pueda deslizarse; representa una amenaza a las zonas vulnerables que son principalmente las viviendas que se encuentran próximas al borde del talud, así como la calzada.

Es de hacer mención, que estos resultados fueron comparados con el estudio de Guillén y Gutiérrez (2017) las cuales realizaron análisis de estabilidad del talud en la misma zona de estudio haciendo uso de otro software (PLAXIS) basado en el Método de Elementos Finitos concluyendo al igual que este proyecto que el talud es inestable; por otra parte también se compararon los resultados obtenidos con las observaciones realizadas por Rodríguez (2009) el cual indica la inestabilidad del talud en estudio, señalando que existe un nivel freático a 2,30 m de profundidad y que existen evidencias de desprendimiento de masa violento en algunos sectores, otros factores también descritos por el señalado autor e indicados en este proyecto fueron descargas y fugas de aguas negras de las viviendas ubicadas al borde del talud, infiltraciones de agua producto de la escorrentía superficial e inicio de falla de borde entre la calle 14 y 15, de esta forma en el sector existe un alto riesgo de desprendimiento de masas de suelo localizados que pueden generar movimientos de mayor magnitud y al igual que este proyecto genera que el talud sea inestable.

CONCLUSIONES

- De acuerdo a las factores geológicos estudiados para el talud la litología característica son depósitos cuaternarios constituidos por depósitos de gravas con clastos, con intercalación de gravas gruesas y finas, el talud exhibe pendientes mayores al 30%, el cual puede verse afectado por la Falla Albarregas en sentido suroeste-noreste, la falla ejerce cierto control estructural sobre el río Albarregas y tiene relativa importancia desde el punto de vista de amenaza sísmica y junto con la falla de Mucujún pueden generar un sismo máximo posible de M= 6.5, considerando el talud en condición saturado con agua y la ocurrencia de un sismo de la magnitud señalada existe la probabilidad de que en el mismo se genere una superficie de rotura importante colocando en riesgo a los habitantes y viviendas del sector.

- La zona emplazada sobre el talud en estudio está caracterizada por la existencia de catorce viviendas y tres edificios que se ubican sobre nivel de la calzada de la avenida 1 Gonzalo Picón Febres y tres viviendas situadas en la zona baja, evidenciándose grietas en la estructura de dos viviendas localizadas en la sección baja del talud, las mismas se presentaban en las paredes y las columnas de manera horizontal de aproximadamente 35 cm de largo y 1,5 cm de ancho, las sobreexcavaciones que se evidenciaron en el talud están afectando la estructura de las viviendas localizadas en el borde del talud, fundamentalmente en la base de las mismas, las aguas fluviales que son descargadas por los techos de viviendas, aguas servidas y que se descargan en pie de talud están generando infiltraciones en las viviendas localizadas en la sección baja del talud, así mismo se evidenció procesos de hundimiento dentro de la estructura de dos viviendas.

- Se puede inferir que los sedimentos depositados correspondientes al talud son de origen fluvial y aluvial, originados en un nivel de energía alto donde los sedimentos fueron transportados en suspensión, saltación y carga de fondo. Adicionalmente la predominancia de la angulosidad y tamaño de los sedimentos sugiere que la fuente de aporte fue cercana tales como areniscas asociadas a las formación Mucujún y gneises graníticos provenientes de la Asociación Sierra Nevada.

- Los muestras analizadas arrojaron un suelo tipo arenoso gravoso siguiendo la clasificación Sucs (Sistema Unificado de Clasificación de Suelos, por sus siglas en español). Dado el porcentaje de arenas el suelo es permeable lo que facilita la incorporación de agua y el desplazamiento de agua subterránea, sin embargo la presencia de gravas y abundantes clastos de tamaños considerables confiere características de estabilidad al suelo que conforman el talud, por aumentar el ángulo de fricción interna.

- De acuerdo a los valores de factor de seguridad calculados con el programa Slide, todos los valores obtenidos fueron menores a 1 independientemente de donde se aplicaron las cargas para generar el modelo, considerando que el talud es inestable en toda su extensión, asociado fundamentalmente a la topografía del terreno (pendiente mayor a 30%), litología del terreno arenoso gravoso con abundantes clastos, presencia de un nivel freático a 2,30 metros de profundidad, factores antrópicos tales como descarga de aguas servidas y filtraciones. Los colores rojos que se muestran en el cálculo de factor de seguridad indican valores muy bajos mientras que los colores anaranjados y amarillos están asociados a factores de seguridad cercanos a 1.

- Al estudiar el comportamiento del talud sometido a las cargas, se obtiene que al considerar las dos cargas distribuidas sobre la cresta del talud los resultados son los más desfavorables mientras que por separadas se puede decir que la carga que se encuentra en el borde del talud genera mayor inestabilidad que la ubicada después de la calzada.

RECOMENDACIONES

Para el caso de las obras civiles que ya existen sobre el talud se deben tomar las precauciones pertinentes; en estos casos se sugiere implementar de acuerdo a la información aportada por el proyecto, el desarrollo de drenajes para aguas pluviales (canales y cunetas) y la reparación y mantenimiento de tuberías para aguas servidas a fin de evitar el ingreso de líquidos al terreno, evitando de esta forma que el peso asociado a la incorporación de fluidos y las elevadas pendientes presentes en la zona condicionen el comportamiento del talud.

En cuanto a los taludes donde no se presentan capas de vegetación que atenúan los procesos de erosión y meteorización que condicionan el factor de seguridad y facilitan los desplazamientos, se recomienda establecer correctivos que contribuyan a la protección de los taludes ante los diferentes factores a los que están expuestos y que pueden condicionar su comportamiento.

En vista de que los datos tomados para realizar la simulación del comportamiento del talud fueron tomados de otros trabajos bibliográficos existentes, se sugiere realizar a futuro ensayos de laboratorios de muestras tomadas insitu del talud para obtener valores reales de corte directo, resistencia a la compresión, cohesión, fricción interna, entre otros, que exige el programa Slide y permite determinar la calidad del terreno de manera de obtener una confiabilidad del comportamiento de estabilidad o inestabilidad del talud.

Es necesario desarrollar investigaciones donde se determine con mayor precisión el nivel freático, así como de los diferentes afluentes que facilitan la incorporación de agua en la terraza, con la finalidad de poder desarrollar modelos más precisos.

Realizar estudios que simulen el comportamiento del talud ante la ocurrencia de un sismo, en condiciones saturadas con sismo, seco con sismo para determinar la respuesta geomecánica del talud.

Integrar la información levantada en campo con otras investigaciones realizadas en la ciudad de Mérida con fines de Ordenación y Planificación del Territorio y Gestión de riesgos socio-naturales y Tecnológicos.

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ANEXOS

ANEXO I

En la Tabla 12 se muestran las características para la descripción de los perfiles siguiendo la guía de descripción de perfiles de suelos elaborada por la Escuela de Ingeniería Forestal de la Universidad de los Andes.

TABLA 12. INFORMACIÓN DEL SITIO DEL PERFIL Y CARACTERÍSTICAS DEL SUELO.