en el estudio de los desprendimientos de rocas para mejorar los

XI Reunión Nacional de Geomorfología, Solsona 2010
APLICACIONES LIDAR (TLS) EN EL ESTUDIO DE LOS
DESPRENDIMIENTOS DE ROCAS PARA MEJORAR
LOS ANÁLISIS DE PELIGROSIDAD
Vilaplana, Joan Manuel 1; Abellán, Antonio 2,1;Guinau, Marta 1; García, David 1 y Calvet,
Jaume 1
1 Grup
RISKNAT, Institut de Recerca Geomodels, Dept. de Geodinámica y Geofísica,
Universitat de Barcelona
2 Institut de Géomatique et d'Analyse du Risque (IGAR), Faculté des Géosciences et de
l'environnement, Université de Lausanne
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RISKNAT
Objetivo general
 El propósito principal de esta investigación
consiste en mejorar nuestro conocimiento
actual sobre el fenómeno de los
desprendimientos, empleando para ello la
tecnología Light Detection and Ranging (LIDAR)
de tipo terrestre (TLS).
 Mejora en los análisis de peligrosidad.
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Vall de Núria 2003
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RISKNAT
Andorra, 2008
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RISKNAT
Objetivos específicos
 GEOMETRÍA 3D DEL AFLORAMIENTO DEL
MACIZO ROCOSO (LADERA, ESCARPE)
 Obtención de un Modelo de Elevaciones
Digitales (DEM) de alta resolución y precisión en
zonas escarpadas.
 Obtención de la orientación de los planos de
discontinuidad que condicionan los
desprendimientos. Determinación de zonas
susceptibles.
 Aplicaciones en modelos de simulación.
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RISKNAT
Objetivos específicos
MONITOREO DE LADERAS
Caracterización de desprendimientos: geometría,
volúmenes, relaciones magnitud / frecuencia
Caracterización espacio – temporal de
desprendimientos para su predicción
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RISKNAT
¿Qué es el Scanner Láser Terrestre?
TLS Ilris-3D (Optech)
Una nueva tecnología que se emplea para la
adquisición masiva de coordenadas de objetos 3D;
en nuestro caso, el terreno.
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Obtención de datos
Técnica de medida instrumental con TLS
Captura masiva
de puntos:
2000 ptos/seg
Nube de puntos:
millones ptos.
Distancia de
radiación:
700 m
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RISKNAT
Obtención de datos
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RISKNAT
Obtención de datos
E2
E1
E3
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RESULTADOS
Obtención de un Modelo de Elevaciones
Digitales (DEM) de alta resolución y
precisión en zonas escarpadas.
1:5 000
Cartografía oficial (ICC)
LASER
SCANNER
-Imagen-
-Imagen-
100 m
100 m
Detalles laderas rocosas Vall de Núria
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RESULTADOS
MEJORAS EN RESULTADOS DE SIMULACIÓN CAÍDA DE ROCAS
LASER
1:5000
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REAL
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- Caracterización de las discontinuidades de un macizo rocoso para la
determinación de zonas potenciales a la caída de bloques
- Caracterizar automáticamente las estructuras mediante la aplicación del
algoritmo desarrollado por el Institut de Recerca Geomodels.
- Validar los resultados mediante un análisis comparativo con las discontinuidades
caracterizadas mediante la aplicación de técnicas tradicionales de obtención de
datos sobre el terreno.
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RESULTADOS
Determinación de discontinuidades
(Estudio de caso en Andorra; Granodioritas; Guinau et al., 2009)
Distribución de puntos en base a su topologia
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RISKNAT
RESULTADOS
Determinación de discontinuidades
Generación de superfícies
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RESULTADOS
Determinación de discontinuidades
Estereograma
de Freqüencias
F2
F5
F3
F4
F4
F1
F2
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RESULTADOS
Determinación de discontinuidades
4aRutina: Agrupación de superficies en familias
F1
Az. 045-075
Dip. 55-80
F4
Az. 130-160
300-340
Dip. 70-90
75-90
F2
Az. 080-100
260-290
Dip. 80-90
65-90
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F5
F3
Az. 130-150
Dip. 55-70
Az. 190-210
Dip. 60-80
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RESULTADOS
Extracción automática y representación de planos de
discontinuidades. Conglomerados, montaña de Montserrat
Original inèdito de G. Requena, 2010
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RESULTADOS
Caracterización y monitoreo
Castellfollit de la Roca
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3 tipologías de desprendimientos en Castellfollit
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Castellfollit de la Roca
Desprendimiento de 6 columnas basálticas (cada una de menos de 1,5 m3) y el
Castellfollit
de la Roca
desprendimiento de un grupo de columnas (con un volumen total de
50 m3) se
registraron durante el período de seguimiento de 22 meses.
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RISKNAT
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Puigcercós
Se registraron 42 desprendimientos de rocas que van desde 10-3 hasta
a 87 m3 durante un período de seguimiento de 9 meses.
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RISKNAT
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RISKNAT
t30
DETECCIÓN DE
CAMBIOS EN
EL ESCARPE
t60
t150
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RISKNAT
Deformaciones
precursoras
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Conclusiones

CARACTERIZACIÓN GEOMÉTRICA 3D DE LADERAS ROCOSAS
 - La aplicación del algoritmo desarrollado por el Institut de Recerca
Geomodels representa un método objetivo y automático para la
caracterización de la superficie rocosa a partir de modelos 3D
obtenidos mediante un TLS.
 - Es indispensable realizar mediciones directas en campo de las
estructuras para validar los resultados obtenidos con TLS.
 - Este procedimiento abre la puerta al desarrollo de modelos de
susceptibilidad a la rotura.
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RISKNAT
Conclusiones
 DETECCIÓN DE PEQUEÑOS DESPLAZAMIENTOS
 Se ha demostrado la posibilidad de utilización del TLS
para detectar deformaciones de orden centimétrico en
laderas naturales. Esta detección se ha realizado en ocho
áreas: una en el acantilado de Castellfollit de la Roca y
siete en el escarpe de Puigcercós.
 La detección de dichas deformaciones ha sido empleada
como indicador precursor de caídas de rocas..
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RISKNAT
Conclusiones
 PREDICCIÓN DE DESPRENDIMIENTOS
 La detección de dicho indicador precursor no ha sido posible en
todos los desprendimientos ocurridos durante el periodo de
estudio. En Puigcercós de las 8 áreas en las que se han detectado
deformaciones de pequeñas dimensiones: se ha producido un
desprendimiento en 3 de ellas.
 Esto puede ser debido a una frecuencia de adquisición de datos
insuficiente o a que, en algunos casos, el valor de la deformación
precursora sea inferior a la precisión instrumental.
La deformación precursora se ve influenciada por el mecanismo
de rotura, litología y volumen movilizado: los valores más
elevados de duración y dimensiones de la deformación precursora se
corresponden con mecanismos de rotura tipo toppling, materiales
dúctiles y volúmenes considerables.
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Conclusiones
 PERSPECTIVAS DE FUTURO
 Las implicaciones de este estudio son de gran
importancia para la detección temprana de
desprendimientos: la predicción de la localización
espacial puede combinarse con una predicción
temporal en base a leyes de comportamiento
definidas por diversos autores (Saito, 1969;
Fukuzono, 1985; Voight, 1989). La implementación
de esta metodología en un sistema de alerta
temprana (rockfall early warning system) permitiría
conseguir una mejora sustancial en la gestión del
riesgo debido a desprendimientos.
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