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… costos totales, visto a largo plazo …?Sostenibilidad / Impacto ambiental?                                           17
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Ej. Caso Monte Rosa / Cali, ColombiaEstabilización con Sistema TECCO® (sin mantenimiento)  Varias alternativas fueron eva...
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Aceptación del concepto RUVOLUM® ROCKConcepto de dimensionado RUVOLUM® ROCK  Para dimensionado del sistema SPIDER®  Publ...
Aplicación de sistema SPIDER®                                37
Aplicación de sistema SPIDER®Proyecto Ballobar, España                                38
Protección contra impactos de rocasBarreras dinámicas contra caídas de rocasSistemas dinámicos con aprobación conforme a  ...
Fallas de vallas “genéricas”…                                40
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Ej. CAIQUERO: Falla de „barrera copiada“…                                            44
Ej. CAIQUERO: Falla de „barrera copiada“…                                            45
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Prueba vertical de 5‘000 kJ                              55
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Proyecto especial: “tailor-made solution”Proyecto PONTIS, Suiza:  Sustitución de Túnel falso por Barrera Dinámica (2000 k...
Proyecto especial: “tailor-made solution”Ingeniería y diseño:  Finite element software FARO (PhD Thesis ETH Zürich)  Roc...
Proyecto especial: “tailor-made solution”Casos de carga de diseño:  Snow loads (4 kN/m2) taken into account (1’000 m a.s....
Proyecto especial: “tailor-made solution”Diseño detallado con 3D CAD software:
Proyecto especial: “tailor-made solution”                            Parque Nacional                                      ...
Las barreras Geobrugg funcionan como deben                                             67
Y esto gracias a aprobación y calidad                                        68
Protección contra “debris flow”Barreras dinámicas contra flujo de detritos (“debris flow”)Sistemas dinámicos de alta efici...
Ejemplos de amenaza y consecuenciasDestrucción y obstrucción de vías:
Ejemplos de amenaza y consecuencias
Ejemplos de amenaza y consecuenciasVal Schluein (GR / Suiza), 2004: Destrucción de puente y fundación
Distintos casos de cargaIlustración de distintos casos de carga entre«Masa distribuida / Flujo» y «Masa concentrada / Caíd...
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Caso con 1 Barrera individualRetención de volúmenes: …1‘000…2‘000… m3, depende del  diseño, espacio disponible, altura de ...
Caso con 1 Barrera individual, Perú: 18’000 m3Proyecto ALPAMARCA:
Caso con varias barreras “escalonadas”Proyecto Hasliberg, Suiza: 13 barreras (Lmax. 25 m, Amax. 7 m)
Proyecto CASA TEJA, Colombia2 barrerasdinámicastipo VX-spec
Proyecto PORTAINE, España9 barreras implementadas en concepto multi-nivel, protegiendo   una vía de montaña hacia un resor...
Proyecto OSORIO, Venezuela50% de costo total comparado a   dique masivo de concreto armadoIntegración perfecta al medio   ...
5. Protección contra corrosiónSUPERCOATING®(95%Zn / 5%Al)ULTRACOATING®(94.5%Zn / 5%Al / 0.5% aditivos  especiales)        ...
Concepto básicoObjetivo general:  Concepto “balanceado y armonizado” para todos los   componentes de un sistemaTecnología...
Concepto básicoAlambre de acero de alta resistencia: «Netting elements»  Experiencia > 25 años con GEOBRUGG   SUPERCOATIN...
SUPERCOATING (Zn/Al) versus GalvanizadoGEOBRUGG SUPERCOATING  Ensayos de campo  Analizas de laboratorio   NaCl, SO2 (DIN...
GEOBRUGG ULTRACOATING      Protección contra corrosión                                    85
Estabilización de taludesRequisito técnico 8:Calificación y responsabilidad del fabricante  Certificación gestión de cali...
ImportanteObjetivo de medidas de mitigación / protección  Seguridad de usuarios  Eficiencia de operación vial    Susten...
GEOBRUGG AG – Sistemas de ProtecciónMuchas gracias !                                 88
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  1. 1. VI JORNADAS DE PAVIMENTOS Y MANTENIMIENTO VIALImportancia de tecnología avanzada, fiable y costo-eficiente para la protección de personas y vías, contra riesgos naturales José Manuel Naranjo, Ing. Geólogo-Geotecnista GEOBRUGG AG – WARCO S.A.S. www.geobrugg.com 1
  2. 2. AGENDA1. Introducción  Video NEAT2. Estabilización de taludes con sistemas flexibles3. Barreras flexibles contra desprendimientos de rocas4. Barreras flexibles contra flujos de detritos / lodos5. Protección contra corrosión6. Conclusiones
  3. 3. Geobrugg AG – Geohazard SolutionsPresencia global (9 empresas, 5 continentes)Seguro de responsabilidad de 50 millones de USD Subsidiaria GB R+D Oficinas Oficinas GB Socios GB 3
  4. 4. Especialización: Acero de alta resistencia Sistemas flexibles Sistemas de cortina de estabilización de alto rendimiento de taludes (“Drape Systems”) Barreras contra caída de rocas Barreras contra SistemaPrevención contra flujos de detritos estabilización en avalanchas (“Debris Flow”) roca 4
  5. 5. 1. Estabilización de taludesSistema TECCO ®Sistema flexible estabilizador de alta resistencia en combinación con pernos de anclaje („soil-nailing / rock-bolts“) 5
  6. 6. Inestabilidad de taludesEj. Mecanismos de falla y riesgos asociados  Condicionantes  Detonantes 6
  7. 7. Caso de falla en Vía Bogota – Villavicencio 7
  8. 8. … con afectación de transitabilidad vial … 8
  9. 9. … idoneidad de medida de intervención…?  Malla de gavión con cables: responde con alta deformación al no ser tensionable y por el tipo de acero (pasivo, ver cables marcados) y posiblemente con falla por baja capacidad de transmisión de esfuerzos (sismos etc.) 9
  10. 10. … mezcla de productos genéricos…Idoneidad / Dimensionado?  Falta solución integral o sistema  Comportamiento de la medida? < 30 cm 10
  11. 11. … resistencia contra corrosión…?Idoneidad / Sostenibilidad?  Ej. Vía Bogota – Villavic.  Corrosión reduciendo capacidad y durabilidad (medio año) 11
  12. 12. … resistencia contra la corrosión…?Idoneidad / Sostenibilidad?  Ej. Vía Bogota – Villavic.  Corrosión reduciendo capacidad y durabilidad 12
  13. 13. ResumenDimensionado / Inversión ?  Ejemplo Vía Bogota – Villavicencio  La medida falló por insuficiente capacidad (malla triple- torsión ), instalada empíricamente y sin un dimensionamiento previo sin tensionamiento. Eficiencia? Fiabilidad?  De hecho fue un mecanismo de falla muy superficial después de solamente medio año de instalación y todavía sin ser sometido a cargas sísmicas (supuestamente “solamente” influencia por agua)… Durabilidad?  Interrogante: Costo-beneficio de esta inversión. Mantenimiento, repetición obras, continua la amenaza Que pasaría en casos de sismos??? 13
  14. 14. Caso de concreto lanzado („Shotcrete“)  Criterio ambiental: Estética / impacto visual  Criterios técnicos: Geohidrología / durabilidad / acceso / sismicidad / mantenimiento / inclinación +/- vertical y casos especiales / susceptibilidades.  Costos: Costos mayores por reparaciones y repetición de obra a mayor plazo / patrón anclaje 1.5m x 1.5m máx.
  15. 15. … impacto visual !Sostenibilidad / Impacto ambiental? Ej. Medellín 15
  16. 16. … durabilidad …?Sostenibilidad / Impacto ambiental? Ej. México 16
  17. 17. … costos totales, visto a largo plazo …?Sostenibilidad / Impacto ambiental? 17
  18. 18. Sistema TECCO ® (acero min. 1770 N/mm2)  Criterios técnicos: Acceso para perforacion / anclaje / instalación / dimensionamiento de sistema flexible  Inversión: Depende del mécanismo de falla y altura de talud o corte  Video: Caso de emergencia CCR Brasil  Ej. Brasil 18
  19. 19. Sistema flexible estabilizador TECCO®Características técnicas:  Sistema flexible estabilizador de alambre de acero de alta resistencia: Límite elástico mínimo 1770 N/mm2 (EN 10264-2)  Resistencia de todas las interfaces del sistema garantizadas (www.ilac.org  Instituto LGA, Alemánia)  Permite mayor separación entre pernos comparado a concreto lanzado  Protección contra la corrosión tipo Zn/Al (+ aditivos especiales)Ventajas:  Concepto de dimensionamiento (metodos convencionales + RUVOLUM)  Permite pre-tensión parcial al cabezal del perno, evita deformaciones  Libre de mantenimiento usualmente  Integración con el medio ambiente / Re-vegetación  Alta capacidad de soporte que permite sustituir el concreto lanzadoBeneficio:  Intervención minima, fiable y sustentable, evitando impacto visual  Menor tiempo de instalación  Menor costo total evaluado a largo plazo  costo-eficiente
  20. 20. ‹Nr.›
  21. 21. Universalidad del sistema TECCO®Estabilización en roca y en suelo  Dependiendo del caso con control erosión (geomantos naturales o sintéticos) y re-vegetación  Resistencia garantizada de interfaces 21
  22. 22. Sistema TECCO® es desarrollado y maduro  Optimización de sistema antiguo   Ensayos a escala real para (redes de cables anclados) y utilizar determinar resistencia y evaluar esta experiencia > 1960 el comportamiento del sistema  Teoría verificado por ensayos de modelo   Todos los componentes fueron optimizados y probados  = “Sistema”   Reportes de Instituto LGA, acreditado por ILAC www.ilac.org 150 kN/m 30 kN 90 kN180 kN 22
  23. 23. Diseño y dimensionado del sistema TECCO® Sistema TECCO® + Método de Diseño = Solución integral RUVOLUM® Concepto de dimensionado (en base de normas EUROCODE 7, DIN, SIA)+ Metodos convencionales 23
  24. 24. Solución combinada TECCO + vigas deconcreto con anclajes activos 24
  25. 25. Solución combinada TECCO + vigas deconcreto con anclajes activos 25
  26. 26. TECCO® sustituye al concreto lanzado  Sustitución de concreto lanzado (caso después solo 10 años) por solución sustentable y duradera TECCO  Re-vegetación / respeta aspectos visuales y ambientales 26
  27. 27. Ej. Caso Túnel Morro Agudo, Brasil 27
  28. 28. TECCO® permite una solución verdeCombinación con re-vegetación (acelerada o natural) 28
  29. 29. Ej. Caso Monte Rosa / Cali, ColombiaMecanismos de falla y riesgos asociados  Video: Falla de talud 29
  30. 30. Ej. Caso Monte Rosa / Cali, ColombiaEstabilización con Sistema TECCO® (sin mantenimiento)  Varias alternativas fueron evaluadas  Sustitución de concreto lanzado / Shotcrete) 30
  31. 31. Estabilización o contención de bloquesSistema SPIDER ®Sistema flexible de alta resistencia de protección contra mecanismos de falla en roca en combinación con pernos de anclaje („rock-bolts“) 31
  32. 32. Fallas planares / de cuñas en roca  Video:Rodovia RJ-SP, Brasil Rockslide EEUU 32
  33. 33. El sistema de protección SPIDER® 33
  34. 34. Resistencia a tracción de la red SPIDER® S4 Resistencia a tracción de red SPIDER® S4: 220 kN/m 34
  35. 35. Resistencia a transmisión local de esfuerzosResistencia a transmisión local de esfuerzos: ZR = 60 kN 35
  36. 36. Aceptación del concepto RUVOLUM® ROCKConcepto de dimensionado RUVOLUM® ROCK  Para dimensionado del sistema SPIDER®  Publicado, reconocido y aprobado en nivel internacional  Base: Ensayos de laboratorio y a escala real  Cálculo Equilibrio limite / Block-Slide-Method 36
  37. 37. Aplicación de sistema SPIDER® 37
  38. 38. Aplicación de sistema SPIDER®Proyecto Ballobar, España 38
  39. 39. Protección contra impactos de rocasBarreras dinámicas contra caídas de rocasSistemas dinámicos con aprobación conforme a Normativa reconocida 39
  40. 40. Fallas de vallas “genéricas”… 40
  41. 41. Ej. CAIQUERO: „Barrera copiada“ oxidada… 41
  42. 42. Ej. CAIQUERO: Falla estructural, riesgos… 42
  43. 43. Retro-Análisis de caídas de bloques Retro-Análisis para “Barrera Pirata” en zona CAIQUERO:   Método observacional + Programa Rockfall 6.1 (bi-dim.)   Diámetro de bloque 0.3 a 0.5 m   Energía aprox. < 3 kJ (impacto 2010) Conclusiones:   Impacto muy pequeño, aún letal   Barrera sin garantía, capacidad desconocida   Daños estructurales, corrosión   Capacidad restante no fiable   Ya requiere mantenimiento   Mala inversión  Falla total ocurrió en 2011 43
  44. 44. Ej. CAIQUERO: Falla de „barrera copiada“… 44
  45. 45. Ej. CAIQUERO: Falla de „barrera copiada“… 45
  46. 46. Túneles falsos  Costos: Barreras aprobadas: 30 - 90% más económicas  Tiempo construcción: Barreras son 3 – 10 veces más rápidas de implementar Proyecto Axenstrasse
  47. 47. Túneles falsos   Criterio técnico: Túneles falsos / de concreto armado tienen una capacidad muy limitada para absorción de energíaChüebalmtunnel 4.01.2003 Axenstrasse 11.02.2003
  48. 48. Túneles convencionales  Criterio técnico: No siempre es la única solución hacer un túnel, existen alternativas tipo “open cut” o excavaciones adecuadas, además los túneles representan usualmente obras de alta complejidad con incertidumbres considerables  Criterio económico: Túneles convencionales representan obras de mayor inversión tanto relacionado a la obra inicial (incertidum- bres) como al mantenimiento / operación y seguridad,  Criterio de seguridad: Túneles convencionales (apropriadamente diseñados, ver normas internacionales) requieren medidas e inversiones considerables relacionado a ventilación, señalización, observación, medidas de emergencia y de seguridad etc.
  49. 49. Impacto a sistema flexibleDeformación y elongación para disipar energía: W = F x d Proceso de impactodinámico, de frenado,absorción de energía, y de contención 49
  50. 50. História y experiencia especial de Suiza(Geobrugg, 2007)
  51. 51. História y experiencia especial de Suiza (Geobrugg, 2007) Ensayos de aprobación en teleféricoinclinado en Beckenried, Suiza, desde año 1985 hasta 2000 Ensayos de aprobación en caída libre en Walenstadt, Suiza, a partir del año 2001, con publicación de Normativa SAEFL/WSL
  52. 52. Evolución por tecnología de red de anillosAbsorción de energía por deformación elástica y plásticaAlambre de acero de alta resistencia: mín. 1’770 N/mm2 52
  53. 53. Pruebas VERTICALES a escala real  Reproducibles y lógicas, caso de mayor exigencia   Confiabilidad y seguridad ! 53
  54. 54. ‹Nr.›
  55. 55. Prueba vertical de 5‘000 kJ 55
  56. 56. Prueba vertical – Norma EuropeaEnsayo realizado con presencia de 450 expertos de 46 países !!!Último record mundialel 10 OCT 2011:  Masa de 20’000 kg  Caída libre de 43 m  105 km/h (= 29 m/s)  Energía de 8’000 kJ  Max. elong. 8.5 m 56
  57. 57. Aplicación en proyectos vialesMinimización, reducción o mitigación de riesgos por desprendimiento de rocas / impactos dinámicos / impactos múltiples 57
  58. 58. Aplicación en proyectos viales 58
  59. 59. Proyecto CAMINO MONSERRATE, BogotáProtección de sendero peatonal de monumento nacional 59
  60. 60. Proyecto CAMINO MONSERRATE, BogotáEstado actual: Parque Nacional 60
  61. 61. Proyecto CAMINO MONSERRATE, BogotáEstado actual: Parque Nacional 61
  62. 62. Proyecto especial: “tailor-made solution”Proyecto PONTIS, Suiza:  Sustitución de Túnel falso por Barrera Dinámica (2000 kJ) por aprox. 1/9 de costos totales instalados  Diseño especial del sistema hecho por WSL y Geobrugg Parque Nacional 62
  63. 63. Proyecto especial: “tailor-made solution”Ingeniería y diseño:  Finite element software FARO (PhD Thesis ETH Zürich)  Rockfall of 2000 kJ on every critical location within system  Deflection values defined the position of the system
  64. 64. Proyecto especial: “tailor-made solution”Casos de carga de diseño:  Snow loads (4 kN/m2) taken into account (1’000 m a.s.l.)  100% of maximal snow load (left)  33% of maximal snow load and rockfall (right)
  65. 65. Proyecto especial: “tailor-made solution”Diseño detallado con 3D CAD software:
  66. 66. Proyecto especial: “tailor-made solution” Parque Nacional 66
  67. 67. Las barreras Geobrugg funcionan como deben 67
  68. 68. Y esto gracias a aprobación y calidad 68
  69. 69. Protección contra “debris flow”Barreras dinámicas contra flujo de detritos (“debris flow”)Sistemas dinámicos de alta eficiencia aprobados a escala real y con dimensionado
  70. 70. Ejemplos de amenaza y consecuenciasDestrucción y obstrucción de vías:
  71. 71. Ejemplos de amenaza y consecuencias
  72. 72. Ejemplos de amenaza y consecuenciasVal Schluein (GR / Suiza), 2004: Destrucción de puente y fundación
  73. 73. Distintos casos de cargaIlustración de distintos casos de carga entre«Masa distribuida / Flujo» y «Masa concentrada / Caído»: 73
  74. 74. ‹Nr.›
  75. 75. Caso con 1 Barrera individualRetención de volúmenes: …1‘000…2‘000… m3, depende del diseño, espacio disponible, altura de barrera
  76. 76. Caso con 1 Barrera individual, Perú: 18’000 m3Proyecto ALPAMARCA:
  77. 77. Caso con varias barreras “escalonadas”Proyecto Hasliberg, Suiza: 13 barreras (Lmax. 25 m, Amax. 7 m)
  78. 78. Proyecto CASA TEJA, Colombia2 barrerasdinámicastipo VX-spec
  79. 79. Proyecto PORTAINE, España9 barreras implementadas en concepto multi-nivel, protegiendo una vía de montaña hacia un resort turístico, han retenido ya 2 eventos mayores
  80. 80. Proyecto OSORIO, Venezuela50% de costo total comparado a dique masivo de concreto armadoIntegración perfecta al medio ambiente
  81. 81. 5. Protección contra corrosiónSUPERCOATING®(95%Zn / 5%Al)ULTRACOATING®(94.5%Zn / 5%Al / 0.5% aditivos especiales) 81
  82. 82. Concepto básicoObjetivo general:  Concepto “balanceado y armonizado” para todos los componentes de un sistemaTecnología de punta:  Para protección de alambres de acero, en nuestro caso:  95% Zn + 5% Al = GEOBRUGG SUPERCOATING (para diámetros 2, 3 y 4 mm)  94.5% Zn + 5% Al + 0.5% Aditivos especiales = GEOBRUGG ULTRACOATING (para diámetros 2 82
  83. 83. Concepto básicoAlambre de acero de alta resistencia: «Netting elements»  Experiencia > 25 años con GEOBRUGG SUPERCOATING® = 95% Zn + 5% Al con 150 g/m2  Según normas: EN 10264-2 / EN 10244-2 (Steel wire and wire products / Metallic coatings on steel wires)Otros componentes: «Basic steel elements» Galvanización según DIN EN ISO 1461 83
  84. 84. SUPERCOATING (Zn/Al) versus GalvanizadoGEOBRUGG SUPERCOATING  Ensayos de campo  Analizas de laboratorio NaCl, SO2 (DIN)  Cobertura: ≥ 150 g/m2  Degradación en condiciones “normales”:  Galvanización: 5 g/m2  95%Zn+5%Al: 2 g/m2 Zn/Al = GEOBRUGG SUPERCOATING®: Factor 3 a 4… mejor ! 84
  85. 85. GEOBRUGG ULTRACOATING Protección contra corrosión 85
  86. 86. Estabilización de taludesRequisito técnico 8:Calificación y responsabilidad del fabricante  Certificación gestión de calidad ISO 9001:2008  Certificación de conformidad de materiales EN 10204-2.1 “Certificates of Conformity”  Seguro de responsabilidad civil que es internacionalmente vigente con USD 50 millones 86
  87. 87. ImportanteObjetivo de medidas de mitigación / protección  Seguridad de usuarios  Eficiencia de operación vial  Sustentabilidad de inversiones  Costo-eficiencia de sistemas  Durabilidad a largo plazo  Minimizar mantenimiento  Sustento técnico y dimensionamiento  Ética y responsabilidad  GEOBRUGG AG tiene seguro de responsabilidad civil, internacionalmente vigente, de USD 50 millones 87
  88. 88. GEOBRUGG AG – Sistemas de ProtecciónMuchas gracias ! 88
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