ppi 201502ZU4659
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ISSN 0254-0770 / Depósito legal pp 197802ZU38
UNIVERSIDAD DEL ZULIA
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DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA
REVISTA TÉCNICAREVISTA TÉCNICA
Patrimonio del Estado Zulia e
interés Cultural desde 2001
Fecha de Construcción:
1954-1958
Diseño: Arquitecto Carlos Raúl
Villanueva, con elementos
novedosos de adaptación
climática.
Policromía de la obra: Artista
Zuliano Victor Valera.
VOLUMEN ESPECIAL 2019 No.1
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Volumen Especial, 2019, No. 1, pp. 154-262
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Volumen Especial, 2019, No. 1, 203-208
Evaluation of vehicular risk of rockfalls in Rafael Caldera
Road, Mérida, Venezuela
Torres Hoyer Roberto1,3 , Torres Hoyer Jesús1,3 , Bongiorno Francisco2,3 , Peña
Jackeline1, Peña Oswaldo1 , González Leonado2,3,5 , Picón Ricardo1,4 , Barreto
Wilmer1,4
1Departamento de Obras Civiles y Geología, Facultad de Ingeniería, Universidad Católica de Temuco, Temuco,
4780000, Chile
2Departamento de Geomecánica, Escuela de Ingeniería Geológica, Facultad de Ingeniería, Universidad de Los
Andes, Mérida, 5101, Venezuela
3GIGA-ULA, Grupo de Investigación de Geología Aplicada, Universidad de Los Andes, Mérida, 5101, Venezuela.
4Laboratorio de Mecánica Estructural, Departamento de Estructuras, Universidad Centroccidental Lisandro
Alvarado, Barquisimeto, 3001, Venezuela
5Departamento de Ciencias Básicas, Universidad Tecnológica de Chile INACAP, Santiago, Chile
*Autor Contacto: rtorres@uct.cl
https://doi.org/10.22209/rt.ve2019a08
Recepción: 20/06/2019 | Aceptación: 03/11/2019 | Publicación: 01/12/2019
Abstract
Road safety has evolved vertiginously in recent times and is one of the criteria to use, when making road solutions.
There are methodologies that allow the analysis of vulnerability, threat and risk both on roads and in vehicles. This research
evaluates the risk of rockfalls at three critical points of the Rafael Caldera Highway of the State of Mérida (Venezuela)
through of the methodology of Fonseca and others (2010), for this we determine the level of danger considering the height
of the slope, effectiveness of the gutter, average risk per vehicle, visibility distance, road width, geological characteristics,
block size, weather conditions, history of landslides and their respective analysis by landslides. Based on this, a low level of
emphasized that the danger values are low in consideration of what can be seen in the place and it is concluded that they
must consider other additional characteristics to achieve a real danger value.
Keywords: risk; vulnerability; hazzard; slope; geotechnics.
Evaluación del riesgo vehicular por desprendimientos
de rocas en taludes, Carretera Rafael Caldera, Mérida,
Venezuela
Resumen
La seguridad vial ha evolucionado vertiginosamente en los últimos tiempos y es uno de los criterios a utilizar, al
momento de realizar soluciones viales. Existen metodologías que permiten analizar la vulnerabilidad, amenaza y riesgo
tanto en las vías como en los vehículos. La presente investigación evalúa el riesgo por desprendimientos de rocas en tres
puntos críticos de la Carretera Rafael Caldera del Estado Mérida (Venezuela) por medio de la metodología de Fonseca y
otros (2010), para ello se determina el nivel de peligrosidad considerando la altura del talud, efectividad de la cuneta, riesgo
medio por vehículo, distancia de visibilidad, ancho de calzada, características geológicas, tamaño del bloque, condiciones
climáticas, historial de desprendimientos y su respectivo análisis por desprendimientos. En base a esto se obtuvo un nivel de
peligrosidad baja para todos los taludes, 20 para el primer talud, 31 para el segundo y 30 para el tercer caso. Considerando
el resultado, se debe recalcar que los valores de peligrosidad son bajos respecto a lo que se puede apreciar en el lugar, y se
concluye que los mismos deben incluir otras características adicionales para lograr un valor real de peligrosidad.
Palabras clave: riesgo; vulnerabilidad; amenaza; talud; geotecnia.
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Volumen Especial, 2019, No. 1, pp. 154-262
204 Torres y col.
Introducción
La estabilidad de los taludes y laderas se en-
cuentran condicionadas por diversos factores, por lo que
su estudio es fundamental para evitar consecuencias se-
rias para las obras de infraestructura. Por su parte, las
vías de comunicación son vulnerables a los diferentes
deslizamientos que pudieran ocurrir a lo largo de su his-
toria, siendo de igual relevancia los posibles siniestros de
vehículos. En base a esto, los estudios geotécnicos confor-
man un nuevo paradigma en la seguridad vial, puesto que
permiten prevenir, mitigar o corregir movimientos de ma-
sas que afecten las vías de comunicación [1].
Resulta fundamental estudiar las amenazas via-
les, y para ello se evalúa el riesgo por desprendimientos
de rocas en la Carretera Rafael Caldera del Estado Mérida
(Venezuela) por medio del análisis de la metodología de
Fonseca et. al [2], que toma en consideración parámetros
geotécnicos y viales como la altura del talud, ancho de la
cuneta, cantidad de vehículos que transitan por la vía en
estudio y los eventos (deslizamientos) que pueden produ-
cir un daño sobre los vehículos. La vulnerabilidad la cons-
tituye las condiciones y características del sistema, el cual
es susceptible a amenazas u ocurrencias de eventos, por
medio del cual se tendría como resultado la posibilidad de
sufrir algún daño.
La autopista Rafael Caldera LO07 es la vía que
comunica la ciudad de Mérida con El Vigía, por ella transi-
tan una gran cantidad de vehículos y presenta problemas
de estabilidad a lo largo de su recorrido [3]. Esto, aunado
a la gran cantidad de accidentes ocurridos, hace imperan-
te analizar la peligrosidad y riesgo de desprendimiento de
rocas [4], tomando en consideración el tránsito vehicular.
Materiales y Métodos
La metodología consiste en el análisis de un con-
junto de parámetros de naturaleza geotécnica y vial para
el estudio de la amenaza [2] que existe sobre un vehículo
por el desprendimiento de rocas en taludes, para lo cual
se deben tomar una serie de datos que determinan la vul-
nerabilidad y la amenaza [5].
Las variables consideradas para este análisis
base del talud al tope del mismo dándole una ponderación
que se aprecia en la Tabla 1.
Tabla 1. Altura del talud (AT) y efectividad de la cuneta
de intercepción (EC) (Fonseca, et al [2]).
Puntos Altura de talud (m) Efectividad de la cuneta
5 7.5 Buena
10 15 Moderada
30 25 Limitada
80 30 No
Posteriormente se analiza la Efectividad de la
Cuneta de intercepción (EC) que, en conjunto con la altura
del talud, se puede observar la acción de una roca sobre
la calzada. (Tabla 1). Una vez medidos los parámetros de
geometría descritos, se calcula el Riesgo medio por vehí-
culo (RMV), acorde a la ecuación 1; valor que corresponde
al porcentaje del tiempo en el que el vehículo permanece
en la zona de riesgo de caída de rocas. En función del valor
calculado se pondera según lo indicado en la Tabla 2.
(1)
Dónde:
IMD: Intensidad media diaria
RMV: Riesgo medio por vehículo
Tabla 2. Riesgo medio por vehículo (RMV) y Ancho de la
calzada (AC) (Fonseca, et al [2]).
Puntos Riesgo medio por
vehículo (%)
%
Visibilidad
Ancho
calzada (m)
5 25 100 14
10 50 80 11
30 75 60 9
80 100 40 6
Uno de los parámetros viales a desarrollar corre-
sponde a la Distancia de Visibilidad (DV), la cual se calcula
en función del cono de visibilidad y la velocidad del vehí-
culo en cuestión (Ec. 2) [2]. Para evaluar este parámetro
se debe recorrer el tramo en ambos sentidos y decidir en
cuál de las dos direcciones hay menor visibilidad horizon-
tal y vertical, asignándole el valor correspondiente según
la Tabla 2.
. (2)
También se analizan parámetros geométricos de
la vía como el Ancho de la calzada (AC) (Tabla 2) y geoló-
gico-geotécnicos como las Características Geológicas (CG)
(Tabla 3), Fonseca et al [2] proponen que se establezcan
de acuerdo al evento más desfavorable, en concordancia a
las características del macizo rocoso.
El Tamaño del bloque o volumen de material
desprendido (TB) es otro de los parámetros incluidos,
esta medida debe ser representativa de cualquier tipo de
evento de desprendimiento que ocurra (Tabla 4), mismo
tratamiento debe darse para la evolución de las Condicio-
nes climáticas y presencia de agua (CC).
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Volumen Especial, 2019, No. 1, pp. 154-262
205Evaluación del riesgo vehicular por desprendimientos de rocas
Tabla 3. Condición estructural del macizo rocoso (CG) (Fonseca, et al [2]).
Puntos Condición estructural Observaciones
5Diaclasas discontinuas,
orientación favorable. Roca fracturada con planos de estraticación de orientación favorable.
10 Diaclasas discontinuas,
orientación aleatoria.
Taludes en roca con red de diaclasas orientadas de forma aleatoria, no
dominan familias de diaclasas.
30 Diaclasas discontinuas,
orientación desfavorable.
Taludes que exhiben tendencia a la regularización de la red de
diaclasas, planos de deslizamiento u otras discontinuidades con
dirección desfavorable, grietas menores de 3m. de largo.
80 Diaclasas continuas,
orientación desfavorable.
Taludes con una dominante familia de diaclasas, planos de
deslizamiento u otras discontinuidades con dirección desfavorable,
grietas mayores de 3m. de largo.
Tabla 4. Tamaño del Bloque (TB), Volumen de material desprendido y condiciones climáticas (CC) (Fonseca [2]).
Punto Tamaño del
bloque (m) Desprendimientos Inuencia del clima y agua en el talud
5 0.3 Pocos Precipitación de baja a moderada, sin períodos de
congelación, sin presencia de agua.
10 0.6 Ocasionales Precipitación moderada o cortos períodos de congelación o
presencia de agua intermitente en el talud.
30 1.0 Muchos Precipitación alta o largos períodos de congelación o
presencia de agua.
80 1.2 Constante
Precipitación alta o largos períodos de congelación o
presencia de agua de forma continua en el talud y largos
periodos de congelación.
Se realiza un seguimiento a la Historia de los
desprendimientos (HD) ya que es información clave para
poder estimar la potencial falla en el futuro. Con todos los
-
lar el análisis del riesgo de desprendimiento en carreteras
mediante la Ec. 4, la cual, en función del valor asignado
riesgo de desprendimiento de rocas presente hacia un ve-
hículo que transite por la vía (Tabla 5).
(4)
Tabla 5. Análisis de riesgo de desprendimiento en carret-
era (Fonseca, et al [2]).
Nivel Índice (%) Peligrosidad Prioridad de
actuación
1 <35 Poco peligrosa Muy baja
2 35 – 60 Peligrosa Alta
3 >60 Muy peligrosa Acción urgente
Resultados y Discusión
El análisis de riesgo por desprendimiento, se
realizó en tres puntos críticos, los cuales se describen a
continuación.
Talud 1.
El primer talud (Figura 1) se ubica en las
coordenadas N 0215552, E 0941699, está conformado
por una intercalación de arenisca arcillosas y lutitas
que meteorizan en tonos abigarrados de rojo y amarillo,
Formación Carbonera de edad Eoceno tardío, en él se
pueden apreciar un conjunto de diaclasas que se midieron
Se obtuvo un índice de 20% (Tabla 6), que sugiere poca
peligrosidad y muy baja prioridad de actuación, lo que
contrasta con lo observado en la Figura 1.
Figura 1.
rocoso del talud 1
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Volumen Especial, 2019, No. 1, pp. 154-262
206 Torres y col.
Tabla 6. Valores medidos y puntajes asignados para el talud 1.
Parámetro Medido Talud 1
Medición Puntaje
Altura de Talud 4 m 5
Efectividad de la Cuneta 3 m 30
Riesgo Medio por Vehículo 96% 80
Distancia de Visibilidad 166% 5
Ancho de Calzada 10 m 30
Características
Geológicas
Caso I Condición estructural Diaclasas discontinuas desfavorables 30
Fricción Rugosidad Rugosa Irregular 5
Caso II Condición Estructural Erosión Ocasional 10
Grados de Erosión Pequeña diferencia 5
Tamaño del bloque 0,3 m3 5
Condiciones Climáticas Precipitación moderada 10
Historial de desprendimiento pocos 5
Análisis por desprendimiento 20
Talud 2.
El segundo talud (Figura 2) de coordenadas, N
0215274, E 0942884, corresponde a una intercalación
de areniscas amarillentas a gris claro, con meteorización
parda y manchadas de óxido de hierro y láminas de lutita
pertenecientes a la Formación Palmar [6], el cual posee
un gran espesor a lo largo del puente Caracol y Caracolito.
Los resultados obtenidos indican un nivel de peligrosidad
bajo, siendo el índice en este caso mayor al registrado para
el talud 1 (Tabla 7).
Tabla 7. Valores medidos y puntajes asignados para el talud 2.
Parámetro Medido Talud 2
Medición Puntaje
Altura de Talud 30 m 80
Efectividad de la Cuneta 15 m 30
Riesgo Medio por Vehículo 288% 80
Distancia de Visibilidad 176% 10
Ancho de Calzada 11 m 10
Características
Geológicas
Caso I Condición estructural Diaclasas discontinuas desfavorables 30
Fricción Rugosidad Rugosa Irregular 5
Caso II Condición Estructural Erosión Ocasional 10
Grados de Erosión Pequeña diferencia 5
Tamaño del bloque 0,6 m3 10
Condiciones Climáticas Precipitación moderada 10
Historial de desprendimiento muchos 30
Análisis por desprendimiento 31
Talud 3.
El tercer talud ubicado en las coordenadas,
N 0215652, E 0943392, está conformado por una
intercalación de arenisca y láminas de lutita pertenecientes
la vialidad. Considerando su magnitud, se tomó un sector
representativo del sector en conjunto a los elementos que
Figura 3). Las mediciones realizadas (Tabla
8) indica un nivel de peligrosidad muy bajo, similar a los
casos anteriores.
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Volumen Especial, 2019, No. 1, pp. 154-262
207Evaluación del riesgo vehicular por desprendimientos de rocas
Figura 2.
rocoso del talud 2
Figura 3.
rocoso del talud 3
Zona I
Zona II
Zona III
Tabla 8. Valores medidos y puntajes asignados para el Talud 3.
Parámetro Medido Talud 3
Medición Puntaje
Altura de Talud 80 m 80
Efectividad de la Cuneta 2 m 30
Riesgo Medio por Vehículo 96% 80
Distancia de Visibilidad 166% 5
Ancho de Calzada 12 m 10
Características
Geológicas
Caso I
Condición
estructural Diaclasas discontinuas desfavorables 30
Fricción Rugosidad Rugosa Irregular 5
Caso II
Condición
Estructural Erosión Ocasional 10
Grados de Erosión Pequeña diferencia 5
Tamaño del bloque 0,3 m3 5
Condiciones Climáticas Precipitación moderada 10
Historial de desprendimiento muchos 30
Análisis por desprendimiento 30
más de un vehículo presente en el tramo de estudio,
se obtienen valores de riesgo medio superiores a 100,
sin embargo, es importante señalar que en el valor de
distancia de visibilidad que se calcula, los valores son
siempre mayores a 100 y no hay corrección referente a
este valor.
Cabe resaltar que, a los 6 meses de haber realizado
el estudio de campo, ocurrieron un enjambre o tormenta
sísmica que generaron una serie de desprendimientos de
rocas que impactaron en un vehículo como muestra en la
Figura 5. En el evento lamentablemente hubo un fallecido,
lo cual no concuerda con el análisis de la metodología de
Fonseca et al [2]. El caso mencionado corresponde al talud
3 (Tabla 8).
Figura 5. Derrumbes ocurridos durante tormenta sís-
mica posterior al estudio realizado en el sector, obsérvese
el vehículo impactado.
Conclusiones
La metodología utilizada para la evaluación del
riesgo por desprendimientos, es de uso sencillo y está con-
stituido por elementos viales y geológicos, y permite ob-
tener una evaluación preliminar del riesgo de los vehícu-
los. Una vez analizados los parámetros correspondientes
se calcula el nivel de peligrosidad que existe por despren-
dimientos, obteniendo una susceptibilidad de, 20 para el
talud 1, 31 para el número 2 y 30 para el tercer caso, que
representa poca peligrosidad, sin tener necesidad de actu-
ación.
Los índices obtenidos diferían con lo observado
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Volumen Especial, 2019, No. 1, pp. 154-262
208 Torres y col.
en los levantamientos de campo y, adicionalmente, la ocur-
rencia de una serie de eventos sísmicos de poca a mediana
intensidad meses después de la toma de datos, mostraron
que la categorización obtenida por el método presenta de-
análisis con la intención de profundizar al respecto y con-
siderar elementos menos descriptivos y más cuantitativos.
En cuanto al caso de estudio se recomienda re-
alizar un conjunto de medidas que permitan generar so-
luciones o mitigaciones de los taludes en función a cada
nivel de amenaza; esto constituye otra limitación del mé-
todo ya que no presenta ninguna sugerencia a partir de la
estimación del riesgo.
[1] Radelat, G.: Principios de Ingeniería de Transito.
Institute of Transportation Engineers. 2003.
[2] Fonseca, R., Raïmat, C., y Caba, J.: Aplicación
riesgos naturales. Madrid-España: Geobrugg
Ibérica S.A. 2010.
[3] Romero, M., Torres, R. y Villarreal, A.: Evaluación
geotécnica de los taludes ubicados en la carretera
trasandina, sector la Mitisus, Estado Mérida. 2011
[4] González de Vallejo, L., Ferrer, M., Ortuño, L., y
Oteo, C.: Ingeniería Geológica. Madrid-España:
Editorial Person Prentice Hall. 2004
[5] Ayala, F., y Olcina, J.: Riesgos Naturales. Barcelona-
España. Ariel Ciencia. 2002.
[6] Elberg, M., Vivas, J., Fernandez, V., Sosa, G.
y González, L.: Análisis numérico de las
discontinuidades del macizo rocoso de la
autopista Rafael Caldera en Venezuela. Ciencia e
Ingeniería Vol 32, No. 2 (2011) 67-72
REVISTA TECNICA
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