I Congreso de Infraestructura Vial Centro

SISTEMAS CONTRA CAÍDA DE ROCAS PARA MITIGACIÓN DE RIESGOS GEOTÉCNICOS

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136 Años

100 Países

5 Continentes

Por mas 136 años, Maccaferri ha investigado y ha desarrollado soluciones para resolver los problemas relacionados con la Ingeniería Civil y el mercado de la construcción.

La sede mundial de Maccaferri se encuentra en Bolonia, Italia. La empresa tiene operaciones en mas de 100 países de todo el mundo.

La empresa promueve los productos más sofisticados de alta calidad como: productos de malla de doble torsión hexagonal de acero, geo sintéticos, fibras - en los cinco continentes.

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Maccaferri Rockfall El sistema MacRo® (Maccaferri RockFall Protection System) proporciona una respuesta a las más diversas necesidades, combinando innovación industrial e investigaciones tecnológicas avanzadas con relación a proyectos. Fue desarrollado para sanar todo y cualquier problema contra la caída de bloques que se desprenden de los taludes así como los colapsos e inestabilidades superficiales.

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Maccaferri Rockfall

Estabilidad superficial de taludes

Revestimiento Simple Revestimiento Cortical

ROCKFALL

Barreras de protección

Barreras dinámicas Barreras estáticas

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Maccaferri Rockfall Estabilidad superficial de taludes

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Revestimiento simple (control de detritos) Tiene como objetivo controlar la caída de bloques de tamaño pequeño que se desprenden del talud rocoso. Los anclajes y cables de acero pueden ser instalados solamente en el borde del talud sin función estabilizante.

* Es recomendable tener una trinchera en el pie del talud.

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Revestimiento simple

En caso los bloques se desprendan, la protección controla el movimiento.

Red de Protección

Así, los bloques caen en el perímetro entre la protección y la superficie y después se quedan depositados en el pie del talud.

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Revestimiento Simple

• •

Anclaje Superior Cable de Acero min. 16.0 mm

Red de alta resistencia SteelGrid

Anclaje Inferior Cable de Acero min. 12.0 o 16.0 mm

ROCA

Perno de Anclaje (profundidad a confirmar*)

* Tenemos disponible un Software para el cálculo del cable y la varificación de los anclajes.

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Revestimiento Simple

•

Anclaje Superior Cable de Acero min. 16.0 mm

MacMat R ROCA / SUELO

Anclaje Inferior Cable de Acero min. 12.0 o 16.0 mm

Perno de Anclaje (profundidad a confirmar*)

* Tenemos disponible un Software para el cálculo del cable y la varificación de los anclajes.

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Urb. La Planicie – Carabayllo, Lima Red de alta resistencia 8x10 2.7mm Galfan

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Revestimiento cortical Tiene como objetivo (protección, estabilización y control de instabilidades superficiales) evitar la degradación de la superficie y el movimiento de las rocas presentes en los taludes con el auxilio de anclajes y mallas. Los anclajes tienen una función estructural de estabilización superficial.

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Revestimiento cortical

En caso ocurra un desprendimiento, los bloques quedan delimitados por los anclajes, y la malla que debe poseer la rigidez necesaria, contiene los bloques minimizando otros movimientos. De esta manera, se evita la propagación de la inestabilidad.

Placas de anclaje

Red de Protección

Pernos de anclaje

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Revestimiento Cortical

Anclaje Superior Cable de Acero min. 16.0 mm

SteelGrid

Anclaje Inferior Cable de Acero min. 12.0 o 16.0 mm

ROCA

Perno de Anclaje (profundidad y distribución a definir)

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Revestimiento Cortical HEA PANEL

ROCA

Rede DT con HEA Panel

Perno de Anclaje (profundidad y distribución a definir)

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C.H. Cerro del Águila – Tayacaja, Huancavelica MacMat R 8x10

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Proy. Residencial Poseidón Pucusana, Lima Red de alta resistencia 8x10 3.0mm GPVC

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Maccaferri Rockfall Estabilidad superficial de taludes (Productos)

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Red de alta resistencia

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Red de alta resistencia

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Red de alta resistencia

6x8 8x10

10x12

Ø 2.40mm Ø 2.70mm Ø 3.00mm

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Red de alta resistencia reforzada con cables de acero de 8 mm dispuestos longitudinalmente

SteelGrid HR

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SteelGrid HR

a cada 2.00 m

a cada 0.50 m

a cada 1.00 m

a cada 0.30 m

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SteelGrid HR

8x10 Los cables de acero son entrelazados por

entre los hexágonos de la malla doble torsión durante el proceso de fabricación.

Ø 2.70mm Ø 3.00mm

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Cable de Acero

HEA Panel (High Energy Absorption)

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Red hecha de cables de acero en forma romboidal y en todas las intersecciones son hechos nudos formados por dos ligazones, cada una obtenida por un par de hilos de acero.

HEA Panel (High Energy Absorption)

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HEA Panel (High Energy Absorption)

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HEA Panel (High Energy Absorption)

disponible en tres versiones 250 x 250mm, 300 x 300mm y 400 x 400mm. Estos distanciamientos se refieren a las dilataciones entre las intersecciones hechas a través de los nudos dobles.

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HEA Panel (High Energy Absorption)

Ø 8 o 10 mm El diámetro del cable de acero que compone el HEA, puede ser de 8 o 10 mm

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Características • Resistencia a la tracción

Cuando bloques inestables se desprenden en la superficie protegida a través de mallas y pernos, la malla debe ejercer la función de contener los bloques.

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Características • Rigidez El esfuerzo de punción es la fuerza de los bloques empujando la malla.

El nivel de rigidez, es cuan inflexible la malla es, o sea, cual es el límite de su alargamiento cuando sufre un esfuerzo de punción.

I Congreso de Infraestructura Vial Centro Por qué cables de acero?

Insertar

cables

de

acero

mejora el comportamiento de la malla.

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34 A 53 kN/m Red de alta resistencia

53 a 170 kN/m SteelGrid®

156 a 299 kN/m HEA Panel

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Maccaferri Rockfall Estabilidad superficial de taludes (Dimensionamiento)

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Revestimiento Simple Software MACRO 2

I Congreso de Infraestructura Vial Centro Software MACRO 2

El proyecto de un sistema de protección superficial debe considerar la cantidad real de detritos a ser contenido, teniendo en cuenta la tensión sobre la malla de protección y los coeficientes parciales de seguridad recomendados..

I Congreso de Infraestructura Vial Centro Software MACRO 2 Pendiente del talud

Altura total Altura acumulada Ancho acumulado Ángulo de acumulación Ángulo de fricción de detritos Peso unitario de detritos Ángulo de fricción entre la malla y el talud

Superficie: • Rugosa • Ondulada • Plana

𝛿 = 60° 𝛿 = 36° 𝑎 59° 𝛿 = 25° 𝑎 35°

I Congreso de Infraestructura Vial Centro Software MACRO 2

Elegir el tipo de malla

I Congreso de Infraestructura Vial Centro Software MACRO 2 Espaciamiento de pernos

Especificaciones del cable

Especificaciones del perno

I Congreso de Infraestructura Vial Centro Software MACRO 2

S.F. reducción: • Propiedades de la malla • Propiedades del cable • Propiedades del perno

S.F. amplificación: • Cargas

Estos S.F. adopta valores sugeridos por EUROCODE EC7

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Verificación:

1. Resistencia de la malla.

Anclaje Intermedio

Anclaje Lateral

2. Resistencia del cable superior soportando la

Cable superior

malla. 3. Resistencia de los anclajes intermedios. 4. Resistencia de los anclajes laterales.

Malla

I Congreso de Infraestructura Vial Centro Principio de diseño • Dimensionamiento de la malla (Muhunthan B. et al. – Washington State, 2005) Mallaresistencia a la tracción ≥

Cargadetritos + Carganieve + Pesomalla

• Dimensionamiento del cable (Teoría de la Catenaria) • Dimensionamiento de los anclajes (Teoría de Bustamante Doix)

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Informe

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Revestimiento Cortical Software MACRO 1

I Congreso de Infraestructura Vial Centro Software MACRO 1

El proyecto de un Refuerzo Cortical requiere el conocimiento del trabajo que va a realizar los anclajes y la malla. El punto importante en estos proyectos es equilibrar correctamente el trabajo de la malla y de los anclajes.

I Congreso de Infraestructura Vial Centro Software MACRO 1

Pendiente del talud Espesor de la superficie inestable Densidad de la roca Inclinación de la superficie más inestable Esfuerzo a la compresión desconfinada Coeficiente de rugosidad

Coeficiente de aceleración sísmica

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I Congreso de Infraestructura Vial Centro Software MACRO 1

Elegir el tipo de malla

I Congreso de Infraestructura Vial Centro Software MACRO 1

Espaciamiento de pernos

Características de los anclajes

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Sistema de Anclaje

Verificación:

1. Resistencia de los anclajes. 2. Resistencia de la malla (Estado Límite Último)

Malla

3. Resistencia de la malla (Estado Límite de Servicio)

Objetivo: a partir de un volumen potencial de masa inestable en la superficie, dimensionar un sistema (anclaje + malla) suficiente para estabilizar esta superficie.

I Congreso de Infraestructura Vial Centro Principio de diseño • Dimensionamiento de los anclajes (Longitud y diámetro)

• Dimensionamiento de la malla (ELU) • Dimensionamiento de la malla (ELS)

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Informe

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Maccaferri Rockfall Estabilidad superficial de taludes (Recomendaciones)

I Congreso de Infraestructura Vial Centro 1.0 m

Geometría del sistema de anclajes

Mínimo

Por lo menos 1.0 m de la zona libre en la parte superior

I Congreso de Infraestructura Vial Centro Geometría del sistema superior de sostenimiento

Cable superior horizontal Anclaje superior

3-4m

Cable superior horizontal

0.2 – 0.3 m Malha

Malla

Catenaria del cable superior 0.2 – 0.3 m Diámetro del cable superior 12 – 16 mm (máx. 20 mm) Espaciamiento entre anclajes 3 - 4 m (máx. 2 – 6 m)

Anclaje superior

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Tajo de Antamina - San Marcos, Áncash SteelGrid HR30

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Túnel Santa Rosa - Rímac, Lima Red de alta resistencia 8x10 3.0mm GPVC

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Maccaferri Rockfall Barreras de protección

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Barreras dinámicas (caída de rocas)

Barreras de geometría variable son muchas veces la mejor solución en casos donde es imposible controlar la caída de rocas.

Ellas pueden ser escogidas en relación a la energía del fenómeno de la caída de la roca (500 a 8500 kJ). Las barreras de protección tienen como función interceptar bloques rocosos de grande porte (hasta 6.0 m³).

I Congreso de Infraestructura Vial Centro ALINEAMENTO – VISTA GENERAL

Dissipadores de energia em cabos longitudinais superiores

Cabos de apoio superiores

Cabo de apoio superior

Subida

Poste Cabos longitudinais superiores

Cabos longitudinais superiores

Cabo lateral da junção Cabo de apoio lateral

Dissipadores de energia dos cabos longitudinais inferiores Descida

Cabos longitudinais superiores

Cabos longitudinais inferiores Cabo lateral da junção

Cabo lateral da junção

I Congreso de Infraestructura Vial Centro LÍNEA GUÍA EUROPEA ETAG 027 1- El conocimiento de una barrera es posible a través de ensayos de impacto de acuerdo con ETAG 27; 2- ETAG no es una normalización, es una directriz! ETAG European Technical Approval Guideline No. 027 - GUIDELINE FOR EUROPEAN TECHNICAL APPROVAL OF FALLING ROCK PROTECTION KITS

I Congreso de Infraestructura Vial Centro Test de ensayo

LÍNEA GUÍA EUROPEA ETAG 027

I Congreso de Infraestructura Vial Centro LÍNEA GUÍA EUROPEA ETAG 027 Testes en Campo

Dimensión del bloque

Teste vertical

Velocidad de caída ≥ 25 m/s

Energía

1 2 Ec   m Vimpact 2

I Congreso de Infraestructura Vial Centro Los ensayos en campo están conducidos a una barrera dividida en 3 módulos distribuidos en línea recta, los

LÍNEA GUÍA EUROPEA ETAG 027

cuales deben ser espaciados considerando el largo mínimo de las barreras (10.0m).

Configuración de la barrera en el campo de ensayo Poste lateral

i/2

Poste lateral

hN /2 h N

Vista frontal post interax =i

Poste intermedio Vista en planta

Poste intermedio

I Congreso de Infraestructura Vial Centro LÍNEA GUÍA EUROPEA ETAG 027 0°   90° -20°    +20°



Altura nominal de la barrera



Altura residual de la barrera (después del impacto)

I Congreso de Infraestructura Vial Centro LÍNEA GUÍA EUROPEA ETAG 027 



Las barreras MACCAFERRI tienen el menor alongamiento. Más seguridad cuando es instalada cerca de una infraestructura.

I Congreso de Infraestructura Vial Centro SON REQUERIDOS 2 NIVELES DE ENERGIA POR LA ETAG 027

MEL - Maximum Energy Level (Estado Límite Máximo) La barrera debe interceptar el bloque rocoso con el nivel máximo de energía. La altura residual del panel después del impacto indica la calidad de la barrera.

SEL - Service Energy Level (Estado Limite de Servicio) La barrera debe interceptar dos impactos del bloque rocoso con 1/3 del MEL sin daños.

La altura residual del panel después del primer impacto debe ser superior al 70%. El segundo impacto solamente debe interceptar a roca.

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Trabajo con daños Estado máximo de energía

Trabajo sin daños Nivel de energía de servicio

I Congreso de Infraestructura Vial Centro Características de las barreras dinámicas

Tipo de Barrera

Capacidad de Soporte

Alturas Padrón (m)

RMC 050/A

500 kJ

3.0 – 3.5 m.

RMC 100/A

1000 kJ

3.5 – 4.0 m.

RMC 200/A

2000 kJ

4.0 – 4.5 – 5.0 m.

RMC 300/A

3000 kJ

5.0 – 5.5 – 6.0 m.

RMC 500/A

5000 kJ

6.0 – 6.5 – 7.0 m.

RMC 850/A

8500 kJ

7.0 – 7.5 – 8.0 m

I Congreso de Infraestructura Vial Centro Dimensionamiento

I Congreso de Infraestructura Vial Centro Dimensionamiento Con el software se busca determinar la: o Altura máxima de la trayectoria del bloques o Velocidad máxima

I Congreso de Infraestructura Vial Centro Dimensionamiento Con los datos obtenidos del MacRo,

se

calcular

la

procede energía

a del

bloque y se determina de acuerdo

al

criterio

seleccionado (MEL o SEL), el tipo de barrera a utilizar.

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C.H. Huanza – Huanza, Lima RB750 - h=4.00m, RB1500 - h=5.00m, RB1500 - h=4.00m

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Poza Margot – Yanacocha, Cajamarca RMC 050/A – h=3.00m (L=140 m.)

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Nueva Fuerabamba – Challhuahuacho, Apurímac RMC 100/A – h=4.00m

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Túnel Santa Rosa – Rímac, Lima RB 750 – h=3.00m (L=220 m.)

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Barreras dinámicas (flujo de detritos) Barreras de geometría variable, son la mejor solución cuando es imposible controlar la caída de masas de lodo, agua (flujo de detritos)

y

masas

sólidas.

Ellas pueden ser escogidas en

relación al esfuerzo transmitido por la masa a interceptar, desde los 80 kPa hasta los 200 kPa.

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Barreras dinámicas (flujo de detritos)

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Barreras Estáticas La principal propiedad de funcionamento es la absorción de grandes energias de impacto de bloques sin que haya movimiento.

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Barreras Estáticas Los aterros tienen la misma función de las barreras dinámicas, o sea, interceptar los bloques rocosos de grande tamaño (hasta 4.0 m³) y debris-flow que se desprenden de los taludes.

I Congreso de Infraestructura Vial Centro Estos sistemas pasivos son una solución ideal cuando no es posible trabajar directamente en el talud y cuando hay espacio suficiente para una estructura de

protección con el mejor beneficio del medio ambiente.

Ventajas de aterros: - Resisten a impactos de niveles de energía muy altos (> 3000 kJ); - Resisten a impactos múltiples de nivel máximo de energía; - Exigen poco mantenimiento; - Pueden ser totalmente verdes.

Desventajas: - Exigen grandes fundaciones;

- Exigen declive suave para ser colocado; - Necesitan de material para el relleno.

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Para definir la mejor posición se debe tener

en cuenta varios factores:

- Trayectoria de caída; - Área apropiada de fundación; - Problemas geológicos existentes (flujo, flujo de detritos, erosión); - Los problemas ambientales, el impacto visual; - Disponibilidad de suelo; - Mantenimiento.

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Chancadora Primaria Antamina – San Marcos, Áncash Terramesh System h=20.0 m, Energía 4500 kJ

I Congreso de Infraestructura Vial Centro En conclusión ……. •

Por las condiciones geográficas de nuestro país, existen muchos proyectos (carreteras, minería, edificaciones) en los cuales la incorporación de soluciones para mitigar el riesgo de caída de bloques es esencial

•

Maccaferri posee una gran variedad de soluciones que se adecúan según las condiciones de cada proyecto, asegurando así la integridad de los mismos.

•

Este tipo de soluciones se contemplan como SOLUCIONES DE MITIGACIÓN DE RIESGOS, no son soluciones que se deban aplicar una vez hayan ocurrido accidentes.

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GRACIAS POR LA ATENCIÓN PRESTADA

I Congreso de Infraestructura Vial Centro INFORMACIÓN DEL EXPOSITOR: Officine Maccaferri

Ing. Luis Arana Fajardo e-mail: [email protected]

Worldwide

Tel.: (51-1) 201 1060 Fax: (51-1) 201 1060 anexo 212 Cel.: (51-1) 962338336 web site: www.maccaferri.com.pe

A M É R I C A

L A T I N A