INFOREME DE GEOLOGIA

Desarrollo del cuestionario

1. ¿Cuál es el papel del agua en los procesos gravitacionales?

Va a intervenir en la formación de arroyadas y en infiltraciones. La arroyada colabora con el movimiento de arrastre superficial, en tanto que la infiltración participa en el aumento de la plasticidad del terreno, y en el incremento del carácter lubricante de los niveles de despegue.

En los deslizamientos, el agua actúa:

Incrementando el peso de la masa potencialmente deslizante. Y disminuyendo el coeficiente de rozamiento interno, en la superficie de

despegue.

De esta manera, los deslizamientos, y los movimientos en general, toman mayor relevancia y frecuencia durante las épocas de lluvia.

2. ¿Cuál es el papel de las plantas para el control de la erosión y contribuir a la estabilidad de los taludes, explique el proceso?

El papel de la vegetación tiene que ver entre otros, con los siguientes aspectos:

Interceptación: El follaje y los residuos de las plantas absorben la energía de la lluvia y previenen la compactación del suelo por el impacto de sus gotas directamente sobre la superficie.

Retención: Físicamente, el sistema de raíces amarra o retiene las partículas del suelo, además, las partes aéreas funcionan como trampas de sedimentos.

Retardación: sobre la superficie, los residuos incrementan su aspereza, o dicho en otras palabras, aumentan el coeficiente de rugosidad del terreno, disminuyendo así la velocidad de escorrentía.

Infiltración: Las raíces y los residuos de las plantas ayudan a mantener la porosidad y permeabilidad del suelo.

Transpiración: El agotamiento de la humedad del suelo por las plantas retrasa la saturación y con ello la aparición de escorrentía superficial; González (1995) anota la importante función que cumple la vegetación en la regulación de humedad del suelo: árboles grandes individuales pueden absorber entre 100 y 150 litros de agua por día soleado.

Por otra parte, de forma ya no genérica sino aplicada, la vegetación cumple un importante papel en términos de la prevención de movimientos en masa, de manera especial con relación a los deslizamientos superficiales en laderas. A este respecto, las posibles formas en que la vegetación afecta el balance de fuerzas son (Gray y Leiser, 1982):

Refuerzo de las raíces: Mecánicamente las raíces refuerzan el suelo al transferirle resistencia a la cizalladura con tensiones de resistencia en la raíz.

Modificación del contenido de humedad del suelo: La evapotranspiración y la interceptación por el follaje limitan la aparición de esfuerzos en el suelo por humedad.

Apuntalamiento: El anclamiento y embebimiento de los troncos hace que éstos actúen como pilares -puntales o contrafuertes- en las laderas, contrarrestando las tensiones por

cizalladura; se dice que los troncos actúan como anclas rígidas, favoreciendo el sostenimiento o restricción lateral contra el movimiento superficial del talud. El arqueado ocurre cuando el suelo intenta un movimiento a través y alrededor de las filas de árboles, los cuales se encuentran finamente anclados en el suelo; dicho fino anclaje de los árboles se puede lograr si éstos logran un contacto radicular con rocas o a una alta profundidad de sus raíces.

Peso de la vegetación: Ejerce dos tipos de esfuerzos, uno desestabilizante hacia abajo de la pendiente y uno que es componente perpendicular a la pendiente el cual tiende a incrementar la resistencia al deslizamiento.

Cuñamiento de raíces: Tendencia de las raíces a invadir grietas, fisuras y canales y causar con ello inestabilidad local, especialmente en masas rocosas.

Remolinos: Serpenteo del viento a través de los troncos de los árboles, generando influencia desestabilizante por creación de momentos de remolino al chocar el viento con el tallo: el viento corre serpenteando por entre la vegetación.

Los tres primeros efectos incrementan la estabilidad de las laderas; el cuarto puede causar un impacto benéfico o adverso dependiendo de las condiciones de suelo y de la pendiente; los dos últimos son efectos adversos a la estabilidad. El serpenteo del viento o remolinos, se dice que afecta especialmente a árboles de edades maduras o enfermos, caso de ventarrones bajos, los cuales corren paralelos a la superficie y crean disturbios sobre su capa superficial. Hawley y Dymond (1988) exponen que el refuerzo por raíces y la transpiración tienden a reducir la incidencia de deslizamientos más que otros efectos de los árboles, tales como peso y concentración de agua lluvia durante las tormentas, los cuales tenderían a incrementarla.

Desde hace varias décadas han sido construidas cientos de estructuras de refuerzo, dejándose de lado el empleo de coberturas vegetales arbóreas y arbustivas a efectos de estabilizar laderas y suelos en general. Vidal (1969) citado por Gray y Leiser (1982) patentó una estructura de refuerzo de laderas que en su principio semejaba lo que hacen las raíces; el método consistía en una plataforma metálica reforzada con láminas o tiras metálicas transversales y longitudinales, en una matriz de suelo granular. Otra metodología para el refuerzo de suelos es aquella denominada “ pilar de raíces reticuladas”, que consiste en la simulación de la acción de las raíces de los árboles arreglando una malla de diámetro pequeño, reforzada con pilares de concreto; de esta forma se tiene la masa unida como un todo o masa unitaria.

El papel desempeñado por las raíces en términos del refuerzo del suelo no es tan simple como lo es el de estas estructuras artificiales; si bien las raíces no tienen la resistencia mecánica de las bandas de acero, en el suelo se comportan de una manera más compleja, ya que ejercen fuerzas de tensión además de transferencia de tracción a lo largo y ancho del refuerzo. Puntos a favor del carácter propio a las raíces se tienen en la capacidad de recuperación y regeneración frente a daños físicos, así como en la bioadaptación, a través de la cual responden una vez se presentan condiciones desfavorables de topografía y disponibilidad de agua, entre otros (edafoecotropismo). En general, al removerse la vegetación de las laderas, tiende a incrementarse la inestabilidad y la frecuencia de movimientos en masa; esto es señalado por O’Loughlin y Pearce (1976) citados por Hawley y Dymond (1988), quienes exponen que hay buena evidencia de que en muchas litologías la remoción de bosques de las laderas produce un incremento en la ocurrencia de deslizamientos.

El refuerzo de las raíces es el mecanismo más obvio de influencia de la vegetación en la estabilización de vertientes; la entremezcla de raíces laterales tiende a unir el suelo en una masa única (Gray y Leiser, 1982). En las vertientes, la raíz principal puede penetrar a través del suelo dentro de estratos firmes, anclándose e incrementando la resistencia a deslizarse.

González (1995) con relación a la resistencia que confieren las raíces al suelo, expone que el incremento en la resistencia al corte por la acción de ellas puede alcanzar el doble de su valor

cuando éstas no están presentes. Sin embargo, el refuerzo debido a la vegetación puede ser limitado por la conformación y distribución de los sistemas radiculares, ya que no se puede garantizar en un posible movimiento en masa que las raíces atraviesen la superficie de falla, donde se da el efecto de refuerzo; si las raíces no la cruzan, sus efectos en la estabilidad del talud se limitan al control de la humedad del suelo y a la sobrecarga, pudiendo ser esta última desfavorable.

Gray y Leiser (1982), exponen que un suelo reforzado por raíces o fibras se comporta como un material compuesto en el cual las fibras relativamente elásticas con fuertes tensiones, se encuentran embebidas en una matriz de suelo relativamente plástico; los esfuerzos se movilizan entre la matriz y el material fibroso (raíces). Esto significa que esfuerzos de tensión en el suelo generan resistencia a la tensión en las fibras, las cuales imparten una mayor resistencia al suelo. Sin embargo, el papel que la vegetación puede cumplir en la prevención de movimientos en masa, está centrado principalmente en movimientos someros a medianamente profundos; a este respecto, Hawley y Dymond (1988) anotan que los árboles que crecen sobre laderas inhiben los deslizamientos superficiales en su vecindad; estos autores desarrollaron un método para medir el efecto de estabilización impartido por los árboles en las laderas, especialmente válido para amplios espaciamientos entre ejemplares. Sus resultados mostraron que las pérdidas de suelo eran reducidas por concepto de los árboles en un 13,8%, resaltándose que si ellos hubiesen sido plantados en arreglo al cuadro de 10 m (malla de 10x10 m), los daños se habrían disminuído cuando menos en un 70%.

3. ¿Cómo se produce el transporte eólico e hídrico?

Erosión hídrica

Comprende la degradación generada por las gotas de lluvia (salpicadura) y el escurrimiento de las aguas sobre el suelo. Esta última, puede ser en una forma precanalizada (erosión de manto), ligeramente canalizada (canalículos o surcos) o fuertemente canalizada (cárcavas o zanjas). Todas ellas son de carácter superficial.

Pero se reconocen otros tipos de carácter subsuperficial (túnel, tuberías, etc.).

Diseñada por Wischmeier y Smith, ha sido la más ampliamente aceptada y utilizada ecuación de los últimos años. El significado de universal radica en que incluye factores que universalmente son responsables de aceleración acelerada.

A = R x K x L x S x C x P

A: pérdida de suelo, tasa de erosión o la fuente total de sedimentos.

R: índice de erosividad de la lluvia, la agresividad de ésta.

K: factor de erodabilidad del suelo, representa la susceptibilidad del suelo a la erosión

L: es el factor longitud de pendiente

S: el factor de gradiente de la pendiente;

LS: (el factor topográfico)

C: factor de manejo del cultivo, representa los factores de cubierta del suelo y manejo del cultivo, relacionados a la pérdida de suelo

P: factor de las prácticas de conservación, representa las prácticas de conservación usadas

DESLIZAMIENTO CÁRCAVA

La erosión eólica.

Se trata de un problema de impacto ambiental, de significado económico, ocurrente tanto en el sitio de origen como en el de destino de las partículas. La erosión eólica daña al suelo, los cultivos y al ambiente; a través de una reducción en la productividad del suelo, afectando la emergencia de plantas, calidad y rendimientos e incrementando los particulados atmosféricos.

En climas áridos y semiáridos, principalmente, prevalecen las condiciones conducentes a la erosión por viento, la cual se verifica cuando el suelo está suelto, seco y finamente granulado, la superficie del suelo es lisa y la cubierta vegetativa está ausente o esparcida y cuando el área susceptible es suficientemente grande.

Comparada con la erosión hídrica, en la erosión eólica las partículas más desprendibles son de menor tamaño y las velocidades críticas son mucho mayores. Las razones deben estar relacionadas a la muy superior diferencia entre las densidades de las partículas y la de los fluidos. Un grano de arena en el aire es casi 2.000 veces más masivo que el fluido circundante, mientras que es 2,65 veces más masivo en el agua. Por otra parte, el viento afecta una superficie más extensa que el agua. El viento, por cierto, es la fuerza responsable deslizamiento cárcava que está detrás del soplido del suelo. Los vientos suficientes para causar erosión eólica son clasificados como de flujo turbulento de capas límites sobre superficies relativamente ásperas.

La erosión eólica consiste en una serie de procesos que experimentan tanto partículas primarias como secundarias (agregados) del suelo:

I. Movimiento inicial (o deflación)

II. Transporte ------- Suspensión

------- Saltación

------- Reptación superficial

III. Abrasión

IV. Remoción selectiva

V. Depositación

Reptación en superficie: Corresponde al rodado de partículas gruesas a lo largo de la superficie del suelo, es el movimiento ocasionado por el viento y por otras partículas movilizadas

por él. Teóricamente, no hay límite superior de partículas que podría rodar, pero en la práctica la mayor parte se encuentra en un rango entre 0,5 mm y 1 ó 2 mm (500 a 1.000 μm) de diámetro. Constituye un 7 a 25% del transporte total.

Saltación: sin saltación, no ocurre ni reptación ni suspensión. Casi un 50 a 80% del transporte ocurre por saltación. El ascenso de partículas es inferior a 120 cm y la mayoría no supera los 30 cm. Las partículas son ejecutadas y siguen trayectorias características, bajo la influencia de la resistencia del aire y la gravedad, debido a que no pueden mantenerse en suspensión.

El rango de tamaño de partículas que se mueve por saltación es de 0,05 mm a 0,5 mm, con un dominio en el rango 0,1 a 0,15 mm de diámetro. La altura de rebote es proporcional a la relación entre la densidad del fluido y de la partícula. Si los vientos son de velocidad excesiva, se pueden movilizar por saltación partículas hasta de 0,1 mm.

Suspensión: corresponde al movimiento vertical (< 10% del horizontal) y horizontal de partículas muy finas (< 0,01 mm). El rango de tamaño de partículas que se mueve por suspensión es de 2 a 100 μm. En el transporte de distancias largas predominan aquellas de 0,02 mm (20 μm), debido a que las de diámetros mayores poseen velocidades de sedimentación significativas. Dependiendo de la textura del suelo, entre 3 y 38% del transporte es vía suspensión. Con vientos fuertes, algo de arena fina (0,063 a 0,125 mm) también puede ser movilizada por suspensión.

Abrasión: en términos simples corresponde a la acción de desgastar agregados a través de agentes desgastantes impactante (partículas).

Remoción selectiva: en el tiempo se produce una remoción de los materiales más finos y enriquecidos de nutrientes, dejando atrás aquellos más gruesos y menos fértiles. El pavimento de desierto es una expresión de esto.

La ecuación de pérdidas de suelo por viento señala que E, la pérdida de suelo, es solo función de:

E = f (I, K, C, L, V)

= f (I, Rf, C, L, V)

E = promedio anual de pérdida potencial de suelos,

I = índice de erodibilidad del suelo,

K or Rf = factor de rugosidad del suelo,

C = factor climático,

L = distancia a través del terreno no protegida,

V = cubierta vegetativa.

4. ¿Cuáles son los procesos generados en el interior de la tierra?

5. ¿Cuáles son los procesos generales que se producen en la superficie terrestre?6. Explique en forma detallada los procesos observados en campo.

Primero