GEOLOGÍA URBANA Y AMBIENTAL DE LA CIUDAD DE CONCEPCIÓN.
Tomado de: Jorge Quezada Flory. Memoria de Título de Geólogo. Universidad de Concepción. 1996. Síntesis preparada por: Rodrigo A. Peña Bustos.
RESUMEN El estudio proporciona antecedentes geológicos y geotécnicos de la ciudad de Concepción enfocados al área de la Geología Urbana, mostrando las relaciones entre la geología con las diferentes actividades humanas, lo que permite señalar las limitaciones naturales del terreno con el propósito de advertir la ocurrencia de posibles riesgos naturales como lo son por ejemplo, terremotos y remociones en masa. La ciudad de Concepción es afectada por un sistema de fallas normales de gran ángulo con orientación preferencial NE-SW, que limitan bloques basculados generando una estructura mayor a la que se le propone el nombre de “Fosa Compleja de Concepción”. Las rocas se encuentran muy meteorizadas, favoreciendo la ocurrencia de procesos de remoción en masa producto de una disminución de la cohesión, siendo de gran importancia en las rocas graníticas. Los depósitos inconsolidados, compuestos por suelos arenosos de tipo SM y SP ocultan la existencia de trazas de fallas, y favorecen la ocurrencia del fenómeno de ampliación dinámica en el caso de terremotos.
Figura N°1. Descripción de la Fosa Compleja de Con cepción.
GEOLOGÍA AMBIENTAL Un mapa de la Geología Urbana no es una solución definitiva y estática de los problemas de naturaleza geológica pues esta varía constantemente, aunque estos cambios no sean percibidos por el hombre. Por este motivo, este mapa debe ser actualizado constantemente. Suelo de Fundación de Concepción. Para estudiar los suelos desde el punto de vista de la Geología Urbana, se debe emplear una clasificación geotécnica adecuada. La clasificación que mas se acomoda a los objetivos del estudio es la del Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (U.S.C.S.), que considera los distintos componentes del suelo desde el punto de vista de la textura y la plasticidad de sus componentes. La clasificación U.S.C.S. permite entregar diversas propiedades de los suelos de fundación, tanto en condiciones naturales como perturbadas, y permite señalar su comportamiento para diversos usos. Por último, tiene una amplia difusión en los estudios de Mecánica de Suelos que se realizan en Chile. Los tipos de suelos mas abundantes en la zona central de Concepción son los de tipo SM y ML. El sector poniente se caracteriza por la presencia de suelos del tipo CL, y en menor medida ML. En los relieves principales del área Concepción – San Pedro se encuentran suelos mas finos tipo CL-CH. En la Comuna de San Pedro predomina el suelo tipo SP; en menor grado, suelo tipo SW. Los suelos arenosos de Concepción son de regular calidad como base de caminos y buenos para fundaciones. En cambio, los suelos finos que conforman los cerros islas y áreas bajas, tienen una aptitud relativa.
Figura N°2. Sistema Unificado de Clasificación de S uelos (U.S.C.S.) Tipos Básicos de Suelos.
Amplificación Dinámica: fenómeno que caracteriza el aumento de la destructividad sísmica. Se manifiesta como una amplificación y/o modulación de las ondas sísmicas, y una alteración efectiva de la duración del sismo. El período fundamental de vibración de los suelos es importante en la determinación del potencial del daño sísmico de un edificio. Dicho daño se determina mediante la relación: W = (Sa x T ) / 2 Donde: W = Peso del edificio
Sa = Aceleración espectral T = Período natural
El período fundamental de vibración para las áreas de la intercomuna de Concepción son los siguientes: Centro de Concepción: T = 1.90s Interzona Concepción Talcahuano: T= 0.80s Centro de Talcahuano: T=0.65s
El daño es mayor si el período fundamental es igual al período propio de los edificios. Por lo tanto, si consideramos el tipo de suelo de fundación de la ciudad de Concepción, durante la ocurrencia de un terremoto, se produciría el fenómeno de amplificación dinámica. La frecuencia del sismo influye en el fenómeno de amplificación dinámica. La amplificación dinámica en el centro de concepción se ve muy influenciada por el estrato de limo (ML), que se presenta entre los 25 y 28 m de profundidad.
Remoción en Masa Para conocer el potencial de deslizamientos de una zona determinada, se debe conocer la topografía y algunas propiedades geomecánicas de las rocas. La cohesión, ángulo de roce interno, densidad y humedad son propiedades geomecánicas que permiten caracterizar la estabilidad de taludes; su determinación proviene de ensayos de compresión triaxial.
Tabla N°1. Propiedades geomecánicas para las unidad es de suelo y roca de la ciudad de Concepción. Unidad Suelo / Roca
Localización
Cohesión ( Kg / cm 2 )
Ángulo de Roce Interno ( °)
Maicillo Limoso
Barrio Universitario
0.05
40
Maicillo Arcilloso
Cerro El Manzano
0.45
20
Filita Meteorizada (Foliación vertical)
Cerro Miramar Villa San Pedro
0.00
63
Arenisca (Formación Quiriquina)
Cerro Lo Galindo
1.7
35
Arenisca Meteorizada (Bandas de oxidación subhorizontales)
Cerro Lo Galindo
0.00
42
Para suelos no cohesivos (arena, maicillo), que en general forman la mayoría de los taludes de la ciudad de Concepción, el ángulo de estos taludes (β) no debe sobrepasar el ángulo de roce interno ( Φ). En el Barrio Universitario se obtuvo un Φ=40°. Determinaciones de densidad para diferentes tipos de suelos de la ciudad de Concepción son: Arenisca: 2.45 gr/cm3 Granito: 2.67 gr/cm3 Arena: 2.10 gr/cm3
Sin embargo, se deben tener presente factores específicos, como grado de infiltración, orientación de diaclasas, foliación y estratificación, así como la homogeneidad del material del talud. Además de características locales como
distribución, homogeneidad y disposición espacial en el talud de las diferentes unidades litológicas, y sobre todo del manto de alteración. A su vez, se debe determinar la presencia y orientación de las diaclasas, especialmente si estas son heredadas (se presentan en el suelo o manto de alteración) o provienen de fracturas producidas en la roca original. Por último, deben analizarse los factores que contribuyen a un proceso de remoción en masa como sobrecarga, adición de material en el techo y sustracción en la base, infiltración, desforestación y pendientes excesivas.
Peligros geológicos en la ciudad de Concepción. •
Centro de la ciudad.
El suelo de fundación puede sufrir el efecto de amplificación dinámica. El nivel freático es muy superficial, incluso aflora en sectores topográficamente bajos, presentando una oscilación estacional de 0.5 m a 6 m. Debido a esto, durante un terremoto se puede generar licuefacción, consistente en el aumento de la presión del agua que satura los intersticios existentes entre los granos de ciertos tipos de suelos de materiales sueltos (arenas saturadas) producto de la tensión tangencial originada por los sismos. En estas condiciones, el material inconsolidado pierde toda o casi la totalidad de su resistencia al esfuerzo cortante, transformándose en un fluido deformable. Algunas fallas presentan evidencias de de actividad reciente. Durante los terremotos de 1939 y 1960, el área de Concepción y Talcahuano se comportó como una unidad tectónica. Los desplazamientos verticales de las fallas Caracol y Lo Pequén fueron inversos para ambos eventos. Además, existen evidencias de desplazamientos entre los diferentes bloques que componen la Fosa de Concepción y Talcahuano, variando la magnitud y dirección de estos movimientos en cada pulsación.
Urge un estudio de la magnitud mínima del sismo que puede provocar la reactivación de las fallas que engloban la ciudad, como también el intervalo de recurrencia de los sismos. Las áreas bajas son rellenadas para utilizarlas como suelo de fundación, limitando el escurrimiento de las aguas superficiales y subterráneas por la no proyección de obras de drenaje apropiadas. •
Sector de los Cerros La Pólvora, Lo Galindo y Chepe.
El sector sur de esta zona se compone de maicillo limoso, material muy poco estable en laderas y taludes debido a su baja cohesión. Evidencia de esto es la presencia de materiales coluviales en la base de estos cerros, y coronamiento en los niveles superiores. En la zona norte, afloran rocas sedimentarias. Laderas que afloran hacia el NE, mantean con dirección al norte y un ángulo de 20°, estratificación desfavorable para un talud en esa dirección. Un manto importante de alteración cubre estas rocas, por lo que cualquier perturbación artificial del equilibrio de las laderas puede generar un movimiento de remoción en masa. •
Sector Pedro de Valdivia, Villuco, Puchacay, Nonguén y Barrio Universitario.
Zona rodeada por cerros graníticos (maicillo limoso y arcillas) con numerosas fracturas heredadas de la roca original. Cortes y desforestaciones desprotegen estas laderas, permitiendo que el agua de lluvia penetre en el suelo, provocando una disminución de la tensión normal y el ángulo de fricción interna. •
Sector San Pedro
Los cerros están compuestos por rocas metamórficas foliadas, muy plegadas y con abundante fracturamiento. La intensa meteorización ha generado abundantes arcillas y clastos sueltos. Cortes y desforestaciones han provocado
procesos de remoción en masa, manifestando la inestabilidad de ciertos sectores.
Tipos básicos de suelos. Suelo Tipo I: Roca. Suelo Tipo II: Suelo firme. Suelo Tipo III: Suelo medianamente compacto. Suelo Tipo IV: Suelo Blando.
Clasificación Geotécnica de Suelos de la ciudad de Concepción. Los suelos arenosos se clasifican como Suelo Tipo III (suelo medianamente compacto).
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Los suelos rocosos se clasifican como Suelo Tipo II (suelo firme).
