“AÑO DEL BICENTENARIO DEL PERÚ: 200 AÑOS DE INDEPENDENCIA” UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad De Ingeniería Civil Departamento Académico De Ingeniería Geotécnica “PROBLEMÁTICA DE LA COSTA VERDE” CURSO: MECÁNICA DE SUELOS II EC513J DOCENTES: ING. CARRERA CONCHA, ENGELBERT ING. ATALA ABAD, CESAR INTEGRANTES: ZAMBRANO VARGAS OSCAR ENRIQUE OSORIO OSCO, CRISTIAN CESAR TERAN SOTELO,JAILO RAUL TURIN MEZA,KENYI LUIS 2021 20172555E 20170119C 20151123I 20174083C DESCRIPCIÓN DE LA COSTA VERDE LA COSTA VERDE La costa verde es el circuito de playas ubicada en Lima y Callao, que abarca hoy los actuales distritos de Chorrillos, Barranco, Miraflores, San Isidro, Magdalena del Mar, San Miguel, La Perla y La Punta, con una extensión de 22 km. La zona se caracteriza por tener acantilados de gran longitud y la vegetación que caracteriza el lugar. En la Zona encontramos Centros Comerciales, Zona de playas, Edificios en los bordes, zonas deportivas y una vía que recorre el litoral con distintos accesos. Fig1. Costa Verde - 2021 HISTORIA DE LA COSTA VERDE Para poder dar estudio a la problemática de la costa verde, veremos como la costa verde empezó a tener presencia de población a partir de los años 60, ante la necesidad que la población limeña hacía un acceso al mar, recreación y la búsqueda de la creación de un complejo habitacional y la construcción de una autopista en el litoral. La Costa Verde en los Años Sesenta. Hacía los años 60 se encontraba el acantilado con presencia de grandes crestas y la presencia del mar en su borde. Fig2. Costa Verde, San Miguel- 1960 Fig3. Costa Verde, Miraflores, Barranco - 1960 Con los pasos de los años el mar se empezaba a retirar donde se empezaron a construir espigones y rellenar el litoral para ganar terreno al mar y dar paso a proyectos de habilitación urbana en la zona. Fig4. Costa Verde, “Ganar tierra al Mar” Fig5. Proyecto Costa Verde Se realizó la construcción de accesos, la reducción de las crestas del acantilado y con material proveniente de las detonaciones de la cresta y de las excavaciones de la construcción de la vía expresa. Fig6. Derrumbe de cresta. Fig7. Playa del Costa Verde Años 70s. . Fig8. Autopista de la Costa Verde. En 1970, a partir de los estudios geotécnicos de los acantilados de la costa verde un espacio para construir de 100 a 200 metros para dar paso a los primeros edificios más cercanos al litoral. Sin embargo, en la actualidad no se ha seguido esas recomendaciones y otras posteriores. Costa Verde Actual En la Actualidad, existen construcciones que han generado derrumbes en la zona debido a la falta de fiscalización en las construcciones. Además, las características propias del lugar también a provocado derrumbes a lo largos de los años, lo cual ha generado y una problemática que será presentado más adelante. Fig9. Costa Verde Actual. Fig10. Derrumbe en la Costa Verde TIPO DE SUELO La ciudad de lima se encuentra asentada sobre el cono de deyección del rio Rímac. Este cono está conformado por conglomerado de cantos rodados y gravas de origen ígneo, mezclados íntimamente con arenas y materiales limo-arcillosos, que actúan de matriz en mayor o menor grado. Estos materiales finos frecuentemente aparecen formando lentes de espesor variable, notándose que en los bordes laterales del cono de deyección predominan depósitos limoarcillosos intercalados con lentes arenosos de espesores reducidos. Este conglomerado puede observarse en la pared del talud que conforma los acantilados de lima. El cauce del rio Rímac a lo largo de su historia, ha variado de posición desplazándose de sur a norte hasta llegar a la ubicación actual. Su descarga de agua h sufrido evidentemente variación. Al parecer, durante las crecidas del caudal del rio han tenido lugar desbordes hacia las márgenes de este, originando acumulaciones de material que luego han servido para modificar el cauce en la etapa de estiaje. El cono de deyección del rio Rímac poseía una mayor extensión frontal, pero debido a procesos de erosión marina se ha ido reduciendo y modelando, formándose así los actuales acantilados del litoral limeño. El vértice de este cono de deyección se ubica en las inmediaciones del distrito de Vitarte; el límite Sur esta demarcado por el macizo rocoso del Morro Solar de Chorrillos, mientras que hacia el Norte este cono cubre parte del abanico aluvial del Rio Chillón. El actual lindero entre los abanicos aluviales de ambos ríos se encuentra aproximadamente a 3km al norte del aeropuerto internacional Jorge Chávez. el abanico de Este a Oeste, presenta una pendiente promedio de 1:80. Cabe mencionar que en distrito de Magdalena se observa que la acción que la acción de los procesos de erosión marina, manifestados en el retroceso del talud y la destrucción de estructuras en la corona, ha sido más intensa que en el resto del litoral limeño correspondiente a la bahía de Miraflores. Esta erosión intensa es producto de la construcción de espigones en el distrito de chorrillos y aledaños, con el objeto de “ganar” terreno al mar y la protección lateral de la costa, afectándose el equilibrio erosión-sedimentación de la bahía. Desde el punto de vista morfológico, en el distrito de magdalena del mar se encuentra asentado sobre una terraza fluvio-aluvional del cono de deyección del rio Rímac, modelada por las aguas del océano pacifico. Los análisis litológico realizados por INGEMET (1997) de los cantos rodados presentes a lo largo de la costa verde, demuestra predominio de la composición general de rocas volcánicas, sobre intrusivas y sedimentarias. Sin embargo, en la zona de magdalena existe el predominio de rocas intrusivas sobre rocas volcánicas y se reconoce además una variación en la orientación de los rodados respecto a las zonas aledañas (san isidro, barranco y Miraflores) Mapa geomorfológico de Lima: Tomado de Martínez (2001). Geotecnia de la costa verde Los taludes de la costa verde en la zona de magdalena están constituidos en su mayoría por una grava mal gradada (o graduada) con matriz areno arcillosa, que comúnmente se identifica como el “conglomerado” de lima. Las gravas que lo conforman son redondeadas a subredondeadas (cantos rodados), tienen un tamaño máximo de 25 cm, un tamaño medio menor de 10cm y es susceptible al interperismo de la zona. Vista de cantos rodados que conforman el conglomerado El talud de la zona presenta intercalaciones de finos o lentes, en su mayoría arcillosos, de espesor promedio de 2 m y máximo de aproximadamente 5 m. estas intercalaciones de finos, no tienen un orden particular, sin embargo, generalmente son horizontales y su espesor disminuye con respecto a la altura. La elevación promedio de los taludes por sobre la pista es de 46 m, y tienen un relieve de pendiente entre 45° y 90°, la distancia promedio del pie de la pista al talud es de 5 m. Ensayos en material grueso Ensayos de clasificación: Debido la accesibilidad de la zona, la mayoría de las muestras fueron extraídas al pie del talud. Se tomaron 17 muestras, a las cuales se realizó un análisis granulométrico por tamizado respectivo (NTP 339,129-ASTM D 422. Resumen de la clasificación de suelos gravosos según los ensayos. De los resultados se puede observar, que, en promedio, la cantidad de partículas que pasan la malla #4 es el 25% que el material que pasa la malla #200, presente en el conglomerado, es el 4% del peso y tiene una plasticidad baja. Asimismo, se puede ver que, en promedio, el valor del Cu es 1.30% y el valor de Cc es 0.01%. Ensayos especiales Parte de la resistencia al corte del conglomerado es atribuida a la cementación por carbonatos (en especial el calcio) de la matriz de este suelo. Por lo que se realizó un análisis químico, con el cual se determinó la presencia de carbonatos en la matriz Resultado del análisis de carbonatos en matriz arenosa del conglomerado De donde se puede confirmar la presencia de este cementante, sin embargo, no podemos cuantificar el aporte de esta ala resistencia al corte. Son pocos los estudios acerca de la relación cementación v. resistencia al corte en suelos de clima como el nuestro. En el estudio de Walsh (1997) se ve que concentraciones de carbonatos menores al 1% la contribución es pequeña. Ensayos en material fino Ensayos de clasificación: Las 14 muestras del fino fueron tomadas en los lentes más representativos del talud y en las zonas en las que se pudo observar un cambio de material. Usando estas muestras se pudo obtener un huso de los materiales finos. Resumen de la clasificación de suelos según los ensayos índice en laboratorio para el material encontrado en el distrito de Magdalena Ensayos de resistencia al corte: Se hicieron dos tipos de ensayos de compresión triaxial según normas NTP 339.164, ASTM D 2850 para el caso no consolidado no drenado (UU) y NTP 339.166, ASTMD 4767 para el caso consolidado no drenado CU. El ensayo no consolidado no drenado (UU), se realizó presiones de cámara de 1,2 y 4kg/cm2 y muestras de 35 mm. De diámetro y 8.00 cm de altura. Mientras que el ensayo consolidado no drenado se realizó con una contra presión de 4kg/cm2 y presiones de 5.6 y 8kg/cm2 Los resultados son los siguientes: Ensayo de compresión triaxial no consolidado no drenado “UU” (envolvente de falla vs. Esfuerzo desviador): C = 1.10 kg/cm2 Ø=0º Ensayo de compresión consolidado no drenado “CU” (envolvente de falla vs. esfuerzo desviador) C’ = 0.84 kg/cm2 Ø’ = 22 º siendo la densidad inicial del material ensayado 1.53 ton/m3. EVIDENCIAS DE FALLAS Y ACIERTOS EN SOLUCIONES En la imagen se puede apreciar una zonificación geológica geotécnica de los acantilados en términos de riesgo. Según ésta, el tramo tiene un gran sector catalogado como de riesgo muy elevado o crítico (rojo), y en menor proporción, zonas de riesgo medio (azul) y riesgo elevado (naranja). Zonificación geológica-geotécnica de los acantilados en términos de riesgo. Las fallas que se presentan se deben a diversos factores y cada tramo por su nivel de riesgo se presenta de diversas formas. Los fatores son: Por erosión eólica: Es la causa principal, esto se debe a que limpia las arenas y finos dejando a las gravas sin soporte y se manifiesta en formas de medias cuñas verticales o cilindros. Por efecto del agua: Reduce la resistencia del esfuerzo a corte Aumenta el peso del suelo, tal vez no por las precipitaciones, pero por la presencia de garuas prolongadas. Por efecto de temperatura El cambio de temperatura provoca variación de volúmenes del material constituyente, cambios de humedad y contribuye a la intemperización del talud, en especial de las gravas que constituyen el conglomerado. Según la publicación de Vivar (1997) , menciona que las fallas por intemperismo se manifiesta en una secuencia estacional de “Humedecimiento-secado-contracción-desprendimiento” en los paquetes de limos amarillentos-arcilla marrón rojizo y se presenta esa secuencia en menos proporción en algunos paquetes de gravas que inestabilizan las caras superiores Por efecto de Movimiento sísmico Este efecto remueve el material debilitado, generando desprendimientos y caídas de cantos rodados en la pista Aceleran el proceso de caída de los cantos y provocan deformaciones a lo largo del talud, además de aumentar los esfuerzos cortantes del material. Por efecto del Hombre Lo hace por su modificación de la geometría del talud disminuyendo su condición de estabilidad, el arrogo de basura y desmonte que bajan rodando ocasionando derrumbes, erosión y desprendimiento de cantos rodados Formaciones en el talud a manera de cilindros, causados principalmente por la erosión eólica. Erosión, a manera de surcos, causada debido a intensa garúa (Dic. 2002) El ancho del lente es 2 m. aprox. Colapso del suelo debido a inundación. Se puede ver que la matriz del conglomerado se separa de las gravas. (Ago. 2002) Caída de cantos rodados. Derrumbes en la costa brava Las cárcavas antiguas fueron rellenadas o desaparecieron ayudan al derrumbe Aciertos de estas soluciones en ciertas zonas Colocación de postes en la Costa Verde. Uso de geomallas Uso de geomallas con el uso de plantas. Soluciones definitivas a este problema En las zonas críticas las viviendas que se encuentran en los bordes deben ser demolidas, si se quiere utilizar una alternativa de solución para los taludes ya que los cortes de tierra se realizarán para retirar definitivamente el material en peligro de desprenderse, por lo que se deberá reubicar a los vecinos afectados (Alva y Cañari, s.f.) En este problema, la cobertura vegetal toma una importancia relevante ya que evita la erosión eólica y la acción de los rayos solares. Algunas alternativas de solución para estabilizar los taludes. Andenes en la Costa Verde La alternativa más conocida y de la cual más se ha hablado es de la aplicación de andenes, debido a que se relaciona automáticamente con nuestra cultura autóctona. Desde el año 1996 la entonces directora del Instituto de Investigación de la facultad de Arquitectura, Urbanismo y Artes de la UNI, arquitecta Victoria Ramos, hablaba sobre la construcción de andenes y terrazas como una solución a los continuos desprendimientos de rocas, en especial los de San Miguel y Magdalena del Mar. No fue hasta el año 2016 donde el arquitecto y urbanista Jorge Ruiz de Somocurcio presenta ante la Autoridad del Proyecto Costa Verde (APCV) un estudio para la construcción de andenes en distintos distritos. El estudio fue diseñado por el fallecido ingeniero Julio Kuroiwa, considerado padre de la ingeniería sísmica en el Perú. “Se pueden hacer andenes donde el talud lo permita, donde no sea tan vertical. En otros lugares del mundo ha funcionado, pero cada ciudad debe tener soluciones de acuerdo a su propio ADN”, detalló. El Comercio. (2019, diciembre 20) Según el Ingeniero Raúl Delgado Sayán (2019), esta alternativa consta en quitar una gran cantidad del suelo superior del acantilado, esto se basa en la construcción de andenes a partir del retiro establecido desde el borde del acantilado. La andenería estaría protegida con biomanta en la base para permitir el crecimiento de vegetación especial de raíces entrelazadas. Con esto se disminuiría el peso del talud en aproximadamente 1 millón de toneladas por cada kilómetro. Además, en la parte inferior de la andenería, el talud se protegería con muros pantalla de concreto armado con espesor de 50 centímetros, suficiente para soportar además el impacto de los objetos flotantes que incidan sobre él. Éste muro pantalla estará fijado al cuerpo del talud con varias hileras de cables de anclaje de hasta 40 m de longitud, los cuales tienen una configuración especial con barras de acero como cables tensados que los ingresas con un taladro, y en los últimos 10 metros se inyectan mortero para generar un bulbo resistente. Una vez que fragüen, con gatas se jalarán para generar una fuerza en sentido contrario que transferirán una carga de sujeción de aproximadamente 100 toneladas por cada unidad colocada, además, tendrá 18 metros de altura cuyo fin es reforzar y mejorar la seguridad del talud e impedir tanto la erosión como la socavación del pie del talud en caso de haber un tsunami. Componentes del proyecto. Fuente: Revista Perú Construye. Acantilados estabilizados con muro de protección anti -tsunami. Fuente: Revista Perú Construye. Además, comenta que su proyecto tiene varios objetivos principales como: Preservar la misma importancia social, económica y atractiva de los acantilados de la Costa Verde para los ciudadanos. Garantizar la seguridad de los ciudadanos que transitan por ese lugar, así como garantizar la seguridad de la estabilización de taludes frente a fenómenos naturales extremos como sismos y tsunamis. Proteger el pie del acantilado frente a posibles condiciones de erosión y socavación, así como el impacto de automóviles y embarcaciones como consecuencias de un tsunami extremo con olas de 10 metros de altura. Impulsar el desarrollo del área superior de los acantilados con nuevas edificaciones debidamente reguladas. Finalmente, menciona que este proyecto tiene una inversión muy importante, ya que tiene un costo estimado entre los 15 y 20 millones de dólares por cada kilómetro, lo cual depende de la altura del acantilado. Proyecto de andenes en Barranco, elaborado por el arquitecto Jorge Ruiz de Somocurcio y el ingeniero Julio Kuroiwa en el 2016. Fuente: El Comercio La Municipalidad de Miraflores construyó, andenes sobre el acantilado de la quebrada Armendáriz como parte del proyecto Parque Bicentenario. Parque bicentenario en San Isidro. Fuente: El Peruano Técnica de hidrosiembra Otra alternativa que guarda similitud con la anterior, tiene como enfoque a la vegetación, pues en esta se basa para poder estabilizar el talud. Requiere de cortes de terreno, pero sin una forma predeterminada ya que solo se hace para reducir la pendiente. Según Victor Copello en su tesis “Propuesta de remediación del talud de la Costa Verde (Tramo Barranco) mediante la técnica de hidrosiembra” explica que la hidrosiembra es considerada como una de las herramientas más eficaces para controlar y prevenir la erosión y motorización de terraplenes, cortes de talud y la restauración del paisaje. Aquella se utiliza para estabilizar superficies con elevada pendiente o terrenos con baja concentración de materia orgánica. Específicamente, es un método que consiste en mezclar semillas, abono, estabilizante y celulosa (mulch); para luego ser colocadas directamente sobre el suelo por medio de un equipo mecánico (hidrosembradora). Aplicación de semillas mediante hidrosiembra. Fuente: Víctor Copello. Después, propuso un modelamiento en 3D del talud de la Costa Verde, en la que se puede observar que el talud es muy pronunciado, lo cual genera el desprendimiento del suelo y las piedras. En la otra imagen se muestra al talud luego de aplicar la técnica de hidrosiembra. Vista 3D del talud de la Costa Verde – Barranco: (izq) sin hidrosiembra, (der) con hidrosiembra. Fuente: Víctor Copello. Luego, en su tesis concluye lo siguiente: Al aplicar esta solución, no será necesario invertir en técnicas de sostenimiento más complejas dado que la pendiente ya ha sido reducida. Esta propuesta puede ser aplicada a lo largo de toda la Costa Verde debido a que la caracterización geomorfológica y geológica son similares en toda su extensión. Con el desarrollo de esta técnica, se obtendrá un mejor paisaje y al mismo tiempo se evitaría el desprendimiento de piedras. Finalmente, menciona que el costo aproximado de ejecutar esta obra sería de 17.7 millones de soles por cada kilómetro. Comparación de alternativas Para esta comparación se enfoca en los aspectos económicos, paisajísticos y ambientales los cuales se exponen a continuación: En el factor ambiental, es mucho más amigable la técnica de hidrosiembra ya que su base es la vegetación como sistema de refuerzo. En el factor monetario, es mucho más económica la aplicación de la hidrosiembra que la andenería, pues la segunda triplica el costo de la primera. En el caso del paisajismo, tiene una mejor apariencia los andenes ya que son un atractivo turístico que se relaciona con la cultura inca. Conclusiones Se concluye que las dos alternativas expuestas son totalmente viables para su ejecución en las zonas que requieren muy urgentemente una solución, siendo la hidrosiembra la más atractiva por su presupuesto, pero sin dejar de lado la andenería ya que esta última sería usada si las condiciones no son ideales para la primera. Muy aparte de las soluciones presentadas, existen zonas donde se tiene que requiere otra alternativa por las características del suelo, talud, entre otras. De esta forma se deja en claro que las propuestas no son únicas y dependerá de las condiciones existentes. El plan actual demuestra ser insuficiente para el problema que enfrenta, por lo cual es necesario que se opte por otras alternativas, como alguna de las expuestas en este artículo. Esto se debe hacer en el menor tiempo posible para evitar más accidentes en el futuro y de esa manera salvaguardar la vida de las personas que transitan por toda esa zona en la actualidad. Respecto a la hidrosiembra, no será necesario invertir en técnicas de sostenimiento más complejas porque ya se redujo la pendiente. La propuesta de solución frente a los desprendimientos de suelos y piedras puede ser aplicada a lo largo de toda la Costa Verde ya que la caracterización geomorfológica y geológica son similares. Bibliografía Alva, J. y Cañari, M. (s.f.). Análisis de la estabilidad de taludes de la Costa Verde. http://www.jorgealvahurtado.com/files/labgeo03_a.pdf Copello Muñante, V. G. (2015). Propuesta de remediación del talud de la Costa Verde, (Tramo Barranco) mediante la técnica de hidrosiembra [Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas]. http://hdl.handle.net/10757/550177 Delgado Sayán, R. (2019). Los acantilados no son un problema, son una solución. Revista Perú Construye, 62, 36–39. http://peruconstruye.net//Ediciones/ED62/Revista Peru Construye ED.62.pdf El Comercio. (2019, diciembre 20). Andenes en la Costa Verde: la propuesta para evitar más derrumbes en los acantilados. Diario El Comercio. El Peruano. (2020, agosto 14). Desde mañana se podrá acceder al parque Bicentenario en San Isidro. El Peruano. https://elperuano.pe/noticia/101149-desde-manana-se-podra-acceder-alparque-bicentenario-en-san-isidro Quispe Sánchez, G. (2020). Alternativas para la estabilización del talud de la Costa Verde. Grupo Civilízate. https://www.grupocivilizate.com/snacks-blogs/alternativas-para-laestabilizacion-del-talud-de-la-costa-verde
