Noruega experimenta deslizamientos de tierra peligrosos debido a su suelo rico en arcilla. Por su tesis de maestría en ingeniería civil en EPFL, Mathilde Metral describió los pasos que los ingenieros geotécnicos del país pueden tomar para mejorar el modelo informático predictivo que están desarrollando actualmente.

Las fuertes lluvias que azotan Europa con una frecuencia creciente pueden ser particularmente dañinas en Noruega, donde el suelo rico en arcilla es susceptible a deslizamientos de tierra. Como parte de su tesis de maestría en ingeniería civil, Mathilde Metral trabajó con el Instituto Geotécnico Noruego (NGI) para probar el modelo de computadora que los ingenieros están desarrollando para predecir deslizamientos de tierra de arcilla. "Quería aplicar conceptos geotécnicos para ayudar a prevenir desastres naturales, ", dice." Mi interés en este tema surge del desafío de investigar estos fenómenos complejos, así como de las actividades de montañismo que disfruto hacer ". Metral se asoció con el Laboratorio de Mecánica de Suelos (LMS) de EPFL, encabezada por el profesor Lyesse Laloui, por su investigación. La sugerencia de trabajar con NGI, conocida en todo el mundo por su experiencia en suelos arcillosos, vino de Alessio Ferrari, investigador asociado en LMS y asesor de tesis de Metral.

Noruega ha experimentado tres deslizamientos de tierra importantes en los últimos 12 años debido a la naturaleza inestable de su arcilla rápida. El primer evento tuvo lugar en Kattmarka el 13 de marzo de 2009, cuando un deslizamiento de tierra se llevó varios edificios y un tramo de una carretera. Luego, el 10 de noviembre de 2016, una masa fluida de arcilla rápida mató a tres trabajadores de la construcción en Sorum. Y el 30 de diciembre de 2020 en Gjerdrum, un pueblo con 5, 000 residentes al noreste de Oslo, un deslizamiento de tierra arrasó 30 viviendas. Ese desastre dejó nueve muertos con una persona aún desaparecida y alrededor de 1, 000 personas deben ser evacuadas.

Un desafío tecnológico

Los ingenieros de Noruega han estado trabajando durante varios años para desarrollar un modelo informático que pueda predecir tales catástrofes. Pero los mecanismos involucrados son complejos, y modelarlos implica bastante investigación, prueba y error. La tesis de maestría de Metral implicó probar la solidez del modelo de los ingenieros al ver qué tan bien podía replicar los deslizamientos de tierra de 2009 y 2016. Ella realizó cálculos retrospectivos, ejecutar el modelo en función de los parámetros utilizados en ese momento para determinar lo que habría predicho el modelo y lo que aún se necesitaba para una predicción precisa.

"Las laderas de arcilla de Noruega son estables solo en ambientes marinos. Pero dado que el clima de Noruega está cambiando y las fuertes lluvias están eliminando la sal que está presente de forma natural en el suelo, el suelo puede colapsar fácilmente como un castillo de naipes, ", dice Metral." Es una amenaza real para las casas y la infraestructura cercanas ". Gran parte de lo que hace que los deslizamientos de tierra de arcilla rápida sean tan difíciles de predecir es que los ingenieros deben aplicar las leyes fundamentales de la mecánica de fluidos a las sustancias geotécnicas clásicas. incluir en sus ecuaciones la topografía y la densidad del suelo, tensión de fluencia en los estados intactos y fluidos del suelo, y la calidad de los datos de composición del suelo obtenidos durante los estudios del terreno.

Las limitaciones del software

"Pude identificar dónde estaban las áreas de deposición para los eventos de 2009 y 2016 y calcular el intervalo de tiempo probable para los deslizamientos de tierra, "dice Metral." El modelo NGI hizo un buen trabajo al replicar el modelo Kattmarka. Pero para Sorum, era difícil saber cuáles eran las condiciones del suelo en ese momento, porque los mapas topográficos son más antiguos y se estaban realizando trabajos de construcción en ese momento ". Al probar los efectos que no se habían estudiado anteriormente y que aún no se pueden utilizar, Metral ayudó a los ingenieros de NGI a refinar sus criterios de selección y comprender mejor las limitaciones de su software.

Este tipo de modelos predictivos se están volviendo cada vez más importantes a medida que el calentamiento global se acelera, según Ferrari:"El calentamiento global está amplificando fenómenos como las lluvias extremas, degradación del permafrost y aumento del derretimiento de la nieve. Como consecuencia, el impacto de los deslizamientos de tierra probablemente aumentará en áreas susceptibles. Al desarrollar y perfeccionar el software de modelado, como lo hizo Mathilde para su tesis de maestría, podremos anticipar mejor las posibles consecuencias de los deslizamientos de tierra y mitigar los riesgos relacionados ".