Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Extensión Porlamar
MOVIMIENTO DE TIERRA EN LA CONFORMACIÓN DE TERRAZAS Y EL USO DE MAQUINARIAS
Integrantes
Porlamar, 14 de e!rero del "#1$
%os movimientos de tierra son a&uellas acciones &ue reali'a el (om!re )ara variar o modi*icar la to)ogra*+a de un rea, *a-a o 'ona, con vista a ado)tarla al )ro.e )r o.ecto cto )r )rev eviam iamen ente te co con*e n*ecc ccion ionad ado, o, gen genera eralme lment nte e de *o *orma rma mec mecan ani'a i'ada da,, mediante el em)leo de ma&uinarias diseñadas es)ecialmente con esta *inalidad/ Estas se )ueden clasi*icar en0
on*orm on *ormacio aciones0 nes0 en esta estas s no se )rod )roduce uce modi modi*ica *icación ción sustancial sustancial de la to)o to )ogra gra*+a *+a,, ge gene neral ralmen mente te se ev evita itan n cam cam!io !ios s !r !rus uscos cos,, &u &ue e no ex exist istan an o&uedades, riscos, !arrancos, etc/, &ue di*iculten o )ongan en )eligro la vida de las )ersonas
Ex)lana Ex) lanacion ciones0 es0 en est estas as si se aco acomete meten n gran grandes des modi*icacio modi*icaciones nes de la to)ogra*+a lo cual conlleva al movimiento de grandes vol2menes de tierras 3excavaciones . rellenos
%as ex)lanaciones se e-ecutan usando el suelo como )rinci)al material de construcción construc ción em)leado las denomin denominadas adas m&uinas de movimient movimientos os de tierras, las técnicas técn icas con constru structiv ctivas, as, las estr estrateg ategias ias . medi medidas das org organi' ani'ativ ativas as idón idóneas, eas, &ue aseguren su construcción en menor )la'o )osi!le . m+nimos costos/
%as ex)lanaciones ex)lanaciones se e-ecutan reali'ando reali'ando “estructuras de tierra .5o roca” estas no son ms &ue rellenos construidos con materiales terreos .5o )étreos naturales o arti*iciales 3asimila!les com)actados a mxima densidad con el o!-etivo de servir de a)o.o de las o!ras viales . estructurales/ Se clasi*ican en
6erra erra)le )lenes nes . terr terra'as a'as00 em)l em)leand eando o mate material riales es de rell relleno eno,, gen general eralment mente e usando suelos naturales de calidad adecuada
Escolleras0 estructuras *ormadas )or rocas de granulometr+a uni*orme, . de gran tamaño
Pedr Pe dra) a)le lene nes0 s0 es estr truc uctu tura ra mi mixt xta a *o *orm rmad ada a )o )orr ro roca cas s de gr gran anul ulom omet etr+ r+a a distr di stri!u i!uida ida . su suel elos os se selec leccio ciona nados dos,, con una est estruc ructur tura a de es& es&ue uelet leto o resistente/
Terraplén Se denomina terra)lén a la tierra con &ue se rellena un terreno )ara levantar su nivel . *ormar un )lano de a)o.o adecuado )ara (acer una o!ra/ El terra)lé terra)lén n est constituido )rinci)almente )or0
oronación0 es la ca)a su)erior al terra)lén, so!re la &ue se a)o.a el *irme, con un es)esor m+nimo de " tongadas . siem)re ma.or de 7# cm/ En esta )arte se dis)one los me-ores suelos del terra)lén, es decir, a&uellos &ue no
sean )lsticos o tiendan a res&ue!ra-arse o a asentarse/ 82cle 82 cleo0 o0 'o 'ona na (e (ec( c(a a con ca ca)as )as de sue suelo lo co com)a m)act ctado ados s se selec lecci cion onad ados os
de!idamente colocados . com)actados a mxima densidad imiento0 es la )arte in*erior del terra)lén en contacto con la su)er*icie de
a)o.o/ Su es)esor ser como m+nimo de 1 metro/ 9erma0 es un elemento esta!ili'ador esta!ili'ador de los taludes en relleno del terra)lén . )rotector contra las inundaciones
Terrazas: %as terra'as son los terra)lenes *ormados entre los !ordos de tierra, o la com!inac com! inación ión de !or !ordos dos . cana canales, les, con constru struidos idos en sen sentido tido )er)endic )er)endicular ular a la )endiente del terreno cu.o o!-etivo )rinci)al son: reducir la erosión del suelo, aumentar la in*iltración del agua en el suelo )ara &ue )ueda ser utili'ada )or los cultivos, disminuir el volumen de escurrimiento &ue llega a las construcciones aguas agua s a!a a!a-o, -o, desa desalo-a lo-arr las exc excede edencia ncias s de agu agua a su) su)er*i er*icia ciall a velo velocida cidades des no erosi er osiva vas, s, re reduc ducir ir el co conte ntenid nido o de se sedim dimen entos tos en las ag aguas uas de esc escorr orrent ent+a +a . me-orar la su)er*icie de los terrenos, acondicionndola )ara las la!ores agr+colas/
Para &ue un sistema de terra'as sea e*ectivo de!e usarse en com!inación con otras )rcticas, tales como0 surcado al contorno, cultivos en *a-as, rotació rotación n de cultivos . un mane-o del suelo a-ustado a su ca)acidad de uso: adems, se re&uiere de un sistema com)leto de mane-o del agua, &ue de!e incluir cauces
em)astados, desag;es su!terrneos, drenes . estructuras de desviación de los excedentes &ue *orman la escorrent+a/ %as terra'as se ada)tan a terrenos con di*erentes caracter+sticas . )ara diseño . construcción de)ende de los *actores como los &ue se )resentan a continuación0
lima0 %as terra'as se ada)tan a condiciones variadas de clima, lo &ue di*iere es el ti)o de sistema a utili'ar/ utili'ar/
Erosión0 %as terra'as se constru.en )ara reducir la erosión del suelo (ast (asta a la tasa tasa de eros erosió ión n mxi mxima ma )erm )ermis isi! i!le le o )ara )ara recu recu)e )era rar r terrenos *uertemente erosionados/ En este caso, la construcción es cost costos osa, a, el mant manten enim imie ient nto o es cons consta tant nte e . las las o)er o)erac acio ione nes s de la!ran'a en general son di*+ciles/
6o)og o)ogra ra*+ *+a0 a0
el
mantenimiento . las di*icultades de la!oreo de las reas terraceadas )ueden incrementarse incrementarse los costos (asta llegar a ser ma.ores &ue los !ene*ic !ene*icios ios &ue )udiera )udieran n o!teners o!tenerse e en un tiem)o tiem)o ra'ona! ra'ona!le/ le/ %os rango rangos s de )endi )endien ente te donde donde .a no es recom recomen enda da!le !le utili utili'a 'arr las terra'as no se determinan )or alguna *órmula, sino )or as)ectos sociales, económicos . técnicos &ue inclu.en la *acilidad de la!oreo . las )rcticas de conservación adicionales )or a)licar, los cuales de!en anali'arse )ara la construcción de terra'as, considerando en todos los casos &ue este sistema reduce la erosión de los suelos/
Pedregosidad0 %os suelos extremadamente )edregosos no )ermiten una una cons constr truc ucci ción ón )rc )rcti tica ca . econ económ ómic ica a de las las terr terra' a'as as con con ma&uinaria: sin em!argo, en estos casos se )ueden construir !ordos de )iedra acomodada )ara tratar ca)tar los excesos de agua . sedimentos en las )artes !a-as de las )arcelas/
Suelos0 %as caracter+sticas del suelo determinan el ti)o de terra'a . de desag;e &ue se de!e utili'ar, as+ como la )ro*undidad de corte tolera! tolera!le le . el es)acia es)aciamien miento to &ue de!e existir existir entre las terra'a terra'as/ s/ >eneralmente, cuando los suelos son )ro*undos . )ermea!les, se )uede construir cual&uier ti)o de terra'a, en cam!io si los suelos son )oco )ro*undos e im)ermea!les, es recomenda!le construir terra'as con gradiente &ue )ermitan la salida de los excesos de agua (acia un cauce natural o arti*icial de!idamente )rotegido/
?is) ?is)on oni! i!il ilid idad ad de ma&u ma&uin inar aria ia o mano mano de o!ra o!ra00 ?e!i ?e!ido do a los los movimi movimien ento tos s de tierr tierra a &ue &ue im)lic im)lica a la cons constru trucci cción ón de terra terra'a 'as, s, algunas veces en las reas de corte a*loran a la su)er*icie materiales no *értiles &ue )ueden (acer )ro(i!itivo alg2n sistema de terra'as/
Clasii!a!i"n #e las $errazas %os sistemas de terra'as se )ueden clasi*icar seg2n la condición de escurrimiento, el ti)o de sección transversal . la clase de desag;e/
Clasificación de terrazas según la condición de escurrimiento.
%a agru)ación est en *unción de las caracter+sticas )luviales . de suelos de cada región: se consideran dos ti)os0 6erra erra'a 'as s con con decl decliv ive e o de dren drenaa-e0 e0 Se util utili' i'an an en rea reas s dond donde e la )reci)itación anual es ma.or de =## mm o las caracter+sticas de )ermea!ilidad . )ro*undidad de los suelos, )ro)ician la acumulación excesiva de agua &ue es necesario desalo-ar (acia una salida natural o arti*icial de!idamente )rotegida 6erra' ra'as
a
nive ivel/
>enera eralmen lmentte
se
reco ecomie mienda ndan
en
reas eas
con
)reci)itaciones menores de =## mm anuales, o donde los suelos son )ro*undos, con !uena )ermea!ilidad . ca)aces de retener toda el agua de lluvia/
Clasificación de las terrazas de acuerdo a la sección transversal.
%a sección transversal transversal est *ormada de un !ordo . de un canal/ %a sección consta de tres )endientes laterales conocidas como0 )endiente de corte, )endiente *rontal . contra)endiente/ Existen cinco ti)os de secciones transversales de las terra'as &ue )ueden ada)tarse a las di*erentes condiciones to)ogr*icas . ecológicas del lugar 1/ 6erra'a erra'as s de !ase !ase anc(a anc(a// Son seccion secciones es transv transvers ersal ales es am)lia am)lias s &ue &ue se constru.en de manera &ue se )ermiten la!orear toda la sección transversal/ %as )endientes del !ordo . el canal se )ro.ectan )ara )ermitir el )aso de la ma&uinaria de acuerdo con el anc(o de la )ro)ia ma&uinaria/ "/ 6erra'a erra'as s de !anc !anco o o !anca !ancales les// %as terra' terra'as as se cons constru tru.en .en )ara *ormar *ormar !ancos o escalones am)lios/ El !ordo tiene el talud aguas a!a-o . de!e ser )rotegi )rotegido do con vegetac vegetación ión )ermane )ermanente/ nte/ Este ti)o de terra'as terra'as a)rovec a)rovec(a (a e*icientemente el agua de lluvia o de riego . *acilita el la!oreo/ @/ 6erra'as de de !ancos alternos/ alternos/ Este Este sistema est constituido constituido )or )or una serie de !ancales construidos en *orma alterna con *a-as de terreno de cultivo o natural donde no se reali'a ning2n movimiento de tierra/ El sistema se diseña )ara me-orar las condiciones del terreno )ara las la!ores agr+colas/ 4/ 6erra erra'a 'as s de !ase !ase ango angost sta a o de *orm *ormac ació ión n suce sucesi siva va// %as %as secc seccio ione nes s transversales estn *ormadas )or un )e&ueño !ordo . un canal a nivel o con )endientes/ El !ordo de la terra'a no se siem!ra, )ero de!e )rotegerse con vegetación )ermanente/ 7/ 6erra'as de de canal am)lio am)lio o de Aingg/ Este Este sistema sistema de terra'as terra'as se *orma *orma )or un rea rea de siem! siem!ra ra . otra otra de escu escurri rrimi mient ento/ o/ El rea rea de siem! siem!ra ra esta esta con*ormada )or un canal am)lio a nivel construido en la )arte !a-a, de*inida como rea de ca)tación/ ca)tación/ Esta terra'a se recomienda recomienda )ara las 'onas ridas donde se de-a un rea de siem!ra . otra de escurrimiento/ El anc(o del cana canall var+a var+a de)en de)endi diend endo o de la )end )endien iente te del del terre terreno no,, la )ro*u )ro*und ndida idad d )ermi )ermisi! si!le le de corte corte,, el anc( anc(o o de la ma&uin ma&uinar aria, ia, el ti)o ti)o de culti cultivo vo . la )reci)itación )luvial de la 'ona/
6erra'as erra'as con desag;e desag;e (acia un cauce cauce em)asta em)astado/ do/ Este sistema de terra'as se caracteri'a )or tener desag;es (acia un cauce natural o em)astado, los cuales )ueden estar u!icados en di*erentes )artes del
terreno 6erra'as con desag;e (acia un sistema de drena-e su!su)er*icial/ Este ti)o de terra'as se caracteri'a )or conducir los excedentes de agua (acia las )artes !a-as, donde )reviamente se (a instalado un sistema de tu!er+a tu!er+a enterra enterrada da con entradas entradas m2lti)les m2lti)les &ue )ermite )ermite desalo desalo-ar -ar los
excesos de agua 6erra'as de a!sorción/ Este sistema es el denominado de terra'as a nivel, donde los excesos de agua se in*iltran a lo largo de las terra'as, a través del )er*il del suelo
Cri$eri%s #e #ise&% #e $errazas Para el diseño de las terra'as, es necesario considerar los as)ectos siguientes0 Es)aciamiento entre terra'as/ Sección transversal a)acidad de almacenamiento . de desag;e de las terra'as/ es)aciam iamien iento to entre entre terra terra'a 'as s de)e de)end nde e Espa!i Espa!ia'i a'ien$ en$% % en$re en$re $erraz $errazas: as: El es)ac )rinci)a )rinci)almen lmente te de la )endie )endiente/ nte/ Sin em!argo em!argo,, tam!ién tam!ién in*lu.e in*lu.e la )reci)it )reci)itació ación n )luvial, la sección transversal de la terra'a, los im)lementos agr+colas &ue se van a utili'ar . el tamaño de las )arcelas/ ?e acuerdo con la sección transversal transversal a construir se de*ine el )rocedimiento )rocedimiento )ara esti estima marr el es)a es)aci ciam amie ient nto o entr entre e terr terra' a'as as// Para Para las las terr terra' a'as as con con secc seccio ione nes s transv transvers ersale ales s de !ase !ase angost angosta, a, !ase !ase anc( anc(a a . !anc !ancos os alter alternos nos se utili' utili'a a el )rocedimiento &ue se )resenta a continuación/ Para las otras terra'as 3!ancales . de canal am)lio, el es)aciamiento se de*inir en los tra!a-os donde se discuten estas/
C(l!)l% #el espa!ia'ien$% en$re $errazas #e *ase an+%s$a0 El es)aciamiento se )uede medir utili'ando la di*erencia de nivel entre ellas, denominado intervalo vertical 3IB o considerando la distancia (ori'ontal entre ellas, &ue se conoce como intervalo (ori'ontal 3IC ex)resado en metros/ >ene >enera ralm lmen ente te el inte interv rval alo o (ori (ori'o 'ont ntal al se mide mide so!r so!re e el terr terren eno o 3dis 3dista tanc ncia ia su)er su)er*ic *icia ial, l, so!re so!re todo todo en terren terrenos os de )oca )oca )end )endien iente te )e&u )e&ueñ eñas as dond donde e la di*e di*ere renc ncia ia entr entre e el IC . la dist distan anci cia a su)e su)er* r*ic icia iall es m+ni m+nima ma// En terr terren eno o con con )endientes altas s+ de!e utili'arse el IC, .a &ue la distancia su)er*icial )uede )rovocar errores considera!les
Mediciones utili'adas )ara el es)aciamiento entre terra'as El intervalo vertical )ara una terra'a de !ase angosta se calcula utili'ando la siguiente *órmula0
?onde0 IB es el intervalo vertical 3m: P es la )endiente media del terreno 3D: @ es un *actor &ue se utili'a en reas donde la )reci)itación anual es menor de 1,"## mm: 4 es el *actor &ue se utili'a en reas donde la )reci)itación anual es ma.or de 1,"## mm: . #/@#7 es el *actor de conversión de unidades 3)ies a metros/ El intervalo (ori'ontal se estima utili'ando la *órmula siguiente0
?onde0 IC es el intervalo (ori'ontal 3m: IB es el intervalo vertical 3m0 . P es la )endiente del terreno 3D/ %os valores de los intervalos vertical . (ori'ontal )ara di*erentes )endientes se muestran en el uadro 1 Sección transversal de la terraza de base angosta
3U!icación de los materiales de )réstamos )ara las terra'as de !ase angosta/
uando el material de )réstamo se o!tiene aguas arri!a del !ordo 3a
Se recomienda )ara suelos con ms de 7# cm de )ro*undidad . )reci)itación alta, .a &ue al seleccionar este sistema, se aumenta la ca)acidad de almacenamiento total de la terra'a .a &ue se consideran los vol2menes de almacenamiento natural . excavación/
uando el material de )réstamo se o!tiene aguas a!a-o del !ordo 3!
En este caso el material )uede )rovenir de una 'an-a o de una sección )ara!ólica, donde lo 2nico &ue se (ace variar es la )ro*undidad de corte, )ara o!tener el volum volumen en de tierr tierra a nece necesar sario io )ara )ara constr construir uir el !ordo !ordo// Este Este )roce )rocedim dimien iento to,, se recomienda cuando se trata de )ro)iciar la *ormación de las terra'as de !anco . cuando la )reci)itación no sea alta, .a &ue la ca)acidad de almacenamiento se reduce )or&ue no se tiene el almacenamiento de excavación . solo se considera el almacenamiento natural/
uando el material de )réstamo se o!tiene tanto de aguas arri!a como de aguas a!a-o del !ordo 3c
Este Este sist sistem ema a de cons constr truc ucci ción ón de terr terra' a'as as,, se reco recomi mien enda da en suel suelos os )oco )oco )ro*undos, .a &ue la )ro*undidad de corte se reduce/ Este ti)o de construcción incrementa ligeramente la ca)acidad de almacenamiento del agua, )or&ue en la )arte aguas arri!a del !ordo se suman los almacenamientos de excavación . natur natural, al, )ero )ero tiene tiene el incon inconven venien iente te &ue se incre incremen menta ta el rea rea &ue &ue cu!re cu!re la sección transversal, lo cual reduce el rea cultiva!le/
Di'ensi%nes #e las $errazas #e *ase an+%s$a %a sección transversal de la terra'a de !ase angosta considera un canal )ara!ólico con un anc(o 31 una )ro*undidad de corte 3C1 . un !ordo con una !ase 39 . una altura del !ordo 3(
Sección transversal de una terra'a de !ase angosta 3'ona de )réstamo agua a!a-o %os !ordos )ueden ser )ara!ólicos o tra)e'oidales . la relación entre la !ase . la altura es de " o @ es a 1/ Esta relación se selecciona de)endiendo de ti)o de suelo . la ca)acidad de almacenamiento deseada/ En el caso de los !ordos ti)o tra)e'oidal se recomienda un corona de "# a @# cm en *unción de su altura/ on las dimensiones de la !ase . la altura del !ordo o el canal se )uede estimar el rea de la sección transversa transversall del canal . del !ordo, &ue al multi)licarla )or un metro de anc(o se determina el volumen de relleno del !ordo o corte del canal 3m@5ml . se multi)lica )or el largo de la terra'a se o!tiene el volumen de corte . relleno de la terra'a/
Capa!i#a# #e al'a!ena'ien$% #e las $errazas #e *ase an+%s$a
3?imensiones )ro)uestas )ara las terra'as de *ormación sucesiva/
a)acidad de almacenamiento0 El volumen de agua )or almacenar de una terra'a de !ase angosta considera los vol2menes de excavación . de em!alse natural como se o!serva en la igura F/ El almacenamiento del em!alse natural es el &ue *orma la su)er*icie del terreno . el !ordo, considerando &ue el material de )réstamo )ara construir éste, se o!tiene de la )arte !a-a . el excavado, cuando dic(o material corres)onde a la )arte de aguas arri!a del !ordo/ ?e acuerdo con el volumen de escurrimiento calculado, el !ordo de la terra'a de!e tener una altura su*iciente )ara asegurar la ca)acidad de almacenamiento deseada/ a)acidad de almacenamiento de las terra'as de !ase angosta/ Para deter determin minar ar la ca)a ca)aci cidad dad de almac almacen enami amien ento to en litros litros )or )or metro metro linea lineall en un
siste sistema ma de terra' terra'as as de !ase !ase angos angosta ta,, es nece necesar sario io consi conside derar rar los as)ec as)ectos tos siguientes0 G Pendiente del terreno/ G Es)aciamiento entre terra'as/ G %luvia mxima es)erada )ara un )er+odo de retorno dado 3generalmente cinco años/ G oe*iciente de escurrimiento/ El )roc )roced edim imie ient nto o reco recome mend ndad ado o )ara )ara dete determ rmin inar ar la ca)a ca)aci cida dad d de almacenamiento de un sistema de terra'as de !ase angosta, es el siguiente0 Prim Primer eram amen ente te se calc calcul ula a
el es)a es)aci ciam amie ient nto o
entr entre e
terr terra' a'as as )or )or
el
)rocedimiento )reviamente de*inido, )ara des)ués calcular el escurrimiento )or almacenar utili'ando el méH todo racional modi*icado de acuerdo con la siguiente *órmula/ J %< ?ond ?onde0 e0 es el volum olumen en )or )or alma almace cena narr 3m@ 3m@ 5ml 5ml:: es el coe* coe*ic icie ient nte e de escurrimiento, adimensional: % es la lluvia mxima en "4 (oras 3)eriodo de retorno de 7 años en mm . < es el rea de drena-e 3largo )or anc(o de la terra'a en m" / %os valores del coe*iciente de escurrimiento &ue )ueden utili'arse en el clculo de la ca)acidad de almacenamiento almacenamiento de las terra'as de !ase angosta se muestran en el uadro @/
%a lluvia mxima en "4 (oras )ara un )eriodo de retorno se )uede o!tener de ta!las o estimar si se tiene la in*ormación de lluvia mxima en "4 (oras )ara varios años . o!tenerlo utili'ando el siguiente )rocedimiento0 G K!tener los datos de lluvia mxima en "4 (oras )or varios años G Krdenar la lluvia mxima de ma.or a menor G alcular la )ro!a!ilidad de excedencia 3Pe donde0 m es el n2mero de orden . n es n2mero de años de o!servación/
G alcular la )ro!a!ilidad de no excedencia 3Pne
G alcular el )eriodo de retorno en años 3PL como0
Capa!i#a# #e #esa+,e #e las $errazas #e *ase an+%s$a %as %as terr terra'a a'as s de !ase !ase ango angosta sta )ued )ueden en tra'ar tra'arse se con un desni desnive vell )ara )ara desalo-ar los excesos de agua (acia un cauce natural o arti*icial/ Este ti)o de
terra'as se recomiendan )ara terrenos con !a-a )ermea!ilidad . en 'onas con altas )reci)itaciones donde no es )osi!le almacenar los excesos de agua, sino conducirlos (acia una salida, %as dimensiones )ara este ti)o de terra'as son iguales las re)ortadas en el uadro " . lo 2nico &ue var+a es &ue el canal en lugar de tra'arlo a nivel, se tra'a con )endiente )ara desaguar los excesos de agua a velocidades no erosivas/ Para el diseño de las terra'as de !ase angosta con desag;e desag;e,, es necesar necesario io calcular calcular el escurrim escurrimient iento o mximo mximo instant instantneo neo )ara )ara un )eriodo de retorno de 7 años . de*inir la )endiente del canal de la terra'a . la sección transversal del canal &ue )ermita desalo-ar los excesos de agua/
3terra)lén0 sección transversal
3Isométrico de una ex)lanada o terra'a
36erra'as a declive &ue muestra el desag;e (acia un cauce em)astado
36erra'as 36erra'as a nivel
3ti)os de secciones transversales de terra'as
