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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo A2 - Deslizamientos y Flujos de Masa Rápidos
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4744
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Estabilidad y umbral de rotura
¿Cuándo deja de ser estable la ladera?
Grupo 2: Grupo 2: Lluvia, infiltración y presión de poro
¿Cómo conduce la lluvia a la desestabilización?
Grupo 3: Grupo 3: Saturación y deslizamiento traslacional
¿Cómo la saturación elimina cohesión y activa una rotura planar?
Grupo 4: Grupo 4: Mezcla agua-sólidos y tipo de flujo
¿Cómo determina la concentración de sólidos el régimen de flujo?
Grupo 5: Grupo 5: Licuefacción y transición sólido-fluido
¿Cuándo pierde el suelo toda resistencia al corte y se fluidiza?
Grupo 6: Grupo 6: Modelización de la inestabilidad
¿Cómo se representa físicamente la desestabilización de la ladera?
Grupo 7: Grupo 7: Reología del flujo de masa
¿Cómo se describe el movimiento una vez convertido en flujo?
ID:1733
Grupo 1: Grupo 1: Estabilidad y umbral de rotura
Descripción
¿Cuándo deja de ser estable la ladera?
Pregunta clave: ¿Cuándo deja de ser estable la ladera?
Los deslizamientos de ladera ocurren cuando la tensión de corte que moviliza el terreno supera la resistencia al corte que ese mismo suelo o roca es capaz de oponer, y es precisamente esa competencia entre ambas fuerzas la que resume el factor de seguridad de la ladera: cuando ese factor cae por debajo de un valor de uno, el talud rompe. La lluvia intensa es el detonante más frecuente de esta rotura: al infiltrarse en el terreno, eleva la presión de poro del suelo, y es precisamente ese aumento de presión de poro el que hace que la resistencia efectiva del suelo, descrita por el criterio de Mohr-Coulomb, se reduzca, acercando al talud hacia el mismo umbral de rotura que se describió antes. En las laderas que ya están saturadas de agua, esa misma presión de poro puede llegar a anular por completo la cohesión aparente del suelo, y es esa pérdida total de cohesión la que desencadena los deslizamientos planares o traslacionales, en los que una masa entera de terreno se desliza de una sola vez sobre una superficie de rotura bien definida. Así, desde la competencia entre tensión de corte y resistencia con la que arranca este documento hasta los modelos reológicos con los que termina, pasando por la lluvia que eleva la presión de poro, la saturación que anula la cohesión y la licuefacción que convierte al suelo en fluido, los deslizamientos de ladera y los flujos de masa rápidos hacen que una ladera aparentemente estable pueda romperse y convertirse, en cuestión de segundos, en una masa de suelo, roca y agua en movimiento.
ID:2646
Grupo 2: Grupo 2: Lluvia, infiltración y presión de poro
Descripción
¿Cómo conduce la lluvia a la desestabilización?
Pregunta clave: ¿Cómo conduce la lluvia a la desestabilización?
La lluvia intensa es el detonante más frecuente de esta rotura: al infiltrarse en el terreno, eleva la presión de poro del suelo, y es precisamente ese aumento de presión de poro el que hace que la resistencia efectiva del suelo, descrita por el criterio de Mohr-Coulomb, se reduzca, acercando al talud hacia el mismo umbral de rotura que se describió antes. En las laderas que ya están saturadas de agua, esa misma presión de poro puede llegar a anular por completo la cohesión aparente del suelo, y es esa pérdida total de cohesión la que desencadena los deslizamientos planares o traslacionales, en los que una masa entera de terreno se desliza de una sola vez sobre una superficie de rotura bien definida. La licuefacción, por su parte, ocurre cuando esa misma presión de poro llega a superar por completo la tensión total que soporta el suelo: en ese punto, el suelo pierde toda su resistencia al corte y pasa a comportarse como un fluido, en vez de comportarse como un sólido granular. Así, desde la competencia entre tensión de corte y resistencia con la que arranca este documento hasta los modelos reológicos con los que termina, pasando por la lluvia que eleva la presión de poro, la saturación que anula la cohesión y la licuefacción que convierte al suelo en fluido, los deslizamientos de ladera y los flujos de masa rápidos hacen que una ladera aparentemente estable pueda romperse y convertirse, en cuestión de segundos, en una masa de suelo, roca y agua en movimiento.
ID:2647
Grupo 3: Grupo 3: Saturación y deslizamiento traslacional
Descripción
¿Cómo la saturación elimina cohesión y activa una rotura planar?
Pregunta clave: ¿Cómo la saturación elimina cohesión y activa una rotura planar?
La lluvia intensa es el detonante más frecuente de esta rotura: al infiltrarse en el terreno, eleva la presión de poro del suelo, y es precisamente ese aumento de presión de poro el que hace que la resistencia efectiva del suelo, descrita por el criterio de Mohr-Coulomb, se reduzca, acercando al talud hacia el mismo umbral de rotura que se describió antes. En las laderas que ya están saturadas de agua, esa misma presión de poro puede llegar a anular por completo la cohesión aparente del suelo, y es esa pérdida total de cohesión la que desencadena los deslizamientos planares o traslacionales, en los que una masa entera de terreno se desliza de una sola vez sobre una superficie de rotura bien definida. Los modelos físicos que describen todo este proceso van desde el análisis de talud infinito, que evalúa cómo la lluvia desestabiliza una ladera, hasta los modelos reológicos de Bingham y de Herschel-Bulkley, que describen cómo fluye el material una vez que el deslizamiento ya se convirtió en un flujo de masa. Así, desde la competencia entre tensión de corte y resistencia con la que arranca este documento hasta los modelos reológicos con los que termina, pasando por la lluvia que eleva la presión de poro, la saturación que anula la cohesión y la licuefacción que convierte al suelo en fluido, los deslizamientos de ladera y los flujos de masa rápidos hacen que una ladera aparentemente estable pueda romperse y convertirse, en cuestión de segundos, en una masa de suelo, roca y agua en movimiento.
ID:2648
Grupo 4: Grupo 4: Mezcla agua-sólidos y tipo de flujo
Descripción
¿Cómo determina la concentración de sólidos el régimen de flujo?
Pregunta clave: ¿Cómo determina la concentración de sólidos el régimen de flujo?
En las laderas que ya están saturadas de agua, esa misma presión de poro puede llegar a anular por completo la cohesión aparente del suelo, y es esa pérdida total de cohesión la que desencadena los deslizamientos planares o traslacionales, en los que una masa entera de terreno se desliza de una sola vez sobre una superficie de rotura bien definida. Cuando el material que se moviliza en cualquiera de estos deslizamientos se mezcla con agua, es la concentración de sólidos dentro de esa mezcla la que determina qué tipo de movimiento resulta: una mezcla con más sólidos se comporta como un flujo de detritos, mientras que una mezcla más diluida se comporta como una corriente de barro. Los modelos físicos que describen todo este proceso van desde el análisis de talud infinito, que evalúa cómo la lluvia desestabiliza una ladera, hasta los modelos reológicos de Bingham y de Herschel-Bulkley, que describen cómo fluye el material una vez que el deslizamiento ya se convirtió en un flujo de masa. Así, desde la competencia entre tensión de corte y resistencia con la que arranca este documento hasta los modelos reológicos con los que termina, pasando por la lluvia que eleva la presión de poro, la saturación que anula la cohesión y la licuefacción que convierte al suelo en fluido, los deslizamientos de ladera y los flujos de masa rápidos hacen que una ladera aparentemente estable pueda romperse y convertirse, en cuestión de segundos, en una masa de suelo, roca y agua en movimiento.
ID:2649
Grupo 5: Grupo 5: Licuefacción y transición sólido-fluido
Descripción
¿Cuándo pierde el suelo toda resistencia al corte y se fluidiza?
Pregunta clave: ¿Cuándo pierde el suelo toda resistencia al corte y se fluidiza?
Los deslizamientos de ladera ocurren cuando la tensión de corte que moviliza el terreno supera la resistencia al corte que ese mismo suelo o roca es capaz de oponer, y es precisamente esa competencia entre ambas fuerzas la que resume el factor de seguridad de la ladera: cuando ese factor cae por debajo de un valor de uno, el talud rompe. En las laderas que ya están saturadas de agua, esa misma presión de poro puede llegar a anular por completo la cohesión aparente del suelo, y es esa pérdida total de cohesión la que desencadena los deslizamientos planares o traslacionales, en los que una masa entera de terreno se desliza de una sola vez sobre una superficie de rotura bien definida. La licuefacción, por su parte, ocurre cuando esa misma presión de poro llega a superar por completo la tensión total que soporta el suelo: en ese punto, el suelo pierde toda su resistencia al corte y pasa a comportarse como un fluido, en vez de comportarse como un sólido granular. Así, desde la competencia entre tensión de corte y resistencia con la que arranca este documento hasta los modelos reológicos con los que termina, pasando por la lluvia que eleva la presión de poro, la saturación que anula la cohesión y la licuefacción que convierte al suelo en fluido, los deslizamientos de ladera y los flujos de masa rápidos hacen que una ladera aparentemente estable pueda romperse y convertirse, en cuestión de segundos, en una masa de suelo, roca y agua en movimiento.
ID:2650
Grupo 6: Grupo 6: Modelización de la inestabilidad
Descripción
¿Cómo se representa físicamente la desestabilización de la ladera?
Pregunta clave: ¿Cómo se representa físicamente la desestabilización de la ladera?
La lluvia intensa es el detonante más frecuente de esta rotura: al infiltrarse en el terreno, eleva la presión de poro del suelo, y es precisamente ese aumento de presión de poro el que hace que la resistencia efectiva del suelo, descrita por el criterio de Mohr-Coulomb, se reduzca, acercando al talud hacia el mismo umbral de rotura que se describió antes. En las laderas que ya están saturadas de agua, esa misma presión de poro puede llegar a anular por completo la cohesión aparente del suelo, y es esa pérdida total de cohesión la que desencadena los deslizamientos planares o traslacionales, en los que una masa entera de terreno se desliza de una sola vez sobre una superficie de rotura bien definida. Los modelos físicos que describen todo este proceso van desde el análisis de talud infinito, que evalúa cómo la lluvia desestabiliza una ladera, hasta los modelos reológicos de Bingham y de Herschel-Bulkley, que describen cómo fluye el material una vez que el deslizamiento ya se convirtió en un flujo de masa. Así, desde la competencia entre tensión de corte y resistencia con la que arranca este documento hasta los modelos reológicos con los que termina, pasando por la lluvia que eleva la presión de poro, la saturación que anula la cohesión y la licuefacción que convierte al suelo en fluido, los deslizamientos de ladera y los flujos de masa rápidos hacen que una ladera aparentemente estable pueda romperse y convertirse, en cuestión de segundos, en una masa de suelo, roca y agua en movimiento.
ID:2651
Grupo 7: Grupo 7: Reología del flujo de masa
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¿Cómo se describe el movimiento una vez convertido en flujo?
Pregunta clave: ¿Cómo se describe el movimiento una vez convertido en flujo?
En las laderas que ya están saturadas de agua, esa misma presión de poro puede llegar a anular por completo la cohesión aparente del suelo, y es esa pérdida total de cohesión la que desencadena los deslizamientos planares o traslacionales, en los que una masa entera de terreno se desliza de una sola vez sobre una superficie de rotura bien definida. Cuando el material que se moviliza en cualquiera de estos deslizamientos se mezcla con agua, es la concentración de sólidos dentro de esa mezcla la que determina qué tipo de movimiento resulta: una mezcla con más sólidos se comporta como un flujo de detritos, mientras que una mezcla más diluida se comporta como una corriente de barro. Los modelos físicos que describen todo este proceso van desde el análisis de talud infinito, que evalúa cómo la lluvia desestabiliza una ladera, hasta los modelos reológicos de Bingham y de Herschel-Bulkley, que describen cómo fluye el material una vez que el deslizamiento ya se convirtió en un flujo de masa. Así, desde la competencia entre tensión de corte y resistencia con la que arranca este documento hasta los modelos reológicos con los que termina, pasando por la lluvia que eleva la presión de poro, la saturación que anula la cohesión y la licuefacción que convierte al suelo en fluido, los deslizamientos de ladera y los flujos de masa rápidos hacen que una ladera aparentemente estable pueda romperse y convertirse, en cuestión de segundos, en una masa de suelo, roca y agua en movimiento.
ID:2652