UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA
ÁREA DE LA ENERGÍA, LAS INDUSTRIAS Y LOS RECURSOS NATURALES NO RENOVABLES
CARRERA DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA AMBIENTAL Y ORDENAMIENTO TERRITORIAL
AUTOR:
Marco Vinicio Soto Macas.
DIRECTOR:
Ing. Jimmy Stalin Paladines
LOJA – ECUADOR 2013
Tesis previo a optar el Grado de Ingeniero en Geología Ambiental y
Ordenamiento Territorial.
“ESTUDIOS GEOLÓGICO,- GEOTÉCNICO A DETALLE PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL PARQUE EÒLICO SANTO DOMINGO TRAMO II,
CANTÓN CATAMAYO PROVINCIA DE LOJA”
I
CERTIFICACIÓN
Ing. Jimmy Stalin Paladines DIRECTOR DE TESIS
CERTIFICA:
Haber dirigido, asesorado, revisado y corregido el presente trabajo de tesis de grado, en su proceso de investigación cuyo tema versa en “ESTUDIOS GEOLÓGICO,- GEOTÉCNICO A DETALLE PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL PARQUE EÒLICO SANTO DOMINGO TRAMO II, CANTÓN CATAMAYO PROVINCIA DE LOJA”, previa a la obtención del título de Ingeniero en Geología Ambiental y Ordenamiento Territorial, realizado por el señor egresado Marco Vinicio Soto Macas, la misma que cumple con la reglamentación y políticas investigación, por lo que autorizo su presentación y posterior sustentación y defensa.
Loja, 25 de octubre del 2013
Ing. Jimmy Stalin Paladines DIRECTOR DE TESIS
II AUTORÍA
Yo Marco Vinicio Soto Macas declaro ser autor del presente trabajo de tesis y eximo expresamente a la Universidad Nacional de Loja y a sus representantes jurídicos de posibles reclamos o acciones legales, por el contenido de la misma.
Adicionalmente acepto y autorizo a la Universidad Nacional de Loja, la publicación de mi tesis en el Repositorio Institucional-Biblioteca Virtual.
Autor: Marco Vinicio Soto Macas
Firma:
Cédula: 1104613342
Fecha: 20 de noviembre de 2013
III
CARTA DE AUTORIZACIÓN DE TESIS POR PARTE DEL AUTOR, PARA LA CONSULTA, REPRODUCCIÓN PARCIAL O TOTAL, Y PUBLICACIÓN ELECTRÓNICA DEL TEXTO COMPLETO.
Yo Marco Vinicio Soto Macas declaro ser autor de la tesis titulada: “ESTUDIOS GEOLÓGICO,- GEOTÉCNICO A DETALLE PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL PARQUE EÒLICO SANTO DOMINGO TRAMO II, CANTÓN CATAMAYO PROVINCIA DE LOJA”, como requisito para optar al grado de: Ingeniero en Geología Ambiental y Ordenamiento Territorial; autorizo al Sistema Bibliotecario de la Universidad Nacional de Loja para que con fines académicos, muestre al mundo la producción intelectual de la Universidad, a través de la visibilidad de su contenido de la siguiente manera en el Repositorio Digital Institucional:
Los usuarios pueden consultar el contenido de este trabajo en el RDI, en las redes de información del país y del exterior, con las cuales tenga convenio la Universidad.
La Universidad Nacional de Loja, no se responsabiliza por el plagio o copia de la tesis que realice un tercero.
Para constancia de esta autorización, en la ciudad de Loja, a los 20 días del mes de noviembre del dos mil trece, firma el autor.
Firma
Autor: Marco Vinicio Soto Macas Cédula: 1104613342
Dirección: Ciudad de Loja, calle Santa Marianita de Jesús Correo Electrónico: [email protected]
Teléfono………..Celular 0988883294- 0980767067 DATOS COMPLEMENTARIOS
Director de Tesis: Ing. Jimmy Stalin Paladines
Tribunal de Grado: Ing. Jorge Enrique Gahona Pacheco Ing. Julio Eduardo Sigcho Romero Ing. Nixon Carlomagno Chamba Tacuri
IV
AGRADECIMIENTO
Mi agradecimiento en primer lugar a Dios por regalarme la vida, por darme la sabiduría y la capacidad de desarrollarme en esta profesión compleja pero muy satisfactoria; a gradezco a toda mi familia y amigos que de una u otra forma contribuyeron en mi formación profesional.
Por otro lado mi sincero agradecimiento a la Universidad Nacional de Loja, al Área de la Energía, las Industrias y los Recursos Naturales No Renovables y por ende a la carrera de Ingeniería en Geología Ambiental y Ordenamiento Territorial, a todos los ingenieros por haber compartido una parte de sus vidas profesionales impartiendo sus conocimientos, en la formación y preparación de nuestra profesión.
Agradezco de manera especial al Sr. Ing. Jimmy Stalin Paladines. Quien en calidad de director de tesis prestó su asesoramiento en el desarrollo del presente trabajo; así como también al Ing. Carlomagno Chamba, Ing. Michael Valarezo, Ing.
Jorge Gahona, Ing. Julio Romero, por sus valiosas observaciones y sugerencias.
También quiero agradecer por la apertura del Ing. José Vicente Aguirre Gerente de ENERSUR EP, técnicos y personal de la Empresa Regional de Energías Alternativas y Desarrollo Humano ENERSUR EP, quienes hicieron posible el desarrollo del presente trabajo.
Gracias a todos por su apoyo.
Atentamente
Marco Vinicio Soto Macas.
V
DEDICATORIA
Con todo cariño y de manera muy especial dedico a mi difunta madre Imelda Macas Poma, a mi querido padre Ricardo Soto Aguirre, a mis hermanos Jorge, Fabricio, Xavier, Verónica, Mariana y a toda mi familia, que todos juntos me han sabido apoyar moral, y económicamente, durante toda mi etapa como estudiante hasta la culminación de mi carrera profesional. A Dios por darme vida, salud para seguir siempre adelante.
A mis amigos, y querida novia, quienes me dieron su, apoyo, y ayuda incondicional, sin demostrar egoísmo supieron darme consejos de aliento para superarme en el proceso de formación de mi vida, por estar siempre a mi lado y por formar parte de este viaje de trascendencia que resulta la vida.
A nuestros profesores a quien le debemos gran parte de nuestros conocimientos, gracias a su paciencia, dedicación y enseñanza, finalmente un eterno agradecimiento.
Marco Vinicio Soto Macas
VI
ÍNDICE DE CONTENIDOS
CERTIFICACIÓN ... I AUTORÍA ... II CARTA DE AUTO RIZACIÓN ...III AGRADECIMIENTO ... IV DEDICATORIA ...V
1 TÍTULO ... 1
3 INTRODUCCIÓN ... 4
4 REVISIÓN DE LITERATURA ... 7
4.1 Estudios geológicos ... 7
4.1.1 Geología... 7
4.1.2 Geología Estructural ... 7
4.1.3 Rocas metamórficas ... 8
4.1.4 Rocas metamórficas foliadas ... 8
4.1.5 Aspectos estructurales de las rocas deformadas ... 8
4.1.6 Tipos principales de estructuras plegadas... 10
4.2 Estudios Geotécnicos ... 10
4.2.1 Resistencia a la compresión simple ... 11
4.2.2 Ensayo de penetración estándar (SPT) ... 11
4.2.3 Mecánica de suelos ... 11
4.2.4 Ensayo de mecánica de suelos ... 12
4.2.5 Clasificación de los suelos ... 13
4.2.6 Caracterización de los macizos rocosos ... 13
4.3 Geofísica ... 13
4.3.1 Sondeo eléctrico vertical (s.e.v)... 13
4.3.2 Tipos de ondas sísmicas... 15
4.3.3 Ondas "P" u ondas longitudinales u ondas de compresión ... 15
4.3.4 Ondas "S" u ondas transversales u ondas de cizalla ... 15
4.3.5 Ondas de rayleigh ... 15
4.3.6 Ondas de love ... 16
4.4 Mapeo temático ... 16
4.5 Uso de SIG en el Análisis de la Amenaza. ... 16
VII
4.6 Susceptibilidad... 17
5 MATERIALES Y MÉTODOS ... 18
5.1 Materiales ... 18
5.2 Métodos ... 19
5.2.1 Metodología para el primer objetivo ... 19
5.2.2 Metodología para el segundo objetivo... 20
5.2.3 Metodología para el tercer objetivo ... 21
6 RESULTADOS ... 28
6.1 Descripción General del Área de Estudio. ... 28
6.1.1 Accesos ... 28
6.1.2 Ubicación ... 29
6.1.3 Estado actual del proyecto ... 30
6.1.4 Topografía del sector ... 31
6.1.5 Vialidad... 33
6.1.6 Clima... 33
6.1.7 Hidrografía... 34
6.2 Estudio Geológico – Geotécnico ... 35
6.2.1 Geología regional... 35
6.2.2 Análisis fotogeológico ... 37
6.2.3 Geología local ... 40
6.2.4 Estratigrafía... 53
6.2.5 Geología estructural ... 54
6.2.6 Diaclasas ... 57
6.2.7 Geomorfología ... 58
6.2.8 Sismicidad... 59
6.3 Geotecnia ... 60
6.3.1 Calicatas... 60
6.3.2 Estabilidad paredes de calicatas... 66
6.3.3 Mecánica de suelos ... 66
6.3.3.1 Muestreo y técnicas específicas ... 66
6.3.3.2 Procedimiento para el Contenido de humedad ... 67
6.3.3.3 Procedimiento para el límite líquido y plástico ... 67
VIII
6.3.3.4 Procedimiento para la granulometría ... 68
6.3.3.5 Ensayos y resultados ... 69
6.3.3.6 Ensayo de Compactación... 70
6.3.4 Mecánica de rocas... 72
6.3.4.1 Procedimiento para el ensayo a la compresión ... 72
6.3.4.2 Resultados del ensayo a la compresión ... 73
6.3.5 Caracterización del macizo rocoso (RMR Bieniawsski,1989) ... 74
6.4 Sondeos mecánicos ... 76
6.4.1 Ensayo de penetración estándar S.P.T. ... 76
6.5 Resistividad Eléctrica ... 79
6.5.1 Prosedimiento ... 79
6.5.2 Trabajo de campo ... 80
6.5.3 Trabajo de gabinete... 80
6.6 Cortes geoléctricos... 82
6.7 Interpretacion de Mapas ... 85
6.7.1 Pendientes. ... 85
6.7.2 Textura del Suelo. ... 86
6.7.3 Geologia... 87
6.7.4 Presipitaciones (Isoyetas) ... 88
6.7.5 Análisis de Amenazas a Movimientos en Masa ... 89
7 DISCUSIÓN DE RESULTADOS ... 92
8 CONCLUSIONES ... 93
9 RECOMENDACIONES... 96
10 BIBLIOGRAFÍA ... 97
IX LISTADO DE CUADROS
Cuadro 1. Reclasificación y ponderación de la capa de pendientes ... 22
Cuadro 2. Reclasificación de clases texturales del mapa de suelos ... 23
Cuadro 3. Matriz Textura y Pendiente... 23
Cuadro 4. Clasificación de los Grados de Susceptibilidad por Textura y Pendiente ... 24
Cuadro 5. Clasificación y descripción de los tipos de rocas ... 24
Cuadro 6. Matriz S1 por Geología... 24
Cuadro 7. Clasificación de los Grados de Susceptibilidad S1 y Geología (S2) ... 25
Cuadro 8. Ponderación del Mapa Isoyetas provincia de Loja ... 25
Cuadro 9. Matriz S2 por Isoyetas ... 25
Cuadro 10. Ponderación del Mapa de Susceptibilidad a Movimientos en Masa ... 26
Cuadro 11. Datos técnicos del proyecto Santo Do mingo tramo II ... 30
Cuadro 12. Temperatura mensual y anual en °C, Periodo 1976 - 2000 ... 33
Cuadro 13. Datos de presipitación media mensual y anual (mm) periodo 1976-2000 .. 34
Cuadro 14. Ficha para la caracterización de afloramientos ... 42
Cuadro 15. Ficha para la caracterización de afloramientos ... 43
Cuadro 16. Ficha para la caracterización de afloramientos ... 44
Cuadro 17. Ficha para la caracterización de afloramientos ... 45
Cuadro 18. Ficha para la caracterización de afloramientos ... 46
Cuadro 19. Ficha para la caracterización de afloramientos ... 47
Cuadro 20. Ficha para la caracterización de afloramientos ... 48
Cuadro 21. Ficha para la caracterización de afloramientos ... 49
Cuadro 22. Ficha para la caracterización de calicatas ... 50
Cuadro 23. Ficha para la caracterización de calicatas ... 50
Cuadro 24. Ficha para la caracterización de calicatas ... 51
Cuadro 25. Ficha para la caracterización de calicatas ... 51
Cuadro 26. Columna estratigráfica de la zona de estudio ... 53
Cuadro 27. Diaclasas del macizo rocoso ... 58
Cuadro 28. Resumen de los resultados obtenidos en el Laboratorio ... 69
Cuadro 29. Resultados de la compactación de las cuatro calicatas ... 71
Cuadro 30. Resultados de la compresión... 73
Cuadro 31. Resultado de la clasificación geomecánica según RMR Bieniawski 1989 .. 75
X
Cuadro 32. Resultado del suelo en el Pozo 1... 77
Cuadro 33. Clasificación utilizada para elaborar el mapa de pendientes ... 85
Cuadro 34. Reclasificación de las clases texturales del mapa de suelo ... 86
Cuadro 35. Clasificación y descripción de los tipos de rocas... 87
Cuadro 36. Clasificación y descripción de los tipos de rocas ... 88
Cuadro 37. Grados de Amenaza ... 89
XI LISTADO DE FIGURAS
Figura 1. Flujo de Datos de la Capa de Susceptibilidad a Movimientos en Masa ... 27
Figura 2. Mapa de ubicación del sector de estudio ... 28
Figura 3. Vista aérea para el acceso al sector de estudio (Las Chinchas) ... 29
Figura 4. Panorámica del sector de estudio (Las Chinchas) ... 29
Figura 5. Panorámica del sector de estudio (Las Chinchas) ... 31
Figura 6. Perfiles topográficos del área de estudio (Las Chinchas) ... 32
Figura 7. Mapa Geológica Regional del Sector de Estudio ... 36
Figura 8. Fotografía aérea del proyecto Santo Domingo Tramo II ... 37
Figura 9. Interpretación fotogeológica del área del proyecto ... 38
Figura 10. Simbología de la interpretación fotogeológica del área del proyecto ... 39
Figura 11. Ubicación de afloramientos y calicatas ... 41
Figura 12. Mapa geológico del sector de estudio ... 52
Figura 13. Mapa Estructural del sector de estudioector de Estudio ... 53
Figura 14. Estratificación de arcilla (Y: 669692 X: 9561826) ... 56
Figura 15. Tobas meteorizada al NW (Y=669518; Y=9562284) ... 56
Figura 16. Estratificación de la arcilla al SW (Y: 9561551 X: 669690) ... 57
Figura 17. Geomorfologia del sector de estudio ... 58
Figura 18. Zonificación sísmica de Ecuador ... 59
Figura 19. Columna estratigráfica de la calicata 1 del sector de estudio... 61
Figura 20. Columna estratigráfica de la calicata 2 del sector de estudio ... 62
Figura 21. Columna estratigráfica de la calicata 3 del sector de estudio ... 63
Figura 22. Columna estratigráfica de la calicata 4 del sector de estudio ... 65
Figura 23. Curva de compactación relación densidad seca vs % de humead ... 72
Figura 24. Roca andesita sometida a la prensa para el ensayo a la compresión ... 73
Figura 25. Curva esfuerzo deformación del ensayo de compresión muestra dos ... 74
Figura 26. Ensayo de penetración estándar de S.P.T (Y:9562064 ;X:670233) ... 76
Figura 27. Resultados de campo y laboratorio del ensayo de S.P.T. ... 78
Figura 28. Anillos de 1-2 cm de material arcilla limosa resultados a los 8 metros ... 79
Figura 29. Equipo Digital de Resistividades marca ABEM, SAS 4000 ... 80
Figura 30. Curvas de resistividad aparente izquierda sondeo N°1 derecha sondeo N°2…… ... 80
XII
Figura 31. SEV 1 – Corte geoeléctrico ... 82
Figura 32. SEV 2 – Corte geoeléctrico ... 83
Figura 33. Interpolación del SEV1 y el SEV2 - corte geoeléctrico ... 84
Figura 34. Representacion gráfica de Pendientes ... 85
Figura 35. Representacion gráfica de la textura del suelo ... 86
Figura 36. Representacion gráfica de la textura del suelo ... 87
Figura 37. Representacion gráfica de la textura del suelo ... 88
Figura 38. Representacion gráfica de Susceptibilidad a Movimientos en Masa ... 89
Figura 39. Mapa de Susceptibilidad a Movimientos en Masa ... 91
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1 TÍTULO
“Estudios geológico,- geotécnico a detalle para la construcción del Parque Eólico Santo Domingo tramo II, Cantón Catamayo Provincia
de Loja”
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2 RESUMEN
Los estudios geológico-geotécnicos, que se presentan, fueron ejecutados en el año 2013 en el sector de las Chinchas perteneciente al Cantón Catamayo Provincia de Loja, a 20 minutos de Catamayo. El estudio se lo realizará con el objetivo de alcanzar el conocimiento que permitiera confirmar los emplazamientos de unas torres de viento y elaborar el proyecto ejecutivo de un Parque Eólico. Se planificó y ejecutó una investigación geológica-geotécnica que permitiera, los trabajos que, consistieron en un levantamiento topográfico, geológico-geomorfológico de superficie. Los rasgos geológicos salientes del sector de emplazamiento, están integrados por un sustrato común de rocas débiles, correspondiente a la Unidad Las Chinchas constituida por sedimentos volcánicos, tobas volcánicas, limos, cubierta de depósitos de arcilla del Mesozoico.
Para la Geotecnia se realizó, excavación manual de cuatro calicatas, que sirvieron para sacar muestras de cada calicata, y llevarlas al laboratorio para su clasificación del suelo por la SUCS, AASHTO, ensayo a la compresión, un sondeo mecánico de penetración estándar (SPT), sondeo eléctrico vertical (s.e.v). El lugar de emplazamiento cerro Hucacocha tiene un polígono que abarca una superficie de 117,52 hectáreas.
Para determinar zonas de amenazas geológicas se elaboró un mapa de zonificación a movimientos en masa, la misma que relaciona factores como pendiente, geología, textura del suelo, precipitación, reflejado en el Mapa de Susceptibilidad, en el que se asignará pesos a cada una de la variables (Pendientes, Geología, y textura del suelo, precipitaciones), cuyos rangos van de 1 a 5; en donde el valor 1 se refiere a las condiciones menos favorables para que se produzcan los movimientos en masa, y por el contrario el valor 5 se refiere a las condiciones favorables para que se produzcan los movimientos en masa, en el que clasifica la estabilidad relativa de un área, en categorías que van de estable a inestable. Obteniendo el mapa de zonificación a movimientos en masa, el cual determina zonas de Muy Baja, Baja, Media, Alta.
- 3 - ABSTRACT
The studies geologic - geotécnico, that appear, were executed in the year 2013 in the sector of the Chinchas belonging to the Canton Catamayo Province of Loja, to 20 minutes of Catamayo. The study realized it with the target to reach the knowledge that was allowing confirming the emplacements of a few wind towers and preparing the executive project of a Wind park. It was planned and executed a geologic investigation - geotécnica that was allowing, the works that, they consisted of a surveying, geologically - geomorfológico of surface. The projecting geologic features of the sector of emplacement, they are integrated by a common substratum of weak rocks, corresponding to the Unit The Chinchas contituida for volcanic sediments, volcanic tufas, slimes, covering of deposits of clay of the Mesozoico.
For the Geotecnia it were realized, manual excavation of four calicatas, that served to extract samples of every calicata, and to take them to the laboratory for its classification of the soil for the SUCS, AASHTO, essay to the compression, a mechanical opinion poll of standard penetration (SPT), vertical electrical opinion poll (s.e.v). The emplacement place hill Hucacocha has a polygon that includes a 117, 52 hectares surface.
To determine areas of geologic threats a zoning map was prepared to movements in mass, the same one that relates factors as earring, geology, texture of the soil, precipitation, reflected in the Map of Susceptibility, in which pesos will be assigned to each of the variables (Earrings, Geology, and texture of the soil, precipitations), which status goes from 1 to 5; where the value 1 refers to the least favorable conditions so that the movements take place in mass, and on the contrary the value 5 refers to the favorable conditions so that the movements take place in mass, under that it classifies the relative stability of an area, in categories that go of stable to unstable. Obtaining the zoning map to movements in mass, which determines areas of very Low, It goes down, and it comes up, High.
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3 INTRODUCCIÓN
El graben de Catamayo es una estructura de origen volcano sedimentario limitada por una serie de fallas normales. La zona de estudio se encuentra dentro de la parroquia de San Pedro de la Bendita cantón de Catamayo, las rocas que constituyen la cuenca Catamayo corresponden a depósitos volcánicos y volcano sedimentarios molásicos de edad miocénica, destacándose las areniscas, lutitas blandas y arcillas. Además rocas volcánicas como aglomerados, de diferentes tonalidades, lavas andesíticas, materiales piroclásticos de la formación Sacapalca, formación Loma Blanca, Unidad las Chinchas.
Así como flujos volcánicos, depositados en capas estratificadas de diferente potencia.
El estudio geológico – geotécnico es fundamental, al tener en cuenta en la ejecución de proyectos ya que los condiciona de forma importante por constituir el medio en el que se sustentarán las obras que en ellos se proyecten. Para el cual debe reunir una serie de características que lo hagan válido como cimiento de la futura obra. Es por ello que el emplazamiento de una determinada obra depende de las características del suelo siendo siempre preferible su ubicación en aquellos que presenten un buen comportamiento geotécnico geológico.
La zona donde se realizaron los estudios geológico-geotécnicos sector de las Chinchas cerro Huacacocha se encuentra ubicada en la parroquia de San Pedro de la Bendita perteneciente al Cantón Catamayo Provincia de Loja. El cerro Huacacocha cubre un polígono de 117,52 hectáreas levantadas con una faja topográfica de 100 metros, debido que el principal problema es que no existen estudios preliminares para el emplazamiento del Parque Eólico, el estudio a realizarse tiene como fin alcanzar el conocimiento que permitirá la construcción del parque Eólico, en este contexto es necesario realizar estudios geológicos – geotécnicos especificados en los TDR por parte de la empresa ENERSUR EP. Es por eso para el emplazamiento de este proyecto es importante saber cómo se encuentra estructurado el terreno para la futura obra, si tendrá un buen comportamiento geotécnico geológico.
“Debido a la gran demanda del sector eléctrico ecuatoriano se tiene un crecimiento del 6% anual más nuevos ingresos, en la actualidad la demanda estimada es de (6361,9
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MW) estimando para los año 2013 (7264,1 MW) y para el año 2014 (8177,8 MW)”1.
“Es por eso que el GPL en la presente administración ha creado la Empresa Regional de Energías Alternativas y Desarrollo Humano ENERSUR EP, la cual se encuentra ejecutando el monitoreo de la velocidad del viento mediante la implementación de tres torres a una altura de 50; 60 metros con medición a tres niveles obteniendo una velocidad media anual de 10.8 m/s en el filo cumbre”2
1 CONELEC
2 ENERSUR EP
- 6 - OBJETIVOS
Objetivo general
Realizar el estudio Geológico - Geotécnico para el emplazamiento del Parque Eólico Santo Domingo del tramo II en el Cantón Catamayo Provincia de Loja.
Objetivos específicos
Elaborar el mapa Geológico - Estructural a detalle del Parque Santo Domingo tramo II a una escala 1:1000 que servirá de base para investigaciones geotécnicas.
Desarrollar e interpretar los resultados geológicos - geotécnicos sobre la base de los análisis y ensayos de laboratorio.
Establecer la base de mapeo que identifique las zonas susceptibles a movimientos de masa.
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4 REVISÍON DE LITERATURA
4.1 Estudios geológicos
Paladines y Soto (2010), indican que el conocimiento de la tierra es esencial para el desarrollo sostenible y riqueza de los pueblos. El estudio geológico en la naturaleza tiene por objetivo determinar el comportamiento del terreno como material de construcción para obras ingenieriles, como para el emplazamiento del Parque Eólico, debido que el terreno es un factor fundamental al tener en cuenta en la ejecución de proyectos ya que los condiciona de forma importante por constituir el medio en el que se sustentarán las obras que en ellos se proyecten. Para el cual debe reunir una serie de características que lo hagan válido como cimiento de la futura obra. Es por ello que el emplazamiento de una determinada obra depende de las características del suelo siendo siempre preferible su ubicación en aquellos que presenten un buen comportamiento geotécnico geológico.
4.1.1 Geología
De acuerdo con López Marinas (2000) menciona que la ingeniería geológica es la ciencia aplicada al estudio y solución de los problemas de la ingeniería y del medio ambiente producidos como consecuencia de la interacción entre las actividades humanas y el medio geológico. El fin del estudio de la geología es asegurar los factores geológicos condicionantes en las obras de ingeniería.” 3
4.1.2 Geología Estructural
Belousov, 1979 indica que la geología estructural es una parte de la geotectónica, es decir, de la asignatura geológica que estudia las particularidades de la estructura y desarrollo de la corteza terrestre relacionados con los procesos mecánicos, movimientos y deformaciones que en ella tiene lugar.
3 López Marinas, J. M. (2000). Geología aplicada a la ingeniería civil. Ed. Ciedossat 2000. Madrid.
- 8 - 4.1.3 Rocas metamórficas
Castro, Antonio 1989. Indica las rocas metamórficas son aquellas rocas formadas por la re-cristalización de las rocas ígneas o sedimentarias (rocas preexistentes) por la acción de la presión y temperatura (metamorfismo), que ocurre a considerables profundidades de la superficie terrestre. Es decir, las rocas metamórficas son aquellas que han sufrido una transformación al pasar a ocupar un lugar en la corteza terrestre donde las condiciones de presión y temperatura son distintas a las existentes donde se originaron.
4.1.4 Rocas metamórficas foliadas
Pizarra.- Es una roca metamórfica, homogénea, de grano fino que se divide en láminas delgadas con clivaje de roca apizarrada, producida por el alineamiento de minerales laminados por el metamorfismo regional de bajo grado a partir de una lutita.
Filita.- Son rocas foliadas de composición semejante a la de las pizarras, pero cuyos minerales se presentan en mayor tamaño y más lustrosos. En las filitas las capas de mica son generalmente lo bastante grandes para distinguirse a simple vista, dando que la roca se caracteriza por su clivaje filítico y un brillo sedoso.
Esquisto.- El término “esquisto” significa exfoliación = esquistosidad. La esquistosidad notable de todos los esquistos se atribuye a la orientación de sus minerales. De las rocas metamórficas, los esquistos ocupan un alto porcentaje.
4.1.5 Aspectos estructurales de las rocas deformadas
La corteza de la tierra está cambiando y moviéndose continuamente. Hemos tratado los efectos de la erosión y de la actividad ígnea, pero el terreno removido por la erosión ha sido reemplazado en mayor escala por la deformación que por el depósito, durante las etapas de erupción a través de volcanes o fisuras.
Movimientos deformante.- La deformación es resistida por la rígida resistencia interna de la formación rocosa. La rigidez de un sólido aumenta con su resistencia a cambios de forma, y su resistencia es la capacidad de un objeto para resistir a la deformación, se mide en función a la resistencia a la compresión y a la atracción. La resistencia a la compresión es la presión o fuerza por unidad de superficie necesaria para deformar o
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fracturar un objeto; la resistividad a la atracción, la fuerza requerida para separar una parte del todo.
La deformación de un material puede ser elástica o plástica.
Elasticidad.- Es la propiedad de una sustancia que le permite resistir la deformación permanente.
Plasticidad.- Bajo presión grande y prolongada, sin embargo los iones entre los átomos de acero o roca se rompen se deslizan unos sobre otros y el material fluye aunque el ritmo del movimiento sea lento.
Tinos de movimiento.-Los movimientos de la tierra es de 2 tipos: orogénicos y epirogénicos.
0rgánico- Las masas montañosas se elevan por movimientos orgánicos (formación de montañas). Casi todas las montañas son anticlinales, es decir que el pliegue dominante esta elevado en la parte central de los pliegues. Las montañas esta plegadas, porque han sufrido fuertes movimientos horizontales a lo largo de la circunferencia terrestre, que se traducen en pliegues y arrugas de los estratos.
Epirogénicos.- Por estos movimientos masas de tierra de magnitud continental han subido, y bajado con poco plegamiento. La mayor parte de los movimientos epirogénicos son de tipo radial, puesto que tienen lugar a lo largo los radios de la tierra.
Características estructurales.- Las mesetas, las planicies y las cadenas montañosas, rasgos prominentes de la superficie de la tierra, producido la deformación de la corteza.
Las rocas que tienen rasgos poseen ciertas características estructurales llamadas pliegues, fallas, juntas y discordancias.
Al descubrir la posición de los rasgos estructurales los geólogos han hallado conveniente el uso de 2 términos especiales buzamiento o echado y rumbo, que se puede atribuir más fácilmente a las rocas estratigráficas.
Buzamiento.- El buzamiento de una capa es su ángulo de inclinación respecto a la horizontal. La dirección del buzamiento es hacia la pendiente máxima de las capas y se
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expresa en función de los 4 puntos cardinales de una brújula. Se mide con un instrumento llamada clinómetro, y su valor va de 0º a 90º
Rumbo o dirección.- Es la dirección de la intersección de la capa con un plano horizontal. Su dirección del rumbo se mide por medio de una brújula con el dial graduado en grados.
Estructuras de deformación.- Las estructuras resultantes de fuerzas diastróficas pueden clasificarse así: 1) inclinaciones o combaduras, 2) pliegues, 3) juntas o fracturas sin desplazamiento apreciados 4) fracturas con desplazamientos, llamados fallas. Las capas uniformemente inclinadas se llaman homoclinales.
Pliegues.- Donde los estratos han estado sujetos a presiones superiores o su límite elástico puede alterarse lentamente por arqueamiento o plegamiento en serie más o menos simétricas de pliegues con crestas o senos alternados, pudiendo tener desde unos cuantos decímetros hasta centenares de Km. de extensión.
4.1.6 Tipos principales de estructuras plegadas
Las principales estructuras plegadas tenemos: monoclinales, anticlinales, sinclinales, domos depósitos.
Monoclinal,- Es la extensión que conecta estratos horizontales o poco inclinados a ambos lados de la extensión.
Anticlinal.- Al curvamiento de las capas de rocas, cuya parte convexa está dirigida hacia arriba. Por eso la parte interior o sea en el núcleo del anticlinal, se localiza las rocas más antiguas, siendo su principal característica.
Sinclinal.- Al curvamiento de las canas cuya parte cóncava está dirigida hacia abajo.
En el núcleo del sinclinal se localizan las rocas más jóvenes.
4.2 Estudios Geotécnicos
Vásquez, 2002 indica que la geotécnica es la disciplina que estudia las características mecánicas de los materiales geológicos que conforman las rocas de formación. Esta
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disciplina está basada en los conceptos y teorías de mecánica de rocas y mecánica de suelos, que relacionan el comportamiento de la formación bajo los cambios de esfuerzo.
4.2.1 Resistencia a la compresión simple
Zienkiewicz, 1970 indica que la reacción del suelo o la roca a los esfuerzos es el factor más importante para el proyecto de cimentaciones, terraplenes, taludes y estructuras para el sostenimiento del terreno. La resistencia a la comprensión simple, llamada no confinada o uniaxial es el máximo esfuerzo de compresión que puede soportar un espécimen de roca. El ensayo a la compresión simple consiste en aplicar una fuerza hasta llegar a la rotura y conocida el área se determina el
(esfuerzo) del espécimen.4.2.2 Ensayo de penetración estándar (SPT)
El Ensayo de Penetración Estándar es el método de ensayo in-situ ampliamente usado para determinar las condiciones de compresibilidad y resistencia de los suelos. Este ensayo permite medir la resistencia a la penetración de un muestreador y al mismo tiempo permite obtener muestras para ser ensayadas en el laboratorio.
El procedimiento del Ensayo de Penetración Estándar (SPT) está indicado en la norma ASTM D-1586. Este ensayo consiste en hincar sobre el suelo un muestreador de caña partida cuya parte inferior está unida a un anillo cortante o zapata y la parte superior a una válvula y pieza de conexión a la línea de perforación. El muestreador tiene un diámetro externo de 51 mm y un diámetro interno de 35 mm. Para el hincado se utiliza un martillo de 63.50 Kg. de peso que se deja caer libremente desde una altura de 76 cm. La longitud de hincado es de 450 mm en tres intervalos de 150 mm y se descarta el primer tramo por encontrarse en material disturbado.
4.2.3 Mecánica de suelos
“La mecánica de suelos es la aplicación de las leyes de la física y las ciencias naturales a los problemas que involucran las cargas impuestas a la capa superficial de la corteza terrestre. Un estudio de suelos permite dar a conocer las características físicas y mecánicas del suelo, es decir la composición de los elementos en las capas de
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profundidad, así como el tipo de cimentación más acorde con la obra a construir y los asentamientos de la estructura en relación al peso que va a soportar.”4.
4.2.4 Ensayo de mecánica de suelos
Contenido de humedad.- La determinación del contenido de humedad es un ensayo rutinario de laboratorio para determinar la cantidad de agua presente en una cantidad de suelo en términos de su peso en seco determinando por la norma (ASTM D2216- 71) Límites líquidos y plástico de un suelo.- Los límites de Atterberg o límites de consistencia se utilizan para caracterizar el comportamiento de los suelos finos. Los límites se basan en el concepto de que en un suelo de grano fino solo pueden existir 4 estados de consistencia según su humedad, y definen tres límites:
Límite líquido: Cuando el suelo pasa de un estado semilíquido a un estado plástico y puede moldearse. Para la determinación de este límite se utiliza la cuchara de Casagrande.
Límite plástico: Cuando el suelo pasa de un estado plástico a un estado semisólido y se rompe.
Límite de retracción o contracción: Cuando el suelo pasa de un estado semisólido a un estado sólido y deja de contraerse al perder humedad.
Análisis granulométrico.- Su finalidad es obtener la distribución por tamaño de las partículas presentes en una muestra de suelo. Así es posible también su clasificación mediante AASHTO o SUCS. El ensayo es importante, ya que gran parte de los criterios de aceptación de suelos son utilizados en bases o sub-bases de carreteras, presas de tierra o diques, drenajes, etc. Para obtener la distribución de tamaños, se emplean tamices normalizados y numerados, dispuestos en orden decreciente.
4 http://es.wikipedia.org/wiki/Estudio_de_suelos (Estudio de Suelos).
- 13 - 4.2.5 Clasificación de los suelos
Existen dos tipos de clasificaciones: por la Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) y por el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS).
El SUCS tiene tres grupos de clasificación mayores: suelos de grano grueso como arenas y gravas, suelos de grano fino como limos y arcillas, y suelos altamente orgánicos referidos como "turba". El SUCS además subdivide a esas tres mayores clases de suelos para clasificación.
La clasificación AASHTO establece 7 grupos de suelos y agregados con base en la determinación en el laboratorio de la granulometría, el límite líquido y el límite plástico.
Un octavo grupo corresponde a los suelos orgánicos. Esta clasificación puede ser utilizada cuando se requiere una clasificación geotécnica precisa, especialmente para la construcción de carreteras y obras civiles de importancia”5.
4.2.6 Caracterización de los macizos rocosos
No existe clasificación sencilla alguna que pueda dar una idea del comportamiento complejo de la roca que rodea una excavación y esto es lo que se habrá comprendido del comentario anterior. Por lo tanto, puede ser necesaria alguna combinación de los factores como el RQD y la influencia de rellenos arcillosos y de la meteorización Bieniawski, del South African Council for Scientific and Industrial Research (CSIR).
(Consejo de África del Sur para la Investigación Científica e Industrial) propuso una clasificación de este tipo.
Bieniawski aconseja que una clasificación de un macizo rocoso fisurado debe.
Dividir el macizo en grupos de comportamiento parecido.
Proporcionar una buena base para la comprensión de las características del macizo.
Facilitar la planeación y el diseño de estructuras en la roca al proporcionar datos cuantitativos que se necesitan para la solución de problemas de ingeniería.
5 BOWLES J. (1980). Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniería Civil. Editorial McGRAW -HILL LATINOAMERICANA, S. A. 210 pp.
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Proporcionar una base común de comunicación efectiva para todas las personas interesadas en un problema de ingeniería.
Para cumplir con estos requisitos, Bieniawski propuso originalmente que su
“Clasificación geomecánica “ comprendiera los siguientes parámetros:
RQD (Índice de calidad de la roca) de Deere.
Grado de meteorización.
Resistencia a la compresión uniaxial de la roca inalterada
Distancia entre sí de fisuras y estratificación.
Orientación del rumbo y el buzamiento (echado).
Separación de las fisuras (entre grietas).
Continuidad de las fisuras.
Infiltración de aguas subterráneas.
4.3 Geofísica
“La geofísica es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra desde el punto de vista de la física. Su objeto de estudio abarca todos los fenómenos relacionados con la estructura, condiciones físicas e historia evolutiva de la Tierra. Es una disciplina experimental, se usa métodos cuantitativos físicos como la física de reflexión y refracción de ondas mecánicas, y una serie de métodos basados en la medida de la gravedad, de campos electromagnéticos, magnéticos o eléctricos.”6.
4.3.1 Sondeo eléctrico vertical (s.e.v)
“Es una técnica para la prospección geofísica intenta distinguir o reconocer las formaciones geológicas que se encuentran en profundidad mediante algún parámetro físico (velocidad de trasmisión de ondas), sirve para delimitar capas del subsuelo, obteniendo sus espesores y sus resistividades”7.
6 http://es.wikipedia.org/wiki/Geof%C3%ADsica (Geofísica).
7 Orellana, E. (1972).- Prospección Eléctrica en Corriente Continua. Paraninfo, 553pp
- 15 - 4.3.2 Tipos de ondas sísmicas
“Existen ondas de compresión, ondas transversales y ondas superficiales como Love o Rayleigh. Las Ondas de compresión son las más rápidas por eso se llaman ondas primarias (ondas P). Las ondas transversales son un poco más lentas, llegan un poco más tarde a la estación (Ondas secundarias u ondas P). La diferencia entre la llegada de la onda "p" y de la onda "s" (delta) corresponde a la distancia del foco. (Delta es grande, sí el foco es muy lejano, porque la onda p se propaga más rápido).
4.3.3 Ondas "P" u ondas longitudinales u ondas de compresión
Las partículas de una onda p, longitudinal o de compresión oscilan en la dirección de propagación de la onda. Las ondas p son parecidas a las ondas sonoras ordinarias. Las ondas p son más rápidas que las ondas s o es decir después un temblor en un observatorio primeramente llegan las ondas p, secundariamente las ondas s.
4.3.4 Ondas "S" u ondas transversales u ondas de cizalla
Las partículas de una onda s, transversal o de cizalla oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación. Se distingue las ondas sh, cuyas partículas oscilan en el plano horizontal y perpendicular a la dirección de propagación, y las ondas sv, cuyas partículas oscilan en el plano vertical y perpendicular a la dirección de propagación. En las ondas s polarizadas sus partículas oscilan en un único plano perpendicular a su dirección de propagación.
4.3.5 Ondas de rayleigh
Rayleigh (1885) predijo la presencia de ondas superficiales diseñando matemáticamente el movimiento de ondas planas en un espacio seminfinito elástico. Las ondas de Rayleigh causan un movimiento rodante parecido a las ondas del mar y sus partículas se mueven en forma elipsoidal en el plano vertical, que pasa por la dirección de propagación. En la superficie el movimiento de las partículas es retrógrado con respecto al avance de las ondas. La velocidad de las ondas Rayleigh (vRayleigh) es menor que la velocidad de las ondas s (transversales) y es aproximadamente vRayleigh = 0,9 x Vs, según DOBRIN (1988).
- 16 - 4.3.6 Ondas de love
Love (1911) descubrió la onda superficial, que lleva su nombre estudiando el efecto de vibraciones elásticas a una capa superficial. Las ondas de Love requieren la existencia de una capa superficial de menor velocidad en comparación a las formaciones subyacentes o es decir un gradiente de velocidad positivo (velocidad se incrementa) con la profundidad. Las ondas de Love son ondas de cizalla, que oscilan solo en el plano horizontal, es decir las ondas de Love son ondas de cizalla horizontalmente polarizadas”8.
4.4 Mapeo temático
“Los mapas temáticos son mapas basados en mapas topográficos y mapas de ciudad que representan cualquier fenómeno geográfico de la superficie terrestre en el cual también viene la información de la localidad. Para representar variables numéricas utilizan todo tipo de recursos visuales, como superficies de distintos colores o tramas (coropletas), flechas para indicar el movimiento de un fenómeno (flujos a veces tienen un grosor proporcional a su magnitud), el trazado de líneas que unen puntos de igual valor (isolíneas), círculos o símbolos de tamaño proporcional al valor numérico, o incluso mapas deformados para que cada unidad geográfica se represente con un tamaño proporcional a su valor numérico (cartogramas o mapas anamórficos)”9.
4.5 Uso de SIG en el Análisis de la Amenaza.
Mora y Vahrson, 1992 dice actualmente los Sistemas de Información Geográfica permiten el Análisis de la susceptibilidad y peligrosidad de manera sistemática, rápida y eficiente. En este sentido, la posibilidad de regionalizar los análisis de susceptibilidad se ha visto enormemente facilitada con el uso del SIG, esta funcionalidad puede aprovecharse para generar mapas de zonificación mediante los siguientes procesos:
Estructuración de la información temática.- Durante este proceso se recopila toda la información cartográfica disponible en formato digital de los
8 Sánchez, F.J. (1985).- Prospección hidrogeológica en rocas metamórfica. Studia Geol. Salm.XX: 127- 136.
9 http://es.wikipedia.org/wiki/Mapa_tem%C3%A 1tico (Mapa temático).
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mapa base y temáticos, al igual que la información tabular de los mismos para el área de estudio.
Generación de mapas temáticos.- Durante este proceso se generan mapas temáticos, producto del cruce de dos o más capas de información base o temática, éste es el caso de los mapas de pendientes, uso del suelo, ingeniería geológica y otros.
Generación de mapas de susceptibilidad.- En este proceso se realiza el cruce y sumatoria de todas las capas temáticas de análisis (Movimientos en Masa, Geología, Pendientes, Geomorfología, y Uso de Suelo) para obtener el mapa de susceptibilidad total de terreno.
Generación de mapas de amenazas.- Para obtener el mapa de zonificación de amenazas, al mapa de susceptibilidad obtenido se le integran los factores detonantes: la sismicidad y la precipitación. A partir de este mapa final se pueden hacer recomendaciones de uso, de acuerdo con la aptitud del suelo frente a la amenaza presente.
4.6 Susceptibilidad
Ayala, 2002 dice la susceptibilidad a los movimientos en masa es la propensión de un terreno a la ocurrencia de caídas, derrumbes, flujos, deslizamientos y movimientos complejos. Los mapas de susceptibilidad, consisten en documentos de aproximación que previo análisis sirven para identificar zonas problemáticas y fundamentalmente los mapas factores condicionantes.
“Para determinar los grados de susceptibilidad se puede utilizar algunos métodos, cuyo objetivo principal es indicar y priorizar las zonas de probable ocurrencia de peligros eológicos. El inventario de movimientos en masa sirve para validar los modelos generados”. 10
10 AYALA Carcedo, F. (2002). Una reflexión sobre los mapas de susceptibilidad a los movimientos de ladera, su naturaleza, funciones, problemática y límites.
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5 MATERIALES Y MÉTODOS
5.1 Materiales
GPS Garmin.
Estación total Trimble S6 (5800).
Estación Total Trimble (GPS 5800 R4 SATELITAL).
Equipo Digital de Resistividades marca ABEM, modelo SAS 4000
Cámara fotográfica
Brújula Brunton.
Martillo Geológico.
Lupa de bolsillo de 30x
Clinómetro.
Ácido clorhídrico.
Flexómetro
Barreta
Pala
Cámara Fotográfica.
Lápiz.
Carta Geológica de Loja escala 1: 100000.
Libreta de Campo.
Para el trabajo de gabinete:
HARDWARE:
Un ordenador
Plotter HP
Impresora
SOFTWARE:
ArcGis 9.2
CivilCad 2010
Autocad 2010
ForeSight20
- 19 - 5.2 Métodos
Para el desarrollo del presente estudio se utilizará el Método Científico, el mismo que es un método de estudio sistemático de la naturaleza que incluye las técnicas de observación, reglas para el razonamiento y la predicción de sucesos, además otorga ideas sobre la experimentación planificada y los modos de comunicar los resultados experimentales y teóricos.
A continuación se establece en detalle la metodología a utilizarse para dar cumplimiento a los objetivos planteados.
5.2.1 Metodología para el primer objetivo
“Elaborar el mapa geológico - estructural a detalle del Parque Santo Domingo tramo II a una escala 1:1000 que servirá de base para investigaciones geotécnicas”.
Se realizará un levantamiento topográfico a una escala 1:1000 utilizando el equipo topográfico; como la Estación Total Trimble S6 y equipo satelital GPS Trimble (R4) las mismas que en su tarjeta electrónica almacenará los puntos tomados en el campo con Datum WGS84, luego sus datos serán bajados de los equipos y procesados en el formato adecuado, para realizar el trabajo de oficina que consiste en la generación de las curvas de nivel, cada metro las secundarias y las principales cada cinco metros que se procesan en los software ForeSight20; CivilCad y Autocad; para la elaboración del dibujo topográfico.
Una vez realizado el plano topográfico se visitara el sector de estudio para la elaboración del mapa geológico-estructural, con observación directa describiendo el tipo de roca, descripción de afloramientos mediante fichas de campo, con el reactivo (HCl) se determinó las propiedades químicas de las rocas como los carbonatos presentes en las rocas. Para el levantamiento estructural se realizó la medición de rumbos y buzamientos con la brújula, con el Flexómetro y cinta se medirá afloramientos, para el levantamiento de la geología se utilizó la Carta Geológica de Loja Norte, la misma que sirvió como soporte de corroboración de la información obtenida en el campo.
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Para determinar los estratos y geología del sector de estudio se realizará calicatas en sectores estratégicos las mismas que serán, ancho 1.20 m por 2 m de profundidad para poder realizar las columnas estratigráficas, para la elaboración del plano geológico- estructural se lo realizó en el software CivilCad 2010 y ArcGis 9.3.
5.2.2 Metodología para el segundo objetivo
“Desarrollar e interpretar los resultados geológicos - geotécnicos sobre la base de los análisis y ensayos de laboratorio”.
Para cumplir con el segundo objetivo se utilizará las calicatas que en la etapa de geología ya fueron hechas, para extraer muestras y realizará ensayos de laboratorio, serán referenciadas dentro del mapa topográfico, geológico para una mejor distribución del polígono de estudio.
Se realizará los siguientes ensayos de mecánica de suelos y rocas.
Un ensayo para determinar del contenido de humedad mediante la Norma ASTM D2216-71.
Un ensayo para Límites líquido y plástico mediante la Norma ASTM 423– 66 (límite líquido) y D424 – 59 (límite plástico).
Un ensayo para Análisis granulométrico mediante la Norma ASTM D421 – 58 y D422 – 63 (método mecánico).
Un ensayo para Granulometría
Clasificación de suelos mediante los métodos AASHTO y SUCS.
Cuatro ensayos a la compactación mediante la Norma T-180
Ensayos para Compresión Simple mediante la Norma ASTM 2166 – 66 y AASHTO T208 - 70.
Para saber la capacidad portante del suelo se realizará un SPT, que constituye el ensayo más utilizado en la realización de sondeos, consiste en medir el número de golpes necesario para que se introduzca una determinada profundidad una cuchara (cilíndrica y hueca) muy robusta (diámetro exterior de 51 milímetros e interior de 35 milímetros, lo que supone una relación de áreas superior a 100), que permite tomar una muestra,
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naturalmente alterada, en su interior. El peso de la masa está normalizado, así como la altura de caída libre, siendo de 63'5 kilopondios y 76 centímetros respectivamente.
En la exploración geofísica se utilizó el Método Eléctrico de Resistividades, en su modalidad de Sondeo Eléctrico Vertical (S.E.V.), con una distribución de electrodos correspondiente al dispositivo Schlumberger, este dispositivo se expande sucesivamente los electrodos de corriente (A y B) y se obtiene información de estratos cada vez más profundos.
Las curvas de SEV, en el campo se dibujaron en papel bilogarítmico, la representación gráfica de la resistividad aparente, contra la separación de electrodos de corriente AB/2, que permite la obtención de una curva del sondeo eléctrico vertical, lográndose así la información final requerida.
El resultado principal para esta exploración es la confirmación de la existencia de niveles freáticos o/y discontinuidades que puedan causar las anomalías superficiales detectadas sobre el terreno objeto de análisis.
Una vez que se obtengan los resultados en laboratorio serán procesados en gabinete para poder determinar los resultados.
5.2.3 Metodología para el tercer objetivo
“Establecer la base de mapeo que identifique las zonas susceptibles a movimientos de masa.
Para el tercer objetivo se realizó un proceso de tipo explícito donde los factores, condicionantes fueron analizados, y combinaron mediante el uso de puntajes ponderados que fueron asignados a cada uno y la suma de ellos definió zonas de diferente nivel de susceptibilidad, se usó la técnica de combinación cualitativa de mapas para lo cual se generaron diferentes capas.
Además se aplicará la ecuación de Mora y Vahrson 1992, como referencia para la obtención del mapa de amenaza total, el cual se basa en él análisis e interrelación de los factores como (Topografía, Geología, Cobertura Suelo, Precipitación) obteniendo el mapa de susceptibilidad.
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Para representar la interacción de las diferentes variables seleccionadas (pendientes, suelos, geología e isoyetas), dentro del modelo de Movimientos en Masa, se usó la siguiente ecuación:
Amenaza = (Pp + Pc + + Pl + Tp) Dónde:
Pp.- coberturas de pendientes del terreno
Pc.- coberturas de suelo
Pl.- coberturas de geológicas
Tp.- coberturas de precipitación
La información de Movimientos en Masa se generó de acuerdo a la metodología de la Propuesta de Valoración de Tierras Rurales del MAGAP que se resume a continuación:
La información de pendientes se reclasificó de acuerdo a las clases detallada a continuación:
Cuadro 1. Reclasificación y ponderación de la capa de pendientes.
Pendientes Rango Índice
0 a 12 1
12 a 25 2
25 a 50 3
> 50 4
Fuente: MAGAP
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La información de suelos referente a las clases texturales es reclasificada de acuerdo a:
Cuadro 2. Reclasificación de clases texturales del mapa de suelos.
Código de textura
Textura
Descripción Reclasificación
11 Arenosa (fina, media, gruesa) Gruesa
12 Arenoso franco
21 Franco Arenoso (fina a gruesa)
22 Franco limoso
31 Franco Media
32 Limoso
33 Franco arcilloso (< 35% de arcilla) 34 Franco arcillo arenoso
35 Franco Arcillo limoso
41 Franco arcilloso (> 35%) Fina
42 Arcilloso
43 Arcillo arenoso
44 Arcillo limoso
51 Arcilloso (> 60 %)
Fuente: MAGAP
El cruzamiento de la información alfanumérica de pendientes y suelos se la realizó con la ayuda de la herramienta de ArcGis, en base a la matriz lógica descrita a continuación:
Cuadro 3. Matriz Textura y Pendiente
Textura Pendientes
0-12 12-25 25-50 > 50
Fina 1 1 2 2
Media 1 3 3 3
Gruesa 2 3 3 4
Fuente: MAGAP
De esta manera se obtiene un primer subproducto S1 a partir del cruzamiento espacial de la información de suelos y pendientes:
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Cuadro 4. Clasificación de los Grados de Susceptibilidad por Textura y Pendiente Clase Descripción
1 Sin
2 Baja
3 Media
4 Alta
Fuente: MAGAP
La información geológica utilizada en el modelo se reclasificó de acuerdo al siguiente tabla.
Cuadro 5. Clasificación y descripción de los tipos de rocas
Grado Descripción Geológica
Bajo Formaciones volcánicas recientes y cuaternarias Medio Rocas volcánicas antiguas, intrusivas y sedimentarias
Alto Rocas metamórficas e intrusivas muy meteorizadas
Fuente: MAGAP
El cruzamiento espacial entre el subproducto S1 (suelos - clases texturales y pendientes) y el insumo de geología se lo realizó con ayuda de la herramienta Join Data del menú contextual de la capa del subproducto S1 de ArcMap.
El cruzamiento de la información alfanumérica del subproducto S1 y el insumo de geología se lo realiza con la ayuda de la herramienta de Map Calculator de ArcGis, en base a la matriz lógica descrita a continuación:
Cuadro 6. Matriz S1 por Geología
Clase Geología
Bajo Medio Alto
1 1 2 2
2 2 2 2
3 3 3 3
4 3 4 4
Fuente: MAGAP
De esta manera se obtuvo un segundo subproducto S2 a partir del cruzamiento espacial del subproducto S1 (suelos y pendientes) y el insumo de geología:
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Cuadro 7. Clasificación de los Grados de Susceptibilidad S1 y Geología (S2) S2
Clase Descripción
1 Sin
2 Baja
3 Media
4 Alta
Fuente: MAGAP
La información de zonas de precipitación media anual (Isoyetas) utilizada en el modelo fue reclasificado de acuerdo a los valores máximos y mínimos presentes en la zona de estudio, en el siguiente ejemplo está representada la reclasificación para la provincia de Loja:
Cuadro 8. Ponderación del Mapa Isoyetas provincia de Loja Isoyetas
Grado Rango (mm) Bajo 750 – 1000 Medio 1000 – 1500
Alto 1500 – 1750
Fuente: MAGAP
El cruzamiento espacial entre el subproducto S2 (S1 e insumo de geología) y el insumo de zonas de precipitación media anual (Isoyetas) se lo realiza con ayuda de la herramienta Join Data del menú contextual de la capa del subproducto S2 de Arc Gis.
El cruzamiento de la información alfanumérica del subproducto S2 y el insumo de zonas de precipitación media anual (Isoyetas) se lo realiza con la ayuda de la herramienta Map Calculator de ArcGis, en base a la matriz lógica descrita a continuación:
Cuadro 9. Matriz S2 por Isoyetas
Clase 2 Isoyetas
Bajo Medio Alto
1 1 1 2
2 2 2 3
3 3 3 3
4 3 4 4
Fuente: MAGAP
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De esta manera se obtiene la capa final de Movimientos en Masa a partir del cruzamiento espacial del subproducto S2 y el insumo de zonas de precipitación media anual:
Cuadro 10. Ponderación del Mapa de Susceptibilidad a Movimientos en Masa Clase Indic
1 Sin
2 Baja 3 Media 4 Alta
Fuente: MAGAP
La capa vector resultante de Movimientos en Masa fue sometida a edición de polígonos irregulares y control topológico con ayuda de la extensión MTools y sus herramientas de CLEAN-Functions de ArcGis, donde así mismo, se estructura la base de datos definitiva.
A continuación, se presenta una descripción general de los grados de susceptibilidad a movimientos en masa, que podrían estar presentes en el mapa final:
Zonas con susceptibilidad Alta. Abarcan tanto a zonas muy inestables que tras pequeñas y reducidas actuaciones de los factores naturales en el material, pueden movilizarse por su propia dinámica y también se presentan en áreas con pendientes mayores al 50% de material muy meteorizado y fallado, los cuales corresponden a zonas con pendientes entre 25% y 50%. Se producen en suelos poco cohesivos y en rocas meteorizadas, fracturadas o de otro tipo de discontinuidad, acelerado por las precipitaciones de la zona. La inestabilidad se produce por actuaciones naturales medianas, tanto en intensidad como en extensión.
Zonas con susceptibilidad Media. Son áreas poco susceptibles a los deslizamientos. Se presentan en materiales muy poco o nada fracturados, con pendientes del 12 al 25%. El material se inestabiliza tras actuaciones naturales muy intensas y/o extensas, así como a la acción de la precipitación de la zona.
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Zonas con susceptibilidad Baja. Son zonas donde las características de suelos, pendientes y geología, no son favorables para que se produzcan movimientos en masa;
permanecen estables aún ante fenómenos intensos y extensos como la precipitación de la zona, puede producirse solifluxión de material.
Zonas sin susceptibilidad. Son lugares en los que es muy improbable que ocurra un fenómeno de movimiento en masa por las características estables del espacio geográfico analizado.
Figura 1. Flujo de Datos de la Capa de Susceptibilidad a Movimientos en Masa
Fuente: MAGAP
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6 RESULTADOS
6.1 Descripción General del Área de Estudio.
6.1.1 Accesos
Como consideración de acceso general se toma referencias de tiempo, desde la capital de la República Quito vía terrestre de primer orden, (9 horas en vehículo particular y 12 horas por transporte público). Por vía aérea: 45 minutos.
Para el acceso al sector de estudio se lo puede hacer por vía aérea, existen en Catamayo y Macará los aeropuertos “Catamayo” y “José M. Velasco Ibarra” respectivamente.
(Ver Figura 2).
Figura 2. Mapa de ubicación del sector de estudio
Fuente: Instituto Geográfico Militar (IGM)
El acceso se lo realiza desde Catamayo hacia el sector de estudio, se efectúa por la vía a San Pedro de la Bendita, posteriormente se toma la vía a la costa que conduce directamente hacia el sector de estudio. Se encuentra aproximadamente a 1 km;
tomando en cuenta como punto de partida San Pedro de la Bendita (Ver Figura 3).
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Figura 3. Vista aérea para el acceso al sector de estudio (Las Chinchas)
Fuente: Google Earht; fecha de imagen 09/19/2001 (Altura ojo: 3.67 km)
6.1.2 Ubicación
El Parque Eólico se encuentra en la Provincia de Loja cantón Catamayo perteneciente a la Parroquia San Pedro de la Bendita, cerro Hucacocha, sus coordenadas geográficas UTM (WGS-84) son: X = 669754; Y =9561893, (Ver Figura Nº4).
El cerro Hucacocha se encuentra en la Parte alta de san Pedro de la Bendita, como referencia de ubicación a un 1 km de la carretera antigua a la Costa. El área del proyecto a emplazarse es de 117,52 hectáreas de las cuales se aprovechara solo la parte frontal del cerro como se puede apreciar en la figura 2.
Figura 4. Panorámica del sector de estudio (Las Chinchas)
Fuente: Google Earht; fecha de imagen 09/19/2001 (Altura ojo: 2.67 km)