DETERMINACIÓN DE LA CAUSA DE UN DESLIZAMIENTODE LADERA, EL CASO DE LA FONT DEL MOLLA

(ELS CORTALS D’ENCAMP), PRINCIPADO DE ANDORRA

COMPARACIÓN ENTRE ENSAYOS DE TRAZADOR E INFILTROMETRÍAS Y EL USO DE LA RESONANCIA

MAGNÉTICA NUCLEAR DE SUPERFICIE (SNMR)

Valentí TURU1,2,3, M Carmen GUTIÉRREZ1,2 y Xavier ROS1,3

1 Fundació Marcel Chevalier

2 Igeotest SL1

3 Geo3 SL

Av. Prícep Benlloch 72, AD 500, Andorra la Vella, Principat d’Andorra

Deslizamiento(Horitzó 8, 2005) Dispositivo de inducción Ruido electro magnético Magnetometro Equipo SNMR ligero

El deslizamiento

Deslizamiento acontecido entre el 12 y el 13 de Febrero 2004

Inestabilidad de tipo rotacional con flujo denso (debris flow)

Presencia de agua freática en superficie (fuentes y pequeños humedales)

Terrenos afectados: Till glaciar basicamente y algo de substrato rocoso

Parámetros del Till glaciar: Phi = 41º, Cu = 12 KPa; d ≈ 2 KN/m3

Volúmen de material mobilizado de 2.300 m3

Afectación de un muro de gravedad situado por encima del deslizamiento

Copons (2005)

La zona de flujo

3

1

0

2

Zona de arranque

Pizarras del Silúrico

Agregados confragmentos depizarras

4

5

5

6

3

Zona de afectación

Actuación de urgencia al pie del muromediante la construcción de una escollera

Visión desde la coronación del muro

7

Secuencia del deslizamiento

Aumento de la presión intersticial

Formación de los primeros levees

Sifonamiento y lavado de finos. Primera formación de levees

Deslizamiento rotacional

Perdida de cohesión y deslizamiento principal

Segunda generación de levees

Afectación al muro de mamposteria

Segundo deslizamiento del relleno de obra al pié del muro

Depósito de objetos banales en la parte alta de los levees

¿Qué antecedentes hay?

1995- Datación 14C a 15 m de profundidad con edad moderna (post bomb)

1997- Auscultación de un muro de hormigón que sostiene la CS220

Evidencias de cicatrices anteriores (de menor magnitud) en la zona

Nivel freático aflorante

Nivel freático aflorante

Muro auscultado

Cicatrices de antiguos deslizamientos

Antena MRS

Cicatriz actual

Datación AMS

¿Qué ocasiona un alto piezométrico?

Los datos meteorológicos no muestran registros anómalos de forma anterior al deslizamiento del terreno. El registro de temperaturas muestran estar por encima del año anterior pero eso no implicó un mayor deshielo (recordar que el río estaba seco por aquel entonces).

El registro de la precipitación es muy modesto, siendo inexistente en Febrero de aquel año

¿Qué se observa en la auscultación?

La auscultación del muro de hormigón que sostiene la CS220 muestra una respuesta clara a la rotura de la red de aguas potables, incluso muestra un retroceso de la deformación una vez acontecido el deslizamiento, indicando una clara correspondencia causa-efecto

Muro descalzado y sin drenaje(imagen anterior a la edificación)

Hipótesis de trabajoEntre el 2 de diciembre 2003 y el 12 de febrero 2004 transita el frente de infiltración en medio poroso y a presión atmosférica. El muro de hormigón actúa como reservorio en no dejar drenar el agua

Para ello el flujode agua tuvoque viajar a unavelocidad de unmetro por día. El análisi retrospectivode estabilidad indicaque dos metros dediferéncia del NF laVertiente tiene FS<1

si la hipótesis es cierta ….1. Influencia de las aguas pluviales en la fuente

2. Mezcla de las aguas de la red de abastecimiento con las freáticas

3. La permeabilidad del medio ha de ser baja, ya que:

• V = K * i

• V ≈ 1 m/día• i ≈ gradiente topográfico (26º)

• K ≈ 2 m/día

si la hipótesis es cierta ….1. Influencia de las aguas pluviales en la fuente

4/3/04 Lab. Biotop Font A Font B Unitats Conductivitat 635 430 µS/cm

Nitrats 1 0,9 mg/l Nitrtits 0,007 0,009 mg/l Amonis 0,01 0,02 mg/l

pH 7,94 8,30 - Clorurs >20 >20 mg/l Sulfats 58 100 mg/l

La mayor parte de las aguas subterráneas del País muestran valores inferiores a los 5 mg/l de clorurosy las fuentes que presentan valores por encima de los 5 mg/l corresponden a aguas influenciadas porlos fundentes utilizados por carreteras en invierno

(95% NaCl y 5% SO4-2 )

si la hipótesis es cierta ….2. Mezcla de las aguas de la red con las freáticas

Uso de trazadores naturales (radioactivo y estables):

tritio (3H), deuterio (2H) y oxíeno 18 (18O)

AC =(AA)x + (AB)(1-x)

Si hay mezcla con aguas recientes el valordel isótopo conservativo queda alterado.En el caso del isótopo radioactivo no ya queAB => 0

Altura Fuente UT Años d18O dD Reca rga 1498 Dalla ire 10,4 25,5 -10,9 -76 2379 1488 Mollà 10,2 25,5 -11,4 -73,7 2173 msn m Siste ma pistón o/oo o/oo msn m

si la hipótesis es cierta ….3. La permeabilidad del medio ha de ser baja (K ≈ 2 m/día)

Ensayo de inyección

V ≈ 1,6 m/día

Por tanto K ≈ 3,2 m/día

si la hipótesis es cierta ….

Resultado: fc entre 0,43 y 2 m/día

3. La permeabilidad del medio ha de ser baja (K ≈ 2 m/día)

K ≤ 2 m/día

Ensayos de infiltración enZona No Saturada:cuando ft -> fc ≥ K

fcfc

ft

La resonancia magnética ….

NMR (H+): Absorbe energía a una determinadaFrecuencia igual a 2πfh (Plank)

a) Número atómico impar crea (por revolución)Un campo magnético (Mo)

b) En presencia de un campo magnéticoestático como el terrestre Mo se orienta (Bo)

c) Si se crea un nuevo campo magnético (B1)según la forma de la antena escojida seproducirá una nutación de Mo manteniendosu precesión a la frecuencia de Larmor (fL)

d) Cuando cesa B1 el vector Mo vuelve a suPosición original (paralelo a Bo) liberandoenergía

La magnitud de la señal es proporcional alcontenido de agua en el subsuelo, mientrasque el tiempo de decaimiento está relacionadocon la permeabilidad del medio

Es preciso conocer la resistividad eléctrica del medio para efectuar la inversión en MRS

Kalenov 500

Resistivímetro

La imagen resistiva del subsuelo

Inversión del sondeo de resonáncia magnética

Datos de porosidad y de conductividad hidráulica de la Zona Saturada

Resonancia magnética nuclear

K ≈ 2 m/día

Substrato

Transición

Till (morrena lateral)n = 9 %

1,92 m/día

K = 0,26 m/día

0,16 m/día

El sondeo MRS ha identificado una capa de mayor permeabilidad y coincidente con la esperada

Conclusiones1. Las analíticas isotópicas han sido muy útiles para determinar el orígen

del agua e identificar la existencia de la mezcla de aguas

2. Las infiltrometrías són rapidas de ejecutar y poco costosas pero se necesita del contacto directo con la capa de interés hidrogeológico

3. El método NMR no precisa de disponer del contacto directo con la capa a ensayar, tal como ocurre con otros métodos directos como el de las infiltrometrías o piezómetros y sondeos perforados

4. El uso de la NMR integra los parámetros hidrogeológicos de los materiales arealmente, distinguiendo capas a diversas profundidades. En el caso de las infiltrometrías u otros métodos directos los datos son puntuales y se precisa de un elevado número de ensayos para obtener un dato estadísticamente representativo, lo que encarece la prospección.