Analizan taludes excavados en rocas cristalinas de Catamarca

Universidad Nacional de Catamarca - Facultad de Tecnología y Ciencias Aplicadas

12 de Abril de 2010 |


Analizan taludes excavados en rocas cristalinas de Catamarca


Un grupo de investigadores de la Facultad de Tecnología y Ciencias Aplicadas de la UNCa, analiza la inestabilidad de taludes excavados en rocas cristalinas en un tramo de la Ruta Nacional 38, un eje importante de vinculación entre el NOA y Cuyo. El análisis responde al objetivo de evitar derrumbes y deslizamientos y propiciar el correcto mantenimiento y funcionamiento para el transporte entre ambas regiones.

Las rocas cristalinas suelen darnos a priori la impresión de uniformidad, resistencia y dureza. En consecuencia, los taludes excavados en ellas se presuponen de una gran estabilidad. Nada más lejano a la realidad en el caso de las rocas esquistosas y foliadas, por lo que un grupo de investigadores de la cátedra de Geología Estructural de la Facultad de Tecnología y Ciencias Aplicadas de la UNCa, a cargo del doctor Luis Papetti, junto a otros investigadores, analizó un caso en un corte de ruta en la provincia de Catamarca, en el noroeste argentino, donde la relación geométrica entre estos planos estructurales y los taludes de alto ángulo realizados condujeron a una serie de derrumbes y deslizamientos en un corto tramo de la montaña -Ruta nacional 38, Cuesta del Totoral, en un tramo Norte-.

“Aplicamos en forma sistemática el índice RMR para demostrar cómo una roca, en apariencia buena, pierde su condición al aplicársele el castigo que el mismo índice prevé cuando las relaciones geométricas no son las apropiadas”, explicó a InfoUniversidades Papetti.

La esquistosidad y la foliación son estructuras geológicas penetrativas que afectan a todo el macizo con notable continuidad y su comportamiento geomecánico es de difícil pronóstico al excavar en ellas. De estos tipos de roca está conformada la mayoría de los macizos serranos principales del NOA.

Área de estudio

El investigador comentó que por ser la Ruta Nacional 38 un eje importante de vinculación entre las regiones NOA y Cuyo de Argentina, que une transversalmente a dos corredores transoceánicos del Mercosur, es imprescindible su correcto mantenimiento y funcionamiento para el transporte entre ambas regiones. Un corto tramo que abarca 30 km. de camino de montaña de esta ruta se conoce como la “Cuesta del Totoral” (tramo La Merced-Río Huacra en la provincia de Catamarca). “En la mitad norte de ese tramo entre ‘el puesto de Viuda de Varela’ y Río Huacra, los derrumbes y deslizamientos en los profundos taludes excavados en la roca aportan al rápido deterioro de esta vía y obliga a tareas permanentes de remoción de escombros”, indicó.


Las rocas esquistosas y foliadas

Una roca está afectada por esquistosidad cuando se dispone en hojas paralelas de origen tectónico. Estas hojas paralelas pueden deberse al plano de aplanamiento de la roca -esquistosidad de flujo-, o a una gran cantidad de micro fallas, muy próximas a esquistosidad de fractura. Si la esquistosidad de flujo progresa debido al incremento de la temperatura y la presión, pueden recristalizar los minerales metamórficos, que se disponen en forma aplanada según la esquistosidad. La roca resultante está formada por una sucesión de hojas minerales, que adoptan la condición de cristalofílica, por lo que estamos en presencia de material con foliación. La presencia de ambos tipos de discontinuidades en la masa de roca genera condiciones de inestabilidad en los taludes cuando éstos son excavados.


Esquistosidad, foliación y estabilidad de taludes

¿Por qué se tienen en cuenta con especial atención estas estructuras al momento de considerar la inestabilidad de los taludes excavados en ellas? Hay varias razones. Su masiva y extensa presencia a lo largo, ancho y profundo de todo el macizo, y su espaciamiento entre discontinuidades. Los métodos de estimación de la calidad de los macizos consideran este espaciamiento. Sin embargo, hacen referencia a la apreciación que a ojo desnudo puede hacer el geólogo ante al afloramiento del testigo de perforación de tal espaciamiento.

Este criterio se considera impreciso en el caso de rocas esquistosas y foliadas porque al recristalizar durante el metamorfismo una roca para convertirse en cristalofílica, los nuevos minerales nacen aplanados según la esquistosidad. El verdadero espaciamiento entre los planos potenciales de discontinuidad es mucho menor que el apreciable a simple vista, ya que están a nivel molecular según la cristalografía de los nuevos minerales. Si se considera la extensión en el espacio de estas discontinuidades, puede intuirse fácilmente que dentro del macizo no tienen fin. Este hecho introduce la adicional complejidad de que no son efectivos los métodos de anclaje de la roca usados en granitos, donde la extensión de los planos de diaclasas y fracturas internas es muchísimo menor, permitiendo asegurar las partes inestables con la roca firme.


La calidad del macizo

Las clasificaciones de macizos rocosos sirven para la evaluación de las condiciones geotécnicas de un macizo simplificando la tarea, ya que no utilizan modelos y desarrollos matemáticos complejos y permiten una clasificación empírica. Los sistemas de clasificación de macizos rocosos se basan en la evaluación de ciertos parámetros individuales que en conjunto determinan un índice de calidad del macizo. Dos de las clasificaciones de macizos rocosos más conocidas son las de Bieniawski, (RMR, Rock Mass Rating) y Barton Tunnelling Quality (Q), creadas originalmente para túneles. Sin embargo, el producto de los resultados que se obtuvieron comenzó a aplicarse a estos sistemas con algunas modificaciones para la clasificación de macizos para obras en general, incluso en la clasificación de la estabilidad de taludes en roca.

Se calcularon en forma sistemática los valores de RMR a lo largo de la mitad inestable de este tramo de carretera, con el propósito de estimar la importancia de las relaciones geométricas entre la esquistosidad, foliación y el talud. Pudo observarse que un gran porcentaje de los resultados son superiores o iguales a 60, lo que daría una calificación de roca buena. Adicionalmente, no se obtuvo ni un solo caso de calificación inferior a roca regular.

Tal resultado es difícil de compatibilizar con el hecho de que en el tramo de carretera de montaña analizado, alrededor de 15 km., se contaron no menos de 48 deslizamientos y derrumbes al momento del levantamiento. Se tomaron cuatro ejemplos de la zona para intentar ejemplificar cómo influye en el valor del RMR la relación geométrica entre el talud y la esquistosidad. Los factores de corrección sólo pueden aplicarse si se tiene un conocimiento sistemático de la actitud de las discontinuidades de la roca de campo. Pudo apreciarse fácilmente como “caen” las calificaciones de la roca. Aquellas “buenas” bajan dramáticamente a “pobres” o “muy pobres”, explicando la abundancia de derrumbes y deslizamientos de este tramo de la ruta nacional 38 en la provincia de Catamarca.

La ponderación en el método del espaciamiento entre las discontinuidades no refleja totalmente la realidad en el caso de rocas esquistosas y foliadas como las analizadas en este caso. Un espaciamiento que tiende a 0 complica las posibilidades de éxito del método y debería ser motivo de un análisis de tipo más amplio. Se destaca la importancia de la relación geométrica entre el talud y la esquistosidad o la foliación para su estabilidad en un macizo de rocas esquistosas y foliadas.

El presuponer inclinaciones de taludes “apropiadas” en cortes realizados en rocas esquistosas y/o foliadas, sin conocer las relaciones geométricas entre la esquistosidad o la foliación y los taludes, resulta inapropiado y más grave aún cuando consideramos que una mayoría importante de los principales cuerpos serranos del NOA está constituida por este tipo de rocas. Ignorar este concepto llevaría como resultado a que, en la mitad norte de la Cuesta del Totoral, se producirían no menos de 48 deslizamientos y derrumbes en cerca de 15 km. de camino. Por el contrario, en la otra mitad del mismo tramo, ejecutado varios años antes en condiciones similares, y con las apropiadas inclinaciones de los taludes, ha dado muy buenos resultados de estabilidad.

Luciana Cancino
uncaprensa@yahoo.com.ar
Luciana Cancino
Dirección General de Prensa y Protocolo


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