SEMANA 7

MOVIMIENTOS EN MASA Y ESTABILIDAD DE TALUDES NATURALES

MOVIMIENTOS EN MASA

Definición

Son procesos de transporte de material de determinado volumen de suelo, roca o ambos, en diversas proporciones, generados por una serie de factores, estos movimientos tienen carácter descendente ya que están controlados por la gravedad.

Clasificación

Por el tipo de material

ü Roca

ü Residuos

ü Tierra

Por humedad

ü Seco: sin humedad visible

ü Húmedo: algo de agua pero no posee    agua libre

ü Mojado: cantidades visibles de agua

ü Muy mojado: fluye como líquidos

Por repetición

ü Progresivo: se extiende hacia abajo

ü Retrogresivo: se extiende hacia arriba

ü Ampliándose: se extiende a los lados

ü Múltiple

Por velocidad

ü Extremadamente rápido       > 5 m/seg  

ü Muy rápido                          3 m/min

ü Rápido                                1.8 m/hora

ü Moderada                           13 m/mes

ü Lenta                                  1.6 m/año

ü Muy lenta                            16m.m./año

ü Extremadamente lenta       

Por estado de actividad

ü Activo

ü Reactivo

ü Suspendido

ü Dormido

ü Abandonado

ü Estabilizado

ü Relicto

TALUD

Cualquier superficie inclinada respecto de la horizontal que hayan de adoptar permanentemente las estructuras de tierra. No hay duda que el talud constituye una estructura compleja de analizar debido a que en su estudio coinciden los problemas de mecánica de suelos y de mecánica de rocas, sin olvidar el papel básico que la geología aplicada desempeña en la formulación de cualquier criterio aceptable.

ESTABILIDAD

Se entiende por estabilidad a la seguridad de una masa de tierra contra la falla o movimiento. Como primera medida es necesario definir criterios de estabilidad de taludes, entendiéndose por tales algo tan simple como el poder decir en un instante dado cuál será la inclinación apropiada en un corte o en un terraplén; casi siempre la más apropiada será la más escarpada que se sostenga el tiempo necesario sin caerse. Este es el centro del problema y la razón de estudio.

REMOSIÓN DE MASA

DESLIZAMIENTO

Movimiento de material a lo largo de una o más superficies de falla, que varían en su velocidad.

Son desplazamientos de masas de tierra o rocas por una pendiente en forma súbita o lenta. El deslizamiento o derrumbe, es un fenómeno de la naturaleza que se define como “el movimiento pendiente abajo, lento o súbito de una ladera, formado por materiales naturales - roca- suelo, vegetación-o bien de rellenos artificiales”. Los deslizamientos o derrumbes se presentan sobre todo en la época lluviosa o durante períodos de actividad sísmica.

Existen dos tipos de deslizamientos o derrumbes

Deslizamientos lentos.- Son aquellos donde la velocidad del movimiento es tan lento que no se percibe. Este tipo de deslizamiento genera unos pocos centímetros de material al año. Se identifican por medio de una serie de características marcadas en el terreno.

Deslizamientos rápidos.- Son aquellos donde la velocidad del movimiento es tal que la caída de todo el material puede darse en pocos minutos o segundos. Son frecuentes durante las épocas de lluvias o actividades sísmicas intensas. Como son difíciles de identificar, ocasionan importantes pérdidas materiales y personales.

Existen tres tipos:

- Slumps: 

Movimiento sobre una superficie curva, es de velocidad muy lento.

- Creep:

Movimiento lento e imperceptible, es reconocido por cosas viradas.

- Rock slide:

Deslizamiento de material rocoso en una o más superficies de falla, es de velocidad rápido.

¿Por qué ocurren?

Depende de las siguientes variables: Clase de rocas y suelos; Topografía (lugares montañosos con pendientes fuertes); Cantidad de lluvia en el área; Actividad sísmica; Actividad humana (cortes en ladera, falta de canalización de aguas, etc.); Erosión (por actividad humana y de la naturaleza). Los deslizamientos o movimientos de masa no son iguales en todos los casos.

   

¿Cuándo hay mayor peligro de deslizamientos?

Sólo con estudios específicos se puede determinar la potencialidad por deslizamiento de una zona determinada y establecer cuáles medidas deben tomarse para evitar o reducir que el fenómeno ocurra. Sin embargo sabemos que en las temporadas invernales el peligro aumenta.

HUNDIMIENTOS DE SUELOS

Movimiento de la superficie terrestre en el que predomina el sentido vertical descendente y que tiene lugar en áreas aclinales o de muy baja pendiente. Este movimiento puede ser inducido por distintas causas y se puede desarrollar con velocidades muy rápidas o muy lentas según sea el mecanismo que da lugar a tal inestabilidad.

Es un movimiento de la superficie terrestre en el que predomina el sentido vertical descendente y que tiene lugar en áreas aclinales o de muy baja pendiente. Este movimiento puede ser inducido por distintas causas y se puede desarrollar con velocidades muy rápidas o muy lentas según sea el mecanismo que da lugar a tal inestabilidad. Si el movimiento vertical es lento o muy lento (metros ó centímetros / año) y afecta a una superficie amplia (km2) con frecuencia se habla de subsidencia. Si el movimiento es muy rápido (m/s) se suele hablar de colapso.

       Las causas de la subsidencia pueden ser, entre otras:

¨ La respuesta de los materiales geológicos ante los esfuerzos tectónicos.

¨ Las variaciones en el nivel freático o en el estado de humedad del suelo, por ejemplo como consecuencia de la explotación de acuíferos.

¨ La actividad minera subterránea, por ejemplo tras el abandono de galerías subterráneas.

DERRUMBES

Los problemas que presenta la inestabilidad de las laderas de las montañas, son uno de los peligros naturales más destructivos del planeta.

Derrumbes, deslizamientos, flujos, reblandecimiento de terrenos y movimientos complejos ocurren día con día en cualquier parte del mundo de tal forma que cada año las víctimas y los daños materiales son incalculables. Este tipo de eventos puede originarse, por terremotos, lluvias intensas, descongelación de la nieve, pero el principal riesgo son los asentamientos humanos sobre minas de arena, en las laderas de las montañas que presentan diferentes grados de inclinación o por vivir al pie de ellas. Los mecanismos básicos de inestabilidad del terreno son: los caídos o derrumbes, los flujos, deslizamientos y las expansiones o desplazamientos laterales de los terrenos. Los caídos o derrumbes, son movimientos repentinos de suelos y fragmentos aislados de rocas que se originan en pendientes abruptas u acantilados, por lo que el movimiento es de caída libre, rodando y rebotando y suelen presentarse mayormente en las carreteras.

DESPRENDIMIENTO DE ROCAS

Se caracteriza por la caída libre de rocas desde un acantilado. Estas generalmente se acumulan en la base del acantilado formando una pendiente, lo que impone una amenaza adicional. El desprendimiento de rocas obviamente constituye un peligro para los seres humanos y la propiedad, pero en general, impone una amenaza localizada dada su limitada área de influencia.

SOLIFLUXION

La solifluxión (flujo de suelo) consiste en un desplazamiento que afecta a una masa de fango desplazada sobre un basamento estable. Afecta únicamente a los materiales arcillosos susceptibles de transformarse en fango por el aumento de su contenido en agua líquida, lo que provoca un cambio de densidad, del peso y del volumen, que favorece el desplazamiento a lo largo de la pendiente. Al transformarse en fango, la propia lámina que se desplaza colmata los huecos y suaviza las irregularidades de la pendiente, lo que reduce la resistencia del sustrato al desplazamiento. Cuando se alcanza el límite de fluidez en los niveles superficiales se establece un plano de discontinuidad hídrica que funciona como plano de cizalla. La actuación del agua puede producirse por el empapamiento del material deleznable a causa de infiltraciones, o el desbordamiento de mantos freáticos, o por la abundancia de las precipitaciones en una zona.

Existen diferentes tipos de solifluxión, pero las dividiremos en dos: la generalizada y la localizada.

La solifluxión generalizada afecta a toda una ladera y en procesos, normalmente, lentos y sostenidos a lo largo del tiempo. En esta modalidad distinguimos:

¨ La solifluxión laminar, que afecta a una capa muy superficial en un proceso de descenso muy lento.

¨ La solifluxión subcutánea, que está dificultada por la existencia de un manto vegetal, y que produce abombamientos en dicho manto. Estos abombamientos pueden rasgar el tapiz dejando escapar el fluido fangoso.

¨ La solifluxión en terracillas, propia de la grandes pendientes, donde el movimiento se descompone en pequeños deslizamientos escalonados, expresados en peldaños discontinuos de altitud y anchura de dimensiones decimétricas. Asemejan a pequeños senderos escalonados. Esta solifluxión se ve acentuada por las pisadas de los animales mayores, por lo que esos peldaños, cuando aparecen aislados, también se llaman pisada de vaca. Frecuentemente las terracillas superiores cabalgan sobre las inferiores.

La solifluxión localizada se caracteriza en lugares determinados, y también en momentos concretos, lo que provoca fenómenos catastróficos. En este fenómeno distinguimos:

¨ El nicho de solifluxión, zona de despegue delimitado por un talud semicircular abrupto, con forma de cuchara.

¨ La colada de solifluxión, o colada de barro, cuando el material desplazado se extiende a lo largo de la pendiente en forma de lengua espesa y ondulada. En la parte final adopta bien una forma cónica plana, si es muy fluido, o bien se acumula el material en la parte delantera formando caballones.

¨ Los caballones o lóbulos de solifluxión, se forman cuando el material se acumula en la parte inferior formando una pequeña contrapendiente. Los caballones tienen forma convexa y detrás suyo dejan una depresión donde se acumula agua. En el recorrido de la lengua fangosa queda una cicatriz con una pendiente marcada. Los caballones presentan un perfil claramente escalonado.

REPTACIÓN DE SUELOS

- Movimiento subsuperficial muy lento, de 3 a 5 cm por año.

- No se aprecian evidencias.

- Uno de los factores mas importantes es la humedad del suelo.

ALUVIÓN

Se define como un río de barro originado tras una fuerte lluvias o deshielo que ocasionan inundaciones, o también como resultado de un terremoto o erupción volcánica. Arrastra consigo limo, arena, rocas, entre otras cosas. Puede viajar, sin aviso, varios kilómetros desde su origen y a una gran velocidad. En su recorrido puede aumentar de tamaño a medida que arrastra árboles, basura, e incluso vehículos. Uno de los grandes problemas que presentan los aluviones es que no se pueden predecir, se desatan sin aviso.

INUNDACIÓN

Es el emplazamiento paulatino o violento de las aguas en cantidades abundantes sobre una superficie determinada. Su origen se debe a varios factores, según las características  del lugar. Entre los principales tenemos: las lluvias torrenciales y huracanes, rupturas de presas y desbordes de las presas almacenadoras, desborde en los cauces fluviales, ocurrencia de huaycos, maremotos, etc.   

HUAYCOS

El Huayco conocido también como “lloclla” o aluvión, es una corriente o flujos muy rápidos de aguas turbias, lodo, cargados de piedras, maleza y/o árboles que se desplazan a lo largo de un cauce definido de quebradas o riachuelos. Su causa directa son las fuertes lluvias o precipitaciones pluviales, que ocurren durante la temporada lluviosa.

q  AGENTES

Son todos aquellos elementos que participan directamente en la generación de fenómenos geodinámicas que al interactuar producen la evolución de la superficie terrestre.

Estos son:

•         La gravedad

•         El agua

•         El sol

•         Organismos vivos

•         Otros

q  CAUSAS

ü Remover vegetación

ü Cortar montes en forma escalonada, reduciendo el soporte

ü Añadir asfalto, pozos sépticos o agua al césped, añaden peso y saturan el terreno

ü Irrigación causa saturación

q  MEDIDAS CORRECTIVAS

•       Investigaciones geológicas

•       Evitar áreas de riesgo

•       Clima

•       Reducir ángulo de la pendiente

•       Añadir soporte a base

•       Estructuras de retención

•       Remover fluidos

ACCIÓN GEOLÓGICA DE AGUAS SUPERFICIALES

AGUAS SUPERFICIALES

Es el agua natural abierta a la atmosfera que fluye o se almacena en la superficie de la corteza terrestre en forma de ríos, lagos, cochas, estuarios, humedales (charcos, bofedales , oconales , manantiales, aguajales), océanos, mares, y embalses artificiales (como presas, reservorios, bordos y canales).

Ciclo hidrológico

El ciclo hidrológico se define como el “proceso que describe la ubicación y el movimiento del agua en el planeta". Es un proceso continuo en el que una partícula de agua evaporada del océano vuelve al océano después de pasar por las etapas de precipitación, escorrentía superficial y/o escorrentía subterránea.

ACCIÓN GEOLÓGICA DE LAS CORRIENTES DE AGUA:

u TRANSPORTE:

Las corrientes transportan su carga por rodadura o tracción, solución, suspensión y flotación.

a) Rodadura o tracción

Los fragmentos grandes angulosos o sub angulosos son transportados en el fondo dado su peso y tamaño son empujados por la corriente y los de menor tamaño son rodados. Los fragmentos más pequeños pueden moverse dando saltos.

   

Dependiendo de la distancia de recorrido, estos fragmentos de roca, terminan siendo de forma redondeada o sub redondeados, sea cual fuera su tamaño, por esta razón se les denominan “cantos rodados”

b) Suspensión

Por su tamaño, las partículas del tamaño de la arena, limo y arcilla son transportados como “carga suspendida” en la corriente; por lo general, estas partículas son las que le dan el color turbio al agua, constituyen además las “herramientas” con que pulen y desgastas a las rocas cuando chocan con ellas.

c) Solución

 Por su capacidad de disolverse ante el agua, las sales minerales, entre otros, son transportadas en forma de disolución y representa una importante fracción de la carga total. Cuando el agua es utilizada en la agricultura, le proporciona este tipo material incrementando la fertilidad del suelo, como: iones Na+, Cl-, K+, Ca+

d) Flotación

Por la baja densidad de algunos fragmentos de roca, especialmente de origen volcánico como la piedra pómez y otros, son transportados por el agua en flotación. También van en esta situación, los materiales orgánicos.

u EROSIÓN:

Las corrientes transportan su carga por rodadura o tracción, solución, suspensión y flotación.

a) Erosión en lámina

   

El agua de lluvia al escurrir en forma laminar por la superficie del suelo a través de las pendientes, arranca una capa fina y uniforme de toda esa superficie como si fuera una lámina.

b) Arranque hidráulico

El agua al presionar contra las grietas de las rocas, comprime el aire que contienen y rompe a las rocas en grandes bloques. Las márgenes suaves de los cauces son minadas.

c) Abrasión

Es la acción y efecto de desgastar por fricción. La corriente de agua lleva partículas y fragmentos, que por así decir, son las herramientas para desgastar las rocas que encuentra y éstas a su vez son también desgastadas.

d) Corrosión o disolución

   

La acción disolvente de las aguas depende del tipo de roca por la que atraviesa la corriente y de las sustancias que contienen en solución.

u DEPOSITACIÓN:

El material transportado por la corriente de agua, llega a su destino, cuando las condiciones que permitieron transportar son invertidas, entonces la corriente deposita esta carga.

   

La depositación ocurre por la ocurrencia de las siguientes situaciones:

   

Declinación en la pendiente, reducción de la velocidad de la corriente, disminución del caudal, o por combinación de éstas.

u    FORMACIÓN DE VALLES:

Los torrentes forman su propio cauce realizando un trabajo de profundización inicialmente y posteriormente de ensanche. En este ensanchamiento intervienen muchos procesos: la erosión y socavamiento de las orillas y los flancos con los consecuentes derrumbes y deslizamientos, descomposición química y transporte de los materiales, entre otros tipos de remoción.

CICLOS Y TIPOS DE EROSIÓN:

a) Erosión del sustrato rocoso

El río:

Primero labra su cauce sobre la roca de sustrato, sucede la erosión vertical y encajamiento del canal, gana importancia la erosión areolar en los interfluvios, con lo que logra rebajar el relieve hasta formar un amplio valle, y luego rellena el valle formando la llanura aluvial.

b) Erosión de los depósitos aluviales

       

El río:

Gana capacidad erosiva y se encaja en su propia llanura aluvial, puede llegar o no a atravesar todo el espesor de los depósitos aluviales.

c) Niveles de terraza aluvial

     El río:

Amplía el valle al ganar importancia la erosión en sus márgenes, la superficie de la anterior llanura aluvial queda adosada a las márgenes del valle en forma de escalón o resalte topográfico que constituye la denominada terraza aluvial

   d)  Colmatación del valle    

El río:

Rellena el valle formando una nueva llanura aluvial, el río se encaja para dar origen a otro nivel de terraza.

Se repite el ciclo, esta vez da origen a terrazas más modernas.       

PERTURBACIONES EN EL CICLO DE EROSIÓN:

El ciclo normal de erosión puede ser perturbado, en cualquier etapa de su desarrollo, al intervenir diversos fenómenos naturales, como los siguientes:

ü   Diastrofismo

ü   Vulcanismo

ü   Glaciación

ü   Acción eólica

ü   Drenaje subterráneo

ü   Cambios climáticos que pueden acelerar el ciclo o repetir parte de él.

REJUVENECIMIENTO:

a)    Juventud fluvial

Una corriente joven erosiona activamente; corta hacia abajo predominantemente, dejando cañones con márgenes acantiladas El perfil típico es en forma de “V”. El agua llena parcial o totalmente el angoste cauce.

b) Madurez fluvial

Esta etapa se caracteriza por el aumento de la erosión lateral y el inicio de acumulaciones de Planicie de Inundación en un valle bien definido y amplio.

c)   Senectud fluvial

A medida que se reduce la pendiente, la corriente pierde gran parte de su poder rosivo en profundidad, mas no así el lateral, produciéndose en consecuencia deposición.  Este tipo de corrientes se caracteriza por el gran desarrollo de meandros y una amplia  llanura de inundación en un valle también amplio y poco profundo.

ACCIDENTES EN EL CURSO DE UN RÍO:

El agua de los ríos discurre de las zonas elevadas a las más bajas, impulsada por la fuerza de la gravedad. En su caída, el agua arranca y arrastra materiales de los terrenos por los que pasa. Estos materiales se van depositando en función de su tamaño y de la corriente del río.

a) Cañones: Las corrientes veloces producidas por la fuerte pendiente que corren sobre terrenos áridos y de roca infrayacente dura, excavan su perfil en forma de un valle estrecho y profundo con paredes casi verticales a los que se les llama Cañones o Gargantas. En los ríos del Perú, generalmente en la selva, se les denomina Pongos. Podemos citar como ejemplos el Cañón del Pato formado por el río Santa y el Pongo de Manseriche formado por el río Marañón.

b) Cascadas y cataratas: Las cascadas son saltos de agua que se producen en el lecho de un río donde existe un brusco desnivel, o pendiente muy abrupta por una fractura del terreno o falla geológica. También se deben a la alternancia de materiales duros con otros menos resistentes.

       Cuando estos saltos de agua tienen un volumen grande se les denomina cataratas.

c) Rápidos: Son saltos de agua constituidos por una serie de peldaños por los que el agua corre con gran rapidez, formando en algunos casos remolinos.

Una de las formas que se originan los rápidos es debido a que al pie de las cascadas y cataratas, el agua cae con fuerza, produciendo remolinos que excavan la base. Se forma así un entrante en la base de la cascada, mientras que en la parte superior se crea una cornisa. Esta termina por derrumbarse, de forma que se nivela la cascada y desaparece: en este tramo, el río sigue discurriendo con mayor velocidad, originando el mencionado rápido.

d) Meandros: Un meandro es una curva descrita por el curso de un río cuya sinuosidad es pronunciada.

Se distinguen dos tipos de meandros: Meandros de Valle meandros encajados  y Meandros de Llanura Aluvial de llanura de inundación.

Se forman con mayor facilidad en los ríos de las llanuras aluviales con pendiente muy escasa, dado que los sedimentos suelen depositarse en la parte convexa del meandro, mientras que en la cóncava, debido a la fuerza centrífuga, predomina la erosión y el retroceso de la orilla.

e) Marmitas: Conocidas también como “marmitas de gigantes”, son huecos casi circulares que se encuentran en el fondo y en los lados rocosos del cauce de algunos ríos.

       Se inicia con un incipiente pulido que puede deberse a remolinos que da lugar a pequeñas depresiones superficiales y semimetricas a veces menores de 50 cm de profundidad y 50 cm de diámetro.

       Una vez formadas continúan agrandándose por acción rotativa del agua y pequeños fragmentos de roca actuando como “molinos de abrasión natural”. Una vez alcanzada la profundidad critica, sigue la erosión lateral, desarrollándose bordes angulosos en las partes altas de los huecos. 

VIDEOS: