CAPÍTULO I MARCO TEÓRICO

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1.1 Antecedentes

Panamá es un país que crece exponencialmente en la industria de la construcción; por ende, registra mayores incidentes. Dentro de esta industria, las actividades en las que se realizan excavaciones son muy peligrosas e involucran diferentes riesgos como golpes, caídas desde grandes alturas y peligros eléctricos, entre otras.

El principal riesgo de esta actividad radica en los movimientos que accidentalmente provocan deslizamientos, desprendimientos y hundimientos de las obras de defensa, sepultando a los trabajadores a profundidades consideradas. Estos accidentes suelen ser de cierta gravedad y relativamente frecuentes, dándose como causa admitida la fatalidad, cuando en la mayoría de los casos es falta de previsión o confianza excesiva.

Panamá cuenta con una legislación referente a este tema, pero aun así han ocurrido varias muertes por no cumplir con los procedimientos de seguridad antes y durante la realización de excavaciones.

Las actividades en las que se realizan excavaciones requieren una adecuada planificación antes de iniciarlas. La obligatoriedad de coordinar debidamente la realización de excavaciones, solicitar los permisos necesarios y capacitar a los trabajadores que han de participar en esos trabajos, hace impostergable el mejoramiento de las normas para regular estas labores.

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1.2 Planteamiento del Problema

El cavado de zanjas o fosos para cimientos, alcantarillas y otros servicios pueden ser sumamente peligrosos y hasta los trabajadores más experimentados han sido sorprendidos por el derrumbe súbito e inesperado de las paredes, sin apuntalar, de una excavación.

Una persona sepultada bajo un metro cúbico de tierra no podrá respirar debido a la presión sobre su pecho, y dejando de lado las lesiones físicas que pueda haber sufrido, pronto se asfixiará y morirá, pues esa cantidad de tierra pesa más de una tonelada. (OIT). Estos accidentes suelen ser costosos, porque involucran la pérdida de la vida de un trabajador o colaborador y el empleador.

Panamá no escapa de este problema, a menudo ocurren accidentes de esta índole, cuyas posibles causas son por falta de información, de políticas de seguridad, de la implementación de las políticas de seguridad, de estructuras formales de control de los planes, de compromiso en las empresas en el área de la seguridad, de documentación e investigación del número de incidentes y/o accidentes en los proyectos, del incremento en los costos por la seguridad, etc.

CAPÍTULO II TRABAJOS EN EXCAVACIÓN

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2.1 Términos de Interés

Para el entendimiento de este documento, a continuación se describe brevemente el significado de algunos conceptos importantes.

Ángulo de reposo: Es aquel en que la tierra, localizada en el borde de la zanja, no se desliza (ACP, 2011).

Apuntalamiento: Refuerzo de los bordes de la excavación o zanja con una estructura tal como un sistema de metal hidráulico, mecánico, o de madera que apoya los lados de una excavación y está diseñada para prevenir deslizamiento o derrumbe de tierra o arena.

Entibaciones: Pantallas prefabricadas de resguardo hechas de acero, aluminio o madera. Se colocan a lo ancho de la zanja y pueden moverse a medida que el trabajo avanza (ACP, 2011).

Excavación: Cualquier actividad que involucre control de erosión, excavaciones de alivio por derrumbes o deslizamientos, remover parte de la superficie del suelo o del subsuelo, con el propósito de realizar estudios de suelo, nivelar terrenos, realizar perforaciones, cavar pozos, sembrar árboles, abrir hoyos para instalar postes, luminarias o señalizaciones; reparar, construir o demoler zanjas, edificios, estructuras, calles; y construir o reparar instalaciones e infraestructuras como fibras ópticas, cables eléctricos y de comunicaciones o alcantarillados, líneas de agua, diesel y gasolina (ACP, 2011)

Instalación subterránea: Utilidades bajo tierra (cables eléctricos o de comunicación y tuberías de líquidos o gases), que pueden ser afectadas durante la excavación (ACP, 2011).

OSHA: Con la Ley de Seguridad y Salud Ocupacionales de 1970, el Congreso creó la Administración de Seguridad y Salud Ocupacionales (OSHA), a fin de garantizar condiciones de trabajo seguras y salubres para hombres y mujeres trabajadores, mediante el establecimiento y la aplicación de normas y el suministro de capacitación, inclusión, instrucción y asistencia. La OSHA es parte del Departamento de Trabajo de los Estados Unidos. El Administrador de OSHA es el Secretario Auxiliar de Trabajo para Asuntos de Seguridad y Salud Ocupacionales y está bajo la autoridad de la Secretaria de Trabajo, quien es miembro del gabinete del Presidente de los Estados Unidos.

Persona competente: Persona que por su educación, certificación, posición profesional, o su extenso conocimiento, entrenamiento y experiencia, sea capaz de identificar los peligros o condiciones de trabajo presentes y potenciales en las áreas próximas a los trabajos de excavaciones, de conocer los procedimientos de seguridad en las excavaciones y tener la autorización para tomar medidas para eliminar o de controlar estos peligros. La persona competente debe tener y demostrar entrenamiento, experiencia y conocimiento de análisis de suelos y de los usos de sistemas de protección. Debe tener la habilidad para detectar: condiciones que puedan resultar en derrumbes, fallas en los sistemas de protección, atmósferas peligrosas y otros peligros, incluyendo los asociados a espacios confinados (ACP, 2011).

Rodapié: Tope que se coloca al borde de la zanja para detener la caída del material próximo al borde (ACP, 2011).

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Sistema de Protección: Se refiere a método de proteger a los colaboradores de los derrumbes, de material que puede caer o deslizarse de la cara de una excavación dentro de la fosa, y del colapso de estructuras adyacentes. Los sistemas de protección incluyen sistemas de soporte, sistemas de taludes y banquetas, sistemas de resguardo y otros sistemas que provean la protección necesaria (ACP, 2011).

Sistema de Soporte: Medio estructural de apoyar las paredes de una excavación para prevenir derrumbes; incluye escudos, apuntalamiento, recalzo, apernado de rocas, etc.

Suelo Agrietado: Quiere decir suelo que demuestra grietas abiertas, tal como grietas por tensión.

Suelo Cohesivo: Tiene un contenido alto de arcilla y es plástico cuando húmedo (Fácilmente moldeable).

Suelo Estratificado: Suelo en capas de diferentes resistencias. Debe clasificarse según la capa de menor resistencia o por capas si las capas más resistentes son las interiores (ACP, 2011).

Suelo Granuloso: Quiere decir grava, arena, o sedimentos con poco o ningún contenido arcilloso (no puede moldearse).

Zanja: Excavación estrecha en relación a su largo; en general, tiene más profundidad que anchura, y la anchura no es mayor de 4.5 m (15 pies)

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2.2 Excavación

Es todo tipo de remoción de los depósitos de suelo en el orden inverso a como se han ido formando, con diferentes mecanismos como manuales, explosivos, equipo pesado, según el tipo de terreno, como se muestra en la foto, dando como resultado final, la explanada bajo la rasante del terreno en la cual se desea trabajar.

Figura 2. 1 Excavación con equipo pesado.

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2.3 Mecánica de Suelos

En una excavación sin importar el tipo que sea esta esta gobernada por la estabilidad y tipo del suelo, que este es un agregado de partículas minerales separables por medios mecánicos. Como sabemos el suelo está compuesto por diversas capas como se muestra en la Figura 2. 2 y, por consiguiente, con propiedades específicas y capacidad de cargas diferentes, adquiriendo distintas formas que debemos identificar y conocer.

Figura 2. 2 Tipos de Suelos

Cuando iniciamos una excavación estamos rompiendo el equilibrio que existe entre un sistema, a veces muy complejo, de fuerzas o tensiones. Si realizamos la excavación en arena seca, los granos de las paredes deslizan hacia el fondo y este desplazamiento se detiene cuando se consigue un cierto ángulo de talud natural. Este ángulo es independiente de la altura del talud.

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La arena es un suelo sin cohesión. Si hacemos la misma operación en una arcilla, podemos obtener una cierta profundidad, con paredes casi verticales. En este caso, podríamos ver que el ángulo de talud natural varía con la altura, ya que la arcilla tiene mayor cohesión. Entre una arena pura y una arcilla plástica existe una extensa gama de suelos con diferentes coeficientes de rozamientos y cohesión.

La experiencia muestra que el suelo siempre tiende a restablecer el equilibrio que se está rompiendo. En algunos casos, lo hace de inmediato, (caso de la arena), en otros, es más lento y puede durar horas, días, meses e incluso años.

2.3.1 Factores que intervienen en la estabilidad de los terrenos

La profundidad máxima que se puede excavar en pared vertical estable, sin ningún tipo de fortificación, es llamada profundidad crítica. Los factores que influyen en la estabilidad de los terrenos y que pueden afectar la profundidad crítica son:

-Climatológicos:

El agua de lluvia o la procedente de roturas de conducciones puede inundar la excavación, y por consiguiente, diluir el terreno o socavar las paredes de la excavación.

- Sobrecargas: Se señalan las siguientes

Sobrecargas estáticas: Tierras acumuladas al borde de zanjas. Materiales y conducciones apilados en el borde de zanja. Soportes de líneas eléctricas aéreas, postes de teléfonos, etc. Pies derechos de andamios elevados en el suelo. Muros de cerca y cimientos. Árboles, cuyas raíces pueden provocar desprendimientos o existencia

de rellenos de huecos dejados por árboles arrancados, que originan zonas menos compactadas con posibilidad de derrumbamiento.

Sobrecargas dinámicas:

Son producidas por la circulación por carreteras, vías férreas, calles, en la

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proximidad de las obras, así como las vibraciones ocasionadas por martinetes, o el movimiento de la maquinaria propia en la obra.

2.3.2 Clasificación del Suelo, según estabilidad:

I. Estables, (rocosos, calizos, margas)

Los terrenos rocosos, si no tienen fisuras no suelen dar problemas. Hay que tener precauciones con los estratos inclinados, cuando su inclinación está orientada hacia el corte.

I. Poco estables, (gravas, con arcilla, terreno de arrastre)

La unión de los estratos de rocas sedimentarias con conglomerados que puedan ser estables, (como en granitos o calizas), o de estabilidad reducida como sedimentarias, con bancos de gravas y arenas, merece especial atención, puesto que éstos pueden producir deslizamientos si la inclinación es fuerte.

Los terrenos arcillosos son sensibles a la acción de la humedad. Éstos y algunos terrenos de esquistos o calcáreos con restos orgánicos, pueden plastificarse con el agua, presionando entonces con el peso propio y el de los estratos superiores sobre el corte. Pueden aparentar buena estabilidad a primera vista, pero la variación del grado de humedad, en tiempo muy seco, produce contracciones y fisuras que facilitan su rotura y deslizamiento.

II. Movedizos, (gravas sueltas y arenas)

Los estratos de arenas y gravas, si son compactos, están menos sujetos a deslizamientos, pero con el tiempo se disgregan con facilidad. Si su compacidad es pequeña, pueden producir deslizamientos, cayendo directamente o dejando huecos tras la entibación, provocando desmoronamientos totales del frente.

Los terrenos no naturales o de relleno son peligrosos si no están suficientemente compactados ni unidos homogéneamente al terreno natural anterior al relleno.

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2.3.2 Sistema de clasificación de tierra, según OSHA

Los ingenieros clasifican los suelos de acuerdo a sus propiedades ingenieriles; los sistemas modernos de clasificación de ingeniería se diseñan para permitir una fácil transición de las observaciones de campo a las predicciones básicas de propiedades y de conductas de ingeniería de suelos. Este documento tiene como referencia la clasificación del suelo, según la OSHA, como se muestra en la Figura 2. 3.

Figura 2. 3 Clasificación del suelo, según OSHA

A continuación se hace una breve descripción de las características de cada tipo de suelo, según la OSHA (Occupational Safety and Helth Administration, Marzo 2007):

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Suelo tipo A

Es el suelo más estable, es muy cohesivo, está compuesto por arcilla, arcilla limosa, arcilla marga, y arcilla arenosa. Tiene una fuerza compresiva limitada de1.5 o más toneladas por pie cuadrado.

Cabe señalar que ningún suelo, sin importar la composición o estabilidad aparente, pueden clasificarse como Tipo A, si cumplen con los siguientes requisitos:

➢ Si tiene fisuras o está sujeto a vibraciones de tráfico, maquinaria, u otras actividades de excavación.

➢ Si hay capas que se extienden hacia abajo en la excavación en un declive de cuatro pies horizontal a un pie vertical o si hay otros factores, tal como

la filtración de agua, que hace menos estable el suelo.

Desafortunadamente, las personas piensan que este tipo de suelo es estable y que no se derrumba si no está apuntalado.

Suelo Tipo B

Este suelo es cohesivo y está compuesto de cieno, cieno-marga, marga arenosa, y sólidos granulares cohesivos incluyendo grava angular (piedra triturada). Tiene una fuerza limitada mayor de 0.5 toneladas por pie cuadrado pero menos de 1.5 toneladas por pie cuadrado.

Suelo Tipo C

Este es el suelo menos estable. Es un suelo no cohesivo compuesto de suelos granulares, incluyendo arena, grava, marga arenosa, suelo sumergido o suelo del cual está colando agua, piedra sumergida, o suelo en un sistema de capas en declive donde las capas se extienden hacia abajo en la excavación, en un declive de cuatro pies horizontales a un pie vertical o más. Tiene una fuerza compresiva limitada de 0.5 o menos toneladas por pie cuadrado.

Roca Estable

Es materia mineral natural sólida que puede ser excavada en los lados verticales

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y permanece intacta mientras está expuesta. La clave para la estabilidad en la roca es la fuerza de la roca, el grado de la caída en los planos de estratificación, y la fricción. Si los planos de estratificación son el nivel, la roca puede fallar, porque es débil y no puede sostener la roca y el suelo por encima de ella.

2.3.4 Indicadores del tipo de suelo

El suelo que se amalgama y se mantiene junto al excavarse es probablemente arcilla o cieno.

Grietas en las paredes de la excavación, con material derrumbándose (pedazos de suelo cayendo de los lados), indica suelo Tipo B o C.

Agua empozada o agua calando del fondo o de las paredes de la zanja automáticamente clasifica el suelo como Tipo C.

El suelo en capas adyacente a carreteras o edificios, el suelo ya trabajado, o el suelo expuesto a alguna fuente de vibración requiere una clasificación de suelo, llevado a cabo por un ingeniero profesional registrado.

2.4 Métodos de Prueba de suelo

Antes de comenzar los trabajos de excavación, es importante realizar una exploración del subsuelo, para obtener información que le permita al ingeniero establecer los métodos de construcción adecuados para condiciones cambiantes del subsuelo.

Los factores a examinar son:

●Tamaño de partícula de suelo – Generalmente, hay una mezcla de tamaños.

El porcentaje de arena, cieno y arcilla determinan el tipo de suelo.

●Tamaño de grano – Si un grano del suelo es más grande que la mina de un lápiz #2, se clasifica como grava. Si es más pequeño, pero puede verse con el simple ojo, se clasifica como arena. En general, mientras más grande es el grano, menos estable es el suelo.

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Figura 2. 4 Tamaño de partículas

Esta exploración involucra varios procedimientos como recolección de información, reconocimiento e investigación de sitio. El ingeniero siempre debe hacer una inspección visual del sitio para obtener información sobre topografía, estratificación del suelo, tipo de vegetación, huellas de crecidas, tipos de construcciones cercanas.

La fase de investigación del sitio del programa de exploración consiste en la planeación, la realización de sondeos de prueba y la recolección de muestras de suelo a los intervalos deseados, para subsecuentes observaciones y pruebas de laboratorio.

En el siguiente punto se describirán los ensayos geotécnicos que ayudarán al ingeniero a conocer las propiedades geotécnicas que presenta el suelo a excavar.

2.4.1 Ens a y os geoté c ni c os "in s itu"

Si el suelo está seco y se desmorona solo o con presión moderada, se hacen granos individuales o polvo fino, es granular (cualquier combinación de grava, arena, o cieno).

Si el suelo está seco y cae en terrones, los cuales se rompen en terrones más pequeños, pero los pequeños se rompen solo con mucho esfuerzo, puede ser arcilla en alguna combinación con grava, arena, o cieno.

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Si el suelo seco se desmorona en terrones que ya no se rompen por sí solo y que pueden romperse solamente con dificultad, y no hay indicación de que el suelo tiene fisuras, el suelo puede considerarse sin fisuras.

2.4.1.1 La Pru e ba de Hi l o

Esta prueba determina si el suelo es cohesivo. Se realiza de la siguiente forma:

1. Enrollar entre las palmas de la mano una muestra de suelo, hasta tener un hilo de aproximadamente 1/8 pulgadas en diámetro y varias pulgadas de largo.2. Poner el enrollado de suelo en una superficie plana y recoger de un extremo.

Si la muestra permanece entera a lo largo de dos pulgadas, se considera cohesiva; de lo contrario no se considera cohesiva como se muestra en la en la figura.

Figura 2. 5 Prueba del hilo con la palma de la mano.

2.4.1.2 Prueba de Cinta

Esta es otra prueba de cohesivo y se usa como respaldo de la prueba de hilo mencionada en el punto anterior. Para la prueba de cinta se hará lo siguiente:

1.Enrollar una muestra representativa de suelo en un cilindro de aproximadamente ¾ pulgadas de diámetro y varias pulgadas de largo.

2.Apretar la muestra entre el dedo gordo y el dedo índice hasta tener una sólida cinta plana de 1/4 a 1/8 de pulgada de grueso, la cual se permite colgar libremente entre los dedos.

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Si la cinta no se rompe antes de que varias pulgadas sean apretadas, el suelo se considera cohesivo.

2.4.1.1 Prueba de Penetración de Dedo

La prueba de penetración de dedo determina la fuerza compresiva limitada de los suelos cohesivos y se basa en las pruebas definidas en la norma D2488 de la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM, por sus siglas en inglés).

Procedimientos:1. Obtener una muestra de suelo de un terrón recién excavado del montón de

escombros como se muestra en la Figura 2. 6 Prueba de penetración de dedo. El secado de la muestra puede influir en los resultados de esta prueba. Por ello, esta prueba debe realizarse inmediatamente después de obtener la muestra.

2. Apretar la muestra con su dedo gordo.

Figura 2. 6 Prueba de penetración de dedo

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Si el dedo marca fácilmente la muestra, pero se penetra solo con mucho esfuerzo, entonces el suelo se clasifica como Tipo A.

Si el dedo penetra hasta la base de la uña y se hace con dificultad moderada, entonces es Tipo B.

Si la muestra puede ser fácilmente penetrada varias pulgadas y puede ser moldeada con ligera presión del dedo, el suelo es Tipo C.

2.4.2 Ensayos Mecánicos en sitio

Los aparatos mecánicos se utilizan para determinar el tipo de suelo entre ellos cabe mencionar el penetrómetro de bolsillo que se muestra en la Figura 2. 7 y el penetrómetro manual de aletas de corte. La operación del aparato y la interpretación de los resultados se encuentran en el manual o información del fabricante de estos aparatos.

Figura 2. 7 Penetrómetro de Bolsillo

2.4.3 Ensayos geotécnicos de laboratorio

Para la determinación de las propiedades del suelo, los ensayos se clasifican en:

Ensayos de identificación: Son los únicos (junto con los de compactación) que pueden realizarse sobre muestras alteradas. Pueden ser:

Físicos: granulometría, plasticidad o peso específico de partículas.

Químicos: contenido en sulfatos, carbonatos o materia orgánica.

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Ensayos de estado: Proporcionan la situación del terreno en su estado natural: humedad natural, peso específico, seco o aparente.

Ensayos de permeabilidad: En permeámetros de carga constante, de carga variable o en célula triaxial.

Ensayos de cambio de volumen: Compresibilidad edométrica, expansividad (presión de hinchamiento, hinchamiento libre, índice de Lambe) y colapso.

Ensayos de resistencia: Compresión simple, corte directo (CD, CU, UU), compresión triaxial (CD, CU, UU).

Otros ensayos sobre suelos o rocas: Compactación Próctor

Índice de dispersividad Pin-Hole (sobre muestra alterada).

Ensayos sobre rocas: Compresión simple (con o sin galgas extensométricas), carga puntual (Point Load), corte directo de diaclasas, índice de durabilidad Slake, compresión triaxial.

Ensayos químicos sobre agua freática: Obtención de pH, de contenido en sales solubles o de elementos contaminantes.

2.5 Clasificación de las Excavaciones Estructurales

Esta clasificación se basa en la profundidad de la excavación y se clasifica como superficial, profunda o zanja

2.5.1 Excavación Superficial

Según el tipo de material en el que se van a realizar los trabajos de excavación, existe una profundidad crítica, que se refiere a la máxima profundidad a la que se puede llegar a excavar sin ningún tipo de fortificación, como se expone en la siguiente tabla.

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TERRENO PROFUNDIDAD CRÍTICA M.

Arena cohesiva 1,25

Arcillosos 1,50

Muy compactos, sin rocas y con martillos

rompedores1,80

Muy compactos, sin roca. Con picos 2,00

Compactos, con maquinaria y sin obreros 3,00

Tabla 2. 1 Profundidad crítica, según el tipo de terreno.

La excavación superficial se puede realizar con herramientas y personal, si es de poco volumen o, generalmente, se utiliza maquinaria como se muestra en la figura 2.8, puesto que es común encontrar anchos considerables y grandes volúmenes de material a mover.

Figura 2. 8 Excavación superficial con maquinaria

2.5.1 Excavación Profunda

Son consideradas excavaciones profundas, aquellas que superan la profundidad crítica y que por el tipo de material superan las profundidades mencionadas en la Tabla 2.1, y por ende, requieren algún tipo de entibación o sistema de retención.

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Éstas, a su vez, se clasifican como excavaciones poco profundas y profundas, siendo las poco profundas aquellas que se encuentran entre 1 y 5 m de profundidad, y las profundas, aquellas que son mayores de 5 m como se muestra en la Figura 2. 9.

Figura 2. 9 Excavación Profunda

2.5.2 Excavación de zanjas

A diferencia de las excavaciones superficiales y profundas que se definen como cualquier corte, cavidad o depresión hecha por el hombre en la superficie de la tierra a una profundidad definida, una zanja está definida como una excavación subterránea estrecha, que sea más profunda que ancha, y no más ancha que 4.5 m (15pies), como se muestra en la Figura 2. 10.

Figura 2. 10 Excavación en Zanja

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2.6 Tipos de colapso

Los colapsos se refieren a una disminución rápida de volumen del suelo, producida por el aumento de cualquiera de los siguientes factores: Contenido de humedad, grado de saturación, tensión media actuante, tensión de corte y presión de poros. A efectos de definir y diferenciar los distintos tipos de colapsose presentan a continuación los siguientes:

2.6.1Desprendimientos por caída libre

Desprendimiento repentino de uno o más bloques de suelo o roca que descienden en caída libre, como se muestra en la Figura 2. 11. Ocurre cuando el borde que sostiene la pila de tierra falla, debido al peso proveniente de dicha pila, en combinación con la lluvia, vibraciones del equipo y vehículos viajando cerca.

Figura 2. 11 Desprendimiento por caída libre

Este tipo de colapso tapa a la víctima y el rescate puede ser relativamente simple dependiendo del volumen de tierra. Sin embargo puede ser un indicador de más colapsos.

2.6.2Derrumbe Planar

Se considera como derrumbe rotacional al movimiento lento o rápido de un bloque de suelo o roca a lo largo de una superficie de falla plana, como se muestra en la figura 2.12. Este tipo de falla ocurre frecuentemente en arcillas y en capas de suelos; son catastróficos, ocurren muy rápido, y

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usualmente ocasionan impactos grandes en la víctima hasta ocasionar la muerte.

Figura 2. 12 Derrumbe Planar

En promedio, este tipo de colapso es aproximadamente 2 a 3 yardas de suelo y pesa aproximadamente 5,400 a 8,100 libras. Rescatar víctimas de este tipo de colapso es extremadamente difícil y consume mucho tiempo, debido a problemas ocurrentes tratando de apuntalar la pendiente de la pared donde ha ocurrido el colapso.

2.6.1Derrumbes Rotacional

Movimiento relativamente lento de una masa de suelo, roca o una combinación de los dos a lo largo de una superficie curva de falla bien definida.

En la Figura 2. 13 se muestran los diferentes tipos de fallas rotacionales que se pueden presentar:

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Figura 2. 13 Derrumbe Rotacional

2.6.2Desparramamiento lateral

Generalmente, la línea de fractura puede aparecer cerca del fondo del muro y esto puede indicar un futuro colapso. Este tipo de colapso usualmente ocurre en áreas cerca de los depósitos de desechos y donde el agua de lluvia está presente en la zanja. El colapso siempre empieza con un movimiento de material cerca de la base de la pared de la zanja. Al derrumbarse la base, el resto de la pared pierde estabilidad y comienza a colapsar (Figura 2. 14.)

Figura 2. 14 Fases de colapso de una zanja.

Este tipo de colapso es rápido y usualmente entierra a la víctima (Fig. 2.15).

Figura 2. 15 Desgarramiento Lateral

2.6.3 Deslizamiento de escombros

Mezcla de suelo y pedazos de roca moviéndose a lo largo de una superficie de roca planar. Los deslizamientos de los desechos de excavación que se colocan en el borde de la pared son muy comunes y ocurren cuando éstos son amontonados en el borde de la excavación, como se muestra en la Figura 2. 16. Generalmente, este tipo de colapso no es una causa seria, dependiendo de la cantidad que se desliza inicialmente, pero al momento del rescate de la víctima, pueden ocurrir más colapsos serios, debido a las actividades que se realicen para el rescate. Este deslizamiento puede ser activado por numerosas causas como: el peso crítico de la pila de tierra y la pendiente, o que el amontonamiento se vea saturado con la lluvia o la vibración de los equipos pesados en el momento de trabajar.

Figura 2. 16 Deslizamientos de escombros

2.6.4 Flujo de escombros

Suelo o suelo-roca moviéndose como un fluido viscoso, desplazándose usualmente hasta distancias mucho mayores de la falla Figura 2. 17. Originado por exceso de presiones de poros, como se muestra en la siguiente imagen.

Figura 2. 17 Deslizamientos de escombros

2.7 Peligros en las excavaciones

Los trabajadores están expuesto a muchos peligros en las excavaciones. En la Figura 2. 18 se identifican algunos peligros que deben ser identificados para tomar las medidas de prevención correspondientes.

Figura 2. 18 Peligros en las excavaciones

2.7.1 Presencia de Agua

El mayor peligro en los trabajos de excavación es la presencia de agua, ya que:

La acción del agua puede causar socavación o derrumbes.

El agua estancada se absorbe hacia arriba y satura las paredes de la zanja.

Las paredes de la zanja se desprenderán o crearán grietas cuando hay mucha saturación. Figura 2. 19.

El agua lluvia puede llenar grietas en la superficie, al borde de la zanja, causando una falla de cuña

AGUA

GRIETA

Figura 2. 19 Filtración de agua en excavación adyacente a un Río.

2.7.2 Atmósferas Peligrosas

Las atmósferas dañinas pueden causar la muerte o lesiones de los trabajadores a causa de: falta de oxígeno, incendio, explosión o exposición a gases tóxicos. Siempre que existan o que se sospeche que puedan existir condiciones anormales, es preciso realizar pruebas de la atmósfera de las zanjas (véase Figura 2. 20). Esto es especialmente válido en las inmediaciones de basuras enterradas, en cámaras subterráneas, en depósitos de combustibles, pozos de registro, ciénagas, plantas de procesos químicos y otras instalaciones que puedan despedir humos o gases tóxico, o que consuman el oxígeno del aire. Los tubos de escape de la maquinaria de construcción deben separarse unos de otros.

Figura 2. 20 Atmósferas Peligrosa

2.7.3Espacio Confinado

Se define como un espacio cerrado que: Es suficientemente grande y está configurado de tal forma, que una

persona puede entrar a trabajar en este. Su entrada o salida está limitada o restringida, por lo que es difícil de

en caso de urgencia No está diseñado para ser ocupado continuamente, ni tiene ventilación

natural.

Tiene una o más de las siguientes características: Contiene o se sabe que puede contener una atmósfera peligrosa (tóxica,

explosiva o deficiente en oxígeno). Su configuración interna es tal, que la persona que entre puede quedar

atrapada o ser asfixiada por paredes que convergen hacia adentro, o

tiene un piso que se inclina hacia abajo y va disminuyendo de tamaño, hasta convertirse en una sección más pequeña.

Contiene cualquier otro peligro grave reconocido que afecte la seguridad o la salud.

Ejemplos de lugares confinados o encerrados

Cisternas Alcantarillas Calderas Hornos Alcantarillados Silos Tolvas Bóvedas Tuberías Zanjas Túneles Canales Bidones Brocales

Peligros potenciales de los lugares encerrados

Deficiencia de oxígeno Combustibles MetanoHidrógeno Acetileno PropanoVapores de gasolina Materiales tóxicos Monóxido de carbono

Sulfuro de hidrógeno TrituradorasVapores de la soldadura Corrosivos ElectricidadPeligros mecánicos Mezcladores TrituradorasConcentraciones de oxígeno <19.5% o >23.5%

Figura 2. 21 Trabajos en espacios confinados

Los siguientes tipos de operaciones requieren vigilancia continua o periódica:

Los trabajos en caliente.

La aplicación de materiales preservativos, pinturas, sustancias epóxicas, etc., que pudieran producir o causar la fuga de concentraciones peligrosas de sustancias tóxicas o vapores inflamables. Operaciones de limpieza, remoción de cienos, etc., que pudieran producir o liberar atmósferas o materiales tóxicos, inflamables o asfixiantes al espacio.

Cualesquiera operaciones similares que tengan el potencial de producir o liberar atmósferas o materiales tóxicos, inflamables o asfixiantes al espacio.

Cualesquiera operaciones que pudieran agotar, desplazar o enriquecer el contenido de oxígeno en la atmósfera.

2.7.4 Peligros eléctricos

Los obreros que realizan excavaciones en obras de construcción están expuestos a quemaduras graves al tocar accidentalmente cables electrificados, Figura 2. 22 superficiales o bajo tierra. Por ello deben trabajar con suma precaución, suponiendo que cualquier cable encontrado puedo estar electrificado.

Figura 2. 22 Presencia de cables electrificados

2.7.5 Peligros de incendio

Si existen peligros de incendio en la excavación, se deben tomar las precauciones necesarias. Se requiere tener extintores apropiados. Por ejemplo, si se utiliza un extintor BC, el C02 es más pesado que el aire y puede desplazar el aire introduciendo peligros de asfixia a los trabajadores.

2.8 Accidentes comunes en área de trabajo

Según OSHA, la excavación tiene una tasa de fatalidad del 112 por ciento más alta que la de la construcción en general.

Las consecuencias de zanjas inadecuadas y excavaciones inapropiadas pueden incluir el ser enterrado vivo, debido a un derrumbe, o asfixiado, por la falta de oxígeno y acaloramiento. Los accidentes también pueden ocurrir debido a las rupturas de las líneas de servicios públicos subterráneas no detectadas como se muestra en la Figura 2.23. A continuación se hace mención a los accidentes más comunes en trabajos de excavación:

Caída de personas a distinto nivel.

Caída de objetos o herramientas por desplome o derrumbamiento.

Proyección de fragmentos o partículas.

Atrapamiento o aplastamiento por vuelco de máquinas o vehículos.

Atropellos o choques con o contra vehículos.

Sobreesfuerzos, posturas inadecuadas o movimientos repetitivos.

Exposición a agentes químicos (polvo)

Exposición a agentes físicos (ruido y vibraciones)

Exposición a agentes biológicos.

A CC I D E NT E S

Figura 2. 23 Ilustración de accidentes comunes. Creación propia