RIESGOS GEOLÓGICOS EXTERNOS

Transcripción

1 RIESGOS GEOLÓGICOS EXTERNOS

2 Riesgo geológico Cualquier condición del medio geológico o proceso geológico natural, inducido o mixto que pueda generar un daño económico o social para alguna comunidad humana, y en cuya predicción, prevención o corrección han de emplearse criterios geológicos.

3 Riesgos geológicos externos En nuestro país generan grandes pérdidas económicas, que superan con mucho la inversión necesaria para su prevención. Los principales factores desencadenantes son: Litografía. Topografía. Clima. Cubierta vegetal. La actividad antrópica.

4

5 Clasificación riesgos geológicos externos Riesgos geomorfológicos naturales e inducidos. Movimientos gravitacionales de ladera. Subsidencias o colapsos. Suelos expansivos. Inundaciones. Riesgos mixtos Erosión / sedimentación en las zonas continentales. Dinámica litoral. Desplazamiento de dunas.

6 Movimientos gravitacionales de ladera Desplazamientos de los materiales de una ladera a favor de la gravedad: inducidos por su propio peso. Estos movimientos afectan a la totalidad de la capa superficial del material suelto, resultante de la meteorización, provocando inestabilidad. Factores condicionantes: Producen las condiciones propicias para el movimiento. Factores desencadenantes: Provocan el inicio del movimiento.

7

8 Tipos de movimientos de ladera Movimientos en masa: Repatación o creep. Coladas de barro. Solifluxión. Deslizamientos. Traslaciones. Rotaciones (slump) Desplazamientos de materiales individualizados. Desprendimientos. Avalanchas

9 Reptación o creep

10 Reptación o creep Descenso gravitacional (a favor de pendiente) lento y discontinuo de los materiales alterados que constituyen la capa más superficial del terreno. Se producen dos movimientos: Expansión: Elevación perpendicular, debida al hinchamiento por hidratación. Retracción: Caída a favor de pendiente, al deshidratarse los materiales.

11 Coladas de barro

12 Coladas de barro Flujo o caída continua y rápida de materiales con comportamiento plástico y viscoso (arcillas o limos embebidos en agua) sin que exista un plano de rotura. La velocidad de desplazamiento es mayor en la parte superior de la pendiente que en la inferior. Dependiendo de la cantidad de agua, puede desplazarse a favor de pendiente, aunque esta no sea muy pronunciada.

13 Solifluxión Combinación de movimientos de flujo y reptación que se producen de forma lenta. Los materiales sueltos de naturaleza arcillosa, al empaparse durante el deshielo, caen en forma de pedestales individualizados. Se produce a altas latitudes o altitudes.

14

15 Deslizamientos Son movimientos del suelo, ladera abajo, sobre una superficie de despegue. La velocidad de deslizamiento es igual en todos los puntos de la masa que se desplaza. Actúan tres tipos de fuerzas: Gravedad (G) Rozamiento (r): depende de las característica del material. Cizalla (Z): Debido al peso Se clasifican en: Traslaciones. Rotaciones (o slump)

16 Movimientos rotacionales La superficie de rotura es curva. Frecuente en suelos cohesivos y de tipo uniforme, arcilla o rocas sobre suelos arcillosos.

17 Movimientos traslacionales La superficie de rotura es paralela a la superficie del talud que separa los siguientes tipos de materiales: Roca competente/no competente. Roca meteorizada/roca competente. Deslizamiento de una roca sobre una fractura paralela a la superficie del talud.

18

19 Predicción y prevención Hay que detectar la inestabilidad: mediante trabajo de campo o imágenes de satélite se pueden apreciar indicios: Formas de erosión: huellas, grietas o incisiones. Formas de deposito: derrubios al pie del talud, así como su forma y tipo. Anomalías en la forma de la ladera:mayor convexidad en la parte inferior. Deformaciones en las vallas, vegetación.

20 Analizar los factores que pueden influir: Clima Topografía Presencia o ausencia de vegetación. Litología Redes de dreaje. Con todos estos datos se realizan mapas, en los que se reflejen cada uno de ellos o su combinación. Se crean los mapas de peligrosidad y mapas de riesgo. Se toman medidas de protección civil.

21 Medidas correctoras

22 Modificar la geometría de los taludes, descargando la cabecera o rellenando el pie o rebajando la pendiente. Construcción de drenajes Que recojan la escorrentía superficial para controlar la erosión de la ladera o el hinchamiento de las arcillas. Pueden ser: Cunetas Pozos Galerías de descarga Zanjas.

23

24 Vegetación en taludes: Disminuye la erosión debida a la escorrentía. Si se plantan especies ávidas de agua, facilita el problema de escorrentía, aunque no todas las especies pueden prosperar en estas condiciones. Medidas de contención: Aplicando fuerzas que contrarresten la caída, como muros o contrafuertes de contención, redes o mallas, anclajes y pilotes. Aumentando la resistencia del terreno: Mediante anclajes de la superficie inestable con barras de acero o inyectando sustancias que aumenten la cohesión.

25

26

27

28 Aludes

29 Subsidencias y colapsos Son hundimientos del terreno, tanto de origen natural como inducidos por la actividad humana. Se diferencian por su velocidad. Subsidencias:Es el hundimiento lento y paulatino del suelo, como el asentamiento del suelo tras la extracción de fluidos, o por fenómenos de licuefacción sísmica. Colapsos: Derrumbamientos bruscos en vertical del terreno, por ejemplo, el hundimiento de una cueva, resultante de la disolución de yesos y calizas, o de una galería minera.

30 Colapso

31 Subsidencia

32 Karst Paisaje que se desarrolla sobre calizas. Aunque, en general, se incluyen todos los fenómenos de erosión transporte y sedimentación en rocas solubles: calizas, yesos. También se pueden incluir el resultado sobre rocas poco coherentes: areniscas o conglomerados.

33 Modelado karsticoprocsy lento. Agente externo que actúa: el AGUA que se INFILTRA desde la superficie. Tras atravesar la atmósfera, se carga de CO 2 y es capaz de disolver esta roca. (Insoluble) Ca(CO 3 H) 2 (bicarbonato de calcio) (soluble)

34 Los materiales se disuelven en agua. Baja escorrentía superficial y alta infiltración. Se generan: Lapiaz: Se generan canales superficiales Dolinas: Depresiones circulares: Por disolución o hundimiento. Cuevas subterráneas. Galerías.

35 Lapiaz

36 Cueva karstica

37 Dolina

38 Evolución karstica

39 Prevención frente a los colapsos Estudios geológicos para localizar las zonas de riesgo. Elaborar mapas de riesgo. Ordenación del territorio. Relleno de cavidades para evitar el hundimiento.

40 Suelos expansivos En suelos constituidos por materiales que al hidratarse aumentan su volumen: Arcillas Margas Limos Anhidritas que se transforman en yesos al hidratarse. Este tipo de suelos son muy abundantes en España y por tanto el riesgo asociado.

41

42 Riesgos de los suelos expansivos Los materiales se hinchan al hidratarse y se agrietan durante la retracción durante las sequías, ocasionando: Pérdida de asentamiento de cimientos y muros. Deformación de los pavimentos. Movimientos de ladera. Rotura de conducciones y drenajes. Las causas pueden ser: Naturales: Alternancia de lluvias y sequías. Inducidas: Sobreexplotación de acuíferos.

43 Suelos expansivos

44 Prevención suelos expansivos Elaboración de mapas de riesgo. Ordenación del territorio. Estabilización de suelos arcillosos al mezclarlos con cal. Excavación del terreno antes de construir, rellenando con materiales no expansivos. Cimentación sobre pilotes que atraviesen la capa activa y se asienten sobre materiales estables. Cimientos con cámaras de aire que permitan la evaporación. Impermeabilización alrededor de las viviendas.

45 Inundaciones Presencia de agua en zonas que habitualmente no ocupa. Es el riesgo geológico más destructivo, a nivel nacional y mundial.

46 Causas de las inundaciones 1. Climáticas: 1. Huracanes 2. Lluvias torrenciales 2. Geológicas 1. Rápida fusión de nieve o hielo (por la subida de las temperaturas o la actividad volcánica) 2. Marejadas 3. Tsunamis 3. Antrópicos: 1. Obstáculos en la desembocadura de los ríos 2. Obstrucción de cauces (Por avalancha o deslizamientos) 3. Rotura de presas.

47 Avenidas: inundaciones de cauces continentales Pueden ser de dos tipos: Torrenciales Fluviales. Torrenciales: Se originan en los torrentes: cauces secos excavados por el agua en laderas con mucha pendiente y que sólo llevan agua esporádicamente, tras las lluvias torrenciales o el deshielo.

48 Avalanchas en las regiones mediterráneas

49 Avalanchas en las regiones mediterráneas Las precipitaciones son torrenciales y esporádicas. Tras la tromba, el agua circula por el canal de desagüe a gran velocidad (debido a la fuerte pendiente). Desemboca en un canal principal de mayor tamaño y de fondo plano que se llama: Rambla: en la región mediterránea. Barranco: en Canarias.

50 Partes de un torrente

51 Torrentes de montaña En la época de deshielo o tras una gran tormenta, el agua circula muy rápido Debido a su velocidad pueden producirse inundaciones muy peligrosas. En Pirineos.

52 CÁRCAVAS

53 Barrancos Badlands (tierras malas)

54 CATÁSTROFE DE BIESCAS El día 7 de agosto de 1996, a las 19.30h, comenzó a descargar una tormenta de granizo y agua en las inmediaciones de Biescas (Huesca). Cayeron un total de 160 litros/m2 en tan sólo 45 minutos. El agua comenzó a acumularse en los barrancos de diversos ríos debido a la cantidad de piedras y ramas que habían ido depositándose en su canal de desagüe. El agua descendía vertiginosamente (a 4 m/sg) debido a la fuerte pendiente de los barrancos (hasta el 40%), lo que dio lugar a la ruptura de diques de canalización del Betes y del Arás, propiciando que la gran cantidad de piedras acumuladas atascara el cauce principal y se derivara en avenida, que resultó ser catastrófica (87 muertos y 14 millones de euros de pérdidas económicas). El agua invadió el camping de las Nieves, situado en el cono de deyección, y arrastró personas, coches y caravanas junto con barro, ramas y piedras. Parece ser que el camping estaba situado en una zona de alto riesgo de riadas, como evidencia su ubicación sobre sedimentos procedentes de otra avalancha similar acaecida unos 50 años atrás.

55 Avenidas fluviales En corrientes de agua permanentes y encauzadas. Discurren por terrenos con menor pendiente que los torrentes. Las inundaciones son naturales, ante un aumento de caudal, el agua se extiende por la llanura de inundación o vega, perdiendo energía y depositando los sedimentos aluviales.

56 Terrazas fluviales Escalones planos, a diferentes alturas que son paralelos al cauce del río. En la mayoría de los ríos de las zonas templadas. Al aumentar la capacidad erosiva del río, este excava en sus sedimentos, generando una nueva llanura de inundación. Las fluctuaciones de caudal se explican por la alternancia de periodos glaciares e interglaciares.

57 Peligrosidad de las inundaciones. Depende de la energía que poseen los torrentes y los ríos, que está en función de: Velocidad de la corriente: depende de la pendiente del terreno. El caudal (Q): Volumen de agua que atraviesa una sección transversal de la corriente (A) por unidad de tiempo. Se expresa en metro cúbico por segundo. Su valor se obtiene calculando el producto de la sección transversal de la corriente por la velocidad. Q = A. V

58 Caudal de un río Depende de: Intensidad de precipitaciones. Las estaciones. La infiltración. Intensidad de precipitaciones: Litros de agua caídos por unidad de tiempo. Se consideran torrenciales si el agua caída durante 24 horas supera los 200 l por metro cuadrado.

59 Caudal de un río Las estaciones: El caudal varía de forma estacional entre las épocas de crecida o avenida (caudal máximo) y el estiaje (caudal mínimo). El estudio de las variaciones se realiza a través del hidrograma anual: mide las variaciones de caudal a lo largo del año. Su máximo es el caudal punta.

60 Infiltración Al aumentar la infiltración disminuye la escorrentía superficial y por tanto el caudal. Depende de: La vegetación circundante: Su presencia se aprecia en los hidrogramas en un aumento en el tiempo de respuesta y una reducción del caudal punta. Tipo de roca: Las rocas impermeables aumentan la escorrentía. (La actividad antrópica favorece este proceso por urbanización y asfaltado de los márgenes).

61 Hidrograma El hidrograma es un gráfico que muestra la variación del caudal respecto al tiempo para un río, arroyo, canal o rambla. esto es equivalente a decir que es el gráfico de la descarga (L 3 /T) de un flujo en función del tiempo. Permite observar: las variaciones estacionales de los caudales si se representa un período de uno o varios años. las variaciones en la descarga a través de una tormenta. el pico de escorrentía (caudal máximo de la avenida); el flujo de base o aporte de las aguas subterráneas al flujo.

62 Hidrograma anual

63 Hidrograma de crecida.

64 Predicción de las inundaciones Se realiza mediante: 1. Previsión meteorológica. 2. Diagramas de variación de caudal. 3. Mapas de riesgo. Previsión meteorológica:a través de los satélites meteorológicos (Meteosat) se pueden predecir las lluvias torrenciales. Diagramas de variación de caudal: Las variaciones de caudal tienen periodicidad cíclica, por lo que los datos históricos permiten prever el tiempo de retorno y el caudal máximo. Mapas de riesgo: Se realizan a partir de los datos históricos y permiten conocer las áreas susceptibles y la magnitud esperada. En España lo elabora la CTEI (Comisión Técnica de Emergencia para las inundaciones)

65 Mapa de riesgo de inundaciones

66 Prevención de inundaciones Soluciones estructurales: Eficaces en ríos con cabeceras con masas arbóreas y precipitaciones regulares, no sirven, por tanto, para las ramblas mediterráneas, con avenidas súbitas. Soluciones no estructurales: Tienden a reducir la vulnerabilidad.

67 Soluciones estructurales Construcción de diques a ambos lados del cauce: Aumento de la capacidad del cauce: Desvío de cauces: Reforestación y conservación del suelo: Medidas de laminación: Estaciones de control

68 Soluciones estructurales: Reforestación y conservación del suelo Reforestación y conservación del suelo: Aumenta la infiltración y disminuye la escorrentía superficial. De este modo se evita el efecto de erosión que provoca la colmatación del cauce, aumentando el riesgo de inundaciones.

69 Soluciones estructurales: construcción de diques Construcción de diques a ambos lados del cauce: Al disminuir la anchura del cauce aumenta la velocidad del agua y por tanto el riesgo en caso de desbordamiento. Se debe dejar margen entre el dique y el cauce habitual.

70 Soluciones estructurales: Aumento capacidad del cauce Aumento de la capacidad del cauce: Por dragado del fondo o ensanchamiento, estabilizando las márgenes. Supone la alteración del ecosistema fluvial y modificaciones en el régimen del río que puede reaccionar para recuperar el equilibrio.

71 Soluciones estructurales: desvío del río

72 Soluciones estructurales: Laminación

73 Soluciones estructurales: Estaciones de control

74 Soluciones no estructurales Ordenación del territorio: Los usos de las zonas de riesgo están regulados legalmente. Para catalogar estas zonas se tienen en cuenta: los mapas de riesgo, el registro histórico, las fotografías de satélite. Las zonas de vega tienen importancia agrícola y las terrazas fluviales sirven para la construcción de carreteras. Se generan estas zonas: Zona de servidumbre: 5 m de anchura a cada lado del cauce. Prohibición de: construir, cultivar y plantar árboles (sólo con autorización expresa) Zona de policía: 100 m de anchura desde el borde, tiene una probabilidad de inundación de 1/100. Se permite el uso agrícola. Se prohíbe la construcción, la alteración del relieve o colocar obstáculos que dificulten la circulación de la corriente. Zona inundable: Márgenes del cauce con una probabilidad de inundación de 1/500. Las restricciones de uso deben garantizar la seguridad de las personas y los bienes.

75 Ordenación del territorio

76 Soluciones no estructurales Seguros y ayudas públicas: Según la legislación, los seguros son obligatorios para todas las construcciones y otros usos dentro de áreas inundables. Las ayudas públicas tras una inundación se dan tras la declaración de zona catastrófica. Planes de protección civil: Se establecen sistemas de alerta para la protección de inmuebles, planes de evacuación, protección de áreas inflamables Modelos de simulación de avenidas: Se deben tener en cuenta: meteorológicos, geomorfológicos, litológicos, de usos y aprovechamiento del suelo, relación entre el agua drenada y la infiltrada, cobertura vegetal, fotografías de satélite

77 Solución no estructural: simulación de avenida Modelos de simulación de avenidas: Se deben tener en cuenta criterios meteorológicos, geomorfológicos, litológicos, de usos y aprovechamiento del suelo, relación entre el agua drenada y la infiltrada, cobertura vegetal, fotografías de satélite

78 Ríos Los ríos son los principales agentes modeladores del relieve en los continentes, ya que operan sobre grandes superficies. Anualmente, los ríos transportan millones de sedimentos arrancados a los continentes, lo que representa un rebajamiento de éstos de unos 3 a 6 cm cada 100 años.

79 Energía de los ríos Está en función de su energía potencial E = m.g.h Que al caer por la pendiente se convertirá en cinética Gracias a ella el río es capaz de realizar erosión y transporte.

80 Tramos de un río Tramo alto: La energía cinética es alta, debido a la fuerte pendiente que hace que la velocidad sea elevada. Aunque el caudal sea pequeño. En este tramo el río posee energía para causar erosión y es capaz de transportar los sedimentos. Tramos medio y bajo: Al reducirse la pendiente reduce la velocidad, a su vez, el caudal se incrementa por el aporte de agua de los afluentes y desde los acuíferos subterráneos. Por ello la energía cinética es elevada y la emplea en aumentar su sección transversal, ensanchando la llanura de inundación. En estos tramos se producirá: transporte y sedimentación (en cualquier tramo en que pierda velocidad).

81 Perfil de equilibrio Perfil a lo largo del cual el río invertiría toda su energía cinética en vencer el rozamiento, sin que se produjera erosión ni sedimentación.

82 Perfil de los ríos Capacidad de un río es la cantidad de material que puede transportar para un caudal determinado y a una velocidad concreta. Carga: cantidad real de materiales que transporta en un momento determinado. Capacidad > carga = erosión o profundización Capacidad < carga = sedimentación o agradación Los ríos tienden a Capacidad = carga Perfil de equilibrio- De este modo tienden a encajar su cauce y suavizar su perfil longitudinal, buscando el estado de mínima energía.

83

84 Evolución de los ríos Este estado ideal se ve alterado, el río tenderá a recuperar un nuevo perfil de equilibrio. Si desciende el nivel de base, el río se encajará desde la desembocadura propagándose aguas arriba: erosión remontante. Si asciende el nivel de base, (por construcción de un embalse o subida del nivel del mar) la velocidad de la corriente disminuye y se producirá agradación de este modo elevará su nivel.

85

86

87 Llanura de inundación

88 Meandros

89 Canales anastomosados

90 Terrazas fluviales

91 Formación de terrazas Fluviales Encajadas y Colgadas:

92 Erosión / sedimentación continental Suelo es un agregado de: partículas minerales de tamaño variable (50%) Materia orgánica en diversos grados de descomposición (5%) Huecos, que pueden estar ocupados por agua o aire. El agua de lluvia, al infiltrarse produce el lavado o lixiviado de la masa orgánica, de iones y de algunas arcillas, que precipitan a diferentes profundidades, determinando la formación de distintos horizontes.

93 Suelo

94 Erosión del suelo Es la degradación y transporte de los materiales que cubren la superficie. La pérdida de minerales y materia orgánica reduce su fertilidad y limita sus usos. Al perder la vegetación, el suelo queda desprotegido, el agua arrastra los materiales sueltos, junto con el viento, eliminando esta capa de materiales, que se movilizan a favor de pendiente.

95

96 Degradación de los suelos La escasez de agua y la perdida de materiales provoca el proceso de desertización. Este está producido fundamentalmente por: La sobreexplotación de las aguas superficiales y subterráneas. La deforestación. Los suelos también se deterioran por salinización.

97 Reg: desierto de piedras

98 Reg Se forma en las regiones áridas. Las rocas sufren meteorización física y mecánica (Termoclastia y crecimiento de cristales de sales). Los materiales sueltos son arrastrados por el viento (deflacción) mientras que los materiales de mayor tamaño permanecen. Los limos y arenas sueltas se despositan formando unas estructuras características: las dunas.

99 Dunas Son grandes depósitos de arenas que pueden ser móviles o estar fijadas por la vegetación. Se pueden presentar aisladas o asociadas. Formando los ergs o campos de dunas. Se pueden generar en zonas de interior o próximas al mar, con abundancia de material suelto y donde el viento no los moviliza.

100 Dunas

101

102 Dinámica litoral Los riesgos de las zonas costeras son: Inundaciones. Procesos de erosión sedimentación. Estas áreas son las más pobladas del mundo, por lo que el factor de exposición es muy alto. El desconocimiento de la dinámica litoral, agrava el riesgo, puesto que las medidas preventivas sobre un problema, terminan agravando otros.

103 Riesgos Fundamentalmente son: Retrocesos del acantilado. Interrupción en la corriente de deriva. Alteraciones en la dinámica de los deltas. Eliminación de la arena de las costas. Regeneración de playas o creación de otras nuevas.

104 Perfil costero

105 Retroceso de acantilados La acción erosiva continua de la olas se concentra en la base del acantilado, lo que puede provocar el derrumbe del mismo. En su base se genera la plataforma de abrasión y la playa que puede arrastrarse mar adentro durante las tormentas.

106 Plataforma de abrasión y playa

107 Interrupción de la corriente de deriva Circula paralela a la línea de costa. Arrastra los materiales aportados por los ríos y los arrancados al acantilado. Se genera por la incidencia de las olas y los vientos predominantes.

108 Corriente de deriva sedimentación Produce: Playas: entrantes. Flechas litorales: En los bordes de los entrantes. Albuferas: por cierre de las flechas litorales. Marismas: Albuferas colmatadas por sedimentación de fangos. Tómbolo: por unión de una isla con la costa.

109 Corriente de deriva: alteración sedimentación Las construcciones humanas alteran estos procesos, generan sedimentación en las obras, con aparición de nuevas playas, y una intensa erosión tras la obra. En general, en la construcción de espigones y puertos.

110 Alteración dinámica de deltas Los deltas se generan por: Aporte continuo de sedimentos, por aporte fluvial. Corriente de deriva poco intensa. Hundimiento continuo de los sedimentos. Cualquier alteración en las condiciones (deforestación, embalses ) afecta su estructura.

111 Eliminación de la arena Al eliminar la arena, aumenta la erosión, ya que los materiales desaparecen tras los temporales. Aumenta el riesgo de inundaciones costeras, por eliminación del dique de dunas.

112 Regeneración de playas Se forman con arenas de fondo costero o de las desembocaduras de los ríos. Cambian la dinámica litoral. Suelen desaparecer tras los temporales.

113 Efectos del cambio en erosión/sedimentación. Progradación: Avance de la costa sobre el mar. Por aumento de la sedimentación costera. Producida por: deforestación en la cuenca de los ríos, o cualquier proceso que aumente el aporte de sedimentos, las transformaciones que produce serán: Colmatación de estuarios. Crecimiento de deltas. Crecimiento de barras litorales. Transformación de bahías en albuferas. Colmatación de albuferas.

114 Progradación

115 Efectos del cambio erosión/sedimentación. Regresión: Retroceso de la línea de costa. Debido a la disminución en el aporte de sedimentos, por ejemplo por la construcción de un embalse.

116 Prevención de riesgos costeros Medidas estructurales: Rompeolas, espigones y muros. Medidas no estructurales: Mapas de peligrosidad y ordenación del territorio. Zona de servidumbre de protección: 100 m tierra a dentro, sólo se permiten usos de utilidad pública. Consta de dos áreas libres y gratuitas: Servidumbre de paso: Primeros 6 m. Otra perpendicular: De acceso al mar. Zona de influencia: 500 m con normas de ordenación urbanística, permite la construcción de aparcamientos y determinados edificios.

117