remoción en masa

Universidad Nacional San Luis Gonzaga de Ica Formando profesionales de éxito

Facultad de Agronomía

Apuntes de Clases de Geología Agrícola Alberto Cortez Farfán

Remoción en Masa

15 de Julio del 2010

Ica - Perú

Apuntes de Clases de Geología Agrícola

Capítulo VIII

Remoción en Masa 8.1 Base Conceptual 8.1.1 Concepto La remoción en masa, es el desplazamiento de grandes volúmenes de material superficial ladera abajo (a favor de la pendiente) por acción directa de la fuerza de la gravedad, hasta volver a encontrar un nuevo punto de reposo. Normalmente este terreno, en su parte superficial, presenta rocas fragmentadas por acción de la meteorización física, química o biológica, sola o combinada así como también puede presentar un estrato superficial de suelo grueso o delgado con o sin vegetación. Los movimientos de masa se presentan, sobre todo, en la época lluviosa o durante una actividad sísmica.

8.1.2 Origen El fenómeno de la remoción en masa se produce porque la fuerza actuante, en este caso la sobrecarga, que es originada normalmente por el agua, ejerce una presión hacia abajo que rompe el equilibrio existente hasta ese momento; la gravedad proporciona la energía adicional requerida para que se produzca el movimiento descendente. En lugares secos donde llueve muy poco o no llueve, la remoción en masa se origina fundamentalmente por los movimientos sísmicos desde los muy débiles hasta los muy fuertes quien los mueve de su lugar y luego la gravedad proporciona la energía adicional para que se produzca el movimiento descendente.

8.1.3 Factores Entre los principales factores solos o combinados que influyen en la remoción en masa, que contribuyen a aumentar el efecto de la gravedad, se encuentran los siguientes:

litológicos (rocas inconsolidadas sobre rocas consolidadas), estructurales (meteorización física, química, biológica superficial del estrato rocoso superficial), topográficos (laderas con pendientes abruptas), antrópicos (denudación o deforestación del terreno), tectónicos (acción de las ondas sísmicas), climáticos (precipitaciones fuertes o precipitaciones continuas).

a)

Litológicos

Ocurre remoción en masa cuando el material superficial se encuentra suelto y puede ser removido con facilidad en una ladera por efecto de la presión de una cantidad de agua, necesariamente si bajo este material superficial existe roca consolidada e impermeable. Pág. 1 de 11

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b)

Estructurales

Ocurre remoción en masa cuando en el relieve se presentan grietas o diaclasas muy juntas, que por efecto de la meteorización física, química o biológica provocan el desmenuzamiento o descomposición de las rocas, llegando en algunas ocasiones a producir diversos tipos de deslizamientos.

c)

Topográficos

Ocurre remoción en masa cuando existen laderas de montañas, de colinas con pendiente abruptas o de terrenos muy inclinados.

d)

Antrópicos

Ocurre remoción en masa cuando en áreas con pendientes fuertemente taladas (deforestadas) por el hombre, el material superficial queda expuesto a la intemperie.

e)

Tectónicos

Ocurre remoción en masa cuando las ondas sísmicas provocan el desplazamiento de materiales superficiales o de unidades más importantes del relieve como puede ser un área accidentada o no.

f)

Climáticos

Ocurre remoción en masa cuando caen fuertes precipitaciones o caen de manera continua, provocan deslizamientos sea por aumento de sobrecarga o por cambios extremos en las temperaturas las cuales quiebran los mantos rocosos.

8.1.4 Estado actual del terreno La remoción en masa puede ocurrir en materiales secos o empapados de agua. En el primero la gravedad actúa como agente de transporte y en el segundo, el agua le pone el sobrepeso que facilita la acción de la gravedad. La roca subyacente al material o roca superficial, puede actuar como un sólido plástico o rígido, facilitando u obstaculizando la remoción en masa.

8.2

Velocidad del Movimiento de Masa Los movimientos de remoción en masa son muy variados. Los geomorfólogos utilizan este criterio de velocidad para clasificarlos en movimientos rápidos y lentos.

8.2.1 Movimientos rápidos Son desplazamientos veloces de materiales sólidos, generalmente su ocurrencia es de dimensiones catastróficas. Aquí se desarrollan dos grandes procesos: 1. Los que se originan en pendientes muy fuertes o empinadas donde ocurre dominantemente caída de fragmentos de roca y suelos los que se van a acumular en el pie de las laderas (piedemonte), caída de fragmentos de roca o suelos. 2. Los que se producen cuando una masa de grandes proporciones se desliza en términos de segundos o minutos en forma aperiódica y discontinua. Pág. 2 de 11

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hundimientos o desplomes, desprendimientos o corrimiento, y o deslizamiento deslizamiento de rocas, deslizamiento de escombros, deslizamiento de tierra. flujos de lodo. Los tipos de movimientos rápidos son:

a)

Caída constante de fragmentos de rocas y suelos

Es la caída en forma constante de materiales superficiales por causa de pendiente abrupta, deforestación, descomposición de las rocas, donde además no es posible que se desarrolle una sobrecarga. El material caído se va acumulando al pie de las laderas formando una nueva geoforma denominada piedemonte, que tiene la forma de un plano muy inclinado de superficie muy irregular.

Grafico 1.- Caída de fragmentos de roca y de suelos. Observe en el grafico (izquierda) la presencia de un talud vertical y en la fotografía (derecha) observe una ladera con pendiente muy fuerte que pierde materia; este material forma depósitos al pie de la ladera (piedemonte). (Fotografía tomada de BIOCENOSIS, 1984).

b)

Hundimiento o desplome

Llamado también “falla de pendiente”, es un hundimiento violento hacia abajo y hacia delante de un manto rocoso y a veces de material sin consolidar, el que se desplaza a lo largo de superficies cóncavas, generalmente ocurre en sitios donde una masa rocosa o de suelos, se apoya sobre un sustrato débil. Este hundimiento o desplome origina nuevas pendientes, casi del mismo valor que las que existían antes y preparan el escenario para un nuevo evento; es decir, desarrollan pendientes muy abruptas. En lugares donde el clima es sub húmedo, húmedo o muy húmedo, la presencia de lluvias fuertes o lluvias continuas acelera este proceso, porque aumenta el peso efectivo de la masa rocosa o de suelos (sobrecarga) y lubrica los planos donde se produce el hundimiento o desplome. Pág. 3 de 11

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Normalmente ocurre cuando el sustrato rocoso (estrato subyacente) está constituido por arcillas y pizarras.

Grafico 2. Hundimiento, observe como se ha desplomado una parte del manto rocoso aprovechando un plano de fractura. El hundimiento origina principalmente nuevas pendientes. (Dibujo tomado de BIOCENOSIS, 1984).

c)

Desprendimientos

Son aquellos movimientos de materiales superficiales que ocurren encima de un estrato rocoso inclinado. Estos desprendimientos ocurren pendiente abajo (plano muy inclinado). Son de dos tipos: el corrimiento y el deslizamiento.

c.1

Corrimiento

Es un desplazamiento rápido de una parte pequeña del terreno que se encuentra con sobrecarga. El recorrido de este desplazamiento es un trecho corto. La cicatriz resultante en el terreno afectado es un corte curvo (escarpe) en el punto en que se inició el desprendimiento (punto de ruptura).

Grafico 3. Corrimiento, ocurre por el aumento de peso que causa el agua lo cual constituye a la generación de sobrecarga. El desplazamiento se da en un corto trayecto. Note el escarpe curvo que tipifica el corrimiento. (Dibujo tomado de BIOCENOSIS, 1984).

c.2

Deslizamiento

Es un movimiento rápido de grandes masas de materiales. Se distingue tres tipos de deslizamientos: de rocas, de escombros y de tierra.

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i. Deslizamiento de rocas Es el resbalamiento de una capa rocosa a los largo de planos de debilidad. Ocurren en forma repentina y son catastróficas.

Grafico 4. Deslizamiento de rocas, ocurre cuando los estratos rocosos se encuentran inclinados. El estrato rocoso superficial, con suficiente sobrecarga, rompe la estabilidad e inicia su resbalamiento descendente. Este desplazamiento se realiza sobre el plano de contacto con el estrato rocoso subyacente.

ii. Deslizamiento de escombros Es un movimiento rápido de material detrítico (fragmentos de rocas), que se desplaza pendiente abajo. Estos movimientos son frecuentes en laderas con pastos y a lo largo de pendientes abruptas de los bancos de río y acantilados de la línea de costa.

Fotografía 1. Deslizamiento de escombros, nótese la presencia de fragmentos groseros de roca y de suelos. Véase la cicatriz o huellas del deslizamiento.

iii. Deslizamiento de tierra Se les denomina también como “corrientes de tierra”. Es el desplazamiento de material terroso (suelo) superficial que descansa sobre estratos rocosos sólidos. El movimiento de este material, pendiente abajo, es iniciado al encontrarse con notable sobrecarga a causa de la sobresaturación con agua. Ocurre en lugares húmedos con lluvias prolongadas. Su movimiento es lento. Es frecuente en orillas de vías de comunicación así como también en orillas de ríos. Pág. 5 de 11

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Fotografía 2. Deslizamiento de tierra, apréciese la cicatriz dejada por la pérdida de material del manto superficial con presencia de vegetación.

d)

Flujo de lodo

Aquí se diferencia dos tipos de desplazamiento de material: el flujo de lodo o “huayco” y el flujo de lahar.

d.1

Flujo de lodo o “huayco”

Es un material conformado por una mezcla de fragmentos de roca, suelo y agua, que se desprende de las laderas pendiente abajo, tal como si fuera una masa fluida. Es frecuente en lugares de climas áridos y semiáridos donde los cursos de agua nacen en las partes altas de las montañas y desembocan en ríos colectores que conforman los valles. En el país se les conoce como “huaycos” y son muy frecuentes en la serranía durante las temporadas de lluvias.

Grafico 5. Flujo de lodo o “huayco”, nótese el inicio de este tipo de movimiento de material en las partes altas de las montañas o colinas y luego de un recorrido deposita el material acarreado en la parte basal o plana.

En este tipo de movimiento en masa se puede ubicar también a los “aluviones”.

i.

Aluvión El aluvión ocurre cuando los diques de lagunas ceden o se rompen. El agua almacenada corre velozmente pendiente abajo por las quebradas o cursos de agua. Las causas del rompimiento son: movimientos tectónicos, infiltración, caídas de grandes masas de hielo. Pág. 6 de 11

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El agua en su recorrido va incorporando materiales que elevan la densidad hasta convertirlas en una masa espesa. La ocurrencia de esta acción, suele ser catastrófica como lo ocurrido en Ranrahirca y en Yungay. Aluvión de Ranrahirca El 10 de enero de 1962 el pueblo de Ranrahirca situado en el Callejón de Huaylas, fue totalmente arrasado por un aluvión producido al desprenderse una corniza de hielo del pico norte del nevado Huascarán. Esta masa de hielo se transformó en aluvión por el aporte de agua que se encontraba entrampada en el interior de la lengua glaciar y los materiales de las morrenas. La nueva masa en movimiento estuvo conformada por una mezcla de barro, rocas y grandes bloques de hielo. Las pérdidas humanas y materiales fueron cuantiosas. Aluvión de Yungay El 31 de mayo de 1970 a los pocos segundos del terremoto de Huaraz que devastó el Callejón de Huaylas y como consecuencia del mismo, se produjo un movimiento de masas con características destructivas. Este Aluvión cubrió totalmente el pueblo de Yungay y parcialmente la nueva Ranrahirca, dejando como trágico saldo decenas de miles de muertos y cuantiosas pérdidas materiales.

d.2

Flujo de lahar

Es un material conformado por una mezcla de piroclastos (bombas o bloques, lapilli, puzolanas, cenizas), suelo y agua, que se desprenden de lugares geológicamente inestables en torno al volcán, en escombreras activas, en las laderas escarpadas del edificio volcánico, pendiente abajo, al ser afectados por las lluvias. Este material es colectado por un curso de agua mayor quien lo conduce agua abajo, hacia el valle donde desarrolla una acción desbastadora pudiendo destruir centros poblados, zonas agrícolas, pecuarias, forestales entre otras actividades productivas.

Las flechas señalan la trayectoria seguida por el material saliente y su correspondiente depositación en el cono del mismo. Nótese la pendiente abrupta del edificio volcánico.

Grafico 6. Erupción violenta de un volcán y depositación del material piroclástico.

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Fotografías 2. Observe en la primera fotografía aérea al pueblo de Armero (Colombia), en la segunda, observe la acción del flujo de lahar (flujo de lodo) procedente del “Nevado del Ruíz” el 13 de noviembre de 1985. Prácticamente desapareció el centro poblado.

8.2.2 Movimientos lentos Son movimientos lentos que actúan en períodos largos y que por lo general transportan grandes cantidades de material. Son muy importantes en el modelado de la superficie terrestre. Existen varios tipos de estos movimientos, en nos referiremos a la reptación o resbalamiento, solifluxión y glaciares de roca.

a)

Reptación o resbalamiento

Es un movimiento continuo y muy lento de material superficial compuesto de roca, fragmentos de roca, suelo con o sin vegetación, solos o combinados, en sentido de la pendiente. Su velocidad y magnitud aumenta con la presencia del agua de lluvia o de escurrimiento superficial laminar por el consecuente aumento de sobrecarga lo que facilita la acción de la gravedad. Este tipo de movimiento es de común ocurrencia, frecuencia e intensidad en zonas donde se combinan lluvias abundantes, pendientes suaves y suelos con nula o muy poca protección.

Grafico 7. Reptación o resbalamiento, en el grafico de la izquierda observe la evidencia del movimiento muy lento en la posición de los árboles, de la casa y de los postes con alambres

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Apuntes de Clases de Geología Agrícola eléctricos, en el grafico de la derecha observe la evidencia del desplazamiento lento en las cicatrices dejadas en el terreno.

b)

Solifluxión

La solifluxión es un proceso de flujo descendente, lento y en masa. Se produce bajo condiciones climáticas frías, donde los procesos de hielo y deshielo se suceden continuamente, y consiste en el deslizamiento de una masa viscosa de material del suelo saturado de agua sobre una superficie impermeable. Tiene lugar generalmente en vertientes de escasa pendiente. Cuando la solifluxión cesa, se crean terrazas en forma de lóbulos. Otros modelados producidos por la solifluxión son placas uniformes de material arrancado y franjas alternativas de sedimentos toscos y finos.

Fotografía 3. Solifluxión, obsérvese la presencia de geoformas lobulares como resultado del movimiento lento de material superficial deslizado. c)

Glaciares de roca

Los glaciares de roca están formados por masas de hielo intercaladas con detritos o fragmentos de roca. Su composición es mayormente fragmentos de rocas angulosos y de diversos tamaños mezclados con porciones muy variables de hielo. Se mueven pendiente abajo en el orden de los 0.5 m por año.

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8.3

Condiciones que favorecen la Remoción en Masa

8.3.1

Origen del movimiento en masa Los mecanismos generadores de movimientos en masa se encuentran relacionados con las siguientes acciones:

cortes en terreno natural inestable sin la debida protección geotécnica, desprendimiento o la caída de bloques a partir de escarpes con pendientes superiores a los 70%, actividad sísmica, saturación del suelo por fluidos, e incidencia de procesos erosivos.

8.3.2 Indicadores de una amenaza de deslizamiento Los escenarios siguientes son indicadores de amenaza de deslizamiento: áreas donde el material rocoso presenta grietas o fracturas, áreas abajo de pendientes empinadas o en relieves topográficos altos, planos de roca orientados en paralelo con la pendiente prevaleciente, áreas donde los suelos superficiales están compuestos de material suelto o pobremente compactado, áreas donde los suelos recaudan grandes cantidades de agua, áreas con vegetación mínima para enraizar y fijarla al suelo.

En el supuesto caso de que un terreno presente uno o más de estos factores, las posibilidades de ocurrencia de deslizamientos, son mayores.

8.3.3 Riesgos de deslizamiento ocasionados por la actividad antrópica Las actividades antrópicas que generan riesgos de deslizamientos en áreas susceptibles a los fenómenos de remoción en masa son: los cortes de carreteras y cortes para construcción de casas, crean masas inestables de material sin apoyo, generando pendientes negativas, construcción de muros sin posibilidad para drenaje. el agua del suelo retenida detrás de los muros incrementa la presión en los poros y el peso en el material retenido, desestabiliza la masa retenida, remover plantas de raíces profundas desestabiliza el suelo en una ladera e incrementa el potencial de deslizamiento, el mal manejo de aguas superficiales o subsuperficiales en las laderas a través de la irrigación, o votando las aguas residuales sobre ellos, rellenos en zonas de pendientes y con una pobre compactación.

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Fotografía aérea inclinada 1. Deslizamiento de tipo traslacional, se observa el escarpe, las casas dentro de la masa en movimiento así como múltiples grietas en el terreno.

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