TEMA 7 - ies la patacona
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TEMA 7: RIESGOS GEOLÓGICOS EXTERNOS Guión del tema: 1. Riesgos geológicos externos 2. Riesgos geomorfológicos naturales e inducidos a. Movimientos gravitacionales de ladera b. Subsidencias y colapsos c. Suelos expansivos d. Diapiros 3. Inundaciones a. Características de las avenidas b. Peligrosidad de las inundaciones c. Predicción de las inundaciones d. Prevención de las inundaciones 4. Riesgos mixtos a. Erosión y sedimentación en zonas continentales b. Dinámica litoral c. Riesgo por desplazamiento de dunas 1. Riesgos geológicos externos: Suponen el mayor gasto económico de un país. Los gastos de prevención suelen ser bastante inferiores de los gastos de corrección de daños. Dependen de diversos factores: - Naturaleza litológica del subsuelo. - Existencia de estructuras tectónicas de debilidad (fracturas, fallas, ...). - Topografía del terreno. - El clima (condiciona los agentes que actúan). - Presencia de cubierta vegetal. - Actuaciones negligentes. 2. Riesgos geomorfológicos naturales e inducidos Riesgos causados por movimientos en el terreno en los que interviene la gravedad junto con otros factores. 2.a Movimientos gravitacionales de ladera Desplazamientos de los materiales de una ladera a favor de la gravedad que afectan a la totalidad de la capa superficial de material procedente de la meteorización. Estos movimientos se ven condicionados por dos tipos de factores: Factores condicionantes: Provocan las condiciones propicias para el movimiento. Factores desencadenantes: provocan el inicio del movimiento. Esquema 1 Tipos de movimientos de laderas: Reptación o creep: Descenso gravitacional lento y discontinuo de los materiales alterados más superficiales. Es resultado de la combinación de un movimiento de expansión (hinchamiento por hidratación) más retracción (por deshidratación), lo que provoca desplazamiento lento y continuo ladera abajo. Se reconoce por señales como troncos arqueados de árboles, postes, vallas inclinadas, y forma convexa de la parte baja del talud. Coladas de barro: Flujo continuo y rápido de materiales plásticos y viscosos embebidos en agua, sin plano de rotura, y con velocidad mayor en la parte superficial. Si la cantidad de agua es muy alta los materiales son muy fluidos y se desplazan aun en pendientes poco pronunciadas. Lahares volcánicos y solifluxión sísmica se comportan así. Solifluxión: Similar a las coladas de barro aunque más lenta, resultado de la combinación de flujo y reptación. Afecta a capas superficiales arcillosas empapadas en agua. Típico de zonas altas y altas latitudes donde el deshielo provoca un terreno empapado que cae en lóbulos individualizados. Deslizamientos: Movimientos de rocas, ladera abajo sobre una superficie de rotura o de despegue situada en la parte inferior. La velocidad es la misma en todos los puntos. Se combinan aquí gravedad, rozamiento y cizalla. Hay dos tipos: - Traslacionales: Superficie de rotura paralela a la superficie del talud y que separa una roca competente (arriba) de otra no competente (debajo). También si separa una roca meteorizada o suelo sobre una roca competente o bien de una roca sobre una fractura paralela a la superficie del talud. - Rotacionales o slump. Deslizamiento a favor de una superficie de rotura curva, frecuente en suelos cohesivos uniformes como arcillas. Desprendimientos: Caída brusca y aislada de bloques individualizados o fragmentos rocosos de un talud. Dependen de: - Pendiente - Tipo de roca - Discontinuidades - Condiciones de meteorización mecánica (gelifracción) Avalanchas: Desprendimientos masivos pero formados por fragmentos individualizados (separados y en seco) de arena o bloques de piedra. En estos se incluyen los aludes, con velocidades de hasta 350 km/h. Sus causas: - Aumento del peso por acumulación de nieve - Fricción de los cristales y su conversión en nieve polvo - Introducción de agua entre los cristales - Viento superior a 5 m/s - Elevada pendiente (35 - 50 %) Predicción, prevención y corrección Predicción: - Detección de inestabilidad de ladera y sus causas - Estudio de imagen de satélite o convencionales buscando señales indicadoras: formas de erosión, de depósito, anomalías en la forma, deformaciones - Análisis de factores que puedan potenciar el fenómeno: climáticos, topográficos, - estructurales, vegetación, etc. - Elaboración de mapas de peligrosidad. - Creación de un SIG específico para la zona, con mapas de riesgo y simulaciones. Prevención y corrección - Modificación de la geometría de los taludes Construcción de drenajes de recogida de la escorrentía Repoblación vegetal de taludes Medidas de contención (muros, contrafuertes, redes o mallas, anclajes y pilotes) Aumento de la resistencia del terreno 2.b Subsidencias y colapsos Son hundimientos del terreno naturales o inducidos por el hombre y su actividad. - Subsidencia: hundimiento lento del suelo por asentamiento tras la extracción de fluidos (agua, petróleo,...) - Colapsos: hundimientos bruscos en la vertical (cuevas, torcas, dolinas, minas,...) 2.c Suelos expansivos Suelos constituidos por materiales arcillosos, margosos o limo-arcillosos, así como en anhidritas que se transforman en yesos. Los materiales se hinchan por hidratación y se agrietan en la retracción pudiendo provocar las siguientes consecuencias: - Pérdida del asentamiento de cimientos y muros - Deformación de pavimentos y aceras - Movimientos de laderas - Roturas de cañerías y drenajes Predicción - Presencia de barro pegajoso - Suelo grisáceo, verdoso o rojizo con grietas de retracción - Persistencia de huellas - Datos técnicos como conocimiento geotécnico del suelo - Estudio de clima - Estudio de la pendiente, redes de drenaje y construcciones - Vegetación Prevención • Medidas no estructurales: - Ordenación del territorio - Elaboración de mapas de riesgo • Medidas estructurales: - Estabilización de suelos arcillosos mezclándolos con cal - Excavación del terreno y rellenado del hueco - Cimentación sobre pilotes profundos - Cámaras de aire en los cimientos para facilitar la evaporación - Impermeabilización alrededor de las viviendas 2.d.Diapiros Afloramientos superficiales de rocas plásticas salinas. Causas. Ciertos depósitos de sales intercalados en otros estratos más densos tienden a ascender lentamente levantando el terreno (domos), acumulándose en las charnelas de los anticlinales o aflorando en superficie. Si perforan los materiales se llaman diapiros. Algunos diapiros son de interés económico por: • Explotación de las sales • Actuación como trampas de hidrocarburos • Almacenamiento de residuos radiactivos y tóxicos En España hay algunos, por ejemplo el de Cabezón de la Sal (Cantabria). Predicción - Elaboración de mapas de riesgo basados en estudios gravimétricos. Prevención - Rellenos con materiales adecuados de las cavidades surgidas por la disolución - Sistemas de drenaje - Evitar la concentración de cargas sobre estos materiales 3. Inundaciones Constituyen el riesgo geológico más destructivo a nivel nacional y mundial, sobre todo por la urbanización de áreas susceptibles como canales de desagüe, valles fluviales y costas. Causas: • Climáticas: huracanes, lluvias torrenciales, rápida fusión de nieve o hielo. • Geológicas: erupciones volcánicas, obstrucción de cauces por avalanchas o deslizamientos, marejadas, tsunamis, rotura de presas,... • Antrópicas: mala ordenación del territorio. Dos tipos: continentales y costeras. Las primeras se denominan también avenidas. 3.a Características de las avenidas Se denominan avenidas a las inundaciones ocurridas dentro de los cauces de agua continentales. Existen dos tipos: • Torrenciales. Originadas en torrentes, cauces secos excavados en laderas con mucha pendiente, que solo llevan agua después del deshielo o con lluvias torrenciales. Propias de zonas mediterráneas de nuestro país tras la caída de una tromba.(se denominan ramblas, barrancos, torrentes... según las regiones). El problema reside en la gran velocidad con la que discurre el agua por las laderas o por las ramblas. • Fluviales. Originadas en los ríos, corrientes de agua permanentes y encauzadas. Las inundaciones forman parte de su dinámica natural y están reguladas por la propia cuenca gracias a las llanuras de inundación o vegas. La avenida se extiende por ellas perdiendo energía. ( geomorfología de las llanuras de inundación: meandros, barras, meandros abandonados,...) Riesgos Siempre ocurren por causas antrópicas: Urbanización extensa en áreas inundables. Se han utilizado desde antiguo para cultivos por la fertilidad de los sedimentos pero últimamente se urbanizan con el consiguiente riesgo. Construcción de vías de comunicación en terrazas fluviales (frecuentemente inestables) 3.b Peligrosidad de las inundaciones Depende de la energía que poseen los torrentes y los ríos que a su vez está en función de: • Velocidad de la corriente (V), que aumenta con la pendiente del terreno • Caudal (Q) o volumen de agua por unidad de tiempo. Se calcula Q= A . V (A= sección trasversal de la corriente. V= Velocidad de la misma). El caudal depende de: - Intensidad de las precipitaciones (lluvias torrenciales si superan en 24 h los 200l/m2 Estaciones, con épocas de avenida y épocas de estiaje (hidrograma anual e hidrograma de crecida). Infiltración, que conforme aumenta disminuye la escorrentía superficial y con ello la severidad de las inundaciones. La infiltración aumenta con: Vegetación en la cabecera y márgenes del río (aumenta eltiempo de respuesta en los hidrogramas) Tipo de rocas, ya que las rocas permeables disminuyen la escorrentía Acción antrópica como asfaltado y urbanización, disminuyen la infiltración aumentando el riesgo 3.c Predicción de inundaciones • Previsión meteorológica, mejorada con las imágenes de satélite (Meteosat). • Diagramas de variación de caudal, recurriendo a datos históricos se ve que son cíclicas y específicas de cada cuenca fluvial y se puede calcular el tiempo de retorno y hacer una previsión de cuando puede volver a ocurrir. • Elaboración de mapas de riesgo, a partir de datos históricos, delimitan las áreas y valoran la magnitud de la inundación esperada. En España 1400 puntos conflictivos para inundaciones según la CTEI (Comisión Técnica de Emergencia para las Inundaciones) Los mapas son objetivo prioritario. 3.d Prevención de inundaciones • Soluciones estructurales: - Construcción de diques a ambos lados del cauce para evitar desbordamientos. En ocasiones esta solución resulta peligrosa por aumentar la velocidad del agua al disminuir la anchura del cauce (A). Q= A . V V = Q / A (si disminuye A aumenta V) - Aumento de la capacidad del cauce, por ensanchamiento lateral o dragado del fondo .Deben ser muy equilibrados para evitar alteraciones graves de los ecosistemas acuáticos o de la dinámica mecánica fluvial. - Desvío de cauces que atraviesan ciudades mediante canales o dársenas. - Reforestación y conservación del suelo, es la medida más eficaz. Aumentamos la infiltración y disminuimos la escorrentía superficial (evitando erosión del suelo, colmatación del lecho,...) - Medidas de laminación, con construcción de embalses aguas arriba de forma que disminuye el caudal por unidad de tiempo y aumenta el tiempo de respuesta. Además pueden tener otros usos (hidroeléctricos, recreativos, de reserva hídrica,...) - Estaciones de control, con pluviómetros, estaciones de aforo, correntómetros y otros aparatos con los que calcular el caudal y enviarlo a centros que alerten a la población. • Soluciones no estructurales: - Ordenación del territorio. Existen leyes sobre la utilización de las zonas de riesgo. Los mapas de riesgo que delimitan las zonas fluviales señalan los siguientes aspectos: Zonas de servidumbre, a 5 m del cauce. No se puede trasformar (ni construcciones, ni cultivos, ni reforestación,... salvo autorización expresa de la administración). Zonas de policía, hasta 100 m. Sólo se permiten usos agrícolas pero sin obstáculos (graveras, construcciones,...) Zona inundable, toda la margen del cauce. Con limitaciones pero menos exigentes - Seguros y ayudas públicas. Es obligatorio tener seguro de inundaciones en construcciones próximas a cauces de ríos y las ayudas se darán tras la declaración de zona catastrófica (la realiza el gobierno de la nación). - 4. Planes de protección civil con sistemas de alerta, evacuación y protección de estructuras peligrosas. Modelos de simulación de avenidas, con un SIG del territorio. Riesgos mixtos Generados por la unión de procesos geológicos externos naturales y la acción antrópica. 4 .a Erosión/sedimentación en zonas continentales Las acciones humanas pueden acelerar el proceso por deforestación, prácticas de cultivo inadecuadas, minería a cielo abierto, construcción de vías de comunicación o bien lo pueden retrasar como ocurriría por la construcción de embalses. Los procesos de erosión/sedimentación de las aguas de un río dependen de la conversión de energía potencial en energía cinética. Esta es máxima en el tramo alto (alta velocidad) y va reduciéndose a medida que se acerca a la desembocadura (pierde velocidad) pero como va aumentando el caudal (afluentes, aportes subterráneos,...) la energía se invierte en ensanchar el cauce. A medida que avanza el río se produce: • Disminución de la pendiente y de la velocidad del agua • Aumento del caudal por aporte de afluentes • Ensanchamiento progresivo del cauce • Aumento progresivo de la sedimentación Perfil de equilibrio. El río tiende a alcanzar el perfil de equilibrio en el cual toda la energía cinética se invierte en vencer el rozamiento y transportar materiales sin erosión ni sedimentación. Se consigue reduciendo la pendiente al igualar la altura con el nivel de base absoluto (mar) o local ( embalse o río mayor). Erosión remontante. Se produce cuando se produce un descenso del nivel de base de un río que le obliga a modificar su perfil para buscar un nuevo perfil de equilibrio, reduciendo la pendiente a base de excavar su cauce desde la desembocadura hacia la cabecera. Agradación. Esto ocurre cuando elnivel de base asciende. Normalmente ocurre por la construcción de un embalse (o por ascenso del nivel del mar). Esto hace que el río pierda velocidad y con ello comience un proceso de sedimentación intenso que rellena el lecho del río, elevando su cauce. Esto puede producir daños ambientales: Pérdida de velocidad aguas arriba de la presa Acumulación de sedimentos en el vaso del embalse con inutilización a la larga del mismo, agravado por la deforestación en cabecera y márgenes Aguas abajo el río erosiona y excava afectando a ecosistemas ribereños. Aguas arriba afectaría a construcciones, cultivos, ecosistemas fluviales,... 4.b Dinámica litoral Se suman a las inundaciones como principales riesgos geológicos, potenciados por un elevado factor de exposición (mucha población en el litoral) y por un desconocimiento masivo de la compleja dinámica costera. Los principales riesgos derivados de los procesos de erosión/sedimentación son: • Derivados del retroceso de los acantilados, por la acción erosiva del oleaje que produce derrumbes. Como prevención se utiliza la construcción de muros en la base que producen nuevos riesgos como la desaparición de playas al pie. • Por interrupción de la corriente de deriva, que circula paralela a la línea de costa y traslada material es de erosión y de aporte fluvial, generando playas en los entrantes, flechas litorales, albuferas, marismas y tómbolos. Las construcciones humanas alteran esta dinámica interrumpiendo o alterando esta corriente de deriva. Si se construyen diques, espigones, puertos comerciales o deportivos que interrumpen esa corriente se produce una fuerte sedimentación en la zona anterior al obstáculo con formación de una nueva playa, mientras detrás se produce una fuerte erosión. • Alteraciones de la dinámica de los deltas, ya sea por alteración costera (supresión de corrientes de deriva) o fluvial (embalses, deforestaciones,...), que rompen el equilibrio dinámico de aportes/hundimiento del delta. • Eliminación de arena del sistema costero (playas o dunas), para construir paseos o bloques, o para regenerar otras playas, siempre ocasiona un incremento de la erosión, así como una potenciación de los efectos de las inundaciones tras los temporales al desaparecer las dunas protectoras. • Regeneración de playas o creación de otras nuevas, se lleva a cabo con arenas procedentes del dragado de fondos costeros y desembocaduras lo cual altera toda la dinámica costera. La prevención de riesgos costeros se puede hacer con medidas estructurales como la construcción de rompeolas, espigones, muros y mediante medidas no estructurales como la elaboración de mapas de peligrosidad, la ordenación del territorio (Ley de Costas, 22/1988) y la creación de zonas de protección: - Zona de servidumbre de protección, hasta 100 m tierra adentro con prohibición total para cualquier uso salvo el deportivo. - Zona de influencia, hasta 500 m tierra adentro, con normas de ordenación urbanística. 4.c Riesgo por desplazamiento de dunas Una duna es una acumulación de arena, en los desiertos o el litoral, generada por el viento, por lo que las dunas poseen unas capas suaves y uniformes. Pueden ser producidas por cambios en el viento o por variaciones en la cantidad de arena. La granulometría de la arena que forma las dunas, también llamada arena eólica, esta muy concentrada en torno a 0,2 mm de diámetro de sus partículas. Cuando el viento tiene una dirección dominante, las dunas adquieren la forma de una C , con la parte convexa en contra del viento dominante. Estas dunas generalmente avanzan, se mueven, empujadas por el viento. La velocidad de avance de las dunas es inversamente proporcional a su tamaño, así, las dunas más pequeñas alcanzan a las mayores, con las que se van fusionando y aumentando de tamaño. El desplazamiento de las dunas puede ser un riesgo para las construcciones humanas (que no deberían estar ahí) en algunos lugares muy concretos, por ejemplo en Doñana. Las dunas pueden enterrar viviendas, cultivos. Se hace prevención por fotografías seriadas y la prevención con empalizadas o con vegetación dunar.
