Riesgos Geológicos I

15/09/2013
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Técnica
GEOLOGÍA
GEOLOGÍA
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Riesgos Geológicos I
1.
Concepto y terminología asociada
2.
Evaluación del Riesgo
3.
4.
•
Peligrosidad
•
Vulnerabilidad
RIESGO GEOLÓGICO
Es la probabilidad de que un proceso geológico natural genere un impacto
socioeconómico adverso
Visión antropocéntrica
Procesos naturales de RIESGO ► amenaza la vida de los seres humanos,
► amenaza su salud
► amenaza sus intereses económicos
Dichos procesos naturales ► RIESGOS NATURALES.
Riesgos debidos a materiales geológicos
•
Suelos expansivos
•
Colapsos gravitacionales
•
Emisión de Radón
•
Asbestos
En Ingeniería, Riesgo Geológico ► consecuencias del proceso natural:
Riesgos Exógenos
•
•
•
1. Concepto y terminología
Movimientos en masa
• Pérdidas vidas humanas
9
Desprendimientos
9
Deslizamientos
• Pérdidas económicas
9
Flujos de barro y/o rocas
• Daños a bienes materiales e infraestructuras.
R. Fluvial
9
Erosión fluvial
9
Crecidas/inundaciones
Necesidad de distinguir:
9 Proceso Geológico Natural
R. Litoral
9
Erosión costera (retroceso de acantilados)
9 Riesgo
9
Inundaciones, Tsunamis, …
9 Daño
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1. Concepto y terminología
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1. Concepto y terminología
Los daños asociados a un determinado proceso geológico dependerán de:
1.
Velocidad, magnitud y extensión del proceso (ej. Deslizamiento vs
terremoto)
2.
La existencia de poblaciones e infraestructuras humanas en el lugar del
suceso geológico o en su área de influencia
3.
Grado de vulnerabilidad.
4.
Existencia de medidas de predicción, prevención y corrección
•
Especialmente graves ► países en desarrollo o subdesarrollados
(Huracán Mitch, inundaciones en Mozambique y Venezuela, etc.).
•
Los países centroamericanos ► destinar el 3% de su PIB para mitigar
desastres naturales.
DAÑOS
DATOS DE INTERÉS
Muertos USA, 2ª guerra mundial:
Muertos China, terremoto de Tangshan (1976):
Muertos tsunami Banda Aceh (2005):
292.000
242.000
250.000
Valle peruano a pie del Nevado Huascarán
1
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Aspecto del valle después de una avalancha de rocas en Mayo de 1970
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1. Concepto y terminología
1.
Introducción
Técnica
1. Concepto y terminología
Glaciar Sherman (Alaska); Marzo 1964
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1. Concepto y terminología
1. Concepto y terminología
¿QUÉ PODEMOS HACER FRENTE A UN RIESGO GEOLÓGICO?
Los riesgos geológicos pueden ser debidos a:
•
Naturaleza de los materiales geológicos (Composición, textura)
•
Procesos Geológicos endógenos, exógenos (y meteorológicos)
Muchos de estos procesos están INDUCIDOS por otros procesos previos o ...
por el HOMBRE (actividades humanas incompatibles con el medio geológico)
(RIESGOS ANTROPOGÉNICOS).
Variables a considerar Proceso Geológico potencialmente de Riesgo:
1.
Magnitud; cantidad de energía consumida en el proceso geológico.
2.
Frecuencia; número de veces que ocurre un proceso con una
magnitud dada en un determinado intervalo de tiempo.
3.
Periodo de Retorno; intervalo de tiempo (años) en que se suceden
dos procesos del mismo tipo que igualan o superan una determinada
magnitud.
4.
Duración del proceso.
5.
Extensión; espacio físico afectado.
1. PREDICCIÓN DEL RIESGO
Determinación del momento y lugar en el que se va a producir un determinado
proceso geológico de carácter catastrófico para el hombre, sus actividades e
infraestructuras.
•
Predicción espacial ► Cartografía de riesgos Geológicos.
•
Predicción temporal ► más difícil; depende del tipo de riesgo.
•
Determinación de las variables del máximo evento acaecido:
9
Magnitud.
9
Frecuencia.
9
Periodo de Retorno.
9
Duración.
9
Extensión.
2
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1. Concepto y terminología
¿QUÉ PODEMOS HACER FRENTE A UN RIESGO GEOLÓGICO?
¿QUÉ PODEMOS HACER FRENTE A UN RIESGO GEOLÓGICO?
3. CORRECIÓN DEL DESASTRE NATURAL
2. PREVENCIÓN DE DAÑOS
Establecimiento de un conjunto de medidas encaminadas a minimizar los
potenciales daños generados por un proceso natural de riesgo.
1.
Adecuada Planificación y Ordenación del Territorio (POT)
2.
Adecuada Legislación en Urbanismo y Construcción
3.
Optimización de los mecanismos de aviso y planes de evacuación
eficaces
4.
Realización de Obras de Contención o de carácter defensivo
5.
Identificación de escenarios más desfavorables y …
6.
Pruebas de estrés a infraestructuras críticas
1. Concepto y terminología
Conjunto de medidas encaminadas a corregir y reparar los daños materiales
generados por el suceso natural de riesgo.
Los daños en víctimas humanas son irreparables
Una vez producido el evento catastrófico ► reparación de los daños
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1.
Concepto y terminología asociada
2.
Evaluación del Riesgo
3.
4.
•
Peligrosidad
•
Vulnerabilidad
Riesgos debidos a materiales geológicos
•
Suelos expansivos
•
Colapsos gravitacionales
•
Emisión de Radón
•
Asbestos
Riesgos Exógenos
•
•
•
Movimientos en masa
9
Desprendimientos
9
Deslizamientos
9
Flujos de barro y/o rocas
RIESGO GEOLÓGICO (NATURAL)
Probabilidad de que un suceso geológico natural genere un impacto
socioeconómico adverso
ANÁLISIS DE RIESGOS
Estudio de las componentes básicas:
1.
Peligrosidad (P), capacidad de un proceso natural de causar daño
2.
Exposición (E), personas o bienes materiales susceptibles de ser
afectados por los efectos de un proceso geológico de riesgo.
3.
Vulnerabilidad (V), fragilidad intrínseca de las personas o bienes
materiales expuestos.
Peligrosidad
R. Fluvial
9
Erosión fluvial
9
Crecidas/inundaciones
Erosión costera (retroceso de acantilados)
9
Inundaciones, Tsunamis, …
Ecuación del Riesgo (R)
R = P x E x V;
P, E, V > 0
Peligrosidad (P)
Determinada mediante ciencias que analicen el
proceso natural ► Ciencias de la Tierra y afines
R. Litoral
9
2. Evaluación del Riesgo
Vulnerabilidad
Exposición
Exposición (E) & Vulnerabilidad (V)
Emplean escalas de 0 (ausencia de daños) a 10
(pérdida total)
3
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2. Evaluación del Riesgo
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2. Evaluación del Riesgo
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3. Riesgos debidos a mat. geológicos
VULNERABILIDAD
•
•
•
•
•
•
Evalúa el grado de daños o pérdidas potenciales por la ocurrencia de
un suceso geológico de riesgo de magnitud determinada.
Depende de la intensidad del suceso y de las características del área
geográfica considerada
Se expresa mediante una escala de cero (ausencia de daños) a diez
(pérdida total).
Tiene que tener en cuenta:
– Localización de edificios, estado de las instalaciones y sistemas de
emergencia
– Su exposición potencial a los efectos físicos del evento de riesgo
– Susceptibilidad de la comunidad
Los resultados deberían ser también expresados mediante mapas
Factores que incrementan la Vulnerabilidad:
– Alta densidad de población
– Bajo conocimiento científico del área
– Bajo grado de concienciación social frente a la situación del riesgo
– Ausencia de sistemas de alerta rápida y comunicaciones eficientes
– Falta de personal formado (Servicios de Protección Civil)
– Ausencia de normas de edificabilidad apropiadas
– Factores culturales adversos en la respuesta a las alertas
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Riesgos Geológicos I
1.
Concepto y terminología asociada
2.
Evaluación del Riesgo
3.
4.
•
Peligrosidad
•
Vulnerabilidad
SUELOS EXPANSIVOS
Sustratos blandos superficiales compuestos mayoritariamente por minerales
que experimentan notables cambios de volumen en presencia o ausencia de
agua.
Riesgos debidos a materiales geológicos
•
Suelos expansivos
•
Colapsos gravitacionales
•
Emisión de Radón
•
Asbestos
Minerales Expansivos
•
Grupo de las Arcillas (Filosilicatos) ► Esmectita, 50% volumen
•
Grupo del Yeso/anhidrita; La hidratación de la Anhidrita (CaSO4) produce
Yeso (CaSO4 + 2H2O) y un notable incremento de volumen
•
Alteración de sulfuros a sulfatos (Pizarras negras)
Riesgos Exógenos
•
•
•
Movimientos en masa
9
Desprendimientos
9
Deslizamientos
9
Flujos de barro y/o rocas
R. Fluvial
9
Erosión fluvial
9
Crecidas/inundaciones
R. Litoral
9
Erosión costera (retroceso de acantilados)
9
Inundaciones, Tsunamis, …
4
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3. Riesgos debidos a mat. geológicos
3. Riesgos debidos a mat. geológicos
SUELOS EXPANSIVOS (2)
La expansión de los suelos genera:
• Daños estructurales en edificios, pavimentos y otras infraestructuras
Acciones predictivas: elaboración de mapas de peligrosidad y de riesgos por
expansividad a partir de mapas litológicos, geológicos y de suelos
• Deslizamientos en áreas de elevada pendiente (Laderas)
• Diapirismo (extrusión del terreno y deformación tectónica local intensa)
• Licuefacción del substrato (Pérdida de resistencia del terreno cuando es
sometido a un esfuerzo repentino)
Tomado de Atlas de riesgos naturales de CyL (IGME)
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3. Riesgos debidos a mat. geológicos
SUELOS EXPANSIVOS (3)
3. Riesgos debidos a mat. geológicos
SUELOS EXPANSIVOS (4)
Acciones preventivas: tratamientos químicos que disminuyan la capacidad de
adsorción de moléculas de agua (Ej. Cal)
Acciones correctoras: complejas y de elevado coste
•
Recalces en cimentación (bataches, micropilotaje)
•
Zunchados horizontales y refuerzos (zócalos armados)
Fuente: www.arquitecturaonline.com
Fuente: www.arquitecturaonline.com
Obtención de parámetros geotécnicos específicos ► cálculo del recalce/refuerzo
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3. Riesgos debidos a mat. geológicos
3. Riesgos debidos a mat. geológicos
COLAPSOS GRAVITACIONALES
Debidos a procesos de disolución de rocas exógenas (bioquímicas) por la
acción de las aguas subterráneas ► cavidades cársticas
Tamaño de las cavidades e intensidad de los procesos de disolución
cárstica ► variaciones del nivel freático.
Dolina de colapso en Florida (1991)
Riesgo característico en macizos carbonatados y evaporíticos (yesos/sales)
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3. Riesgos debidos a mat. geológicos
Acciones predictivas:
•
•
Mapas de Peligrosidad por colapso gravitacional, a partir de mapas
geológicos o litológicos
Estudios geológico-geotécnicos específicos.
Radón (222Rn) ► gas altamente radioactivo y difícil de detectar.
Desintegración de 226Ra, (isótopo frecuente en r. ígneas plutónicas)
Periodo de semidesintegración = 3,82 días ► 218Po (isótopo estable)
Importante riesgo para la vida humana ► desintegrarse en los pulmones:
Cáncer de pulmón
Acciones preventivas:
•
POT’s que tengan en cuenta la situación de riesgo.
•
Cimentaciones especiales en bajos grados de carstificación (Losa, …)
Acciones correctoras:
3. Riesgos debidos a mat. geológicos
EMISIÓN DE RADÓN
Escasa percepción pública situación de Riesgo
Se acumula en espacios cerrados mal ventilados (garajes, sótanos, túneles)
Se concentra por:
•
En general, no son posibles.
•
A partir del agua (alta solubilidad)
•
Ocasionalmente, relleno de la cavidad + micropilotaje, zócalo armado, …
•
Suelos o rocas de los cimientos (especialmente ígneas plutónicas)
•
Materiales de construcción (Bloques de granito, cemento portland, etc.)
Acciones predictivas: Identificación del sustrato geológico y chequeo
detallado, evaluando el grado de emisión.
Acciones preventivas: (a) Ventilación eficiente de sótanos, garajes y espacios
vacíos de los cimientos; (b) Depósitos de agua en la red de suministro; y, (c)
Eliminación de materiales de construcción ricos en radón, en su caso.
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3. Riesgos debidos a mat. geológicos
ASBESTOS (Amianto)
Minerales fibrosos (inosilicatos) muy abundantes en rocas metamórficas,
empleados como aislantes por su alta resistencia al calor.
Textura fibrosa ► alta flexibilidad, resistencia a la tensión, al calor y a la
corrosión ► amplio rango de productos industriales y de construcción.
3. Riesgos debidos a mat. geológicos
Abarcan dos tipos de minerales:
• Laminares ► Crisotilo ► el 95% asbestos de uso industrial.
• Anfíboles; ► Amosita, Crocidolita, Antofilita, Tremolita, Actinolita y
Ferroactinolita ► el 5% restante.
Crocidolita ► alta friabilidad ► se dispersa con facilidad por el aire ► muy
Perjudicial para la salud por inhalación (asbestosis)
Crisotilo y el resto ► totalmente inocuos para la salud.
En EEUU:
Extricta regulación global ► control, eliminación y vertido de todo tipo de
asbestos► responsabilidades legales
En España:
Uso comercial regulado por reglamentos, resoluciones y decretos ►
seguridad e higiene en el trabajo ► Objetivo: prevenir la asbestosis.
Acciones predictivas y preventivas:
• Eliminación total de la Crocidolita en todo proceso industrial
• Sustitución de productos con Crocidolita por otros asbestos inocuos
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Riesgos Geológicos I
1.
2.
3.
4.
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4. Riesgos Exógenos
Concepto y terminología asociada
MOVIMIENTOS EN MASA
Evaluación del Riesgo
•
Peligrosidad
•
Vulnerabilidad
Riesgos debidos a materiales geológicos
Básicamente son de tres tipos:
• Deslizamientos
•
Suelos expansivos
• Desprendimientos
•
Colapsos gravitacionales
• Flujos (de barro o rocas)
•
Emisión de Radón
•
Asbestos
Riesgos Exógenos
•
•
•
Movimientos en masa
9
Desprendimientos
9
Deslizamientos
9
Flujos de barro y/o rocas
R. Fluvial
9
Erosión fluvial
9
Crecidas/inundaciones
R. Litoral
9
Erosión costera (retroceso de acantilados)
9
Inundaciones, Tsunamis, …
7
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4. Riesgos Exógenos
3. Riesgos exógenos
Tema 06
ORIGEN
Cambios en el balance entre las fuerzas resistentes al movimiento
(deslizamiento) y las fuerzas que lo impulsan.
Cociente entre ambas fuerzas ► FACTOR DE SEGURIDAD de la ladera.
Los cambios pueden ser debidos a:
a)
b)
Factores que disminuyen la resistencia de la ladera
•
Meteorización
•
Aumento de la presión de fluidos (precipitación intensa)
•
Excavaciones a pie de ladera (taludes de carretera, ferrocarril;
erosión de los márgenes fluviales, etc.)
Factores que aumentan el esfuerzo que actúa sobre la ladera
•
Terremotos
•
Sobrecargas del terreno (cimentaciones)
No constituyen el riesgo más perjudicial para el ser humano.
Pueden estar inducidos por otros procesos geológicos previos:
Inundaciones, terremotos, erupciones volcánicas, erosión fluvial ...
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4. Riesgos Exógenos
Pérdida de resistencia interna del terreno como consecuencia del aumento
de la presión del agua en los poros (presión de fluidos), después de una
lluvia intensa y/o prolongada.
A nivel individual ► importante número de víctimas y cuantiosos daños
económicos.
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Deslizamiento
4. Riesgos Exógenos
¿Cuál fue su origen?
Erosión fluvial base ladera
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Deslizamiento
4. Riesgos Exógenos
¿Cuál es su origen?
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Deslizamiento
Saturación por precipitación
4. Riesgos Exógenos
¿Cuál es su origen?
Sobrecarga del terreno
Erosión litoral
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Desprendimiento
4. Riesgos Exógenos
¿Cuál ha sido su origen?
Terremoto
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Desprendimiento
4. Riesgos Exógenos
¿Cuál es su origen?
¿Constituye un riesgo?
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4. Riesgos Exógenos
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Flujo de rocas y barro
Flujo de rocas y barro
4. Riesgos Exógenos
¿Cuál fue su origen?
Erupción volcánica
Abanico Aluvial de Caraballeda, Venezuela (1998)
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4. Riesgos Exógenos
ACCIONES PREDICTIVAS
Elaboración de Mapas de Peligrosidad en los que se valore todos los
factores que controlan la estabilidad de las laderas:
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4. Riesgos Exógenos
Medidas preventivas estructurales de drenaje
• Pendiente
• Litología y estructura
• Formaciones superficiales
• Vegetación
• Hidrogeología
• Acciones antrópicas (taludes, zanjas, sobrecargas, etc.)
ACCIONES PREVENTIVAS
Evitar el uso de lugares problemáticos, a partir de POT’s eficaces, apoyados
en mapas Peligrosidad multiriesgo
Cuando lo anterior no fuera factible ► adopción de medidas estructurales de
drenaje, anclaje o contención.
ACCIONES CORRECTORAS
Reparación de daños materiales (cuando hay posibilidad)
Sistemas eficaces de drenaje superficial y subterráneo en terrenos blandos
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4. Riesgos Exógenos
4. Riesgos Exógenos
Medidas estructurales de anclaje y contención
Medidas preventivas estructurales de anclaje y contención
Sistemas de fijación y contención (Muros pantalla, anclajes, bulones)
Sistemas de fijación y contención (Escolleras, mallas metálicas, bulones, zanjas)
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Sistemas de fijación y contención (Escolleras, mallas metálicas, bulones, zanjas)
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4. Riesgos Exógenos
4. Riesgos Exógenos
RIESGOS LITORALES
RIESGOS LITORALES
Pueden ser:
Pueden ser:
• Riesgos asociados a un evento tranquilo y progresivo. Ej., Erosión
costera, variaciones del nivel del mar
• Riesgos asociados a eventos repentinos. Ej., Huracanes, Tsunamis,
movimientos en masa de los acantilados (desplomes, deslizamientos).
Tsunami (Banda Aceh, 2005)
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4. Riesgos Exógenos
4. Riesgos Exógenos
La erosión y el retroceso costero ► litología y altura de los acantilados:
•
GEOLOGÍA
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•
4. Riesgos Exógenos
Acantilados altos ► retroceso por movimientos en masa ► socavamiento
del oleaje en la base del acantilado.
Rocas son blandas y acantilados bajos ► retroceso rápido y continuo.
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4. Riesgos Exógenos
Acciones preventivas
predictivas
Acciones
Elaboración
de mapas
de peligrosidad
erosión costera
POT’s eficaces,
apoyados
en mapas depor
peligrosidad
de riesgo litoral
La Vulnerabilidad de un área costera frente a los riesgos litorales ► POT
(uso del terreno, localización de construcciones en las áreas de riesgo,
densidad de población, grado de exposición, …).
• Rocas resistentes ► erosión y retroceso más lentos.
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4. Riesgos Exógenos
Las inundaciones costeras ► mareas vivas, oleaje de tormentas, tsunamis
...
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4. Riesgos Exógenos
ACCIONES PREDICTIVAS
Predicción espacial ► elaboración de mapas de riesgo por inundación costera.
ACCIONES PREVENTIVAS
Contemplan: riesgo de inundación por mareas vivas y tormentas
No contemplan: Tsunamis ► baja frecuencia, difícil predicción espacial y
elevado coste de medidas estructurales.
Medidas No Estructurales (no tienen ninguna desventaja)
No interferencia con la dinámica marina ► la costa evoluciona de forma natural.
Creación zona de Dominio Público entre el mar y la zona urbanizada ►
minimizar situaciones de riesgo.
Medidas Estructurales
Construcción de rompeolas, espigones, malecones, escolleras.
Ventajas ► disminución la energía del oleaje + favorecen la sedimentación y el
crecimiento (o estabilización) de playas + reducen retroceso de los acantilados.
Daños importantes ► contaminación de acuíferos y masas superficiales de
agua dulce por agua salada.
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4. Riesgos Exógenos
RIESGOS FLUVIALES
Pueden dividirse en dos tipos:
Desventajas ► Protección local + interferencia en corrientes de deriva costera
generando graves problemas en áreas ádyacentes + mantenimiento costoso
GEOLOGÍA
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4. Riesgos Exógenos
RIESGOS FLUVIALES
• Riesgos debidos a eventos repentinos. Ej., Crecidas Inundaciones.
• Riesgos debidos a eventos continuos en el tiempo. Ej. erosión fluvial
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4. Riesgos Exógenos
Ambos tipos de eventos (continuos y repentinos) constituyen fenómenos
NORMALES en la dinámica fluvial
4. Riesgos Exógenos
Huracán Mitch (1998)
NO deberían constituir situación de RIESGO, de no ser por la intensa
presión humana sobre los márgenes fluviales y sus llanuras de inundación
Llanuras de inundación y abanicos aluviales son áreas especialmente
atractivas para el asentamiento y/o desarrollo de actividades humanas.
Abanico Aluvial de Caraballeda, Venezuela (1998)
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4. Riesgos Exógenos
4. Riesgos Exógenos
pueden estar inducidos por otros procesos naturales previos:
Huracán Mitch (1998)
• Atmosféricos: Precipitaciones intensas y/o prolongadas, gota fría,
huracanes, mareas extraordinariamente altas, ...
• Movimientos en masa que corten el cauce de un río, provocando
inundaciones aguas arriba, ...
• Humanos: Rotura de presas, urbanización (impermeabilización terreno),
deforestación, construcción de puentes, encauzamientos artificiales, ...
ACCIONES PREDICTIVAS
Predecir la extensión del área inundable, así como la probabilidad del suceso
(inundación) ocurra.
•
•
•
La predicción espacial ► mapas de inundabilidad para diferentes periodos
de retorno.
La Predicción temporal ► difícil y costosa
SAIH (Sistema automático información hidrológica) ► red de pluviográfos
y medidores de caudal que transmiten los datos a un ordenador central ►
conocer la evolución del proceso (inundación) en tiempo real.
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4. Riesgos Exógenos
4. Riesgos Exógenos
Medidas estructurales
ACCIONES PREVENTIVAS
Desventajas ► inundación amplificada cuando rompen/desbordan los diques
Medidas no estructurales (No tienen desventajas)
Planes de ordenación (POT’s) eficaces, con especial atención a áreas
fluviales (abanicos, llanuras de inundación, terrazas bajas), basados en
mapas de inundabilidad
•
GEOLOGÍA
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► Amplifica la situación de riesgo aguas debajo de los diques
► Efectos ecológicos negativos (destrucción de habitats)
Objetivo: obtención del máximo beneficio de estas áreas, minimizando a la
vez el daño de las inundaciones y el coste de las medidas preventivas.
Generalmente restringen el uso residencial e industrial, y permiten el uso
recreativo y agroforestal.
•
Legislación adecuada en materia de urbanismo y construcción
•
Empleo del pronóstico del tiempo para activar planes de emergencia.
Medidas estructurales
Construcción de diques en márgenes del cauce► Evitan el desbordamiento
del canal y la inundación de la llanura de inundación.
•
Desventajas ►
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4. Riesgos Exógenos
ACCIONES PREVENTIVAS
Medidas estructurales
•
Construcción de diques en los márgenes del cauce.
•
Acondicionamiento del cauce principal
9 Ensanchar, profundizar la sección del cauce
9 evitar meandros para aumentar la pendiente
9 suprimir obstáculos
9 estanques de avenidas, ...
• Construcción de nuevos cauces ► Pueden generar un efecto contrario
(desbordamiento e inundación) si no se diseñan teniendo en cuenta las
avenidas mayores históricas.
• Construcción de embalses aguas arriba de la zona a proteger
• Reforestación de la cuenca ► Aumenta la evapotranspiración y disminuye
escorrentía
• Aterrazamiento de laderas ► Disminuye la escorrentía y el aporte de
sedimentos
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