deslizamiento de tierra -Landslide

Un deslizamiento de tierra cerca de Cusco, Perú , en 2018
Se ha desarrollado un modelo de la NASA para observar cómo está cambiando la actividad potencial de deslizamientos de tierra en todo el mundo.

Los deslizamientos de tierra , también conocidos como deslizamientos de tierra , son varias formas de pérdida de masa que pueden incluir una amplia gama de movimientos del suelo , como desprendimientos de rocas , derrumbes de taludes poco profundos o profundos , flujos de lodo y flujos de escombros . Los deslizamientos de tierra ocurren en una variedad de entornos, caracterizados por pendientes pronunciadas o suaves, desde cadenas montañosas hasta acantilados costeros o incluso bajo el agua, en cuyo caso se denominan deslizamientos submarinos .

La gravedad es la principal fuerza impulsora para que ocurra un deslizamiento de tierra, pero hay otros factores que afectan la estabilidad de la pendiente que producen condiciones específicas que hacen que una pendiente sea propensa a fallar. En muchos casos, el derrumbe se desencadena por un evento específico (como una fuerte lluvia , un terremoto , un corte de talud para construir una carretera y muchos otros), aunque no siempre es identificable.

Los deslizamientos de tierra con frecuencia empeoran por el desarrollo humano (como la expansión urbana ) y la explotación de recursos (como la minería y la deforestación ). La degradación de la tierra conduce con frecuencia a una menor estabilización del suelo por parte de la vegetación . Además, el calentamiento global causado por el cambio climático y otros impactos humanos en el medio ambiente pueden aumentar la frecuencia de eventos naturales (como clima extremo ) que provocan deslizamientos de tierra. La mitigación de deslizamientos describe la política y las prácticas para reducir el riesgo de impactos humanos de deslizamientos de tierra, reduciendo el riesgo de desastres naturales .

Causas

El derrumbe de Mameyes , en la colonia Mameyes del barrio Portugués Urbano en Ponce , Puerto Rico , fue causado por una gran acumulación de lluvias y, según algunas fuentes, rayos. Enterró más de 100 casas.

Los deslizamientos de tierra ocurren cuando la pendiente (o una parte de ella) sufre algunos procesos que cambian su condición de estable a inestable. Esto se debe esencialmente a una disminución en la resistencia al corte del material del talud, un aumento en el esfuerzo cortante soportado por el material o una combinación de ambos. Un cambio en la estabilidad de un talud puede ser causado por varios factores, actuando juntos o solos. Las causas naturales de los deslizamientos de tierra incluyen:

  • saturación por infiltración de agua de lluvia, derretimiento de nieve o derretimiento de glaciares ;
  • aumento de las aguas subterráneas o aumento de la presión intersticial (por ejemplo, debido a la recarga de acuíferos en temporadas de lluvia, o por infiltración de agua de lluvia);
  • aumento de la presión hidrostática en grietas y fracturas;
  • pérdida o ausencia de estructura vegetal vertical, nutrientes del suelo y estructura del suelo (p. ej., después de un incendio forestal: un incendio en los bosques que dura de 3 a 4 días);
  • erosión de la parte superior de una pendiente por ríos u olas del mar ;
  • meteorización física y química (por ejemplo, por congelación y descongelación, calentamiento y enfriamiento repetidos, fugas de sal en el agua subterránea o disolución de minerales);
  • sacudidas del suelo causadas por terremotos , que pueden desestabilizar la pendiente directamente (p. ej., al inducir la licuefacción del suelo ) o debilitar el material y causar grietas que eventualmente producirán un deslizamiento de tierra;
  • erupciones volcánicas ;

Los deslizamientos de tierra se ven agravados por actividades humanas, tales como:

El deslizamiento de tierra en Surte en Suecia, 1950. Fue un rápido deslizamiento de arcilla que mató a una persona.
  • variación temporal en el uso y la cobertura del suelo (LULC): incluye el abandono humano de las zonas agrícolas, por ejemplo, debido a las transformaciones económicas y sociales que se produjeron en Europa después de la Segunda Guerra Mundial. La degradación de la tierra y las lluvias extremas pueden aumentar la frecuencia de los fenómenos de erosión y deslizamientos.

Tipos

Clasificación Hungr-Leroueil-Picarelli

En el uso tradicional, el término deslizamiento de tierra se ha utilizado en un momento u otro para cubrir casi todas las formas de movimiento masivo de rocas y regolito en la superficie de la Tierra. En 1978, el geólogo David Varnes notó este uso impreciso y propuso un nuevo esquema mucho más estricto para la clasificación de los movimientos de masas y los procesos de hundimiento . Este esquema fue posteriormente modificado por Cruden y Varnes en 1996, y refinado por Hutchinson (1988), Hungr et al. (2001), y finalmente por Hungr, Leroueil y Picarelli (2014). A continuación se proporciona la clasificación resultante de la última actualización.

tipo de movimiento Roca Suelo
Caer Caída de roca/hielo Caída de rocas/escombros/limo
Derrocar Caída de bloque de roca Derribo de grava/arena/limo
Caída de roca por flexión
Deslizar Tobogán giratorio de roca Tobogán giratorio arcilla/limo
Tobogán plano de roca Tobogán plano de arcilla/limo
Tobogán de cuña de roca Tobogán de grava/arena/escombros
Tobogán compuesto de roca Tobogán compuesto de arcilla/limo
Deslizamiento irregular de roca
Desparramar Extensión de pendiente de roca Propagación de licuefacción de arena/limo
Extensión de arcilla sensible
Fluir Avalancha de roca/hielo Flujo seco de arena/limo/escombros
Deslizamiento de flujo de arena/limo/escombros
Deslizamiento de arcilla sensible
flujo de escombros
flujo de lodo
inundación de escombros
Avalancha de escombros
Flujo de tierra
Flujo de turba
deformación de taludes Deformación de la ladera de la montaña Deformación de la pendiente del suelo
Deformación de taludes rocosos fluencia del suelo
solifluxión
Nota: las palabras en cursiva son marcadores de posición. Usa solo uno.

Bajo esta clasificación se reconocen seis tipos de movimiento. Cada tipo se puede ver tanto en la roca como en el suelo. Una caída es un movimiento de bloques aislados o trozos de suelo en caída libre. El término derribar se refiere a los bloques que se desprenden por rotación de una cara vertical. Un deslizamiento es el movimiento de un cuerpo de material que generalmente permanece intacto mientras se desplaza sobre una o varias superficies inclinadas o capas delgadas de material (también llamadas zonas de corte) en las que se concentran grandes deformaciones. Los deslizamientos también se subclasifican según la forma de la(s) superficie(s) o zona(s) de cizallamiento en las que se produce el movimiento. Los planos pueden ser ampliamente paralelos a la superficie ("diapositivas planas") o en forma de cuchara ("diapositivas rotacionales"). Los deslizamientos pueden ocurrir catastróficamente, pero el movimiento en la superficie también puede ser gradual y progresivo. Los spreads son una forma de hundimiento, en la que una capa de material se agrieta, se abre y se expande lateralmente. Los flujos son el movimiento de material fluidizado, que puede ser tanto seco como rico en agua (como en los flujos de lodo). Los flujos pueden moverse imperceptiblemente durante años o acelerarse rápidamente y causar desastres. Las deformaciones de laderas son movimientos lentos y distribuidos que pueden afectar laderas montañosas enteras o partes de ellas. Algunos deslizamientos de tierra son complejos en el sentido de que presentan diferentes tipos de movimiento en diferentes partes del cuerpo en movimiento, o evolucionan de un tipo de movimiento a otro con el tiempo. Por ejemplo, un deslizamiento de tierra puede iniciarse como una caída o caída de rocas y luego, a medida que los bloques se desintegran por el impacto, transformarse en un deslizamiento o flujo de escombros. También puede presentarse un efecto de avalancha, en el que la masa en movimiento arrastra material adicional a lo largo de su trayectoria.

Flujos

El material del talud que se satura con agua puede producir un flujo de escombros o flujo de lodo . Sin embargo, también los desechos secos pueden exhibir un movimiento similar al de un flujo. Los escombros o el lodo que fluyen pueden levantar árboles, casas y automóviles, y bloquear puentes y ríos causando inundaciones a lo largo de su camino. Este fenómeno es especialmente peligroso en las zonas alpinas , donde los desfiladeros estrechos y los valles empinados propician flujos más rápidos. Los flujos de escombros y lodo pueden iniciarse en las laderas o ser el resultado de la fluidización del material del deslizamiento de tierra a medida que gana velocidad o incorpora más escombros y agua a lo largo de su trayectoria. Los bloqueos de los ríos cuando el flujo llega a una corriente principal pueden generar represas temporales. A medida que fallan los embalses, se puede crear un efecto dominó, con un crecimiento notable en el volumen de la masa que fluye y en su poder destructivo.

El flujo de tierra de la Costa della Gaveta en Potenza , Italia. Aunque se mueve a un ritmo de unos pocos milímetros por año y es apenas visible, este derrumbe provoca daños progresivos en la carretera nacional, la carretera nacional, un paso elevado y varias viviendas que están construidas sobre él.
Un deslizamiento de rocas en Guerrero , México

Un flujo de tierra es el movimiento cuesta abajo de material mayoritariamente de grano fino. Los flujos de tierra pueden moverse a velocidades dentro de un rango muy amplio, desde tan solo 1 mm/año hasta muchos km/h. Aunque se parecen mucho a los flujos de lodo , en general se mueven más lentamente y están cubiertos de material sólido arrastrado por el flujo desde adentro. La arcilla, la arena fina y el limo, y el material piroclástico de grano fino son todos susceptibles a los flujos de tierra. Estos flujos generalmente están controlados por las presiones de agua intersticial dentro de la masa, que deben ser lo suficientemente altas para producir una baja resistencia al corte. En las laderas, algunos flujos de tierra pueden reconocerse por su forma alargada, con uno o más lóbulos en los dedos. A medida que estos lóbulos se extienden, aumenta el drenaje de la masa y los márgenes se secan, lo que reduce la velocidad general del flujo. Este proceso también hace que el flujo se espese. Los flujos de tierra ocurren con mayor frecuencia durante los períodos de alta precipitación, lo que satura el suelo y aumenta la presión del agua. Sin embargo, los flujos de tierra que siguen avanzando también durante las estaciones secas no son raros. Pueden desarrollarse fisuras durante el movimiento de materiales arcillosos, lo que facilita la intrusión de agua en la masa en movimiento y produce respuestas más rápidas a la precipitación.

Una avalancha de rocas, a veces denominada sturzstrom , es un deslizamiento de tierra grande y rápido del tipo flujo. Es más raro que otros tipos de deslizamientos de tierra, pero a menudo es muy destructivo. Por lo general, exhibe un descentramiento largo, que fluye muy lejos sobre un terreno de ángulo bajo, plano o incluso ligeramente cuesta arriba. Los mecanismos que favorecen el descentramiento largo pueden ser diferentes, pero típicamente dan como resultado el debilitamiento de la masa deslizante a medida que aumenta la velocidad. Las causas de este debilitamiento no se comprenden completamente. Especialmente para los deslizamientos de tierra más grandes, puede implicar un calentamiento muy rápido de la zona de cizallamiento debido a la fricción, lo que incluso puede causar que el agua presente se vaporice y acumule una gran presión, produciendo una especie de efecto de aerodeslizador. En algunos casos, la temperatura muy alta puede incluso hacer que algunos de los minerales se derritan. Durante el movimiento, la roca en la zona de cizallamiento también se puede moler finamente, lo que produce un polvo mineral de tamaño nanométrico que puede actuar como lubricante, reduciendo la resistencia al movimiento y promoviendo mayores velocidades y recorridos más prolongados. Los mecanismos de debilitamiento en las grandes avalanchas de rocas son similares a los que ocurren en las fallas sísmicas.

Diapositivas

Los deslizamientos pueden ocurrir en cualquier material de roca o suelo y se caracterizan por el movimiento de una masa sobre una superficie plana o curvilínea o una zona de corte.

Un deslizamiento de escombros es un tipo de deslizamiento caracterizado por el movimiento caótico de material mezclado con agua y/o hielo. Por lo general, se desencadena por la saturación de laderas con vegetación densa, lo que da como resultado una mezcla incoherente de madera rota, vegetación más pequeña y otros desechos. Los flujos de escombros y las avalanchas se diferencian de los deslizamientos de escombros porque su movimiento es fluido y generalmente mucho más rápido. Esto suele ser el resultado de resistencias al corte más bajas y pendientes más pronunciadas. Los deslizamientos de escombros generalmente comienzan con el desprendimiento de trozos de roca en lo alto de las laderas, que se rompen a medida que se deslizan hacia el fondo.

Los deslizamientos de arcilla y limo suelen ser lentos, pero pueden experimentar una aceleración episódica en respuesta a fuertes lluvias o al rápido derretimiento de la nieve. A menudo se ven en pendientes suaves y se mueven sobre superficies planas, como sobre el lecho rocoso subyacente. Las superficies de falla también pueden formarse dentro de la propia capa de arcilla o limo, y generalmente tienen formas cóncavas, lo que resulta en deslizamientos rotacionales.

Deslizamientos superficiales y profundos

Hotel Panorama en el lago de Garda . Se eliminó parte de una colina de esquisto del Devónico para hacer el camino, formando una pendiente de inmersión. El bloque superior se desprendió a lo largo de un plano de lecho y se desliza colina abajo, formando una pila desordenada de rocas en la base del deslizamiento.

Un deslizamiento de tierra en el que la superficie de deslizamiento se encuentra dentro del manto del suelo o lecho rocoso erosionado (típicamente a una profundidad de unos pocos decímetros a algunos metros) se denomina deslizamiento de tierra superficial. Los deslizamientos de escombros y los flujos de escombros suelen ser poco profundos. Los deslizamientos de tierra superficiales a menudo pueden ocurrir en áreas que tienen pendientes con suelos de alta permeabilidad sobre suelos de baja permeabilidad. El suelo de baja permeabilidad atrapa el agua en el suelo menos profundo generando altas presiones de agua. A medida que la capa superior del suelo se llena de agua, puede volverse inestable y deslizarse cuesta abajo.

Deslizamiento de tierra profundo en una montaña en Sehara, Kihō , Japón, causado por la lluvia torrencial de la tormenta tropical Talas
Deslizamiento de tierra y regolito en Pakistán

Los deslizamientos de tierra profundos son aquellos en los que la superficie de deslizamiento se encuentra en su mayoría profundamente, por ejemplo, muy por debajo de la profundidad máxima de las raíces de los árboles. Por lo general, involucran regolito profundo , roca meteorizada y/o lecho rocoso e incluyen grandes fallas de taludes asociadas con movimientos de traslación, rotación o complejos. Tienden a formarse a lo largo de un plano de debilidad como una falla o un plano de estratificación . Se pueden identificar visualmente por escarpas cóncavas en la parte superior y áreas empinadas en la punta. Los deslizamientos de tierra profundos también dan forma a los paisajes en escalas de tiempo geológicas y producen sedimentos que alteran fuertemente el curso de las corrientes fluviales .

Fenómenos relacionados

  • Una avalancha , similar en mecanismo a un deslizamiento de tierra, involucra una gran cantidad de hielo, nieve y rocas que caen rápidamente por la ladera de una montaña.
  • Un flujo piroclástico es causado por el colapso de una nube de ceniza caliente , gas y rocas de una explosión volcánica que desciende rápidamente por un volcán en erupción .
  • Las precipitaciones y caudales extremos pueden causar la formación de cárcavas en entornos más planos que no son susceptibles a deslizamientos de tierra.

Tsunamis resultantes

Los deslizamientos de tierra que ocurren bajo el mar, o tienen un impacto en el agua, por ejemplo, un desprendimiento de rocas significativo o un colapso volcánico en el mar, pueden generar tsunamis . Los derrumbes masivos también pueden generar megatsunamis , que suelen tener cientos de metros de altura. En 1958, uno de esos tsunamis ocurrió en la Bahía de Lituya en Alaska.

Mapeo de predicción de deslizamientos

El análisis y el mapeo de peligros de deslizamientos de tierra pueden proporcionar información útil para la reducción de pérdidas catastróficas y ayudar en el desarrollo de pautas para la planificación sostenible del uso de la tierra . El análisis se utiliza para identificar los factores que están relacionados con los deslizamientos de tierra, estimar la contribución relativa de los factores que provocan el derrumbe de taludes, establecer una relación entre los factores y los deslizamientos de tierra y predecir el riesgo de deslizamientos de tierra en el futuro en función de dicha relación. Los factores que se han utilizado para el análisis del peligro de deslizamientos de tierra generalmente se pueden agrupar en geomorfología , geología , uso de la tierra/cobertura de la tierra e hidrogeología . Dado que se consideran muchos factores para el mapeo de amenazas de deslizamientos de tierra, el SIG es una herramienta apropiada porque tiene funciones de recopilación, almacenamiento, manipulación, visualización y análisis de grandes cantidades de datos espacialmente referenciados que se pueden manejar de manera rápida y efectiva. Cárdenas informó evidencia sobre el uso exhaustivo de SIG en conjunto con herramientas de modelado de incertidumbre para el mapeo de deslizamientos. Las técnicas de teledetección también se emplean mucho para la evaluación y el análisis del riesgo de deslizamientos de tierra. Se utilizan fotografías aéreas e imágenes satelitales de antes y después para recopilar características de deslizamientos de tierra, como distribución y clasificación, y factores como pendiente, litología y uso de la tierra/cobertura de la tierra para ayudar a predecir eventos futuros. Las imágenes de antes y después también ayudan a revelar cómo cambió el paisaje después de un evento, qué pudo haber provocado el deslizamiento de tierra y muestra el proceso de regeneración y recuperación.

Utilizando imágenes satelitales en combinación con GIS y estudios sobre el terreno, es posible generar mapas de probables ocurrencias de futuros deslizamientos de tierra. Dichos mapas deben mostrar las ubicaciones de eventos anteriores, así como también indicar claramente las ubicaciones probables de eventos futuros. En general, para predecir deslizamientos de tierra, se debe asumir que su ocurrencia está determinada por ciertos factores geológicos, y que futuros deslizamientos de tierra ocurrirán bajo las mismas condiciones que eventos pasados. Por lo tanto, es necesario establecer una relación entre las condiciones geomorfológicas en las que ocurrieron los eventos pasados ​​y las condiciones futuras esperadas.

Los desastres naturales son un ejemplo dramático de personas que viven en conflicto con el medio ambiente. Las predicciones y advertencias tempranas son esenciales para reducir los daños a la propiedad y la pérdida de vidas. Debido a que los deslizamientos de tierra ocurren con frecuencia y pueden representar algunas de las fuerzas más destructivas de la tierra, es imperativo tener una buena comprensión de qué los causa y cómo las personas pueden ayudar a prevenir que ocurran o simplemente evitarlos cuando ocurren. La gestión y el desarrollo sostenibles de la tierra también son una clave esencial para reducir los impactos negativos que sienten los deslizamientos de tierra.

Un extensómetro Wireline que monitorea el desplazamiento de la pendiente y transmite datos de forma remota a través de radio o Wi-Fi. Se pueden usar extensómetros in situ o desplegados estratégicamente para proporcionar una alerta temprana de un posible deslizamiento de tierra.

GIS ofrece un método superior para el análisis de deslizamientos porque permite capturar, almacenar, manipular, analizar y mostrar grandes cantidades de datos de forma rápida y eficaz. Debido a que hay tantas variables involucradas, es importante poder superponer las muchas capas de datos para desarrollar una descripción completa y precisa de lo que está ocurriendo en la superficie de la Tierra. Los investigadores necesitan saber qué variables son los factores más importantes que desencadenan deslizamientos de tierra en un lugar determinado. Usando GIS, se pueden generar mapas extremadamente detallados para mostrar eventos pasados ​​y posibles eventos futuros que tienen el potencial de salvar vidas, propiedades y dinero.

Desde los años 90, los SIG también se han utilizado con éxito en conjunto con los sistemas de apoyo a la toma de decisiones , para mostrar en un mapa evaluaciones de riesgo en tiempo real basadas en datos de seguimiento recopilados en la zona del desastre de Val Pola (Italia).

deslizamientos de tierra prehistóricos

Rin cortando a través de escombros de Flims Rockslide , Suiza
  • Storegga Slide , hace unos 8.000 años frente a la costa occidental de Noruega . Causó tsunamis masivos en Doggerland y otras áreas conectadas al Mar del Norte . Estuvo involucrado un volumen total de 3.500 km 3 (840 millas cúbicas); comparable a un área de 34 m (112 pies) de espesor del tamaño de Islandia. Se cree que el deslizamiento de tierra es uno de los más grandes de la historia.
  • Deslizamiento de tierra que movió Heart Mountain a su ubicación actual, el deslizamiento de tierra continental más grande descubierto hasta ahora. En los 48 millones de años desde que ocurrió el deslizamiento, la erosión eliminó la mayor parte de la diapositiva.
  • Deslizamiento de rocas de Flims , ca. 12 km 3 (2,9 millas cúbicas), Suiza, hace unos 10.000 años en el Pleistoceno / Holoceno posglacial , el más grande descrito hasta ahora en los Alpes y en tierra firme que se puede identificar fácilmente en un estado de erosión modesta.
  • El deslizamiento de tierra alrededor del año 200 a. C. que formó el lago Waikaremoana en la Isla Norte de Nueva Zelanda, donde un gran bloque de la cordillera Ngamoko se deslizó y represaó un desfiladero del río Waikaretaheke, formando un embalse natural de hasta 256 metros (840 pies) de profundidad.
  • Cheekye Fan , Columbia Británica , Canadá, ca. 25 km 2 (9,7 millas cuadradas), edad del Pleistoceno tardío .
  • La avalancha de rocas/flujo de escombros de Manang-Braga puede haberse formado en el valle de Marsyangdi en la región de Annapurna, Nepal , durante un período interestadial perteneciente al último período glacial. Se estima que se movieron más de 15 km 3 de material en un solo evento, lo que lo convierte en uno de los deslizamientos de tierra continentales más grandes.
  • Deslizamiento de tierra de Tsergo Ri , un derrumbe masivo de taludes a 60 km al norte de Katmandú, Nepal, que afecta aproximadamente de 10 a 15 km 3 . Antes de este deslizamiento de tierra, la montaña pudo haber sido la montaña número 15 del mundo por encima de los 8000 m.

Deslizamientos históricos

Deslizamientos de tierra extraterrestres

Se han detectado evidencias de deslizamientos de tierra pasados ​​en muchos cuerpos del sistema solar, pero como la mayoría de las observaciones se realizan con sondas que solo observan durante un tiempo limitado y la mayoría de los cuerpos del sistema solar parecen estar geológicamente inactivos, no se sabe que hayan ocurrido muchos deslizamientos de tierra. en tiempos recientes. Tanto Venus como Marte han sido objeto de mapas a largo plazo por parte de satélites en órbita, y se han observado ejemplos de deslizamientos de tierra en ambos planetas.

Mitigación de deslizamientos de tierra

La mitigación de deslizamientos de tierra se refiere a varias actividades hechas por el hombre en las laderas con el objetivo de disminuir el efecto de los deslizamientos de tierra. Los deslizamientos de tierra pueden desencadenarse por muchas causas, a veces concomitantes . Además de la erosión superficial o la reducción de la resistencia al corte causada por las lluvias estacionales , los deslizamientos de tierra pueden ser provocados por actividades antrópicas , como agregar peso excesivo por encima de la pendiente, excavar en la mitad de la pendiente o al pie de la pendiente. A menudo, los fenómenos individuales se unen para generar inestabilidad en el tiempo, lo que muchas veces no permite reconstruir la evolución de un deslizamiento en particular. Por lo tanto, las medidas de mitigación del riesgo de deslizamientos generalmente no se clasifican de acuerdo con el fenómeno que podría causar un deslizamiento. En cambio, se clasifican según el tipo de método de estabilización de taludes utilizado:

  • Métodos geométricos, en los que se cambia la geometría de la ladera (en general la pendiente);
  • Métodos hidrogeológicos , en los que se intenta bajar el nivel freático o reducir el contenido de agua del material.
  • Métodos químicos y mecánicos, en los que se intenta aumentar la resistencia al corte de la masa inestable o introducir fuerzas externas activas (p. ej., anclajes , clavado en roca o suelo ) o pasivas (p. ej., pozos estructurales, pilotes o suelo reforzado) para contrarrestar la desestabilización. efectivo.
Cada uno de estos métodos varía un poco con el tipo de material que forma la pendiente.

Ver también

Referencias

enlaces externos