Fondef ID22I10037

“Desarrollo y Aplicación de un Modelo de Interrupción de Tráfico por Falla de Taludes de Caminos por Eventos Climáticos Extremos”

Los taludes viales crean el espacio requerido por la sección transversal de un camino. La principal causa de falla de taludes son la erosión y deslizamiento debida a precipitaciones extremas, pudiendo causar la interrupción del tráfico, y requerir reparaciones mayores generando costos adicionales a los usuarios (Keller y Sherar, 2003). Hasta el 70% de las fallas de taludes en caminos se deben a inestabilidad de taludes (Hearn et al., 2008). En Chile, entre el 2010 y 2021, 315 taludes camineros se vierno dañados por precipitaciones extremas (SIEMOP-DV, 2022). Así, la oportunidad identificada consiste en que en Chile no existen modelos para estimar la interrupción de tráfico debido a fallas en taludes de caminos causados por condiciones climáticas extremas, por lo cual no resulta posible diseñar medidas de mitigación eficientes en términos de beneficio social y
resiliencia. Tampoco existen modelos que permitan integrar el diseño de taludes con el efecto de las precipitaciones, el efecto de la erosión, la magnitud del deslizamiento y la magnitud de las medidas de mitigación y recuperación de taludes después de eventos de precipitaciones extremas.
Esto impide determinar racionalmente los sectores de la red vial que son mas vulnerables a la pérdida de conectividad. En el estado del arte existen modelos de estabilidad de taludes como los de Bishop y Jambu. También existen modelos que integran las precipitaciones a estos modelos mediante la variable frente húmedo, como el de Zhang et al (2019). Estos modelos son independientes y no abordan el problema de interrupción de tráfico ni la contribución de la erosión hídrica. En Chile Bonilla y Vidal (2011) y Bonilla y Johnson (2012) desarrollaron modelos de erosividad y erodabilidad para Chile, que permiten modelar el potencial de erosión de taludes. Contreras – Jara et al. (2018) y Allen et al. (2021) propusieron modelos de interrupción de tráfico en redes viales por anegamientos y sismos. Las hipótesis científicas son: 

(1) la geometría del talud, erodabilidad del suelo y erosividad hídrica son las variables que explican la erosión y potencial de deslizamiento de taludes de caminos por eventos climáticos extremos; 

(2) la interrupción de tráfico en caminos debido a falla de taludes por eventos climáticos extremos es proporcional al volumen de deslizamiento del talud, la capacidad de la vía y el volumen de tráfico.

La hipótesis tecnológica es la integración de modelos de falla de taludes e interrupción de tráfico en una plataforma de gestión de riesgos permite evaluar los impactos sistémicos en una red vial debidos a escenarios climáticos extremos. El objetivo general es desarrollar y aplicar a escala real un modelo de interrupción de tráfico por falla de taludes de caminos por eventos climáticos extremos que afectan la red vial nacional, integrado al sistema SiGeR-R. El desafío de investigación es contar modelos validados de interrupción de tráfico debido a fallas en taludes de caminos causados por condiciones climáticas extremas, los cuales, mediante su implementación en SiGeR-RV, permitan diseñar políticas públicas de inversión, mitigación y mantenimiento de la red vial nacional. El resultado del proyecto es un “modelo de interrupción de tráfico por falla de taludes ante eventos climáticos extremos implementado en sistema SiGeR-RV a nivel pre-comercial”. Los beneficiarios son la Dirección de Vialidad del MOP, las Sociedades concesionarias, y los usuarios de la red vial de Chile.

Equipo Proyecto

Alondra Chamorro G

Directora

Tomás Echaveguren

Director Alterno

Carlos Bonilla

Investigador

Robert Ament

Asesor Internacional

Carolina Videla

Profesional

Manuel Contreras

Profesional

Gustavo Jimenez

Profesional

Carlos Pattillo

Profesional

Cristina Contreras

Profesional

Ingeniería UC 2022

+ INFO jaraya@ing.puc.cl