Previsión del deslizamiento de taludes utilizando modelamiento numérico y técnicas de inteligencia artificial

El crecimiento desordenado de varias ciudades peruanas y la falta de políticas habitacionales adecuadas han provocado la ocupación de laderas naturales que, debido a la deforestación y a las construcciones irregulares, pueden tornarse inestables. Asimismo, períodos secuenciales de sequía y lluvia pueden aumentar severamente el riesgo de deslizamientos, debido al incremento de la humedad del suelo y a la reducción de su resistencia. Para comprender y prevenir estos fenómenos, algunos ingenieros utilizan la modelación numérica. No obstante, para su aplicación, se requieren conocimientos de técnicas que no son accesibles a una gran mayoría. Recientemente, con el desarrollo de la inteligencia artificial (IA), varias aplicaciones se han automatizado y proporcionan resultados próximos a la realidad. El presente proyecto tiene como objetivo el estudio y desarrollo de técnicas de IA para detectar el potencial de riesgo de deslizamiento de las laderas, en particular las ocupadas irregularmente.

Deslizamientos de laderas o taludes naturales son fenómenos comunes en regiones con intensas precipitaciones. Muchos de estos taludes son naturalmente estables porque los suelos y rocas que los componen se encuentran en una condición no saturada en la cual los poros contienen agua y aire. En esa condición, los suelos tienen una fuerza de contacto adicional entre los granos provocada por la presencia del aire entre los poros. Esta fuerza adicional, llamada de succión, aumenta la resistencia del suelo, manteniendo estables varios taludes naturales con relieves irregulares. Sin embargo, si el agua de lluvia se filtra a través de la superficie del suelo, el aire puede ser desplazado, eliminando por completo el efecto de la succión y aumentando el riesgo de deslizamiento. Una condición aún peor ocurre cuando las infiltraciones de lluvia generan un aumento en el nivel freático, lo que hace que aumenten las presiones intersticiales en el talud, así como los riesgos de deslizamientos. Un elemento clave para minimizar la infiltración de agua de lluvia es la cubierta vegetal de los suelos que funciona como un impermeabilizante natural que puede reducir la capacidad de infiltración de la lluvia. Sin embargo, con la deforestación generada por las ocupaciones irregulares, prácticamente se induce la infiltración de agua de lluvia en los taludes. Pero este no es el único problema que se deriva de la acción humana. La remoción de material por cortes realizados en taludes para la construcción de viviendas también puede alterar la estabilidad de las laderas. En este caso se produce un alivio de esfuerzos que puede inducir la reactivación de fallas o zonas fracturadas presentes dentro del talud. Además, las construcciones realizadas a pie de talud pueden aumentar los esfuerzos cortantes. Si estos esfuerzos inducidos se igualan a la resistencia de corte del talud, este eventualmente se deslizará. Otros problemas causados por la vivienda irregular consisten en drenajes inadecuados de aguas residuales y el vertido de basura o desechos. Mientras las aguas residuales pueden infiltrarse y aumentar la presión de los poros del suelo, la eliminación de desechos en lugares inapropiados puede aumentar la solicitación de esfuerzos del suelo. Ciertamente, esta combinación de factores, asociada a la presencia de intensas lluvias, puede comprometer la estabilidad del talud, aumentando fuertemente los riesgos de deslizamientos.