Introduction to GIS 11

UNESCO RAPC A1

1. Introducción a los deslizamientosTipos y causas

Cees van Westen

International Institute for Aerospace Survey and Earth

Sciences (ITC), Enschede, The

Netherlands.E-mail: westen@itc.nl

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Deslizamientos

• Existen una amplia variedad de nombres para los procesos denudacionales donde el suelo o roca es desplazado a lo largo de la pendiente por fuerzas gravitacionales.• “movimientos de masa”• “movimientos de pendiente”,• “deslizamiento”

• Deslizamiento = “movimiento de una masa de roca, debris o tierra, pendiente abajo” (Cruden, 1991).

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Deslizamientos

El movimiento ocurre cuando el esfuerzo de corte excede (Shear stress) el esfuerzo de “resistencia” (shear strength) del material. Diferencia con la erosión del suelo.

La ocurrencia de los movimientos de pendiente es consecuencia de un complejo campo de esfuerzos (stress esun esfuerzo por unidad de área), el cual es activo sobre una masa de roca o suelo.

La consecuencia de estos esfuerzos en conjuncióncon la morfología de la pendiente y los parámetros geotécnicos del material definen el tipo específico de deslizamiento que puede ocurrir.

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Definición de deslizamiento• Un deslizamiento se define como un movimiento de una

masa de roca, detritos o tierra pendiente abajo bajo la acción de la gravedad, cuando el esfuerzo de corte excedeel esfuerzo de resistencia del material.

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Causas de los deslizamientos• La ocurrencia de los deslizamientos es consecuencia de un

complejo campo de esfuerzos (stress es una fuerza por unidad de área) que está áctivo en una masa de roca o de suelo en la pendiente. Básicamente, los dos parámetros más determinantes son:

• Un incremento del stress de corte• Una disminución en la resistencia del material

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Incremento en el esfuerzo de corte

• Remoción del soporte lateral o de base (erosión, deslizamientos previos, cortes de carreteras y canteras)

• Incremento de carga (peso de la lluvia/nieve, rellenos, vegetación)

• Incremento de presiones laterales (presioneshidraúlicas, raíces, cristalización, expansión de la arcilla)

• Stress transitorio (terremotos, vibraciones de camiones, maquinaria, explosiones)

• Inclinación regional (movimientos geológicos).

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Reducción de la resistencia del material

• Disminución de la resistencia del material (motorización, cambios en el estado de consistencia)

• Cambios en las fuerzas intergranulares (presión de los poros de agua, disolución)

• Cambios en la estructura (disminución de la resistencia en el plano de falla, fracturamiento debido a “descargas”)

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Listados de las Causas

• Causas geológicas • Causas morfológicas • Causas físicas • Causas humanas

•Material débil •Material sensible •Material meteorizado •Material “cortado” •Material fisurado o fusionado •Discontinuidad de masas orientadas adversamente (yacimientos, schistocity , etc) •Discontinuidad estructural orientada adversamente (falla, disconformidades, etc) •Contraste en la permeabilidad•Contraste en la rigidez (rigidez, material denso sobre material plástico)

•Levantamientos tectónicos o volcánicos •Rebotes glaciales

•Erosion de la base de la pendiente

•Erosion de los márgenes laterales •Erosion subterránea (dilución, conducción)

•Deposición de cargas en la pendiente o en la cresta

•Remoción de la vegetación

•Lluvias intensas / Precipitaciones muy prolongadas•Derretimiento rápido de la nieve/ Deshielo/ Meteorización por

Congelamiento-y-deshielo

•Terremotos/ Erupciones volcánicas

•Excavación de la pendiente o su base•Deposición de cargas en la pendiente o su cresta•Excavaciones de reservorios•Deforestación•Irrigación•Minería•Vibraciónartificial•Filtraciones de agua utilizada (Water leakage from utilities)

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Impacto de los deslizamientos

• La actividad de deslizamientos a nivel mundial se está incrementando debido a:– Incremento de urbanización y desarrollo

en áreas propensas a deslizamientos.– Deforestación continua de áreas

propensas a des lizamientos.– Incremento de la prec ipitac ión regional

causada por los cambios de los patrones climáticos

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Pérdidas Económicas debidas a los Deslizamientos

• Costos Directos:– Reparación, reemplazo o mantenimiento como resultado de los

daños a la propiedad o infraestructura debido a los deslizamientos

• Costos Indirectos:– Pérdida de productividad e ingresos– Reducc ión del valor de la t ierra– Pérdida de ingreso por impuestos– Medidas de mit igac ión de los

deslizamientos– Efectos adversos en la calidad

del agua/sedimentac ión/ “siltat ion” de los reservor ios

– Pérdida de productividad humana o animal debida a heridas/traumas

– Efectos secundarios, inundac iones causadas por los deslizamientos

Example: La Siria, Manizales, Colombia

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•Schuster (1978) : US $ 1.000 million per year (direct and indirect costs)Brabb (1984): US $ 250 million per year (direct only)Schuster & Flemin g: $ 1.800 million per year

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Desastres por DeslizamientosAño Localización Tipo No. de muertes

1786 Sichuan (China) Terremoto, muro deslizado 100.000

1786 Calabria (S. Italy) Terremoto, malaria 50.000

1920 Gansu (China) Terremoto, invierto severo 100.000

1933 Sichuan (China) Terremoto, muro deslizado 6.800 1949 Tadzhikistan Terremoto 20.000

1963 Vaiont (Italy) Deslizamiento en lago dañado 2.000

1970 Huascaran (Peru) Terremoto, avalancha de debris

18.000

1985 Armero (Colombia) Lahar Volcánico 20.000

• Desastres estimados por año, alrededor del mundo: 600 - 1000

personas• En US: 25 - 50 por año.

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Pérdidas por Deslizamientos

Pais Pérdidas anuales Millones US $

Japan 4.700

Italy 2.600 United States 1.800 India 1.350 China 500 Spain 220 Canada 50 Hong Kong 25 New Zealand 12 Norway 6

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Clasificación de los Deslizamientos

Los siguientes factores pueden ser utilizados para clasificar los deslizamientos:

• Material: Roca, suelo, litología, estructura, propiedades geotécnicas

• Atributos geomórficos : motorization, forma de la pendiente

• Geometría del deslizamiento: profundidad, longitud, altura, etc.

• Tipo de movimiento: Falla, deslizamiento, flujo, etc

• Clima: Tropical, Periglacial etc.

• Humedad: Seco, mojado, saturado

• Velocidad del movimiento: Muy lento, lento, etc.

• Mecanismo de disparo: Terremoto, lluvias, etc.

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Clasificación de Sharpe (1938)

• Materi al tierra, roca• Movimiento flujo, desliz• Velocidad despacio a muy rápido• Contenido de Agua/hi elo

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Varnes (1978)

• Materi al yacimiento de roca, debris, tierra• Movimiento caída, derrumbe, deslizamiento, flujo, complejo• Secundario contenido de agua (seco a mojado)

velocidad (lento a rápido)

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Hutchinson (1988)• Rebote. Cuando el terreno es “descargado”, ya sea artificialmente o por erosión natural, el área “descargada”

responde inicialmente elásticamente y subsecuentemente con una turgencia lenta. (Peterson,1958)

• Arrastre. Cualquier movimiento extremadamente lento que no es perceptible, al menos que se realicen mediciones por un largo período.

• Hundimiento de las pendientes de montañas. Un término general para estas deformaciones profundas en las pendientes de la montañas, que, en el estado de desarrollo, no justifican la clasificación como deslizamientos.

• Deslizamiento. Movimiento relativamente rápido pendiente abajo del suelo y la roca, que toma lugar característicamente en uno o más límites discretos de una superficie de desliz que define el movimiento de la masa.

• Movimiento de Debris en forma de f lujo. Término que cubre 5 tipos de movimientos en forma de flujo, que se diferencian marcadamente en el mecanismo: deslizamientos de lodo no-periglacial (non-periglacial mudslides) , deslizamientos de lodo periglacial (periglacial mudslides), deslizamientos de flujo (flow slides), flujo de debris (debris flows ) y sturzstroms.

• Derrumbe. Un movimiento que ocurre cuando el vector resultante de fuerzas aplicadas cae a través o fuera de un punto de pivote en la base del bloque afectado.

• Caída. Descenso de masas de suelo o roca de cualquier tamaño desde altas pendientes o riscos que son, más o menos independientes y extremadamnte rápido.

• Movimientos de pendiente complejos (Complex slope movement). La combinación de uno o mástipos de movimientos descritos arriba.

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Wieczorek: Sistema de clasificación de deslizamientos unificado

YESF:Y = Dormant-YoungE = EarthS = SlideF = Flow

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Elementos del Deslizamiento

CoronaEscarpe principalCima (Top)CabezaCuerpo principalPie (Foot)Punta (Tip)Dedo (Toe)

Superficie de rupturaSuperficie de separaciónZona de vaciado

Zona de acumulaciónVaciadoMasa vaciadaAcumulaciónFlanco UNESCO RAPC A

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Dimensiones de los Deslizamientos

1. Ancho de la masa desplazada (Wd)

2. Ancho de la superficie de ruptura (Wr)

3. Largo de la masa desplazada (Ld)4. Largo de la superficie de ruptura

(Lr)5. Profundidad de la masa

desplazada (Dd)6. Profundidad la superficie de

ruptura (Dr)7. Longitud Total (L)8. Largo de la linea central (Lcl)

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Cruden and Varnes (1996)IA EG Commission

UNESCO Working Party on Wor ld Landslide

Inventory(WP/WLI).

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Tipos de deslizamiento

Caída Derrumbe Deslizamiento

Extension (Spread) Flujo

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Estado de Actividad (1)

•Activo•Suspendido•Reactivado•Inactivo•Dormancia•Abandonado•Estabilizado•Relictual

Activo Suspendido

Reactivo Inactivo

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Estado de Actividad(2)

•Active•Suspended•Reactivated•Inactive•Dormancia•Abandonado•Estabilizado•RelictualRelictual

Dormancia Abandonado

Estabilizado

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Distribución de la actividadAvanzando (Advancing)

Regresivo (Retrogressive)

En aumento (Enlarging)

Decreciente (Diminishing

Confinado (Confined)

En movimiento (Moving)

Ensanchamiento (Widening)

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Estilos de Actividad

Complejo

Compuesto (Composite)

Sucesivo

Solitario (Single)

Multiple

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Ejemplos de fallas

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Caída de Rocas

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Ejemplos: Caída

Debris fall

Depósitos típicos de caídas de roca: pendientes de talud

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Ejemplos: Derrumbes

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Deslizamiento translacional (Translational slide)

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Deslizamiento rotacional (Hundimiento)

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Deslizamiento de Roca (Rock slides)Fallamiento PlanarPlanar failure

Falla de cuña Rotacional Derrumbe

El tipo de deslizamiento de roca depende de la discontinuidad en la masa de roca

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Combarse (Sagging) / Sacado (Sackungen)

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Movimientos de tipo de flujo: Flujo de debris

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Movimientos de tipo de flujo : flujo de tierras

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Movimientos de tipo de flujo : Avalancha de Debris

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Arrastre (Creep)

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Soliflucción & Rocas glaciares

Soliflucción Glaciar