Optimización del Diseño de Taludes: Etapas y Desafíos Geotécnicos

Proceso de Resolución de Problemas en el Diseño de Taludes

El diseño de taludes, al basarse en gran medida en la experiencia empírica, debe ser de carácter iterativo. Los tres componentes principales de cualquier flujo lógico de resolución de problemas, aplicados a la selección del ángulo de talud, son:

• Evaluación de la situación: Incluye las investigaciones geotécnicas y el desarrollo del modelo geotécnico.
• Análisis de problemas: Consiste en la identificación de posibles mecanismos de falla y su análisis.
• Análisis de decisión: Esencialmente, la formulación del diseño de la pendiente del foso.

Desafíos en el Diseño de Ángulos de Talud

A continuación, se presentan las dificultades que surgen en el diseño de ángulos de talud, tanto a nivel de factibilidad como operacional:

Dificultades a Nivel de Factibilidad

• Es muy difícil, a partir únicamente de la información de testigos de perforación, formular un diseño de talud óptimo que no conlleve un riesgo significativo.
• Las limitaciones impuestas por las exposiciones de roca disponibles dificultan la definición adecuada de la arquitectura de las estructuras principales de segundo y tercer orden. Dado que estas estructuras a menudo están involucradas en la inestabilidad entre taludes y la estabilidad general de la pendiente, existe una incertidumbre y riesgo inherentes.
• La delineación de los dominios estructurales es una parte clave del diagrama de diseño de la pendiente (ver Figura 2), pero depende claramente de los datos y, por lo tanto, presenta las mismas limitaciones que los modelos.
• El modelo geotécnico (y estructural) es la base fundamental de cualquier evaluación. Si el diseño depende de datos estructurales correctos (como se menciona en los puntos 1 y 2), entonces el diseño debe considerar un riesgo significativo.
• Aunque es posible calcular con gran precisión la resistencia de una masa rocosa a partir de datos de perforación, la experiencia demuestra que, a menos que la resistencia sea tan alta que tenga poco impacto en la estabilidad, estas resistencias de la masa rocosa son solo aproximadas, sujetas a una incertidumbre significativa y, por lo tanto, conllevan un riesgo.
• El modelado numérico (como Flac, UDEC, Fases, etc.) presenta una dificultad extrema para coincidir con la realidad. El beneficio de dicho modelado en esta etapa puede residir en el modelado paramétrico de condiciones o áreas especiales.

Dificultades a Nivel Operacional

• Las exposiciones a gran escala permiten una mejora significativa en muchas áreas de datos clave, como la información de testigos de perforación y el mapeo geológico.
• Sin embargo, el uso de estos datos mejorados para refinar los modelos geotécnicos y la resistencia de la masa rocosa sigue siendo un desafío.
• La dificultad en el área de mapeo para el desarrollo de modelos geotécnicos se relaciona con dos aspectos: en primer lugar, la escala y los vacíos de datos al diseñar excavaciones a cielo abierto muy grandes; y en segundo lugar, en las regiones estructurales complejas, la dificultad para definir las discontinuidades críticas para el diseño.
• Los modelos de resistencia de masa rocosa aún son muy difíciles de determinar sin un análisis posterior de fallas a gran escala.
• El modelado numérico sigue siendo solo una herramienta de diseño aproximada.