INSTRUMENTACIÓN GEOTÉCNICA. APLICACIÓN Y SOPORTE PARA LA TOMA
DE DECISIONES EN INGENIERÍA
JUAN DAVID GARZÓN CORREA
UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS
DIVISIÓN DE INGENIERÍAS
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D.C.
2018
INSTRUMENTACIÓN GEOTÉCNICA. APLICACIÓN Y SOPORTE PARA LA TOMA
DE DECISIONES EN INGENIERÍA
JUAN DAVID GARZÓN CORREA
Monografía
Tutores:
Henry Garzón Molano (Ing. Geólogo)
Carlos Eduardo Torres Romero (Ing. Civil)
UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS
DIVISIÓN DE INGENIERÍAS
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D.C.
2018
iii
NOTA DE ACEPTACIÓN
Aprobado por el Comité de Grado en
cumplimiento a los requisitos exigidos por la
Universidad Santo Tomás para optar al título
de Ingeniero Civil.
______________________
Jurado: Livaniel Viveros Rosero
______________________
Jurado: Carlos Torres Romero
Bogotá D.C., 25 de junio de 2018
iv
TEXTO DE AGRADECIMIENTO
El presente proyecto se debe a la colaboración de diferentes personas que participaron
indirecta como directamente. Principalmente, quiero agradecer a mis padres por todo el
apoyo y la ayuda que me brindaron en este proceso para alcanzar un logro más, a mi director
el Ing. Henry Garzón y el Ing. Carlos Torres por compartir el conocimiento y atender mis
dudas para guiarme en la creación de este trabajo, al Ing. Juan Carlos Afanador y el Ing.
Carlos Vargas cuerpo técnico de la empresa Geotecnia y Cimentaciones por facilitarme la
información para realizar el último capítulo sobre el Túnel Falso “El Cune”, premio nacional
de ingeniería 2012, obra que muestra los logros de la ingeniería colombiana.
v
CONTENIDO
INTRODUCCIÓN. .......................................................................................................... 12
DEFINICIÓN DEL PROBLEMA ................................................................................... 13
JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................ 14
OBJETIVOS .................................................................................................................... 15
Objetivo General .......................................................................................................... 15
Objetivos Específicos .................................................................................................. 15
MARCO REFERENCIAL ............................................................................................... 16
DISEÑO METODOLÓGICO .......................................................................................... 18
TIPOS DE INSTRUMENTACIÓN ................................................................................. 19
Movimiento Superficial ............................................................................................... 19
Medición Topográfica. ............................................................................................. 19
GPS Diferencial ....................................................................................................... 22
Movimientos Horizontales ....................................................................................... 22
Movimiento Interno ..................................................................................................... 25
Inclinómetros ........................................................................................................... 25
Movimientos Verticales. .......................................................................................... 31
Celdas de Asentamiento. .......................................................................................... 36
Péndulos. .................................................................................................................. 38
Tiras de Cortante. ..................................................................................................... 39
vi
Presiones ...................................................................................................................... 40
Sistema Cerrado. ...................................................................................................... 40
Sistema Abierto. ....................................................................................................... 49
Actividad Sísmica ........................................................................................................ 54
Acelerómetros. ......................................................................................................... 54
Acelerógrafos. .......................................................................................................... 55
Estructural .................................................................................................................... 56
Extensómetro de cuerda vibrante ............................................................................. 56
Clinómetros. ............................................................................................................. 57
PIT. .......................................................................................................................... 58
Celdas de Presión de Contacto. ................................................................................ 61
COMPORTAMIENTO .................................................................................................... 62
TÚNEL FALSO “EL CUNE” ......................................................................................... 80
Antecedentes ................................................................................................................ 80
Ubicación ..................................................................................................................... 87
Instrumentación ........................................................................................................... 91
CONCLUSIONES ......................................................................................................... 112
GLOSARIO ................................................................................................................... 114
BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................... 116
vii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Monitoreo topográfica (Suárez, 2009) ............................................................. 20
Figura 2. Esquema de una presa en planta (CONAGUA, 2012) ..................................... 20
Figura 3. Presentación de datos del monitoreo topográfico (CONAGUA, 2012) ........... 21
Figura 4. Metodología del DGPS. (Google Imágenes) .................................................... 22
Figura 5. Extensómetro de convergencia. (SISGEO, 2016) ............................................ 24
Figura 6. Extensómetro mecánico (CONAGUA, 2012) .................................................. 24
Figura 7. Extensómetro eléctrico (Suárez, 2009) ............................................................ 25
Figura 8. Inclinómetro portátil. (Google Imágenes) ....................................................... 26
Figura 9. Esquema un inclinómetro portátil. (Suárez, 2009) ........................................... 27
Figura 10. Resultados del inclinómetro portátil. (Google Imágenes) .............................. 28
Figura 11. Inclinómetro fijo (SISGEO, 2017) ................................................................. 29
Figura 12. Esquema de inclinómetro fijo (CONAGUA, 2012) ....................................... 29
Figura 13. Extensómetro vertical sencillo (Suárez, 2009) ............................................... 31
Figura 14. Medición del desplazamiento en la superficie de falla. (Suárez, 2009) ......... 32
Figura 15. Extensómetros multipunto. ............................................................................. 33
Figura 16. Deformímetro magnético (DGSI, 2013) ........................................................ 35
Figura 17. Presentación de datos de extensómetro magnético (CONAGUA, 2012) ....... 36
Figura 18. Celdas de asentamiento (CONAGUA, 2012) ................................................. 37
Figura 19. Resultados de celdas de asentamiento (CONAGUA, 2012) .......................... 37
Figura 20. Tipos de péndulo. (Hunt ,2007) ...................................................................... 38
viii
Figura 21. Tiras de cortante. (Suárez, 2009) .................................................................... 40
Figura 22. Piezómetro de doble tubo (Dunnicliff, 1988) ................................................. 41
Figura 23. Funcionamiento del piezómetro neumático (Suárez, 2009) ........................... 41
Figura 24. Sección de un piezómetro de cuerda vibrante (SISGEO, 2015) .................... 43
Figura 25. Piezómetro eléctrico. (Hunt, 2007) ................................................................ 44
Figura 26. Piezómetro instalado en una perforación (Hunt, 2007) .................................. 45
Figura 27. Celdas de presión embebidas ......................................................................... 46
Figura 28. Tipos de celdas de presión embebidas (Dunnicliff, 1988) ............................. 48
Figura 29. Piezómetro de Casagrande (CONAGUA, 2012) ............................................ 50
Figura 30. Pozo de observación (SISGEO, 2014) ........................................................... 51
Figura 31. Acelerómetro de tipo piezoeléctrico (Google Imágenes) ............................... 55
Figura 32. Acelerógrafo antiguo y digital (Google Imágenes) ....................................... 56
Figura 33. Instalación extensómetro de cuerda vibrante (SISGEO, 2017) ...................... 57
Figura 34. Tipos de clinómetros (Gómez, SF) ................................................................. 58
Figura 35. Equipo de PIT (Pile Dynamics, Inc, 2000) .................................................... 59
Figura 36. Metodología de la pureba PIT (Applications and Limitations of PIT, 2018) 60
Figura 37. Resultados ensayos PIT (Google Imágenes) .................................................. 60
Figura 38. Ubicación Geográfica de las presas. (Google Earth, 2018). .......................... 63
Figura 39. Mapa geológico de México (Gob.mx, 2017) ................................................. 63
Figura 40. Mapa sísmico de México (Gob.mx, 2017) ..................................................... 64
Figura 41. Presa El Infiernillo (Google imágenes) .......................................................... 65
Figura 42. Instrumentación instalada en la presa El Infiernillo (CFE, 1985) .................. 66
Figura 43. Presa La Villita (Google imágenes) ............................................................... 67
ix
Figura 44. Instrumentación instalada en la presa La Villita (CFE, 1985) ....................... 68
Figura 45. Presa La Angostura y Chicoasen (Google imágenes) .................................... 69
Figura 46. Instrumentación instalada en la presa La Angostura (CFE, 1985) ................. 70
Figura 47. Instrumentación instalada en la presa Chicoasen (CFE, 1985) ...................... 71
Figura 48. Gráfico de la instrumentación instalada. ........................................................ 74
Figura 49. Clasificación de la instrumentación total ....................................................... 75
Figura 50. Numero de instrumentos y confiabilidad en cada presa ................................. 76
Figura 51. Porcentaje de instrumentación en las presas .................................................. 76
Figura 52. Porcentaje de confiabilidad según tipo de instrumentación ........................... 78
Figura 53. Foto aérea sector “El Cune” (G y C, 2008) .................................................... 81
Figura 54. Ubicación geográfica de El Cune (Google Earth) .......................................... 88
Figura 55. Ubicación geológica. (G y C, 2008) ............................................................... 89
Figura 56. Ubicación instrumentación GYC (G y C, 2008) ............................................ 93
Figura 57. Ubicación Líneas de Refracción Sísmica (G y C, 2008) ................................ 94
Figura 58. Movimientos principales (G y C, 2008) ......................................................... 95
Figura 59. Resultados y Ubicación Inclinómetro 1 (G y C, 2008) .................................. 96
Figura 60. Resultados y Ubicación Inclinómetro 2 (G y C, 2008) .................................. 96
Figura 61. Resultados y Ubicación Inclinómetro 3 (G y C, 2008) .................................. 97
Figura 62. Resultados y Ubicación Inclinómetro 4 (G y C, 2008) .................................. 97
Figura 63. Resultados y Ubicación Inclinómetro 6 (G y C, 2008) .................................. 98
Figura 64. Resultados y Ubicación Inclinómetro 7 (G y C, 2008) .................................. 98
Figura 65. Resultados y Ubicación inclinómetro 8. (G y C, 2008) ................................. 99
Figura 66. Registro Fotográfico de los piezómetros (G y C, 2008) ............................... 100
x
Figura 67. Resultado Línea Sísmica (G y C, 2008) ....................................................... 100
Figura 68. Modelo de red de flujo (G y C, 2008) .......................................................... 101
Figura 69. Alternativa Final (G y C, 2012) .................................................................... 103
Figura 70. Alternativa Final en Vista 3D (G y C, 2012) ............................................... 104
Figura 71. Ubicación de la Instrumentación en la fase de construcción (G y C, 2012) 105
Figura 72. Comportamiento del inclinómetro 1 A (G y C, 2012) ................................. 106
Figura 73. Comportamiento de inclinómetros en eje 1 (G y C, 2012) .......................... 107
Figura 74. Comportamiento del Inclinómetro 127 (G y C, 2012) ................................. 107
Figura 75. Zonas de movimiento superficial homogéneo (G y C, 2012) ...................... 108
Figura 76. Deformación unitaria en puntales superiores (G y C, 2012) ........................ 109
Figura 77. Deformación unitaria en puntales inferiores (G y C, 2012) ......................... 110
Figura 78. Comportamiento del nivel piezométrico (G y C, 2012) ............................... 111
xi
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Comparación inclinómetro portátil y fijo ......................................................... 30
Tabla 2. Comparación entre piezómetros. ...................................................................... 52
Tabla 3. Formaciones geológicas de México .................................................................. 64
Tabla 4 Clasificación y años de seguimiento en las presas. ........................................... 72
Tabla 5. Instrumentación instalada en las presas. ........................................................... 72
Tabla 6 Instrumentación dañada en las presas. ............................................................... 73
Tabla 7 Instrumentación con datos dudosos. .................................................................. 73
Tabla 8 Análisis de la instrumentación total de cada presa. ........................................... 75
Tabla 9 Confiabilidad de los tipos de instrumentación en las presas. ............................ 77
Tabla 10. Daños encontrados en la instrumentación ...................................................... 79
Tabla 11. Registro de eventos de El Cune. .................................................................... 81
Tabla 12. Sistema de diaclasas. ...................................................................................... 91
Tabla 13. Instrumentación GYC 2008 ............................................................................ 92
Tabla 14. Cambios de velocidades. .............................................................................. 108
12
INSTRUMENTACIÓN GEOTÉCNICA. APLICACIÓN Y SOPORTE PARA LA
TOMA DE DECISIONES EN INGENIERÍA.
INTRODUCCIÓN.
En la ingeniería las estructuras van soportadas sobre el suelo, que tiene ciertos
comportamientos que son prácticamente imposibles de predecir con exactitud, es necesario
saber que la ingeniería diseña sobre suposiciones del comportamiento con ayuda de
programas tecnológicos de punta que se acercan a la realidad pero no son datos reales, por
esto es indispensable monitorear los materiales involucrados para así determinar datos reales
de su comportamiento. De esta manera es como el uso de la instrumentación geotécnica se
convierte en una valiosa herramienta dentro del control y seguimiento de proyectos. Por esto,
este trabajo está enfocado a las diferentes técnicas de monitoreo y su aporte en obras.
En el documento se presenta el planteamiento del proyecto, descripción de la
instrumentación más usada en la ingeniería colombiana explicando cómo funcionan, su uso
o aplicación, ventajas y desventajas. Se incluyen casos prácticos donde se analiza la
confiabilidad de los datos en cuatro presas de México, las cuales se tienen varios años de
seguimiento y un ejemplo de la implementación de la instrumentación en la ingeniería
colombiana, específicamente, en el proyecto ganador del premio nacional de ingeniería en
2012 otorgado por la Sociedad Colombiana de Ingenieros (SCI), conocido como el Túnel
Falso “El Cune”.
13
DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
Los avances de la ingeniería civil en materia de infraestructura están permitiendo que cada
vez se enfrenten obras más complejas y de mayor dimensión que las convierten en modelos
espectaculares y de admiración universal, dando solución a las necesidades de la humanidad;
además, el surgimiento o evolución de teorías que explican los comportamientos de dichas
estructuras y los fenómenos que presentan en pro del desarrollo, pero surgen interrogantes
como ¿Qué tienen en común todas estas obras? Es el suelo, que sirve de cimentación para
soportar las estructuras que la ingeniería diseña. Uno de los antecedentes respecto a estudios
del suelo, son los adelantados por Karl Von Terzaghi, quien a partir de 1925 reconoció que
este material posee un comportamiento poco predecible y que en algunas ocasiones genera
problemas en las estructuras o situaciones en las cuales se tiene un resultado totalmente
diferente al proyectado en la fase de diseño. Este autor; quien es conocido como padre de la
mecánica de suelos, en su obra Erdbaumechanik afirma que “Los productos de la naturaleza
son siempre complejos (...) Tan pronto como se pasa del acero y el concreto al suelo, la
omnipotencia de la teoría deja de existir. El suelo natural nunca es uniforme. Sus propiedades
cambian de punto a punto”.
Por otra parte, se debe considerar que en la actualidad los programas de simulación; si
bien se acercan demasiado al comportamiento del suelo, se basan en teorías que idealizan el
comportamiento de los materiales y no reproducen la correcta respuesta a futuro.
14
JUSTIFICACIÓN
Hidalgo y Pacheco (2011) afirman que el uso de métodos de confiabilidad no garantiza
totalmente que no se produzcan fallas, pero su uso riguroso y metódico sí puede permitir que
el ingeniero esté seguro de los factores y poder controlarlas sin influir sustancialmente en
esas fallas. Los programas actuales de simulación dan una vista general del comportamiento
y posible respuesta del suelo, pero no dejan de ser datos que son producto de la teoría y en
este punto es donde entra la instrumentación geotécnica la cual está presente en numerosas
obras, como lo pueden ser; las excavaciones subterráneas, túneles, edificaciones, viaductos,
grandes taludes, presas, escombreras, entre otras.
La instrumentación geotécnica es un tema de alta relevancia en los proyectos; que en
algunas ocasiones es poco tratado o comentado, pero que abre una vista detallada de la
respuesta a través del tiempo con la posibilidad de tomar medidas de corrección en caso de
que el comportamiento afecte el proyecto. Este, es un seguimiento que no solo se concentra
en la etapa de exploración de una obra ya que también está presente en el diseño, construcción
y durante la vida útil.
La puesta en marcha de este trabajo de grado permitirá obtener un conocimiento básico
sobre las técnicas empleadas, procesos, análisis e importancia de implementar la
instrumentación geotécnica en las obras civiles tanto de manera teórica como práctica.
15
OBJETIVOS
Objetivo General
Describir la importancia de la instrumentación geotécnica en las diferentes etapas y en la
toma de decisiones en las obras de Ingeniería Civil.
Objetivos Específicos
Describir el funcionamiento de los equipos de medición de acuerdo a la aplicación.
Definir las ventajas y desventajas que presenta los instrumentos.
Mostrar los resultados obtenidos en el seguimiento de obras civiles y sus causas
de daño.
Detallar la aplicación de la instrumentación en una obra representativa de la
Ingeniería colombiana.
16
MARCO REFERENCIAL
Este proyecto de grado busca describir las diferentes técnicas de instrumentación
geotécnica con base en las ventajas y desventajas de cada método y los resultados reales en
algunos proyectos, obteniendo así una guía para la implementación y adecuado uso, y la
práctica de la instrumentación geotécnica en el entorno Colombiano.
Afanador (1998) describe algunos objetivos de la instrumentación como:
Investigación del sitio. Caracterización de las condiciones iniciales del sitio y
obtención de parámetros para el diseño.
Verificación de las condiciones del diseño. Permite ajustar las condiciones del diseño
a la realidad durante el proceso de construcción.
Seguridad. Tener mecanismos de seguridad que prevean e informen posibles fallas,
dando plazo de tomar medidas correctivas o de evacuación.
Control durante la construcción y operación. Tomar medidas para ver el avance de
los efectos previstos, controlar la velocidad de ejecución y verificar el
comportamiento de la estructura.
Control de calidad. Evaluar la calidad de los elementos con base en su respuesta ante
un evento.
Protección legal. Evidencia del comportamiento de una estructura en defensa de
reclamos.
Con lo expuesto anteriormente, se muestra un panorama general de la aplicación de estas
técnicas en el control de las obras civiles y demostrando de manera general, de la influencia
17
y aporte que estas hacen en la toma de decisiones en las diferentes obras. Complementando
Bassett (2012) afirma que “el uso en el sitio, observaciones en tiempo real de los cambios
físicos reales y las tasas de cambio pueden dar a los diseñadores la capacidad de mejorar sus
evaluaciones teóricas y dar a los contratistas condiciones para que sus procedimientos de
construcción permanezcan seguros”.
18
DISEÑO METODOLÓGICO
El trabajo se realizó a partir de la recopilación de información consultada en artículos,
libros especializados, estudios realizados por entidades privadas y oficiales, con el fin de
cumplir a cabalidad los objetivos propuestos. Como ya se mencionó anteriormente, se
describen los diferentes métodos de monitoreo con sus respectivas ventajas y desventajas,
complementándolo con los resultados de casos aplicativos en la ingeniería colombiana y
otros países. Posteriormente, se analizó la información recopilada determinando la
aplicabilidad, funcionamiento, duración y confiabilidad de la instrumentación según
resultados a lo largo de diferentes periodos de tiempo de monitoreo. Las conclusiones y
recomendaciones del presente trabajo se enfocaron hacia el uso y la confiabilidad de las
técnicas de monitoreo, éste último de escaso conocimiento actual y despertando interés en la
búsqueda de información.
19
TIPOS DE INSTRUMENTACIÓN
En la actualidad existen diferentes tipos de instrumentación geotécnica utilizadas en
diversos tipos de obras civiles, en este documento se hace referencia a los empleados con
mayor frecuencia y se han clasificado según la variable a medir con cada uno de ellos como
lo son: Desplazamiento, movimientos internos tanto horizontal como vertical, presiones con
sistemas cerrados y abiertos, actividad sísmica y comportamiento de estructuras construidas.
Movimiento Superficial
Medición Topográfica.
Es el sistema más común presente en las obras civiles, se realiza mediante el monitoreo
topográfico, colocando un banco de marca (BM) o varios en sitios estables y puntos de
control en el talud a monitorear insertando tubos en los sitios inestables como se muestra en
la Figura 1, con el fin de determinar su comportamiento ya sea en sentido vertical u horizontal
y la tasa de desplazamiento. Tiene la misma metodología para el control de cualquier obra,
ya sean presas, túneles o edificaciones, la diferencia es que los puntos de control no yacen en
un sitio inestable si no que se ubican en sitios claves y se realizan medidas con tiempos
establecidos. En la Figura 2 se muestra una presa que tiene ubicado 8 puntos de control, n
ejemplo de cómo se presentan los datos de la presa, se pueden observar en la Figura 3, en
la parte superior se muestran los movimientos horizontales graficando los puntos de control
20
contra desplazamiento horizontal y la parte inferior los desplazamientos verticales en una
gráfica de tiempo contra desplazamiento vertical.
Figura 1. Monitoreo topográfica (Suárez, 2009)
Figura 2. Esquema de una presa en planta (CONAGUA, 2012)
21
Figura 3. Presentación de datos del monitoreo topográfico (CONAGUA, 2012)
Este método tiene la desventaja de tener errores de carácter antrópico o de la precisión de
los equipos, aunque se pueden minimizar usando el mismo equipo, haciendo la calibración
periódica de los mismos y empleando personal con experiencia, especialmente aquellos que
han realizado las mediciones pasadas. Se puede deducir un patrón de desplazamiento con
respecto a un BM fijo si se toman las lecturas con determinados lapsos de tiempo.
22
GPS Diferencial
Los GPS Diferenciales (DGPS) últimamente se están usando en diferentes obras civiles
y como seguimiento de deslizamientos superficiales. Se tiene una estación base en un sitio
donde se conoce la ubicación para realizar correlaciones a las diferentes estaciones móviles
que se hayan instalado previamente.
Figura 4. Metodología del DGPS. (Google Imágenes)
Las medidas del DGPS son relativamente precisas aunque son directamente relacionadas
con las condiciones climáticas desfavorables y el terreno, debido a que si este tiene bastante
cobertura vegetal afecta la medida de los GPS. Una desventaja está al momento de tomar las
medidas ya que presentará un error e informará que la estación base se está moviendo, esto
debido a que hay una confusión con la ubicación de las estaciones móviles, para evitar esto,
se debe conocer con exactitud la ubicación de la estación fija para así poder realizar la
correlación debida para conocer las distancias entre las bases.
Movimientos Horizontales
Estos extensómetros permiten medir los movimientos horizontales relativos y los cambios
de abertura de las grietas. La función es medir el movimiento comparándolo con una distancia
23
inicial o cero conocida entre dos puntos y se puede realizar de forma manual o automática
pero su precisión debe de ser de 0.2mm y teniendo en cuenta los datos de lluvia diaria, en el
caso de las grietas porque las gotas pueden erosionar los bordes. Existen varios tipos de
extensómetros horizontales como lo son:
Detector de Agrietamiento. Sirve para medir la ampliación de las grietas y
monitorearlas a través del tiempo, esto se logra colocando guías (normalmente
elementos de madera) a ambos lados y periódicamente se toman datos de su
separación. En ocasiones se coloca una placa de vidrio la cual si ocurre algún
movimiento esta se romperá. Actualmente se puede emplear un medidor eléctrico el
cual hace un seguimiento continuo a través del tiempo.
Medidores de Grilla Graduada. Consiste en dos láminas plásticas traslapados con
una grilla la cual va fija a lado y lado de la fisura, permite determinar la posición de
una con respecto a la otra, comparándola con la posición inicial. Comúnmente usado
en estructuras.
Extensómetros de Convergencia. También conocidos como extensómetros de cinta,
son usados para medir la distancia entre dos puntos en lugares cerrados como túneles,
galerías y excavaciones. Consta de una cinta de acero perforada cada 5 cm, enrollada
a un carrete, asegurado con ganchos para garantizar la tensión.
Extensómetros Mecánicos. El sistema consiste en poner un cable o cinta horizontal,
conforme se presenta el movimiento se puede medir el desplazamiento con respecto
a la distancia original. Es un método preciso.
24
Extensómetros Eléctricos. Es similar a los extensómetros mecánicos pero la ventaja
es que tiene un transductor de una precisión de 0.0025 y 0.01 mm lo que lo hacen más
exactos en la toma de datos. Las desventajas principales en que estos son más costosos
con respecto a los mecánicos y también pueden ser afectados por la temperatura.
Figura 5. Extensómetro de convergencia. (SISGEO, 2016)
Figura 6. Extensómetro mecánico (CONAGUA, 2012)
25
Figura 7. Extensómetro eléctrico (Suárez, 2009)
Movimiento Interno
Inclinómetros
El inclinómetro según Herrera y Linares (SF) es “una técnica de instrumentación
geotécnica capaz de registrar movimientos horizontales a lo largo de la vertical de un
sondeo”, normalmente usado en taludes y sitios inestables. Es posible obtener los datos de
la profundidad de la falla, dirección y magnitud de los desplazamientos. Principalmente
existen dos tipos de inclinómetros: inclinómetro portátil y sistema de sensores “in situ”
(inclinómetro fijo)
Inclinómetro Portátil
El inclinómetro portátil mide la deformación tomando varias puntos lo largo de la tubería,
es más usado en proyectos geotécnicos para el monitoreo de la estabilidad de taludes,
monitoreo de pilotes y muros pantalla, excavaciones de monitoreo (instalaciones y edificios),
monitoreo de la deformación de terraplenes y diques de tierra, e investigación de
deslizamientos.
26
Figura 8. Inclinómetro portátil. (Google Imágenes)
El inclinómetro tiene un sistema que contiene cuatro elementos principales que son:
Un tubo guía. Este tubo está hecho de plástico, acero o aluminio y está instalado
dentro de una perforación, tienen ranuras longitudinales para orientar la unidad
sensora.
Un sensor portátil. Este sensor va montado sobre un sistema de ruedas que se
mueve sobre la guía del tubo. El inclinómetro incorpora dos servo- acelerómetros
para medir la inclinación del instrumento.
Un cable de control. El cable baja y sube el sensor y transmite señales eléctricas a
la superficie. El cable se maneja con una polea que tiene unas tenazas para
sostenerla.
Un equipo de lectura en la superficie. Este sirve de proveedor de energía y recibe
las señales eléctricas, algunos de estos equipos tienen la capacidad de guardar y
procesar los datos, los otros solo presentan los datos de la lectura. El equipo no le
afecta la humedad y tiene la capacidad de guardar hasta 40 mediciones completas,
a veces, puede realizar chequeos y revalidar la información.
27
Figura 9. Esquema un inclinómetro portátil. (Suárez, 2009)
28
Figura 10. Resultados del inclinómetro portátil. (Google Imágenes)
Inclinómetro fijo.
Los inclinómetros fijos consisten en la colocación de una serie de sensores dentro de un
tubo a varias profundidades con el fin de hacer una auscultación (mirar las condiciones)
automática en puntos críticos. Una cadena de sensores permite según Morera de la Vall
(2016) afirma que toma medidas automatizadas cercanas a los tiempos reales del
desplazamiento. Normalmente este tipo de inclinómetros se usan para controlar la deflexión
de los taludes aguas arriba de presas.
29
Figura 11. Inclinómetro fijo (SISGEO, 2017)
Figura 12. Esquema de inclinómetro fijo (CONAGUA, 2012)
La principal limitación es su costo con referencia a los inclinómetros portátiles y la
probabilidad de pérdida o daño de los equipos dependiendo de los movimientos o si la
30
superficie de falla es muy delgada. Pero su ventaja es la exactitud que ofrece frente a los
inclinómetros portátiles debido a que:
Las ruedas de los torpedos permanecen en el mismo punto sin variar de profundidad.
La posición de los sensores no cambia con el tiempo.
No hay problemas por cambio de temperatura.
Se puede monitorear de forma permanente.
Funciona como un sistema de alarma inmediata según la actividad de movimiento.
A continuación se presenta una comparación entre los dos tipos de inclinómetros y sus
características más relevantes.
Tabla 1.
Comparación inclinómetro portátil y fijo
No. Característica Tipo de Inclinómetros
Portátil Posición Fija
1 Datos para perfil completo Aplica No aplica
2 Tiempo de lectura 45 min/ 30m Segundos
3 Acceso remoto No Aplica Aplica
4 Uso de Data Logger para captura
de datos No Aplica Aplica
Ventajas Generales Monitoreo económico
La única opción de
lectura es en tiempo
real
Limitaciones Generales
Equipo de medición
grande y pesado hace
demorada la lectura
Tendidos de cables
horizontales de gran
longitud, deben
protegerse de
elementos eléctricos Comparación entre las características más relevantes de los inclinómetros fijo y portátil. Iglesias (2010)
31
Movimientos Verticales.
Extensómetros sencillos.
Los extensómetros sencillos miden el aumento o disminución de la longitud de un cable
que se encuentra dentro de una perforación y se colocan unos pesos para mantener la tensión
en el cable. Al fondo se debe asegurar el cable al suelo o roca. Los extensómetros son útiles
para medir movimientos de la superficie de falla cuando las deformaciones son mayores a
cinco centímetros ya que los inclinómetros no podrán medir deformaciones de esta magnitud
por la deformación del tubo si estas son demasiado abruptas. “Generalmente, los
desplazamientos medidos son menores que los reales, debido a la deformación del ducto y el
cable” (Suárez, 2009).
Figura 13. Extensómetro vertical sencillo (Suárez, 2009)
32
Figura 14. Medición del desplazamiento en la superficie de falla. (Suárez, 2009)
Deformímetros multipunto.
Los defomímetros multipunto se usan para túneles, excavaciones profundas, presas y
desplazamiento en rocas. Como se muestra en la Figura 15, se pueden clasificar en dos: tipo
varilla (a) y tipo cable (b).
El tipo varilla tiene la característica de que la instalación vertical es rigurosa y
difícil, además de estar limitada a 50 ft (15,24m) de profundidad
aproximadamente. Puede tener hasta 6 barras de metal que se posicionan a
diferentes profundidades conocidas.
El tipo cable se diferencia porque se pueden instalar hasta 8 cables y se puede
instalar a mayores profundidades a diferencia del tipo varilla. Cada cable está
conectado a un elemento de medición en la cabeza que puede ser un medidor de
esfera, eléctrico o medidor de tensión conectado a una lectura eléctrica. Debido a
los problemas de calibración entre más profunda sea la instalación más varían los
datos medidos.
33
Figura 15. Extensómetros multipunto.
Hunt (2007)
Deformímetros magnéticos.
Los defomímetros magnéticos miden los asentamientos o rebotes en excavaciones,
cimientos, presas y terraplenes. Las medidas del deformímetro indican a que profundidad se
generan los asentamientos y el asentamiento total.
El sistema consiste en una sonda, un cable graduado, un carrete con luz y vibrador o
timbre, e imanes colocados a lo largo de la tubería de acceso. Estos imanes están a lo largo
de la tubería y cambian de posición conforme el suelo circundante se mueva. Para obtener
las mediciones, se introduce la sonda en la tubería y cuando pasa por un campo magnético,
34
el carrete en la superficie alumbra y vibra dando la señal al operador de revisar la profundidad
y la graduación del cable. Los asentamientos se calculan con la diferencia de la profundidad
de los imanes con respecto a las profundidades iniciales. Los imanes se colocan en unas
arañas magnéticas, llamadas así por su apariencia las cuales se comprimen para su instalación
y se liberan cuando el imán está instalado a la profundidad que se acordó y se desplazan a lo
largo de la tubería.
35
Figura 16. Deformímetro magnético (DGSI, 2013)
36
Figura 17. Presentación de datos de extensómetro magnético (CONAGUA, 2012)
Celdas de Asentamiento.
Las celdas de asentamiento son un instrumento que mide deformaciones verticales
(asentamientos o expansiones) en un punto de interés al interior de una masa de suelo o
terraplén. Es una instrumentación que tiene gran utilidad si el acceso es difícil y no interfiere
en los procesos de construcción. Consta de tres componentes que son: un transductor de
presión, un conjunto de tubos con cables de conexión y un depósito de líquido.
Medina, Choque y Ysuiza (SF) afirman que el “transductor mide la presión del liquido en
los tubos, proporcionando una medida de la diferencia de elevación entre el depósito de
referencia y cada una de las placas de asentamiento”. La placa queda embebida en el terreno
y el otro extremo termina en el depósito de líquido, el cual se coloca a una altura mayor que
la del punto de medición. La tubería actúa como una columna de agua donde el transductor
37
mide la presión en el fondo y si se genera algún asentamiento la columna de agua aumenta y
se puede medir el asentamiento con la diferencia con respecto a la altura inicial.
Figura 18. Celdas de asentamiento (CONAGUA, 2012)
Figura 19. Resultados de celdas de asentamiento (CONAGUA, 2012)
38
Péndulos.
Según Hunt (2007) “Los péndulos se utilizan para medir la distancia horizontal entre dos
puntos a diferentes elevaciones. Se instalan donde la subsidencia del terreno puede causar
asentamientos e inclinaciones diferenciales”
Los péndulos tienen dos tipos los cuales son el directo y el inverso. Comúnmente estos
son utilizados en presas de concreto, rascacielos, operación de túneles y estructuras altas. Es
una instrumentación que posee las ventajas de: ser simple, precisos y confiable en monitoreo
a largo plazo, además, puede hacer mediciones en diferentes ubicaciones siempre y cuando
sea por la misma línea y sus movimientos pueden ser monitoreados manual o
automáticamente.
Figura 20. Tipos de péndulo. (Hunt ,2007)
39
El péndulo directo es un instrumento que es referenciado por gravedad y se compone por:
tanque, peso de tensionamiento, un sistema de anclaje superior y un tensor. Se usan
coordinómetros, que son dispositivos que miden las coordenadas “x” y “y” de la línea de la
plomada, están instalados en diferentes puntos que requiera medir.
El péndulo inverso da una referencia fija desde la cual los movimientos estructurales
pueden ser medidos y está compuesto de una unidad flotante y un anclaje. Gómez (SF) dice
que “el péndulo invertido proporciona un punto fijo desde el cual pueden ser medidos los
movimientos estructurales”. Esto se debe al anclaje de un cable en una perforación situada
debajo de la estructura, en el extremo superior se encuentra el cable amarrado a un flotador
que lo mantiene tensionado y tiene la libertad de moverse en el tanque.
Tiras de Cortante.
Las tiras de cortante que tienen una similitud con los extensómetros y es que pueden
determinar los planos de falla. Consisten en un circuito eléctrico paralelo que está hecho de
resistores, aproximados unos cien resistores, sobre una cinta frágil donde se mide la
resistencia eléctrica para determinar la profundidad de la rotura de la cinta y obtener la
profundidad del plano de falla.
40
Figura 21. Tiras de cortante. (Suárez, 2009)
Presiones
Sistema Cerrado.
Piezómetro de doble tubo.
El piezómetro de doble tubo se desarrolló para la instalación de las cimentaciones y el
relleno durante la construcción de presas. Consiste de un filtro poroso conectado a dos tubos
de plástico, con un medidor de presión ya sea manómetros de tubo o un transductor de presión
eléctrico. Si ambos tubos están completamente llenos de agua sin presencia de aire, los dos
medidores deben marcar la misma presión controlando la calidad de las mediciones,
aumentando la confiabilidad y afirmando su aplicabilidad para controles a largo plazo de las
presiones en la presa.
41
Figura 22. Piezómetro de doble tubo (Dunnicliff, 1988)
Piezómetro neumático.
El piezómetro neumático tiene una punta porosa unida a un diafragma que se acciona por
medio de gases o fluidos (normalmente aceites) y requiere de un lectura externa
suministrando la presión, la cual aumenta en el interior hasta igualar la que se está recibiendo
en la piedra porosa para tomar la lectura una vez equilibradas las dos presiones.
Figura 23. Funcionamiento del piezómetro neumático (Suárez, 2009)
Esta instrumentación tiene algunas desventajas como: A través de la experiencia se ha
descubierto que con presiones bajas no es muy efectivo este piezómetro, que en algunas
42
ocasiones la toma de datos no es muy precisa y que la parte porosa es muy vulnerable a las
partículas del suelo. Sin embargo, es un método de fácil uso, tiene una instalación simple y
el precio no es muy elevado, además según Dunnicliff (1998) dice que “algunos tipos de
piezómetros son capaces de medir y hacer seguimiento a las presiones de poros negativas”.
CONAGUA (2012) afirma que “son muy útiles cuando se instalan en suelos de baja
permeabilidad, ya que tienen la ventaja de responder con pequeños volúmenes de agua
desplazados en el interior de la celda piezómetrica.
Piezómetro de cuerda vibrante.
El piezómetro de cuerda vibrante consiste en un diafragma metálico que separa la presión
del agua del sistema de medida. Alava y Escalaya (2011) dicen que “el piezómetro está
diseñado de manera que un cambio en la presión en el diafragma genera un cambio en la
tensión de la cuerda”. El cable tensionado previamente está unido al punto central de la
estructura, transformando los cambios de tensión en presión.
Estos piezómetros se caracterizan por presentar errores a largo plazo debido a las
deformaciones en el diafragma, lo cual modifica la tensión del cable y la precisión de las
medidas, también presenta problemas con la corrosión por falta de hermeticidad. A pesar de
lo anterior, es un método de fácil lectura, facilidad para manejarlo con sistemas automáticos
y monitorearlo a grandes distancias.
43
Figura 24. Sección de un piezómetro de cuerda vibrante (SISGEO, 2015)
Piezómetro eléctrico.
Piezómetro eléctrico o con transductor eléctrico usa un sistema particular que consta de
un diafragma que se desvía proporcionalmente a la presión de poros que se ejerza en una cara
del piezómetro y esta desviación se mide con varios transductores eléctricos. Los sensores
convierten la presión del agua en una señal eléctrica que se transmite hasta el sitio de
medición, Hunt (2007) afirma que “Los piezómetros eléctricos son extremadamente
sensibles y tienen un retardo de tiempo insignificante.” lo que nos confirma que es un método
muy preciso y no es afectado por presiones bajas. Normalmente se usa en casos donde las
mediciones son críticas y se requiere de un monitoreo continuo para tomar medidas.
44
Figura 25. Piezómetro eléctrico. (Hunt, 2007)
Piezómetro hidráulico.
Los piezómetros hidráulicos son instrumentos que usan un disco cerámico poroso como
sensor. El medidor de presión está un poco más elevado que la punta del piezómetro y se
requiere de una tubería larga para transportar el fluido con el fin de aplicar una presión de
equilibrio y cuando se abra una válvula que controla la entrada a la punta se observa la presión
de respuesta. En este sistema se debe tener cuidado a la hora de la instalación ya que no puede
tener ningún tipo de fugas que permitan escapar el fluido y generar un error en la lectura.
En la Figura 26 se puede observar el esquema del piezómetro hidráulico en una
perforación y su principio de operación.
45
Figura 26. Piezómetro instalado en una perforación (Hunt, 2007)
Celdas de presión embebidas.
Dunnicliff (1988) divide las celdas de presión en dos categorías que son: las celdas de
presión embebidas o empotradas y las celdas de presión de contacto. Esta instrumentación es
usada para medir presiones y normalmente se usa en muros de contención, revestimiento de
túneles, terraplenes o tensiones bajo cimientos.
46
Figura 27. Celdas de presión embebidas
SISGEO (2014)
Las celdas de presión empotradas o embebidas se instalan en una masa de suelo y se
dividen en dos clases las celdas de diafragma y celdas hidráulicas. El tipo de diafragma
mostrada en la parte a de la Figura 28 se detecta la deflexión por un transductor de tensión o
un alambre vibratorio que se montan en los puntos de contraflexura del diafragma calculando
el esfuerzo en la parte exterior. La celda de diafragma puede tener dos caras activas que
gracias a las dos medidas independientes puede generar un control sobre la calidad de
instalación si sus dos caras tienen el mismo contacto con el suelo circundante y verificando
la toma de datos.
Las celdas hidráulicas mostradas en la parte b de la Figura 28, consisten en una
almohadilla de metal de doble pared circular o rectangular soldadas que funciona con aceite
o fluido anticongelante y una tubería de alta presión que conecta a un transductor de presión.
Su funcionamiento es básicamente equilibrar el esfuerzo total que actúa en el exterior de la
47
celda con una presión que se le aplica al líquido ubicado en el interior hasta equilibrar estas
dos. Se muestran dos versiones de las celdas hidráulicas, donde la primera muestra una cara
activa es relativamente gruesa (2.5 a 6 mm) que tiende a funcionar como un pistón y una capa
de líquido delgada que oscila entre 0.5 a 2mm según Dunnicliff (1998) el módulo de la rigidez
de la celda es alto y próxima al suelo circundante. La segunda versión se encuentra las dos
caras tejidas por una tela relativamente delgada y su capa de líquido es más grueso que la
primera versión (2.5 – 10mm) haciendo la celda menos rígida, debido a esto se producen
demasiados errores en suelos rígidos y susceptibles a la temperatura.
Se debe tener en cuenta que es prácticamente imposible medir el esfuerzo total de una
masa de suelo o roca, debido a que la celda y material circundante no presentan las mismas
características como lo puede ser la densidad o el módulo elástico, estos errores se les
clasifica por presencia de la celda y existen otros que se derivan de la calidad de la instalación.
48
Figura 28. Tipos de celdas de presión embebidas (Dunnicliff, 1988)
49
Sistema Abierto.
Piezómetro abierto.
El piezómetro abierto o también conocido como piezómetro de Casagrande consiste en un
tubo corto con ranuras o un cilindro de cerámica porosa a la cual se le conoce como “bulbo
piezómetrico”. A uno de los extremos se le acopla un tubo de menor diámetro que ascienden
hasta la superficie, su dinámica de funcionamiento consiste en que la parte libre del tubo
hasta la superficie cambia con respecto a la presión de poros, es decir, a mayor presión la
columna de agua también subirá. El nivel del agua se mide bajando una sonda hasta el nivel
de la columna y sabiendo la profundidad del piezómetro se determina la elevación de la
columna. Para su instalación se baja el bulbo a su posición establecida, en un empaque de
arena, una perforación o barreno, se sella a una determinada altura del bulbo con bentonita
para formar una zona piezómetrica que garantiza la medición de la presión de poros. En la
superficie, generalmente se hace un tapón de cemento para aislar la zona de estudio.
Este piezómetro tiene la desventaja de que la respuesta es lenta ya que se requiere un buen
volumen de agua para que suba nivel dentro del tubo. Por lo tanto, en suelos finos como las
arcillas y limo, al ser menos permeable es más lento el cambio.
50
Figura 29. Piezómetro de Casagrande (CONAGUA, 2012)
Pozo de observación.
El pozo de observación o piezómetro de tubo ranurado es usado para detectar y monitorear
el nivel freático en terrenos permeables. El filtro puede estar compuesto por un tubo ranurado
en PVC con un filtro en geotextil externo, normalmente se hace un empaque de grava entre
el tubo y la perforación realizada.
La diferencia con el piezómetro de Casagrande es que no está sellado con bentonita. De
esta forma, al pasar el agua por el filtro se llenará el interior del tubo hasta que se estabilice
con el nivel freático externo y poderse medir. Dunnicliff (1988) dice que “Es probable que
51
el nivel del agua dentro del pozo de observación corresponda a la cabeza en la zona permeable
y generalmente será engañoso” lo cual se puede tomar como la desventaja principal, además,
otra desventaja que tiene esta técnica es la parte ambiental debido a que la instalación de un
pozo de observación puede conducir a la contaminación de pozos adyacentes al lugar.
Figura 30. Pozo de observación (SISGEO, 2014)
En la Tabla 2, se presenta la comparación de varias características para cada uno de los
piezómetros tanto del sistema abierto (SA) como cerrado (SC), descritos anteriormente.
52
Tabla 2.
Comparación entre piezómetros.
No. Característica
Tipo de Piezómetro
Pozo de
observación
(SA)
Cuerda
vibrante (SC)
Neumático
(SC) Hidráulico (SC)
Con transductor eléctrico
(SC)
1 Rango Límite de
perforación 5 a 20 MPa 1 a 3.5 Mpa Hasta 75 mca 1.75 Mpa
2 Tiempo de
respuesta Lenta Rápida Rápida
Buena incluso en
algunos suelos pocos
permeables
Rápida
3 Tiempo de
lectura Minutos Segundos
5 min/ 60m
de tubería Minutos 12 veces/ s
4
Forma de
adquisición de
datos
Indicadores
de nivel
Portátil
(ligero)
Portátil
(pesado) Visual Portátil (ligero)
5 Adquisición
remota de datos
Sólo la
utilización de
piezómetro
de diafragma
lo permite
Si. El cable de
señal es
llevado hasta
la estación
remota
Si. La
tubería es
llevada
hasta la
estación
remota
Si. La tubería es
llevada hasta la
estación remota
Aplica
6
Uso de Data
Logger para
captura de datos
No Aplica Aplica No Aplica No Aplica Aplica
7
Componentes
principales del
costo
Perforación,
accesorios
económicos
Perforación,
accesorios
más onerosos
de las
opciones
Perforación,
costo de
accesorios
intermedio
Perforación costo de
accesorios
intermedio
Accesorios
53
Ventajas Generales Simplicidad,
bajo costo
Fácil lectura,
acceso
remoto
Acceso
remoto, no
es afectado
por
elementos
eléctricos
Registro de presiones
negativas
Acceso remoto, rapidez
en lectura, fácil de
automatizar
Limitaciones Generales
No es posible
acceso
remoto y
registrar
presiones
negativas, la
boca del
sondeo
entorpece las
labores de
construcción
Tendidos de
cable
horizontales
de gran
longitud
deben
protegerse de
elementos
eléctricos
Lectura
lenta en
función de
la longitud
de tubería,
requiere
suministro
de gas
Requiere
mantenimiento
especial, diferencia
de elevación entre
piezómetro y unidad
de lectura es limitada
Costoso, posibles errores
por polvo o corrosión
El cuadro compara los diferentes piezómetros en diferentes características. Sacado de: La instrumentación como medio de validación de diseños
geotécnicos. Iglesias (2010)
54
Actividad Sísmica
Acelerómetros.
Los acelerómetros son unos sensores o transductores que en cierta instrumentación ya viene
incorporada, y su utilidad se basa según Hunt (2007) en “detectar emisiones acústicas al convertir
la energía mecánica asociada con los microsismos en una señal eléctrica proporcional a la amplitud
del sonido o la vibración que se detecta”. La señal debe pasar por diferentes parte como lo son: un
preamplificador, amplificador y filtro, y finalmente a una pantalla en un osciloscopio o un
grabador. Tiene una ventaja en cuanto a su tamaño, ya que su influencia llega a ser despreciable
sobre los instrumentos, a parte, los acelerómetros electrónicos permiten medir aceleraciones en
una, dos o tres dimensiones, lo cual tiene varias funciones aparte de detectar los movimientos
sísmicos como:
Se pueden usar para el monitoreo de maquinarias, esto para detectar los problemas en el
sistema antes de que lleguen a dañarse.
Al medir en tres dimensiones puede determinar la inclinación de un cuerpo.
Se puede usar para determinar la posición de un cuerpo, relacionando los cambios de
aceleración y se calcula el desplazamiento que tuvo.
55
Figura 31. Acelerómetro de tipo piezoeléctrico (Google Imágenes)
Acelerógrafos.
Alva y Escalaya (SF) lo definen como “Instrumento que mide la aceleración del suelo,
provocada por un sismo, en función del tiempo”. Tienen la ventaja de soportar grandes sismos
registrando los datos a diferencia del sismógrafo que es más sensible, además que con el avance
tecnológico de las últimas décadas, se ha vuelto digital y más eficiente, debido a que pasa los datos
a la computadora directamente. Este instrumento permite, entre otros:
Usando el valor de aceleración máxima, se puede diseñar estructuras sismo-resistentes.
Crear mapas de intensidades separando los movimientos fuertes de los débiles.
Calcular la respuesta del suelo.
Calcular espectros de diseño y respuesta.
Realizar estudios de amenaza sísmica.
56
Figura 32. Acelerógrafo antiguo y digital (Google Imágenes)
Estructural
Extensómetro de cuerda vibrante
Los extensómetros de cuerda vibrante se usan para medir las deformaciones en estructuras,
principalmente de juntas, para eso va empotrado a lado y lado de la junta. Es usado en presas u
estructuras de hormigón en masa.
El medidor se instalado en vertidos separados. En la Figura 33 se muestra que en el primer
vertido se incrusta un ancla extraíble, luego, el cuerpo del extensómetro es atornillado en el anclaje
y se hace el segundo vertido de concreto. Cuando se produce un movimiento en la articulación, el
cuerpo de plástico se rompe, lo cual permite que el transductor dentro tome el dato.
57
Figura 33. Instalación extensómetro de cuerda vibrante (SISGEO, 2017)
Clinómetros.
El clinómetro es un equipo mecánico o eléctrico que se diseña para medir inclinación o rotación
de un punto y es usado principalmente en estructuras. Funcionan bajo la gravedad, es decir, hace
las medidas con respecto a un plano vertical y normalmente se usa para monitorear estructuras,
muros de contención, zonas de deslizamientos o hundimiento, o elementos con movimiento
rotacional influenciados por actividad sísmica.
58
Existen dos tipos de clinómetros, el uniaxial y el biaxial. Los primeros (uniaxial) se miden en
un plano vertical y los biaxiales en dos planos (horizontal y vertical), son colocados en estructuras
o superficies. Los clinómetros se componen de un dispositivo metálico de fijación, un sensor
(portátil o fijo), cable eléctrico y una unidad portátil de lectura que graba las lecturas del sensor.
Figura 34. Tipos de clinómetros (Gómez, SF)
PIT.
La prueba de integridad de pilotes o Pile Integrity Testing (PIT) es una prueba de bajo esfuerzo
que necesita un martillo, un acelerómetro, un colector de PIT y un graficador o impresor de
gráficos. En la Figura 36 muestra el procedimiento para hacer el ensayo; el acelerómetro es
colocado con un material viscoso (vaselina) sobre la cabeza del pilote, después se golpea la cabeza
del pilote con el martillo generando ondas de bajo esfuerzo, cuando estas hondas se encuentran
59
con un cambio de sección transversal, cambio en la calidad del concreto o grietas, se genera una
onda de tensión ascendente que llega a la cabeza del pilote y es capturada por el acelerómetro. Al
final, las ondas de tensión son mostradas gráficamente conforme baja y sale al graficador o
transferidas al disco. Este método tiene la ventaja de tener un procedimiento fácil y por lo tanto
son rápidas y económicas, esto además, hace que se aumenten el número de ensayos de pilas en
un día haciendo más eficaz la verificación en un número de pilotes. Aunque, esta prueba no es
muy efectiva en pilotes con secciones transversales muy variables.
Figura 35. Equipo de PIT (Pile Dynamics, Inc, 2000)
Las características principales del equipo son:
Equipo muy compacto y fácilmente transportable.
Calcula aproximadamente el cuerpo del pilote para la interpretación en tiempo real.
Almacenamiento para 350 pilotes o pilas.
Con buena carga la batería dura todo un día de jornada (cerca de 12 horas) antes de
necesitar carga.
60
El resultado es una gráfica trazada a lo largo del pilote. Los pilotes sin daño simplemente
indicaran una reflexión de la punta del pilote y los pilotes defectuosos mostraran una reflexión
temprana desde el sitio del daño. Estas dos graficas se presentan en la Figura 37.
Figura 36. Metodología de la pureba PIT (Applications and Limitations of PIT, 2018)
Figura 37. Resultados ensayos PIT (Google Imágenes)
61
Celdas de Presión de Contacto.
La celda de presión de contacto se usa comúnmente para medir esfuerzos entre el suelo y una
estructura. A diferencia de las celdas de presión embebidas o empotradas tiene una gran ventaja,
ya que al medir el fuerzo total contra una estructura no se generan tantos errores como en una masa
de suelo, aunque, la rigidez y la influencia de la temperatura pueden llegar a ser críticos en la toma
de datos.
Normalmente se usan las celdas de presión embebidas que se mostraban en la Figura 28 como
celdas de contacto con la excepción de que en algunas ocasiones se les adiciona un transductor
neumático, todas las celdas de la Figura 28 son adecuadas, pero Dunnicliff (1988) afirma que
“Una celda hidráulica con una cara activa no es adecuada. No es posible instalar este
instrumento al ras de la superficie de la estructura y es susceptible a los cambios de
temperatura.”
“Una celda de diafragma con una única cara activa probablemente no es adecuada. Las
mediciones en la cara externa suelen tener errores por una carga desigual pero se puede
corregir usando una calda de diafragma con dos cara activas.”
En la instalación de las celdas hidráulicas como celdas de contacto cabe la posibilidad que se
desubique del lugar donde se instaló por la expansión del líquido debido al aumento de la
temperatura por el curado del concreto. Por lo tanto, es preferible colocar una placa de acero con
un espesor de 13mm contra el concreto y que la capa de líquido sea lo más delgada posible.
62
COMPORTAMIENTO
El comportamiento de la instrumentación, hace referencia a los resultados obtenidos durante
ciertos años de seguimiento que se le hizo a cuatro obras, observando que aparatos se encontraban
dañados o presentaban datos dudosos. Estos anteriores se descontaron de la totalidad instalada y
así la instrumentación restante es la que presentó confiabilidad en los datos.
Este capítulo se desarrolla con base en la información consultada de la Comisión Federal de
Electricidad (CFE), la cual tiene el fin de actualizar los datos de observación en varias presas de
México, destacando varios aspectos específicos de su comportamiento. El objetivo principal de
observar mediante instrumentación el comportamiento de presas, formadas con materiales térreos,
ha sido mejorar el conocimiento de fenómenos que ocurren en el interior de tales estructuras,
durante el proceso constructivo, el primer llenado del embalse y su operación.
El caso aplicativo del comportamiento de la instrumentación se trata de cuatro presas en
México, a las cuales se les hizo un determinado seguimiento a la instrumentación instalada en estas
obras. Las presas se mencionan a continuación y se referencian con una letra para ubicarlas en las
tablas comparativas que se presenta en este capítulo. Las presas que se analizaron fueron:
A. El Infiernillo, Michoacán.
B. José Ma. Morelos (La Villita), Michoacán.
C. Belisario Domínguez (La Angostura), Chiapas.
D. Manuel Moreno Torres (Chicoasén), Chiapas.
63
Figura 38. Ubicación Geográfica de las presas. (Google Earth, 2018).
Figura 39. Mapa geológico de México (Gob.mx, 2017)
64
Tabla 3.
Formaciones geológicas de México
Tomado de Gob.mx, 2017
Figura 40. Mapa sísmico de México (Gob.mx, 2017)
La presa El Infiernillo según la CFE (1985) fue construida en 1962 a 1964 sobre el río Balsas
y tiene una altura de 146 m, en el límite de los estados de Michoacán y Guerrero, a 300 km al sur-
65
oeste de la Ciudad de México. La planta de generación cuenta con 920 MW de potencia instalada,
el volumen de almacenamiento es de 12*109 m3 y la capacidad de descarga del vertedor es de
13400 m3/s.
La presa está situada sobre Suelos Mesozoico metamórfico de la edad triásica (Trmet) según
Figura 39 y Tabla 3. Esta unidad comprende los Esquistos Arteaga que están conformado por
gneis, esquistos y cuarcitas. Observando la Figura 40, se aprecia que la presa El Infiernillo se sitúa
en una zona sísmica D donde se ha reportado grandes sismos históricos, con una ocurrencia muy
frecuente y las aceleraciones del suelo pueden sobrepasar el 70% de la aceleración de la gravedad.
Para hacer un seguimiento al comportamiento de esta presa la Comisión Federal de Electricidad
instalo diferentes tipos de instrumentación que se pueden ver en la Figura 42.
Figura 41. Presa El Infiernillo (Google imágenes)
66
Figura 42. Instrumentación instalada en la presa El Infiernillo (CFE, 1985)
El número y tipo de instrumentación se aprecia en la Tabla 5.
67
La presa La Villita o formalmente llamada José María Morelos, según la CFE (1985) fue
construida entre los años 1965 y 1967 a 13 km de la desembocadura del río Balsas y a 55 km aguas
abajo de la presa El Infiernillo. Al igual que esta se sitúa en los límites de Michoacán y Guerrero,
pero solo posee 60 m de altura. La planta de generación cuenta con 304 MW, el volumen de
almacenamiento es de 710 *106 m3 y la capacidad de descarga es de 13900 m3/s.
La presa está situado sobre suelo ígneo proveniente de rocas intrusivas del Terciario
(Paleógeno) (Pggr) compuesta casi en su totalidad por plutones. Esta presa también se encuentra
en zona sísmica de categoría D como la presa El Infiernillo.
En la Figura 44 se muestra la instrumentación instala en la presa La Villita.
Figura 43. Presa La Villita (Google imágenes)
68
Figura 44. Instrumentación instalada en la presa La Villita (CFE, 1985)
El número y tipo de instrumentación se aprecia en la Tabla 5.
69
La presa La Angostura que se muestra en la parte izquierda de la Figura 45, también llamada
formalmente Belisario Domínguez, según la CFE (1985) se localiza en el estado de Chiapas, al
sureste de la Ciudad de México y fue construida entre los años 1972 y 1974, y tiene una altura de
145 m. La planta de generación cuenta con 750 MW, el volumen de almacenamiento es de
18000*106 m3 y la capacidad de descarga es de 6000 m3/s. Se puede observar la instrumentación
instalada en la Figura 46.
La presa Manuel Moreno Torres o Chicoasen mostrada en la parte derecha de la Figura 45,
según la CFE (1985) se construyó entre los años 1977 y 1980 en el estado de Chiapas sobre el río
Grijalva, a 80 km aguas debajo de la presa La Angostura y 55 km aguas arriba de la presa Malpaso,
consta de una altura de 261m. La planta de generación cuenta con 1500 MW, el volumen de
almacenamiento es de 1680*106 m3 y la capacidad de descargar de 17000 m3/s. La
instrumentación instalada se puede observar en la Figura 47.
Las dos presas descritas anteriormente se sitúan en la misma zona geológica que es suelo
sedimentario marino de la era mesozoica, específicamente del Cretácico Inferior que se compone
de conglomerados, areniscas, lutitas, calizas y evaporitas intercaladas. Además, las dos están
situadas en la zona sísmica C, donde se considera zona intermedia devino a los registros no tan
frecuentes de sismos y no sobrepasan el 70% de la aceleración del suelo.
Figura 45. Presa La Angostura y Chicoasen (Google imágenes)
70
Figura 46. Instrumentación instalada en la presa La Angostura (CFE, 1985)
El número y tipo de instrumentación se aprecia en la Tabla 5.
71
Figura 47. Instrumentación instalada en la presa Chicoasen (CFE, 1985)
El número y tipo de instrumentación se aprecia en la Tabla 5.
72
La Comisión Federal de Electricidad publicó la cantidad, tipo y años de seguimiento de la
instrumentación que se instaló en las presas mencionadas anteriormente, resaltando la que se
encontró dañada o que presentaban datos dudosos. Esta información se presenta a continuación,
aclarando que el símbolo de guion medio (-) representa no instalados o no aplica.
Tabla 4
Clasificación y años de seguimiento en las presas.
Nombre Alternativo Altura
(m) ID Años
El infiernillo - 146 A 21
José Ma. Morelos La Villita 60 B 18
Belisario Domínguez La Angostura 145 C 11
Manuel Moreno Torres Chicoasén 261 D 7 Creada a partir de Comportamiento de presas construidas en México. CFE (1985).
Tabla 5.
Instrumentación instalada en las presas.
INSTRUMENTACIÓN INSTALADA
INSTRUMENTOS PRESAS
TOTAL A B C D
Inclinómetros 12 20 19 20 71
Deformómetros 4 - - 9 13
Extensómetros 30 24 119 174 347
Celdas de presión - 71 65 114 250
Mojoneria 95 114 158 283 650
Piezómetros neumáticos 1 - 15 24 40
Piezómetros abiertos 17 45 12 - 74
Niveles hidráulicos - 25 23 34 82
Acelerógrafos 5 3 5 5 18
TOTAL 164 302 416 663 1545 Adaptada de Comportamiento de presas construidas en México. CFE (1985).
73
Tabla 6
Instrumentación dañada en las presas.
INSTRUMENTACIÓN QUE NO FUNCIONA
INSTRUMENTOS PRESAS
TOTAL A B C D
Inclinómetros 1 2 0 0 3
Deformómetros 0 - - 1 1
Extensómetros 1 24 19 21 65
Celdas de presión - 4 63 33 100
Mojoneria - - - - 0
Piezómetros neumáticos 1 - 13 8 22
Piezómetros abiertos 6 3 6 - 15
Niveles hidráulicos - 0 0 2 2
Acelerógrafos 0 0 0 0 0
TOTAL 9 33 101 65 208 Adaptada de Comportamiento de presas construidas en México. CFE (1985).
Tabla 7
Instrumentación con datos dudosos.
INSTRUMENTACIÓN CON RESULTADOS DUDOSOS O INCOMPLETOS
INSTRUMENTOS PRESAS
TOTAL A B C D
Inclinómetros 6 4 1 2 13
Deformómetros 0 - - 3 3
Extensómetros 3 0 6 8 17
Celdas de presión - 1 0 5 6
Mojoneria - - - - 0
Piezómetros neumáticos 0 - 2 16 18
Piezómetros abiertos 0 15 0 - 15
Niveles hidráulicos - 0 0 24 24
Acelerógrafos 0 0 0 0 0
TOTAL 9 20 9 58 96 Adaptada de Comportamiento de presas construidas en México. CFE (1985).
74
Con base en la información de las tablas anteriores, los resultados se graficaron con la
información relevante teniendo en cuenta los años de seguimiento mostrados en la Tabla 4 para
realizar las respectivas comparaciones.
Figura 48. Gráfico de la instrumentación instalada.
A simple vista se puede observar que en la presa A es la que menos instrumentación tiene a
pesar de que no es la de menor tamaño, sin embargo, la presa D de mayor tamaño, con 261 m de
altura, es la que tiene mayor instrumentación. Esto demuestra que el monitoreo no solo va ligado
a la magnitud del proyecto sino que también está relacionado con las condiciones en las cuales se
ubica el mismo.
0 100 200 300 400 500 600 700
Inclinómetros
Deformómetros
Extensómetros
Celdas de presión
Mojoneria
Piezómetros neumáticos
Piezómetros abiertos
Niveles hidráulicos
Acelerógrafos
TOTAL
NUMERO DE INSTRUMENTACIÓN
Instrumentación Instalada
PRESAS D PRESAS C PRESAS B PRESAS A
75
Figura 49. Clasificación de la instrumentación total
Tabla 8
Análisis de la instrumentación total de cada presa.
CATEGORIA PRESAS
A B C D
Instrumentación total 164 302 416 663
Instrumentación dañada 9 33 101 65
Instrumentación no
confiable 9 20 9 58
Instrumentación dañada 6% 11% 24% 10%
Instrumentación no
confiable 5% 7% 2% 9%
Instrumentación confiable 89% 82% 74% 81%
En la Tabla 8, se muestra la totalidad de la instrumentación instalada en cada una de las presas
con su respectiva cantidad y el porcentaje en condición dañada y no confiable. Si representamos
la información de la tabla obtenemos los siguientes gráficos.
80%
14%6%
Porcentaje de instrumentación
Inst. confiable Inst. no funciona Inst. no confiable
76
Figura 50. Numero de instrumentos y confiabilidad en cada presa
Figura 51. Porcentaje de instrumentación en las presas
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%
0
100
200
300
400
500
600
700
A B C D
CO
nfi
abili
dad
(%
)
Nu
mer
o d
e in
stru
men
taci
ón
Presa
Cantidad y confiabilidad de la instrumentación
Instrumentación total Instrumentación dañada
Instrumentación no confiable Instrumentación confiable (%)
77
En las anteriores graficas se muestra como la presa El Infiernillo (A) que tiene más años de
seguimiento, es la que menos instrumentación tiene pero la que más porcentaje de confiabilidad
posee debido a que su poca instrumentación funciona de manera adecuada y se le podría atribuir
al proceso de instalación. En cambio, la presa La Angustura (C) es la presa que presenta mayor
instrumentación que no funciona y es la de menor porcentaje en confiabilidad debido a la reducida
cantidad de datos válidos. Es necesario resaltar que la confiabilidad va ligada a la calidad de la
instalación ya que influye directamente en los datos presentados, aunque, también se pueden dar
fallos por deformaciones demasiado grandes que afecten a los equipos a tal punto de emitir datos
poco confiables o daño de los equipos.
Tabla 9
Confiabilidad de los tipos de instrumentación en las presas.
INSTRUMENTOS
%
NO FUNCIONA
% NO
CONFIABLES
%
CONFIABLE
A B C D A B C D A B C D
Inclinómetros 8 10 0 0 50 20 5 10 42 70 95 90
Deformímetros 0 - - 11 0 - - 33 100 - - 56
Extensómetros 3 100 16 12 10 0 5 5 87 0 79 83
Celdas de presión - 6 97 29 - 1 0 4 - 93 3 67
Mojoneria 0 0 0 0 0 0 0 0 100 100 100 100
Piezómetros
neumáticos 100 - 87 33 0 - 13 67 0 - 0 0
Piezómetros
abiertos 35 7 50 - 0 33 0 - 65 60 50 -
Niveles hidráulicos - 0 0 6 - 0 0 71 - 100 100 24
Acelerógrafos 0 0 0 0 0 0 0 0 100 100 100 100
78
De la anterior tabla se observa que varios instrumentos presentan una confiabilidad menor del
70%, siendo la de mayor porcentaje de este tipo la presa Chicoasén (D) y resaltando que es la que
menos años de seguimiento tiene.
Graficando la columna derecha de la Tabla 9 correspondiente al porcentaje de los datos
confiables con respecto al tipo de instrumentación obtenemos el siguiente gráfico.
Figura 52. Porcentaje de confiabilidad según tipo de instrumentación
De acuerdo a la anterior gráfica, los dos tipos de instrumentación más confiables son los
mojones (técnicas topográficas) y los acelerógrafos. Pero, si hablamos de la menor confiabilidad,
se da en los piezómetros neumáticos, de los cuales se instalaron un total de 40 dispositivos como
lo muestra la Tabla 5, debido a que es uno de los instrumentos de menor cantidad y tiene más del
50% del total clasificado como instrumento dañado. Lo anterior se puede atribuir a lo descrito en
la página 42, donde se habla de los piezómetros neumáticos y las desventajas que estos tienen en
0%
20%
40%
60%
80%
100%
CO
nfi
abili
dad
(%
)
CONFIABILIDAD SEGUN TIPO DE INSTRUMENTACIÓN
%CONFIABLE A %CONFIABLE B %CONFIABLE C %CONFIABLE D
79
la toma de datos, ya que la parte porosa es muy susceptible a ser colmatada por partículas finas del
suelo, dañando así el instrumento.
Algunos de los daños o inconvenientes comunes en la instrumentación que se encontraron son:
Tabla 10.
Daños encontrados en la instrumentación
Instrumento Causas
Daño Datos erróneos
Niveles
hidráulicos
Mangueras rotas u obstruidas por
asentamientos
No se garantizó la ausencia
de aire en el conjunto de
mangueras
Piezómetros
Obstrucción en el transductor.
Rotura de mangueras.
En algunos casos, se rompe el cable,
inutilizando el pozo.
Obstrucción de la tubería por deformaciones.
Aire atrapado en la piedra
porosa alterando las
lecturas
Extensómetros
Acabarse la longitud del medidor por
deformaciones excesivas.
Daños en los cable por asentamientos de hasta
2 m.
Humedad dentro de la
cámara que aloja el sensor
Celdas de
presión
Fugas de aceite (caída de presión).
Rotura de mangueras.
Daños en los sensores eléctricos por descargas
o tormentas eléctricas.
Propiedades del suelo
circundante.
El estado de esfuerzos de la
masa.
Proceso de instalación.
Elaborada a partir de la información de: Comportamiento de Presas Construidas en México. CFE (1985)
80
TÚNEL FALSO “EL CUNE”
Antecedentes
El tramo donde se realizó el estudio hace parte la variante de Villeta, sector puente Hila-Villeta,
vía que inició su construcción en el año 1987 y finalizó en 1998. Poco después de iniciar la
construcción en el sector de “El Cune”, la cual fue a comienzos de 1995, se generó un proceso de
inestabilidad que se encontraba activo hasta la intervención que se realizó en 2008. Para la
construcción de la vía, se hizo un corte en cajón de 30 metros de altura media aproximadamente
por encima de la cota 860 msnm a través de un macizo rocoso muy fracturado conformado por
lodolitas y shales, cubierto por un coluvión arcilloso. Al realizar este corte y con diversos sucesos
se generó la inestabilidad que se observa en la Figura 53.
Para el estudio se estableció una secuencia cronológica de eventos desde el año 1987 hasta la
intervención realizada en 2008. Gracias a la información suministrada por la empresa Geotecnia y
Cimentaciones, se presentan en la Tabla 11 los acontecimientos más relevantes.
81
Figura 53. Foto aérea sector “El Cune” (G y C, 2008)
Tabla 11.
Registro de eventos de El Cune.
Fecha Evento Observaciones
1987-
1998
Construcción de la vía y acumulación
del material de corte, en la ladera al
occidente del mismo sector de El Cune
La construcción de la vía implicó la
excavación en cajón con alturas de
hasta 33m. El proceso incluyó un
muro de contención en la zona de
corte en lutitas
nov-98
Deslizamiento del talud occidental de la
vía en el PR 64+600, afectando el muro
de contención
Se planteó que la causa fué la
excavación en cajón y la mala
colocación del material
82
mar-99 INGEOCIM Ltda. Ejecuta un estudio
del deslizamiento
El consultor atribuye la inestabilidad
debido a una falla en sentido NO –
SE y a los materiales del sector de El
Cune. Se propuso la posibilidad de
un deslizamiento traslacional con
formación de una cuña pasiva en la
parte inferior. Entre las
recomendaciones se tiene: descargar
la parte de la ladera, conformación
de la ladera mediante terrazas,
empradización de los taludes,
construcción de una pantalla anclada
en la pata del talud y reconstrucción
del muro colapsado
oct-99
Reactividad del deslizamiento que dio
lugar al cierre de la vía. Se retiró el
material deslizado en la parte inferior de
la ladera lo cual agravo la inestabilidad
-
dic-99
INGEOCIM presento nuevos diseños
con la relocalización de las terrazas y
estimando que la cantidad de material
inestable estaba entre los 95000 a
320000 m3
-
ene-00
En la parte superior del deslizamiento se
presentó asentamientos y
desplazamientos verticales de las
terrazas
Se temía la inminencia del colapso
del sector por lo cual se planteó la
construcción de andenes, cuneta
disipadora, prolongación de tubería y
construcción de disipadores de
energía
mar-00
Inicio de las obras recomendadas por
INGEOCIM y retiro de la zona de 70000
m3 de material existente
-
sep-00
Se encontró una masa suelta y una
cicatriz donde removió el material de
deslizamiento.
Informe de la Oficina de Prevención
de Riesgos y Atención a
Emergencias del INVIAS
oct-00
Reunión para definir plan de
contingencia para evacuación de
habitantes en la zona de influencia
mientras se tienen los resultados del
estudio por el consorcio DIS – EDL
Informe de la Oficina de Prevención
de Riesgos y Atención a
Emergencias del INVIAS
83
nov-00
Se observó una masa de suelo suelta y
grietas en las terrazas superiores del
relleno y en el flujo que invade la banca
Se propuso construir cunetas y filtros
envueltos en geotextil no tejido en la
parte superior y la demolición del
muro de concreto fallado y perfilar la
vía para mantener el transito
dic-00
La masa suelta en la ladera se
encontraba saturada, y avanzaba sobre la
vía. En el costado oriental de la Vía
Bogotá-Honda el muro se fracturó y
levantó. Se presentó un segundo
movimiento del material suelto de las
terrazas, que fluyó en forma viscosa. El
movimiento provocó el colapso del
muro de contención al occidente de la
vía.
Informe de la Oficina de Prevención
de Riesgos y Atención a
Emergencias del INVIAS
dic-00 EL consorcio DIS –ELD entrega un
informe con recomendaciones
El informe indica que la falla
rotacional de la ladera se produjo por
la sobrecarga del material sobrante
de las excavaciones el cual se colocó
sobre el depósito de ladera y la lutita
fracturada, unido a un sistema de
drenaje superficial y subsuperficial
deficiente.
Los resultados de instrumentación
topográfica indican movimientos
horizontales que oscilan entre 3.2 y
82.5 cm y desplazamientos verticales
que oscilan entre 0.4 y 68.8 cm en la
parte media del deslizamiento. El
periodo de observación fue de 119
días entre mayo y septiembre de
2000 en este estudio no se
encontraron movimientos en el
costado oriental de la vía Bogotá-
Honda.
ene-01
Se observaron diferentes grietas y
hundimientos de las diferentes terrazas y
botaderos, dos movimientos regresivos
en la parte superior aparentemente de
tipo rotacional, surcos y cárcavas en los
botaderos de la parte alta.
Informe de la Oficina de Prevención
de Riesgos y Atención a
Emergencias del INVIAS
84
feb-01 Contratación de estudio con la firma
Aquaterra Ltda. -
abr-01 Aquaterra Ltda. Entrega nuevo estudio y
diseño de obras de estabilización
El consultor atribuye el
deslizamiento a la sobrecarga con
material de corte en la vía, que dio
lugar a una falla de tipo rotacional de
la ladera y un flujo de tierras. Se
recomiendan realizar 2 fases:
Fase 1: Movimiento de tierras,
construcción de las obras de
estabilización y control pertinentes.
Fase 2: Tratamiento que se basa en la
construcción de un canal definitivo
dentro del gavión.
May-01
Contratación de la firma Parra Molina y
Cía. Ltda. Para la construcción y del
señor Gilberto Díaz Arboleda para la
interventoría de las nuevas obras
Inicialmente se removió material de
la zona del deslizamiento y se
encontró que las características
geológico – geotécnicas eran
diferentes a las planteadas en los
estudios anteriores
May –
Jun /
2001
Inicio del movimiento de tierras y la
adecuación de la vía de acceso a la obra,
se presentaron lluvias que aumento la
velocidad del movimiento generando
desplazamientos hacia la quebrada de El
Cune
Informe 1. Gilberto Díaz
(Interventoría)
jun-01
En las terrazas superiores hay
movimientos de hasta 1.8 m.
Se presentaron asentamientos de 2 m.
Flujo de lodo amenazó la quebrada El
Cune, desplazando un mojón 22 m.
Por los flujos la vía de acceso quedo
destruida.
Informe de la Oficina de Prevención
de Riesgos y Atención a
Emergencias del INVIAS
85
jun-jul /
2001
Se abrió una grieta de 10 cm de ancho,
1.2 m de profundidad y 2 m de longitud.
Se comenzó el movimiento de tierra
para cambio de pendiente a un canal y
recoger aguas de escorrentía.
Al 6 de julio se habían retirado 109487
m3
Informe 2. Gilberto Díaz
(Interventoría)
jul-01
El deslizamiento continua a poca
velocidad pero agrietando los taludes y
bermas recientemente terminados.
Se identificó 3 movimientos diferentes,
uno de ellos contra el rumbo de la falla
Cune con un ancho de 60 m.
Las grietas son selladas con arcilla y
suelo cemento.
Informe de la Oficina de Prevención
de Riesgos y Atención a
Emergencias del INVIAS
Jun-
ago. /
2001
Sellado de grietas con suelo cemento,
pero se encontraron nuevas a pesar del
sellado.
Suspensión de las actividades de 4
terrazas por aparición de grietas.
La velocidad del movimiento varío de
0.027 hasta 266.808 cm/día.
Informe 3. Gilberto Díaz
(Interventoría)
sep-01 Reporte de aparición de grietas extensas
y profundas
Informe de la Oficina de Prevención
de Riesgos y Atención a
Emergencias del INVIAS
oct-01
Contratación del Ing. Nelson Gaona
Losada como asesor geológico
geotécnico para la ejecución de las obras
El deslizamiento fue dividido en:
Deslizamiento en cuña en la parte
superior de la ladera.
Flujo de tierra en el sector norte de la
ladera (roca moderadamente
fracturada).
Deslizamiento rotacional en la zona
central de la ladera.
Sep.-
oct/
2001
Inicio de construcción de terrazas.
Construcción de gaviones para proteger
el cauce.
Velocidad de desplazamiento entre 0 y
18.026 cm/día.
Informe 5. Gilberto Díaz
(Interventoría)
86
sep-01 Se presentan nuevos desplazamientos y
grietas
Se recomiendo dejar como estaba
antes la situación.
Informe de la Oficina de Prevención
de Riesgos y Atención a
Emergencias del INVIAS
oct-nov
/2001
INVIAS ordenó abrir la vía y dejar la
construcción de terrazas, se procede con
la construcción de la galería drenante. Se
mantiene la velocidad del movimiento
Informe 6. Gilberto Díaz
(Interventoría)
nov-01
El desplazamiento adquiere una
condición de inestabilidad preocupante.
Se debe al retiro de material de la
subrasante
Informe de la Oficina de Prevención
de Riesgos y Atención a
Emergencias del INVIAS
ene –
feb
/2002
Movimiento de tierra en la parte media
del derrumbe.
Se fracturo el canal.
Velocidad del desplazamiento es entre 0
y 24.88 cm/día
Informe 9. Gilberto Díaz
(Interventoría)
abr-02
Se presenta un resumen de la evolución
del problema donde comenta:
Reactivación del deslizamiento.
Movimiento rotacional en la parte sur.
Pequeños deslizamientos sobre el
depósito de ladera en la parte superior.
Informe de la Oficina de Prevención
de Riesgos y Atención a
Emergencias del INVIAS. Se
atribuye a la apertura del tránsito de
la vía en oct-2001 lo cual se hizo
subestimando la dimensión del daño
y por consiguiente empeorándolo.
May-02 Instalación de anclajes de prueba por
Manuel Niño (Ing. De suelos)
INVIAS contrató la instalación de
dos anclajes de prueba de 35 m de
longitud, una inclinación de 30° con
la horizontal, los dados y bloques se
construyeron en concreto de 28 Mpa
y acero de 420 Mpa. De acuerdo con
las pruebas, la roca fue considerada
adecuada para la construcción de
anclajes. Pero, más tarde fallaron los
anclajes descartando la instalación
jun-02 Debido a la incertidumbre del problema se contrata a la Universidad Nacional
de Colombia para que realice estudios de diagnóstico en el sector “El Cune”
87
jun-02
EL deslizamiento continuo, el flujo
sigue taponando la vía, el canal
construido se está deformando.
En la parte superior hay movimientos
lentos.
Informe de la Oficina de Prevención
de Riesgos y Atención a
Emergencias del INVIAS. El
geólogo Marco A. Sánchez propone
como hipótesis la existencia de un
estrato de lutitas en forma sinclinal
volcado que cruza la vía por su eje
formando varias cuñas.
Mar-03 El INVIAS solicita la intervención de la Facultad de Minas para el diagnóstico
del sitio de diseño.
May-03 Se suscribe el convenio Inter. Administrativo 072 de 2003 entre el INVIAS, la
UN, Facultad de Minas.
Ago-03
Se desarrollan las actividades del convenio que incluyen levantamiento
topográfico y geología de superficie, instalación de instrumentación geotécnica
y ensayos de laboratorios pertinentes para la clasificación del suelo.
Ago-03
En reunión de los responsables del proyecto por el INVIAS y la Facultad de
Minas se conviene hacer los diseños detallados de la solución que comprende
un terraplén de lutita compactada hasta la cota 880 y un falso túnel en el extremo
nororiental del deslizamiento.
Modificada de Geotecnia y Cimentaciones (2008)
Ubicación
El túnel falso “El Cune” la obra que recibió el premio de ingeniería otorgado por la SCI en el
año 2012, se encuentra en un sector ubicado en el PR 80+800 de la autopista Bogotá – Villeta,
Cundinamarca denominado Cune.
88
Figura 54. Ubicación geográfica de El Cune (Google Earth)
Este lugar fue conocido por ser una zona de alta inestabilidad en el talud izquierdo, compleja
desde el punto de vista geotécnico, la cual ha sido objeto de varios estudios contratados por parte
del Instituto Nacional de Vías INVIAS y otras entidades. Una vez determinada la ubicación
geológica se determinó que en el área de estudio se presentan rocas del Cretáceo cubiertas
parcialmente por depósitos recientes.
89
Figura 55. Ubicación geológica. (G y C, 2008)
Geológicamente, se tienen dos formaciones importantes que son Cretáceo y Cuaternario. Las
unidades del Cuaternario corresponden a depósitos recientes que cubren los niveles rocosos, estos
depósitos son; depósitos de talus, depósitos de coluvión y rellenos antrópicos, los cuales se
describen a continuación:
Depósito de Deslizamiento (Qd). Depósitos conformados por fragmentos de lutita y
lodolitas negras, algunos bloques de areniscas cuarzosas embebidas en una matriz de
composición arcillosa. Este material se ha desplazado hasta la altura del corredor de la vía.
Rellenos Antrópicos (Qra). Material arcilloso proveniente de lutita, con presencia de
fragmentos de areniscas y lutitas.
Depósito de Talus (Qt). Este depósito se encuentra conformado por grandes bloques y
fragmentos angulares de areniscas cuarzosas de grano medio a conglomeráticas.
90
Depósitos de Coluvión Deslizados (Qcd). Estos depósitos hacen referencia a los coluviones
localizados en la parte norte y central del área de estudio.
Depósitos de Coluvión (Qc). En el área de estudio, se encuentra un depósito que cubre
parcialmente las rocas del Cretáceo. Este se caracteriza por la presencia de bloques y
fragmentos de areniscas.
Al Cretáceo pertenecen las rocas de las formaciones Murca (Kim), areniscas de Útica (Kiut) y
Trincheras (Kit).
Formación Trinchera. Esta formación se encuentra constituida por una sucesión de
lodolitas y limolitas calcáreas negras con intercalaciones de calizas y areniscas.
Formación Arenisca de Útica. Se encuentra conformada por areniscas arcósicas y líticas,
de color gris.
Formación Murca. Está conformada por areniscas cuarzosas, de grano fino a grueso, en
estratificación gruesa, con intercalaciones de lodolitas negras.
Estructuralmente, el macizo rocoso se encuentra intensamente fallado y diaclasado afectando
las rocas Cretácicas, las cuales se presentan de fracturadas a muy fracturadas y en sectores
cizalladas. En cuestión de fallas, se tienen dos sistemas; uno con dirección promedio N10°E y el
segundo en sentido transversal con direcciones variables N60°-70°E.
Falla de Tobia. Dirección N05°E y pone en contacto con las formaciones Trinchera (Kit)
y Murca (Kim). El plano de falla buza hacia el occidente con una inclinación de 75° aprox.
Falla Norte. Dirección N70°W y una inclinación de 86° hacia el SW, y pone en contacto
las formaciones Trinchera y Arenisca de Útica.
Falla Occidental. Dirección N-S con una inclinación cercana a la vertical, y pone en
contacto la Formación Murca con las de la Formación Arenisca de Útica.
91
Falla Sur. Dirección N45°W y una inclinación hacia el oriente. Su alineamiento es
truncado por la falla de Tobia, al oriente y por la zona de fallas al occidente del área.
De acuerdo a los controles geológicos de campo, se determinaron los sistemas de diaclasas
mostrados en la Tabla 12. En general, las diaclasas son planas, de discontinuas a poco continuas,
de próximas a bastante próximas, de lisas a algo rugosas, ocasionalmente con relleno de yeso.
Tabla 12.
Sistema de diaclasas.
SISTEMA RUMBO BUZAMIENTO
D1 N52° – 84°W 70°NE – 90°
D2 N30° – 65°E 44ª – 82ªSE
D3 E – W 55°N – 90°
D4 N80°E 72°NW
D5 N – S 82°E Geotecnia y Cimentaciones (2008)
Instrumentación
Como actividad complementaria a la recuperación de muestras mediante ejecución de sondeos,
se encuentran los estudios geofísicos de refracción sísmica que es un método indirecto el cual mide
el tiempo de propagación de las ondas y levantamiento topográfico, se instalaron en nueve de las
once perforaciones de tubería hecha de una resina termoplástica llamada acrilonitrilo-butadieno-
estireno (ABS) para lecturas de inclinómetro. Adicionalmente, se instalaron siete piezómetros de
casa grande y cinco piezómetros de Hilo Vibrátil como se ve en la Figura 56.
92
Tabla 13.
Instrumentación GYC 2008
Geotecnia y Cimentaciones (2008)
ESTE
(m)
NORTE
(m)
COTA
(msnm)
1 955440 1046306 904 50
2 955457 1046349 907 38
3 955522 1046191 894 30
4 955531 1046316 894 46
5 955474 1046164 913 30
6 955526 1046263 898 53
7 955583 1046252 897 50
8 955421 1046285 906 45
9 955406 1046350 915 50
1 955403 1046345 915 15
2 955397 1046337 915 35
3 955451 1046332 905 15
4 955445 1046318 904 25
5 955438 1046298 904 35
6 955529 1046271 896 25
7 955514 1046361 900 25
1 955441 1046312 904 25
2 955522 1046256 895 25
3 955552 1046242 888 15
4 955553 1046261 887 8
5 955550 1046236 981 25
INC
LIN
ÓM
ET
RO
PC
GP
HV
GEOTECNIA & CIMENTACIONES - 2008
Instrumento No.
COORDENADASPROF.
(m)
93
Figura 56. Ubicación instrumentación GYC (G y C, 2008)
94
Figura 57. Ubicación Líneas de Refracción Sísmica (G y C, 2008)
Para determinar el análisis de la instrumentación se plantearon dos movimientos principales los
cuales se determinaron como sección 440 y 540, para representar las direcciones que predominan
en la inestabilidad.
95
Figura 58. Movimientos principales (G y C, 2008)
La empresa Geotecnia y Cimentaciones realizó el análisis de resultados de los inclinómetros
teniendo en cuenta la sección 440, para dar la orientación a la medición de la deformación del tubo.
De los nueve inclinómetros que se instalaron en las perforaciones de exploración directa, se pueden
descartar los inclinómetros 5 y 7 que al ser instalados para controlar los alrededores del
movimiento no presentaron deformaciones significativas, el inclinómetro 9 fue un punto de partida
para determinar la magnitud del movimiento, debido a la velocidad del deslizamiento no se logró
tomar medidas de deformación. Los resultados de los inclinómetros restantes se muestran a
continuación.
96
Figura 59. Resultados y Ubicación Inclinómetro 1 (G y C, 2008)
Figura 60. Resultados y Ubicación Inclinómetro 2 (G y C, 2008)
97
Figura 61. Resultados y Ubicación Inclinómetro 3 (G y C, 2008)
Figura 62. Resultados y Ubicación Inclinómetro 4 (G y C, 2008)
98
Figura 63. Resultados y Ubicación Inclinómetro 6 (G y C, 2008)
Figura 64. Resultados y Ubicación Inclinómetro 7 (G y C, 2008)
99
Figura 65. Resultados y Ubicación inclinómetro 8. (G y C, 2008)
En la Figura 65 el círculo rojo indica el lugar donde se ubicaba el inclinómetro No. 9, el cual,
debido a la gran deformación que se produjo no se pudo realizar toma de datos.
Con los resultados de los inclinómetros, se pudo determinar que la superficie de falla en el
movimiento principal, que se determinó como sección 440, se encontró a 25 m de profundidad de
la superficie del terreno. Es de destacar, que gracias a la instrumentación instalada por GYC, se
logró determinar por primera vez la profundidad de la falla. Del mismo modo, se logró determinar
que el cerro en el constado oriental no está afectado por el movimiento principal como lo muestra
el inclinómetro 7de la Figura 64 y confina al mismo en esa dirección.
En cuanto a los resultados de los piezómetros instalados, se determinó que existe niveles de
agua Artesianos, es decir, con presiones o cabezas hidráulicas totales, mayores a las de un nivel
normal. Además, la masa de suelo en general está saturada, con la presencia de un acuífero inferior.
100
Figura 66. Registro Fotográfico de los piezómetros (G y C, 2008)
Con ayuda de las exploraciones directas y los ensayos indirectos como las líneas sísmicas, se
determinó el tipo de estratigrafía basados en los resultados como lo demuestra la Figura 67, y la
instrumentación haciendo más énfasis en los piezómetros que brindaron la información de
presiones y niveles del agua. Sumado a los respectivos ensayos correspondientes a la hidráulica,
se logró determinar un modelo de red de flujo, simulando el comportamiento del agua por toda la
masa.
Figura 67. Resultado Línea Sísmica (G y C, 2008)
101
La estratigrafía producto de la unificación de los tres ensayos indirectos de líneas sísmicas
muestra una singularidad geofísica que consiste en un bloque estructural que se ubica a la
profundidad de la falla.
Figura 68. Modelo de red de flujo (G y C, 2008)
Una vez obtenidos los modelos definidos de la investigación preliminar al diseño y sabiendo
que el suelo se compone de materiales de mala calidad geotécnica, se opta por hacer un túnel falso,
Yepes (2015) lo define como la técnica para hacer túneles superficiales, también llamada en Inglés
cut and cover, donde se excava desde la superficie la totalidad o parte del hueco que ocupa el túnel.
Este método se definió como la mejor solución ante las características de la zona.
Para volver realidad la ambiciosa obra del túnel falso “El Cune”, se resaltó la importancia de
tener un buen manejo de aguas porque está presente en toda la masa, para eso, se realizó un sistema
de drenaje de conexión subterránea, conformado por una galería drenante horizontal de 203 m y 5
caissons drenantes conectados de manera vertical de 20 m, garantizando la conducción de las aguas
superficiales y subterráneas hacia la quebrada El Cune, dando como resultado la estabilización
inicial de la masa.
102
Hablando de la parte estructural, se requería un sistema que cumpliera las siguientes
consideraciones:
Un sistema resistente y dúctil capaz de soportar eficientemente los esfuerzos y
deformaciones transmitidas por el movimiento del deslizamiento.
Una estructura capaz de soportar grandes cargas verticales generadas por el relleno
planteado para estabilizar el mecanismo de falla del deslizamiento.
Un sistema constructivo que permitiera el trabajo por trincheras y tramos cortos, pero que
también sea de rápida ejecución.
La solución final principal que se representa en la Figura 69 y Figura 70 consistió en una
primera fila de pilotes de diámetro 1,50 m y 28 m de profundidad, separados a una distancia de eje
a eje de 2 m, vinculados entre sí por una viga cabezal, con el fin de confinar el movimiento de la
masa y poder realizar la obra sin inconvenientes.
La estructura principal consistió en tres filas de pilotes de diámetro 1.50 m y profundidad 18.00
m, de 1.25 m de diámetro con una profundidad 18.00 m y de 1.25 m con una profundidad 9.00 m,
respectivamente, separados longitudinalmente entre centros de pilote por 2.00 m. Las tres filas se
integran longitudinalmente mediante vigas cabezal de sección transversal rectangular,
transversalmente los pilotes se apuntalan en la parte superior del túnel mediante un sistema de
vigas prefabricadas simplemente apoyadas de sección transversal rectangular y un sistema de
bóvedas prefabricadas en arco de medio punto (semicircunferencia), triarticulado y espesor e =
0.35 m que se encarga de transmitir las fuerzas horizontales y verticales generados por el
deslizamiento y el relleno directamente a los pilotes.
La parte inferior del falso túnel, se proyectó como un sistema de bóvedas de medio punto,
rebajadas que descansan sobre vigas longitudinales que transfieren las cargas generadas por la
103
reacción del terreno en la solera directamente a los pilotes. Para el sistema de piso, se construyó
un sistema de vigas transversales de sección rectangular que apuntalan transversalmente los
pilotes, dichas vigas transversales junto con la losa inferior forman un conjunto de vigas tipo T
que transfieren las cargas generadas por el tráfico a los pilotes.
Figura 69. Alternativa Final (G y C, 2012)
104
Figura 70. Alternativa Final en Vista 3D (G y C, 2012)
Para la construcción de este proyecto se plantearon 12 etapas que son:
Etapa 1. Movimiento de tierras.
Etapa 2. Construcción de elementos verticales.
Etapa 3 y 4. Construcción de vigas superiores.
Etapa 5. Montaje de bóvedas superiores.
Etapa 6. Relleno superior inicial.
Etapa 7. Excavación interior frontal.
Etapa 8. Construcción de vigas inferiores.
Etapa 9. Excavación para bóvedas inferiores.
Etapa 10. Construcción de bóvedas inferiores.
Etapa 11 y 12. Montaje de losas, pre losas y relleno final.
105
Se proyectó un plan de monitoreo con instrumentación ya que debido a la inestabilidad del sitio,
se requerían tener datos de control en cada una de las etapas para el correcto desarrollo del
proyecto, el cual comprendió la instalación de inclinómetros, piezómetros, deformimetros y el
seguimiento topográfico, esta instrumentación fue ubicada como se muestra en la Figura 71.
Figura 71. Ubicación de la Instrumentación en la fase de construcción (G y C, 2012)
La formación rocosa localizada al oriente del proyecto debía de mantenerse estable ya que era
una de las condiciones principales para el diseño del túnel falso. El monitoreo de esta zona se
adelantó, incluso, con anterioridad a la construcción del túnel. El proyecto tuvo un seguimiento
entre el año 2010 y 2012.
106
Figura 72. Comportamiento del inclinómetro 1 A (G y C, 2012)
El Eje 1 correspondiente a la fila de pilotes de 1.5 m de diámetro que está localizada contra el
desplazamiento, fue la barrera que protegió el túnel y se esperaba en estos elementos las mayores
deformaciones. Este eje fue instrumentado casi en su totalidad y el seguimiento indicó varias
situaciones de riesgo, especialmente, en épocas de invierno para las cuales se tomaron sus
respectivas medidas.
Este desplazamiento acumulado se relaciona muy directamente con las etapas constructivas. Se
observa además, que en todos los casos el relleno de lutita definitivo, en la parte superior del túnel
fue favorable para la estabilización como se lo muestra la Figura 73.
107
Figura 73. Comportamiento de inclinómetros en eje 1 (G y C, 2012)
El Eje 2 que corresponde a la primera fila de pilotes de la estructura propia del túnel falso,
debían sufrir deformaciones mucho menores considerando la protección gracias a la Eje 1 y el
grafico de la Figura 74 lo demuestra. A pesar que se presentó una deformación de gran magnitud
en algunos elementos con respecto a otros, se logró llegar a la condición estable. Con estos dos
ejes se producirían deformaciones mínimas en los ejes 3 y 4. En el proceso constructivo de estos
ejes se pudo observar que estos se comportaron establemente.
Figura 74. Comportamiento del Inclinómetro 127 (G y C, 2012)
108
En total se instalaron 28 mojones de control que con su distribución, se pudieron identificar
zonas de comportamiento homogéneo como se observa en la Figura 75 donde se han consignado
el valor de la velocidad media al inicio de proyecto (primer valor) y la medida final (segundo
valor). En la Tabla 14, se muestra que se logró reducir el movimiento superficial.
Figura 75. Zonas de movimiento superficial homogéneo (G y C, 2012)
Tabla 14.
Cambios de velocidades.
Geotecnia y Cimentaciones (2012)
109
El monitoreo de deformímetros permitió verificar el comportamiento de los elementos
estructurales que en ningún caso sobrepasa el límite de alerta establecido que era de 0.002 de
deformación unitaria acumulada.
En las siguientes gráficas, se muestra el comportamiento de las vigas puntuales superiores e
inferiores, considerando que las superiores son los elementos que acumularon mayor deformación
unitaria. Aunque sea estable con algunas variaciones mínimas se siguió con las lecturas para
determinar la tendencia.
Figura 76. Deformación unitaria en puntales superiores (G y C, 2012)
110
Figura 77. Deformación unitaria en puntales inferiores (G y C, 2012)
En cuanto a piezómetros, se encontró en funcionamiento el piezómetro de hilo vibrátil No.3, el
cual está localizado en la zona de aferencia de los caisson 1 a 3. En la Figura 78, se puede observar
el comportamiento del nivel piezométrico desde el inicio de las actividades de construcción del
túnel falso desde octubre de 2009 al 2012. Así, las conexiones de los caisson 3, que fueron en julio
de 2010 y el caisson 2 en julio de 2011, a la galería dren ante, se evidenciaron claramente en el
descenso del nivel freático.
La temporada de lluvias del año 2011 fue reportada como mayor a los históricos, provocando
la subida del nivel freático hasta la lectura inicial al seguimiento. Resaltando y alertando la
importancia que había de culminar las obras para el manejo del agua superficial y subterránea que
no habían culminado para entonces, faltando conexiones a la galería drenante.
111
Figura 78. Comportamiento del nivel piezométrico (G y C, 2012)
112
CONCLUSIONES
Existe una variedad de instrumentos para la medición y control de variables en una obra
civil determinada, las cuales permiten al ingeniero obtener modelos a partir de sus
resultados, los cuales son básicos en la toma de decisiones ya sean en etapa de diseño,
construcción o durante su funcionamiento.
En base a la comparación hecha sobre los datos obtenidos de la instrumentación de cada
una de las presas se puede concluir que la confiabilidad de los instrumentos depende de
muchos factores y es necesario tener en cuenta distintos parámetros para la elección de los
instrumentos adecuados y evitar que por ciertas condiciones se puedan dañar o ver
afectados los resultados de cada uno de los instrumentos.
El comportamiento de la instrumentación está relacionada a las limitaciones de cada tipo
de instrumentación y a su respectiva rigurosidad al momento de la instalación. De estos
factores dependen el funcionamiento adecuado de la instrumentación cuando se habla a
largo plazo. Además, también es importante la cantidad de aparatos instalados para poder
corroborar resultados y el comportamiento de las obras.
El avance tecnológico ha permitido la accesibilidad a este tipo de aparatos para el control
prácticamente de todas las obras, sin que se requiera ser un proyecto de gran magnitud y
complejidad.
El Túnel Falso “El Cune” es una de las obras más representativas de la ingeniería
colombiana y se ha mostrado en este trabajo que un buen planteamiento de monitoreo con
instrumentación geotécnica es de gran ayuda en todos las etapas del proyecto. En el diseño
fue primordial para determinar la profundidad de falla, la magnitud del movimiento de
113
los desplazamientos y los niveles de agua y su comportamiento dentro de la masa del
movimiento para determinar los modelos geotécnicos e hidrogeológicos básicos en el
diseño de las obras de solución.
Durante construcción permitió identificar, monitorear y solucionar las dificultades
presentadas, especialmente en épocas invernales, durante las cuales fue necesario la toma
de decisiones y ajustes en el proceso constructivo. Finalmente y de acuerdo a los resultados
del monitoreo en donde las gráficas indicaron un comportamiento estable, se concluye que
las obras muestran un funcionamiento óptimo y validando el diseño. Condición de
deformaciones y desplazamientos estable.
Este documento es una fuente de consulta para el estudiante que desee ahondar en el tema
del monitoreo geotécnico y también como base para posteriores trabajos de investigación.
114
GLOSARIO
CÁRCAVAS: socavones producidos en rocas y suelos de lugares con pendiente a causa de las
avenidas de agua de lluvia.
CONTRAFLEXURA: punto o ubicación en la que no se dobla.
CUÑA PASIVA: parte de un deslizamiento donde las fuerzas motrices en la masa del suelo son
menores que las fuerzas resistentes desarrolladas en la superficie de deslizamiento.
DATA LOGGER: es un dispositivo electrónico que registra datos en el tiempo o en relación a
la ubicación por medio de instrumentos y sensores propios o conectados externamente.
DESLIZAMIENTO TRASLACIONAL: consiste en el desplazamiento de una masa a lo largo
de una superficie de ruptura de forma plana u ondulada
DIAFRAGMA: pieza estructural rígida que puede soportar el esfuerzo que se ejerce sobre este.
EMPRADIZACIÓN: introducir una cobertura vegetal que contribuyan al mejoramiento
paisajístico del corredor vial.
INTERSTICIAL: hendidura o espacio que media entre dos cuerpos o entre dos partes.
LÍNEAS DE REFRACCIÓN SÍSMICA: método indirecto que mide el tiempo de propagación
de las ondas elásticas.
OSCILOSCOPIO: aparato que sirve para registrar oscilaciones de ondas y las presenta en
pantalla.
SHALES: roca detrítica de grano fino, una lutita, con laminación paralela a la estratificación
que no ha sufrido condiciones de metamorfismo.
SINCLINAL: es un pliegue del terreno que tiene forma cóncava en U o V, y en su núcleo se
encuentra los materiales más jóvenes.
115
SURCOS: zanja, cuneta o cauce que se realiza sobre un terreno.
TRANSDUCTOR: Dispositivo que tiene la misión de recibir energía de una naturaleza
eléctrica, mecánica, acústica, etc., y suministra otra energía de diferente naturaleza, pero de
características dependientes a la que recibió.
116
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