“EFECTOS EFECTOS DEL AGUA SOBRE LAS ROCAS Y LOS SUELOS”

Curso Internacional de Capacitación sobre
Fundamentos para el Monitoreo y Pronóstico de
Fenómenos Hidrometeorológicos
“EFECTOS EFECTOS DEL AGUA SOBRE LAS
ROCAS Y LOS SUELOS”
Preparado por: Ing. María Calzadilla
Santo Domingo, D.N.
2005

CONCEPTOS
Ciclo del Agua
Hidrología Hidrogeología
Fenómenos Hidrometeorológicos

CONCEPTOS
Mineral Roca Suelo
Geología

CONCEPTOS
Mineral un mineral es un sólido natural e inorgánico que posee
una composición química característica y un ordenamiento
atómico tridimensional y sistemático.
Roca agregado mineral formado bajo determinadas condiciones
físico – ambientales.
Suelo Es la cubierta superficial de la mayoría de la superficie
continental de la Tierra. Es un agregado de minerales no
consolidados y de partículas orgánicas producidas por la acción
combinada del viento, el agua y los procesos de desintegración
orgánica.

CONCEPTOS
Roca se clasifican en tres grupos:
Rocas Sedimentarias
Rocas Ígneas
Rocas Metamórficas

Rocas Ígneas
Se originan a partir de
un magma (rocas
fundidas a muy alta
temperatura). El magma
que cristaliza bajo tierra
forma rocas ígneas
intrusivas. El que
alcanza la superficie
antes de solidificarse
forma las rocas ígneas
extrusivas.
Riolitas
Granito

Rocas Sedimentarias
Rocas sedimentarias, sedimentarias,
en
geología, rocas compuestas
por materiales
transformados, formadas por
la acumulación y
consolidación de materia
mineral pulverizada,
depositada por la acción del
agua y, en menor medida,
del viento o del hielo glaciar.
Conglomerado
Yeso

Rocas Metamórficas
Las rocas que han sido
enterradas a gran
profundidad por la acción de
placas tectónicas
convergentes pueden
transformarse por el
aumento de la presión y de
la temperatura. Ese cambio
se denomina metamorfismo,
un proceso que puede
modificar cualquier tipo de
roca, sea sedimentaria, ígnea
o incluso metamórfica
Mármol
Cuarcita

Propiedades físicas de las Rocas
Mineralogía
Densidad
Porosidad
Contenido de Agua
Peso Volumétrico
Alteración

Meteorización
Meteorización significa destrucción de las rocas sin remoción
de partículas. Se lleva a cabo por fenómenos físicos, químicos y
bioquímicos.
Se conoce tres tipos de meteorización
La meteorización mecánica depende fuertemente de fuerzas que pueden
destruir las rocas en una forma mecánica. Los más importantes serían:
a) cambio de la temperatura
b) meteorización por helada
c) meteorización por hidratación y/o cristalización de sales
La meteorización química incluye todos los procesos con apoyo químico
a) oxidación
b) reducción
c) hidrólisis

CONCEPTOS
Suelos: Es la cubierta superficial de la
mayoría de la superficie continental de la
Tierra. Es un agregado de minerales no
consolidados y de partículas orgánicas
producidas por la acción combinada del
viento, el agua y los procesos de
desintegración orgánica.
La naturaleza física del suelo está determinada
por la proporción de partículas de varios
tamaños.

CONCEPTOS
Suelo El término suelo se usa en más de un sentido.
Para el ingeniero es sinónimo de regolita, o sea, el
agregado suelto de todos los materiales que se
encuentran por encima de la roca.
La regolita puede tener varios cientos de metros de
espesor o puede faltar por completo. Las partes
superiores de la regolita, a las que se han incorporado
sustancias orgánicas y que están más o menos
modificadas biológicamente constituyen el suelo. Sin
embargo, los ingenieros extienden la denominación
de suelo a todo el material de la regolita.

Formación del Suelo

El Suelo en función de:
Material parental
Aluviales: También conocido como fluvial, ubicados a lo
largo de la hoya hidrográfica, su agente formador es el rió,
posee una textura heterogénea, una forma mas o menos
esférica y su disposición tiende a la imbricación.
Coluviales : Material que se forma al pie de un cerro, su
textura es heterogénea, sus formas son angulosas y
subangulosas y su disposición es anárquica
Eólicos : Material producido por la acción del viento, su
forma es homogénea y su disposición es masiva
Volcánicos : Material formado tras erupciones volcánicas,
su forma es muy heterogénea, su forma es irregular y su
disposición errática y caótica.
Otros.

Textura del Suelo
La textura de un suelo
esta expresada por la
distribución del tamaño
de las partículas sólidas
que comprenden el
suelo. En otras palabras
por la composición
granulométricas del
suelo, previa dispersión
de sus agregados.

Relación entre el Agua y el Suelo
En el ciclo del agua, es suelo desempeña un
papel preponderante debido a su posición de
interfase entre la baja atmósfera, la planta y la
capa geológica subyacente. Así, el suelo
intercepta las lluvias y dirige el reparto entre
escorrentía (en zonas de pendiente) y la
infiltración en el terreno como lugar de
almacenamiento, interviniendo así en la
producción agrícola y la regulación del ciclo
hidrológico.

Problemática de los Suelos
• Los suelos arcillosos expansivos tienen la
característica de producir movimientos como
consecuencia de hinchamientos y retracciones del
subsuelo sobre el cual se apoya la cimentación,
debidos a cambio de humedad y que provocan en la
mayoría de los casos daños estructurales importantes.
• Las arcillas expansivas pertenecen a un grupo
mineralógico muy amplio de materiales de naturaleza
química silícea denominados Silicatos y se clasifican
dentro del grupo de los Filosilicatos.
• Los materiales arcillosos que son susceptibles de
sufrir Hinchamiento o Procesos de Expansividad
son los pertenecientes al Grupo de las Esmectitas

Grupo de las Esmectitas
(Arcillas expansivas representativas)
Montmorillonita
nontronita
saponita

¿Por qué se dañan las construcciones?
• Existen varias causas por las que las construcciones,
como nuestras viviendas, pueden sufrir daños o
deterioros que afectan su estética, su funcionalidad, o
lo más grave, su seguridad estructural, lo cual puede
poner en riesgo nuestras pertenencias o nuestra vida y
la de nuestra familia.
• El daño en estructuras puede ser causado por:
- fenómenos naturales, naturales,
- la acción humana al darle un uso inadecuado,
poner peso excesivo para el cual no estaban
diseñadas, por falta de mantenimiento o por construir
de manera incorrecta y sin asesoramiento técnico.

¿Por qué se dañan las
construcciones?
Entre los fenómenos naturales que pueden
afectar a una construcción podemos considerar
: - fenómenos geológicos (sismos, volcanes,
deslizamientos de tierras y hundimientos) y a
los - fenómenos hidrometeorológicos
(huracanes, lluvias torrenciales, desborde de
ríos, e inundaciones).

¿Por qué se dañan las
construcciones?
• Cuando los fenómenos producen fuerzas que
alcanzan la resistencia de los materiales (concreto,
acero, mampostería, madera) es cuando se dañan los
elementos estructurales. También se puede sufrir
daño si hay errores constructivos o de diseño, o la
calidad de los materiales no es la adecuada.
• El mismo problema se tiene si la cimentación no fue
adecuadamente diseñada para las características del
terreno de apoyo, apoyo,
y para soportar las fuerzas que le
transmite la estructura.

¿Qué Qué son los Movimientos
Gravitacionales?

Naturaleza de los Movimientos Gravitacionales
Corresponde a los movimientos en los cuales
interviene la fuerza de gravedad. Forman parte
del ciclo natural del terreno ya que la erosión y
la gravedad actúan constantemente para
transportar materiales de las zonas más altas
hacia abajo.
Los deslizamientos de laderas,
desprendimientos de rocas y avalanchas son
algunos de los procesos geológicos más
comunes en la superficie de la Tierra.

Factores que influyen en la estabilidad de las
laderas
laderas
Características del terreno
Características litológicas litol gicas
Condiciones climáticas
Macizos rocosos con fallas y fracturas
Erosión
Expansividad de las arcillas
Acciones antrópicas (intervención del hombre)
La acción de otros factores: factores:
Terremotos,
Huracanes, Estructuras cársticas, etc.

Velocidad del Movimiento
La velocidad del movimiento es relativa, ya
que esta depende de la naturaleza del medio en
cuanto a lo que se refiere a:
Pendiente
• Pendiente
• Litología Litolog
• Agentes que intervienen en el movimiento
(precipitaciones, viento, acción acci n antrópica, antr pica, etc)

Movimientos
plásticos o
viscoso
Deslizamientos a
lo largo de
superficies con
cohesión y
fricción
Deslizamientos
estructurales de
Masas rocosas
Flujos rápidos
CLASE
Reptación por las camadas
superficiales
Deslizamiento de "taludes"
Deslizamientos planos o
traslacionales
Deslizamientos
rotacionales
Deslizamientos de cuñas o
placas de roca
Deslizamiento de masas
rocosas muy fracturadas
Caída de rocas
Flujo de masa de barro
Flujo de bloques de roca y
cantos rodados
COMO OCURRE
Movimientos lentos de rastreo,
movilizando sólo una parte de la
resistencia al corte
Movimientos continuos de
antiguos depósitos de laderas
Asentamientos del manto
relativamente delgado sobre la
superficie de la roca de fondo
Deslizamiento de suelos
residuales o masa saprolítica,
eventualmente con bloques de
roca
Deslizamiento a lo largo de
discontinuidades planas
Similar a los deslizamientos
planares y rotacionales
Desmoronamiento de bloques de
roca (boulders)
Erosión o licuación de camadas
superficiales
Demolición de masas rocosas
muy fracturadas
CUANDO
OCURRE
Movimiento constante
acelerado durante la
época lluviosa
Corte hecho al pié de
un "talud" durante la
época lluviosa
Rotura durante o
después de
precipitaciones con
más de 100 mm/día
Rotura repentina
durante o después de
tormentas con más de
100 mm/día, pero no
necesariamente
Durante la época
lluviosa
Durante tormentas con
precipitaciones de
más de 50 mm/hora en
épocas lluviosas de
años secos
COMO EVITAR
Impermeabilización de la
superficie y drenaje
superficial
Lo anterior más
subdrenaje con drenes
horizontales o galerías
filtrantes
Lo mismo con cambio de
configuración del talud,
canales colectores.,
bermas en el pie y muros
de contención.
Anclaje de rocas y
estructuras ancladas
Si son moderados se
construyen en la vaguada
estructuras disipadoras
para evitar la
incorporación de
Material del cauce

Deslizamientos

Se producen
deslizamientos cuando
capas enteras de terreno se
mueven sobre el material
firme que tienen por
debajo. En su movimiento
siguen uno o vários v rios planos
de corte del terreno. La
imagen corresponde al
deslizamiento ocurrido
recientemente en la
carretera hacia Manabao.
Obsérvese la naturaleza de
las litologías presente.
Deslizamientos

Deslizamientos
Otra vista parcial del
deslizamiento de
Manabao. Aquí Aqu el
movimiento de tierra
que actualmente se
ejecuta con la
finalidad de liberar la
carretera. Al pie del
deslizamiento corren
las aguas del Rio
Yaque del Norte.

Movimiento de Tierra
(Préstamo) desarrollado
sin criterio técnico el cual
ha inducido a la creación
de un deslizamiento en
cadena. Deslizamiento en
la autopista Duarte 22 km
antes de llegar a Santiago.
Deslizamientos

Deslizamientos
Vista lateral del deslizamiento
en la carretera de Ocoa, aquí
se puede observar el efecto de
la tectónica como ha causado
daños da os a lo largo de la pendiente y
forma parte de los factores que
disparan el deslizamiento

Deslizamientos
Otra manifestación de los
movimientos son los Flujos de
Tierra que se producen debido a las
características del suelo y la
pendiente. El factor que juega un
importante papel es el agua.
Esta foto corresponde al pie de
monte del deslizamiento en la
carretera de Ocoa, especificamente
en el valle del río

Deslizamientos
Efectos del deslizamiento en la carretera, se puede observar (izquierda) el
desplazamiento provocado y como el palo de luz se ha basculado, (derecha) se
observa parte del frente del deslizamiento a la altura de la carretera

Deslizamientos
Situación actual de la carretera de Puerto Plata donde colapsaron varias
viviendas con la flecha roja se señala un segundo movimiento posible (escarpe).

Deslizamientos
Muro frontal de la
vivienda que se
encuentra basculado
hacia adelante como
consecuencia de los
efectos de empuje
que provoca el
deslizamiento

Deslizamientos
Colapso de un
fragmento de la
carretera Turística Tur stica
hacia Puerto Plata

Desprendimientos
Los desprendimientos son
fragmentos de roca que se
separan de un talud y caen
saltando por el aire en
buena parte de su recorrido.

Tipologia de los Desprendimientos

Tipologia de los Desprendimientos

Tipologia de los Desprendimientos
Vuelco por Flexion
Vuelco de Bloques
Vuelco Mixto

Desprendimientos
Al pie del talud aparecen fragmentos de bloques aislados combinados
con material terrigeno. Carretera hacia Banica.

Desprendimientos
La caída ca da de bloques o
desprendimientos está est
fundamentalmente asociada a los
afloramientos rocosos que
exponen sus secuencias
interestratificadas con mucha
variación variaci n en cuanto a la
competencia de las rocas. (dureza,
compactación, compactaci n, etc.) Carretera a
Banica.

Derrumbes o Desplomes
Se entiende por Desplome o Derrumbe el
deslizamiento hacia abajo de una masa de o
una unidad material no consolidado que se
mueve como una unidad a lo largo de una
superficie curva, conforme se produce el
movimiento se crea un escarpe.

Derrumbes o Desplomes
Zona de rotura o frente del
Derrumbe
En la foto se puede observar el colapso parcial de la carretera Los Blancos en la
region Sur. Aqui se produjo un derrumbe, hoy se encuentra restaurada.

Derrumbes o Desplomes
Derrumbe producido en
la carretera Turística Tur stica de
Puerto Plata, se puede
observar donde la flecha
el escarpe que se esta
desarrollando.

Derrumbes o Desplomes
Derrumbe en proceso de formación formaci n en la carretera hacia Pedro Garcia entre
Santiago y la carretera Turistica. Esta área rea puede verse afectada en sus inicios
por un derrumbe y posteriormente por un deslizamiento

Derrumbes o Desplomes
Derrumbe ocurrido en la carretera Canca La Reina aqui se puede observar el
desarrollo del escarpe

Son movimientos
muy rápidos de
una masa de
tierra, fragmentos
de roca o
derrubios que
desciende de una
ladera o cae de un
escarpe
AVALANCHAS

AVALANCHAS
La experiencia de Jimani dejó dej
claro la vulnerabilidad que
desarrollan algunos sectores dadas
sus caracteristicas geologicas y la
llegada de un evento
hidrometeorológico hidrometeorol gico no esperado

AVALANCHAS

Mapas de Procesos Activos