Storyboard

El análisis geológico del terreno es fundamental para evaluar su estabilidad y la posibilidad de acceder a agua subterránea. Para ello, se consultan fuentes públicas de información geológica y se estudian los datos recolectados directamente en el lugar. Este proceso permite desarrollar un modelo detallado de los tipos de suelos presentes y su distribución, lo que facilita el estudio de su comportamiento, su eventual movimiento, y el flujo de agua a través de ellos.

>Modelo

ID:(160, 0)

Descripción

>Top

En Chile, existen importantes estudios geológicos realizados por instituciones como el Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN) y el Centro de Información de Recursos Naturales (CIREN). Según estos estudios, la zona de Palos Verdes y su entorno presenta las siguientes unidades geológicas:

Detalle de unidades geológicas con la ubicación aproximada de la parcela (marcada en rojo)

Unidades Geológicas

Referencia

[1] Geología del área Valdivia-Corral, Subdirección Nacional de Geología, SERNAGEOMIN, 2012.

ID:(964, 0)

Descripción

>Top

Descripción: Esquistos pelíticos a semipelíticos del Complejo Metamórfico Bahía Mansa

Edad Geológica: Paleozoico (541 millones de años atrás hasta 252 millones de años atrás)

Características Principales

Rocas metamórficas de bajo a medio grado, compuestas principalmente por esquistos derivados de sedimentos pelíticos (arcillosos) y semipelíticos. Estas rocas se formaron durante el Paleozoico y son típicas de la región de Los Ríos, Chile. Destacan por su baja permeabilidad y alta resistencia mecánica debido a su compactación y recristalización.

Referencia

[1] Mahan, K. H., Goncalves, P., & Bell, T. H. (2006). Deformation and fluid flow in low-grade metamorphic rocks. Journal of Metamorphic Geology.

[2] Chester, F. M., & Logan, J. M. (1986). Implications for fluid transport in fault zones. Journal of Geophysical Research.

ID:(965, 0)

Descripción

>Top

Descripción: Esquistos máficos del Complejo Metamórfico Bahía Mansa

Edad Geológica: Paleozoico (541 a 252 millones de años atrás)

Características Principales

Rocas metamórficas de bajo a medio grado, compuestas principalmente por esquistos derivados de rocas máficas, ricas en minerales ferromagnesianos como hierro y magnesio. Estas rocas se formaron durante el Paleozoico y se distribuyen en franjas de orientación NO-SE en la región de Los Ríos. Su composición y grado metamórfico les otorgan alta resistencia mecánica y baja permeabilidad.

Referencia

[1] Mahan, K. H., Goncalves, P., & Bell, T. H. (2006). Deformation and fluid flow in low-grade metamorphic rocks. Journal of Metamorphic Geology.

[2] Chester, F. M., & Logan, J. M. (1986). Implications for fluid transport in fault zones. Journal of Geophysical Research.

ID:(966, 0)

Descripción

>Top

Descripción: Depósitos fluvio-estuarinos

Edad Geológica: Pleistoceno (hace 2,58 millones a 11.700 años)

Características Principales

Sedimentos no consolidados compuestos por arenas, limos y arcillas, depositados en ambientes fluviales y estuarinos durante el Pleistoceno. Estos depósitos se encuentran típicamente en zonas bajas y planas, como valles y estuarios, donde actúan como reservorios naturales de agua subterránea debido a su alta porosidad y permeabilidad.

Referencia

[1] Terzaghi, K., Peck, R. B., & Mesri, G. (1996). Soil Mechanics in Engineering Practice.

[2] Freeze, R. A., & Cherry, J. A. (1979). Groundwater. Prentice Hall.

ID:(967, 0)

Descripción

>Top

Descripción: Secuencias de Sedimentos Marinos Profundos

Edad Geológica: Mioceno (hace 23 a 16 millones de años)

Características Principales

Depósitos finos formados en ambientes marinos profundos, compuestos principalmente de limos y arcillas. Estas secuencias se caracterizan por una baja permeabilidad y una alta compactación, lo que limita significativamente la movilidad del agua en estos sedimentos.

Referencias

[1] Allen, J. R. L. (1985). Principles of Physical Sedimentology. Springer.

[2] Bear, J. (1972). Dynamics of Fluids in Porous Media. Dover Publications.

[3] Blatt, H., Middleton, G., & Murray, R. (1980). Origin of Sedimentary Rocks. Prentice Hall.

ID:(971, 0)

Descripción

>Top

Descripción: Secuencias de sedimentos marinos y continentales

Edad Geológica: Mioceno (hace 23 a 5,3 millones de años)

Características Principales

Estratos formados por sedimentos de origen marino y continental, compuestos principalmente por areniscas, limolitas y conglomerados, depositados durante el Mioceno. Estas secuencias reflejan importantes cambios en el nivel del mar y las condiciones climáticas de la época, lo que resultó en una mezcla de materiales con distintos grados de compactación.

Referencias

[1] Allen, J. R. L. (1985). Principles of Physical Sedimentology. Springer.

[2] Bear, J. (1972). Dynamics of Fluids in Porous Media. Dover Publications.

ID:(968, 0)

Descripción

>Top

Dado que las capas de Msd1 y Msd2 están situadas sobre la base de PzTrbm(a), se puede suponer que estas capas podrían presentar inestabilidad, deslizándose sobre la base debido a la acción de la gravedad, el agua de lluvia o el viento, que pueden transportar los sedimentos hacia esta zona.

Para comprender los movimientos que podrían haber ocurrido, se presentan los rangos de los parámetros clave de Msd1, Msd2, y su mezcla, tanto en estado consolidado como no consolidado. A continuación, se resume la información:

NC: No consolidado, C: Consolidado

Para estimar el comportamiento de las capas Msd1 y Msd2, es fundamental estudiar su estabilidad. Esto se logra mediante el cálculo del factor de seguridad $FS$, el cual compara las fuerzas resistentes con las fuerzas deslizantes.

Las fuerzas resistentes están determinadas por la cohesión del material $c$, la tensión normal $\sigma$ menos la presión del agua en los poros $p$, ponderadas por la tangente del ángulo de fricción interna $\phi$. Por otro lado, las fuerzas deslizantes están representadas por el esfuerzo cortante $\tau$. La relación se expresa como:

$FS = \displaystyle\frac{c + (\sigma - p)\tan\phi}{\tau}$

Conociendo el peso unitario del material $\gamma$, el peso unitario del agua $\gamma_w$, el grosor de la capa $z$, el grado de saturación $m$ y la pendiente del cerro $\theta$, se pueden determinar los términos clave:

Tensión normal $\sigma$:

$\sigma = \gamma z \cos\theta$

Presión del agua en los poros $p$:

$p = m \gamma_w z$

Esfuerzo cortante $\tau$:

$\tau = \gamma z \sin\theta$

El valor del factor de seguridad $FS$ permite clasificar la estabilidad de las capas según los siguientes criterios:

Referencia

[1] Principles of Physical Sedimentology, Allen, J. R. L.. Springer (1985)

[2] Detalles sobre propiedades físicas y mecánicas de depósitos sedimentarios marinos y continentales., Bear, J., Dynamics of Fluids in Porous Media. Dover Publications. (1972).

[3] Proporciona información sobre porosidad, permeabilidad y transporte de fluidos en medios porosos. Terzaghi, K., Peck, R. B., & Mesri, G., Soil Mechanics in Engineering Practice (3rd ed.). Wiley. (1996).

[4] Referencia estándar para propiedades mecánicas de suelos y estabilidad de taludes. Lambe, T. W., & Whitman, R. V., Soil Mechanics. Wiley (1969).

[5] Fuente principal para propiedades de cohesión, fricción interna y módulos elásticos en suelos consolidados y no consolidados.

Goudie, A. S., Encyclopedia of Geomorphology. Routledge. (2004).

[6] Explica procesos sedimentarios y geomorfológicos que afectan depósitos marinos como Msd1 y Msd2. Bowles, J. E., Foundation Analysis and Design (5th ed.). McGraw-Hill, (1996)

[7] Referencia utilizada para las propiedades mecánicas de suelos y análisis de estabilidad. Blight, G. E., Mechanics of Residual Soils. Taylor & Francis. (1997).

ID:(988, 0)

Descripción

>Top

El tiempo de consolidación depende de la permeabilidad $k$ y del índice de compresibilidad $m_v$. Utilizando el peso unitario del agua $\gamma_w$, se puede calcular el coeficiente de consolidación $c_v$ mediante la fórmula:

$c_v = \displaystyle\frac{k}{\gamma_w m_v}$

Empleando la teoría de consolidación unidimensional de Terzaghi, se introduce un factor de tiempo adimensional $T_v$, relacionado con el grado de consolidación $U$. Los valores típicos son los siguientes:

El tiempo de consolidación para un grado de consolidación dado se calcula mediante:

$t = \displaystyle\frac{T_v}{c_v} H^2$

donde $H$ es la altura de la capa.

Para las capas de Msd1 y Msd2, considerando una capa de 10 metros y un 90% de consolidación, se obtienen los siguientes valores:

ID:(990, 0)

Descripción

>Top

El análisis de los factores de seguridad $FS$ para las capas Msd1 NC, Msd1 C, Msd2 NC, Msd2 C, Mix NC y Mix C en función de la pendiente del cerro $\theta$ permite estimar tanto la evolución probable pasada como la futura de la ladera en estudio. Este enfoque es clave para proponer un modelo que explique la situación actual.

Indicando siempre las curvas correspondientes a los valores extremos de cohesión, ángulos de fricción interna y drenaje, se obtienen las siguientes gráficas:

Msd1 No Consolidado

Factor de seguridad en función de la pendiente

Se observa que la capa Msd1 no consolidada se vuelve inestable si la pendiente es mayor a unos 11 grados, lo que ocurre en este caso dado que la pendiente varía de 10 a más de 20 grados. En este sentido, una capa de Msd1 no consolidada tenderá a deslizarse y cubrir la capa inferior.

Msd1 Consolidado

Factor de seguridad en función de la pendiente

En este caso, la capa Msd1 consolidada es estable si la pendiente es menor que 25 grados. Esto significa que el cerro actual ya ha alcanzado para esta capa su punto de estabilidad. En ese sentido, no se esperarían más deslizamientos.

Msd2 No Consolidado

Factor de seguridad en función de la pendiente

La capa Msd2 no consolidada es estable para pendientes menores a unos 18 grados, lo que implica que originalmente era más estable que la capa Msd1 y, por ello, sufriría menos derrumbes. Como además se encuentra sobre dicha capa, los derrumbes habrían tendido a arrastrar a la capa Msd1, formando una mezcla entre ambas.

Msd2 Consolidado

Factor de seguridad en función de la pendiente

La capa Msd2 consolidada es estable para cualquier pendiente que se pueda dar, por lo que en la actualidad ya no debería generar deslizamientos.

Mix No Consolidado

Factor de seguridad en función de la pendiente

La mezcla de ambas capas en una etapa no consolidada tiene un ángulo límite de 15 grados. Esto significa que las mezclas tenderán a detenerse en las partes bajas del cerro, donde la pendiente es menor.

Mix Consolidado

Factor de seguridad en función de la pendiente

La mezcla consolidada es nuevamente estable, lo que implica que al final del proceso no continuaría generando deslizamientos.

Conclusiones del Análisis

Comparación de estabilidad:

• La capa Msd1 es claramente la más inestable, especialmente en su estado no consolidado, en comparación con Msd2 y el Mix de ambas capas.

• Cuando la pendiente es inferior a 20 grados, el sistema tiende a alcanzar una estabilidad significativa.

Evolución inferida:

• En una etapa inicial, la capa Msd1 experimentó los deslizamientos más significativos, formando una capa relativamente gruesa sobre la base PzTrbm(a).

• Posteriormente, ocurrieron deslizamientos menores en la capa Msd2, dando lugar a una segunda etapa de depósito compuesta principalmente por Msd2 o un Mix de ambas capas.

• En la actualidad, con la mayoría de las pendientes por debajo de 20 grados, el sistema muestra un estado mayoritariamente estable.

ID:(989, 0)