Riscos geològics

RISCOS GEOLÒGICS EXPOSICIÓ BIBLIOGRÀFICA 15/12/2010 AL 29/01/2011

BIBLIOTECA DE CIÈNCIA I TECNOLOGIA - UAB

RISCOS GEOLÒGICS En aquesta exposició es tracten els riscos derivats de: * les inundacions * les esllavissades * els esfondraments * els terratrèmols * els volcans

RISC I PERILLOSITAT El risc és l‘expectativa que es produeixin pèrdues, ja sigui de vides humanes, bens materials, capacitat productiva, etc.

El risc pot ser avaluat com a producte de tres factors:

Risc = Perillositat x Vulnerabilitat x Valor La perillositat és la probabilitat que un lloc sigui afectat per un determinat esdeveniment en un interval de temps donat.

La vulnerabilitat és l’expectativa de dany o pèrdua, sobre un element determinat exposat a un perill, expressada generalment com a fracció de la pèrdua total.

El valor és la quantificació, en termes de vides humanes, de cost,... etc. dels elements que poden ser afectats per l’esdeveniment considerat.

El Carmel, gener 2005

(Europa Press). Esfondrament d'un edifici i desallotjament de 850 persones.

Quan foradem la ciutat Bellvitge, octubre 2007 Esfondrament de l'andana a l'estaci贸 i interrupci贸 de rodalies durant mesos.

Sagrada Fam铆lia 2010?

Font: http://treneando.wordpress.com/tag/barcelona/

Quan s'enfonsa el terreny... esfondraments i subsidències Aturada d'una nova urbanització a Súria

Abandonament del barri de l'estació Reallotjament de 110 persones

La desaparició d'un tram del riu Cardener a Cardona, 1999 Formació de bòfies i entrada massiva d'aigua les galeries mineres a la Vall Salada

Quan se'n va el terreny ....... esllavissades i Andorra despreniments

Les Escletxes - El Papiol

Esllavissades en terrenys problemàtics (argiles expansives) 2009 Nova cicatriu 2009

2003

Profile TR.3 BH.4

O.P.1 Profile TR.1 BH.2

1985

Profile TR.2

O.P.1

BH.2

PR OF ILE TR 03

Talús C-16 TERRASSA Profile TR.3

PROFILE TR01

Tot i les obres de millora iniciades al 1985, el terreny segueix en moviment

BH.1

BH.1

PR OF ILE

O.P.2

TR 02

O.P.3

Un bon coneixement del sòl és clau per a donar solucions

QUÈ SON ELS MAPES DE RISC SÍSMIC? Són mapes que mostren la distribució dels terratrèmols que tenen una certa probabilitat de produirse en una zona determinada.

Per a què s’utilitzen els mapes de risc?

• Per establir els codis d’edificació (Norma sismoresistent, BOE 11 Oct 2002)

• Per a establir els preus de les essegurances • Per a planificar els negocis i la utilització del territori

• Per a estimar l’estabilitat dels vessants i el seu potencial per produir esllavissades

• Per a fixar les condicions de construcció dels emmagatzemaments de residus

• Per a fer l’assignació dels recursos per a l’educació i preparació de la població sobre els terratrèmols i els seus efectes

• Per a informació del públic en general

1. Dos edificis que formen angle recte i que, degut a una resposta diferent al pas de les ones sísmiques, pateiexen danys a la zona de conexió.

3. La vibració s‘amplifica a les parts superiors dels edificis.

2. Edificis amb diferents alçàries produint ressonàncies de freqüències diferents.

4. Col·lisió d‘edificis propers degut a que es mouen en fases diferents.

5. Intensificació del balanceig degut al diferent alineament de les estructures en relació a la direcció de les ones sísmiques.

6. Edificis alts i flexibles amb diferent arquitectura. El edifici (a) es manté flexible, mentre que el edifici (b) no té resistencia degut al sol tou on està ancorat.

7. Dos edificis sobre terrenys diferents: (a) l‘edifici està sobre roca que transmet les ones sísmiques de major freqüència; l’edifici (b) està sobre un material més tou que provoca la ressonància de les ones, requereix una estructura especial.

Avaluació del risc sísmic a Catalunya El mapa de zones sísmiques surgeix de l‘avaluació de la perillositat sísmica, que fa una estimació de la intensitat del moviment sísmic que pot raonablement esperar-se a cada municipi de Catalunya.

El mapa de zones sísmiques que es presenta a continuació resulta de considerar l’efecte del sòl :

L‘avaluació de la vulnerabilitat sísmica de les construccions en tot el territori català, que fa una estimació dels danys que el moviment sísmic considerat pot causar sobre els municipis de Catalunya.

Per a saber mès: Institut Geològic de Catalunya http://www.igc.cat/web/ca/sismologia.html

Quan l'escorça allivera energia sobtadament......Terratrèmols 30

B

15

a

b

Fig. 2a 5

Br

5

Fig. 2b

riv

er

ug

e nt

A AMER

AMER

S e r

Esquerda de la Gasalla

r a t

d

e

l

Esquerda de l'Infern

T

o

r

n Lloret Salvatge

N d Ter river

Ter r

iver

W-SW Erosion surface Esquerda mA de l'Infern 1000 (projected)

El cas d'Amer (Girona) Terratrèmol de 1427

500

0

0.5 km

E-NE Font Pudosa

B

Font Picant

W-SW Erosion surface Erosion Esquerda m A surface de l'Infern 1000 Amer (projected) 500

0 0

0.5 km

1km

c

1km

Font Pudosa

1

10

19

2

11

20

3

12

21

4 Font 5 Picant 6

Erosion surface 22 13

8 0

0.5 km

Surgència CO2 Font Pudosa

Esquerda de l'Infern

1km

9

29 E-NE

B30

31

Amer 14

23

32

15

24

33

16

25

17

26

18

27

7 0

28

5

Estudi d'activitat de falles sísmicament actives a)

Geoquímica

b)

AlphaGUARD PQ2000 PRO

Mesura d'activitat de concentració i exhalació de gasos

a)

b

IR spectrophotometer + Pump

Chamber

Plastic bag Out

2

1

Pump Valve

SW-NE

3

Gas out Gas in

70 cm

SOIL and/or SURFICIAL FORMATION Active fault Gas Flux

b)

BASEMENT

CO2-rich water springs (proj.)

Well

(kBq/m3)

Rn kBq/m3

40

250.00 Background value

20

150.00

0

50.00

Lutites & sandstones

Schists

96-109 mS/cm

350.00

CO2 Flux (g m-2 d-1)

Rn-222 Rn-220 (kBq/m3) CO2 (g m-2 d-1)

60

-

Scarp (proj.)

260 m/s 760 m/s

290 m/s

-

+

Q3

2200 m/s

3440 m/s

-

SW-NE

1400 m/s

+

Q1

Brugent river water level

Linear ridge

890-920 mS/cm

P Q1

Q1 50 m

0

Q2

P

T 0

50 m

Llegint els indicadors geomorfològics en trinxeres i mitjançant datacions

Fractures-related topographic anomalies

c) 50 m

Q1

Q2 P

0 Deep groundwater flow

SW-NE River water flow

T 0

50 m

Intensely fractured zones

Prospecció geofísica, piezometria, hidroquímica

LOS TSUNAMIS: UN RIESGO IMPORTANTE EN ALGUNAS REGIONES

¿Es posible avisar del riesgo de tsunami?

Sí, los tsunamis se mueven a gran velocidad, pero una llamada de telefono puede alertar ante su llegada.

Sin embargo en áreas muy próximas al origen los sitemas de alerta no son capaces de ir más rápido que el tsunami.

Fuente: U.S. Geological Survey

Las zonas situadas alrededor del Cinturón de Fuego del Pacífico son particularmente propensas al peligro de tsunami.

Risc volcànic

José Felipe Noguera Cáceres

Quan es parla de risc volcànic s’ha de fer la diferenciació entre perillositat i risc. Ens referim a perillositat com la probabilitat d’ocurrència d’un fenòmen potencialment destructiu, en canvi el risc inclou la perillositat i els danys produïts. Els volcans poden produir una gran quantitat de perills i poden danyar les propietats i fins i tot causar la mort de persones. El dibuix de la dreta és una simplificació d’un volcà qualsevol i a on es pot observar alguns dels perills associats com els lahars o les devesalles de detritus que es poden donar fins i tot quan el volcà no està en erupció. Al llarg d’aquest escrit s’anirà desenvolupant els diferents fets volcànics que poden generar perill i fins i tot risc volcànic.

!

Núvol eruptiu

Vents predominants

Caiguda de cendra o tefra

Columna eruptiva

Pluja àcida

Bombes

Enfonsament de dom de lava Flux piroclàstic

Dom de lava

Esllavissada (devessall de detritus) Flux Xemeneia piroclàstic Fumaroles

Lahar

(Colada de fang o de detritus)

Des que la UNESCO va declarar la dècada dels anys noranta del segle passat com la dècada internacional per a la reducció dels desastres naturals i degut a que en els darrers anys molts volcans han fet erupció, aquests han esdevingut tema de recerca i de debat per intentar minimitzar el perill i els riscos associats a la seva activitat. Les regions més actives del món inclouen el cinturó de foc del Pacífic i algunes zones volcànicament actives d’Àfrica i el sud d’Europa.

Columnes y núvols eruptius Una erupció explosiva pot expulsar a l’atmosfera fragments de roca sòlida i fosa (tefra), així com també gasos volcànics amb una gran força. Els fragments més grans de roca (bombes i projectils balísitcs) poden arribar a caure en distàncies de fins 4 km del cràter.

Els fragments més petits (de diàmetre inferior a 2,5 mm) de vidre volcànic, minerals i roca (cendres), poden enlairar-se a gran altitud (més de 20 km) i formar una enorme i turbulenta columna eruptiva en menys de 30 minuts. Aquestes cendres poden suposar un seriòs risc per a la navegació aèria. En aquest punt cal recordar els esdeveniments produits pel volcà Eyjafjalla a Islàndia i totes les mesures que es van prendre per minimitzar el risc de posibles aturades en els motors dels avions, tal i com es pot veure a la figura següent: Les cendres volcàniques poden erosionar les aspes de les turbines reduint la seva eficiència

Aquestes cendres també es poden fondre per la calor de la cambra de combustió, formant una substància semblant al vidre fos.

Colada de lava

Aigua subterrània Contingut de Sílice (SiO2)

Tipus de Magma

Riolita Dacita Andesita

Esquerda

Basalt

El diòxid de carboni pot reaccionar amb les gotes de pluja i produir pluja àcida. També, en ser més pesant que l’aire es pot mantenir a les zones baixes en concentracions letals pels animals i les persones tal i com va passar amb l’erupció del llac Nyos.

"#$%&#!'(! )*$%+,-./!

53+6!

'7#.&(!

"*$0&(,,*&! 1*2(&#!'(!)*$%+,-.%3(!

1+&%.4#!

Finalment aquesta substància fosa esdevé sòlida.

Si això passa a les aspes de les turbines, poden bloquejar el flux d’aire i fer que el motor es pari. !

En aquesta figura es mostra com les cendres volcàniques poden interactuar amb els motors dels avions a reacció (modificat de Schminke, 2004).

Els grans núvols eruptius poden créixer i ocupar grans extensions arribant a centenars o milers de km seguint la direcció dels vents dominants, produint plujes de cendra més petita a distàncies més grans. Per exemple la cendra del volà mexicà El Chichón va ocupar un àrea de més de 30.ooo km2 al sud d’aquest país. La pluja de cendra pot provocar l’enfonsament d’edificis, i fins i tot pot fer malbé els cultius i els sistemes electrònics i la maquinària.

Gasos Volcànics Els volcans expulsen gasos durant les erupcions. Fins i tot si el volcà no està en erupció, les esquerdes del subsòl poden facilitar el moviment dels gasos a la superfície per mitjà d’obertures anomenades fumaroles.

Més del 90% de tots els gasos emesos pels volcans és vapor d’aigua, la majoria del qual és aigua subterrània escalfada provinent de la pluja i els rius. Altres gaos volcànics presents són diòxid de carboni, diòxid de sofre, anhídrid sulfhídric i fluor.

Al 1986, la desgasificació del cràter del llac Nyos a Camerún va causar la mort de milers d’animals i de prop de mig centenar de víctimes als pobles veins. (modificat de http://news.bbc.co.uk/onthisday/hi/dates/stories/ august/21/newsid_3380000/3380803.stm )

Altre dels efectes dels gasos volcànics és la seva capacitat de reflexar la radiació solar provocant disminució de la temperatura promig de l’atmosfera en alguns graus centígrads i durant llargs períodes de temps.

Si aquesta baixada és molt important pot arribar a provocar el que es coneix amb el nom d’hivern volcànic. No s’han identificat encara exemples històrics, però el 1816 es coneix com l’any sense estiu, probablement degut a l’erupció del volcà Tambora a Indonèsia la primavera de 1815.

Colades i doms de lava La roca fosa (magma) que surt a la superfície de la terra es diu lava i pot formar colades de lava. A més contingut de sílice la lava tindrà més viscositat, per exemple les laves basàltiques poden fluir a velocitats entre 16 i 48 km/h) i ocupar grans àrees. Exemples es poden trobar a Hawaii al volcà Kilauea que ha estat fent erupció des de l’any 1983 i ha fet créixer l’illa a més de haver causat la destrucció de pobles i carreteres properes.

Per una altra banda, les colades de lava de tipus andesític o dacitic, amb continguts de sílice més alts, són d’espessor més gran i són més viscosos, per tant, més lents i recorren distàncies més curtes. Les laves de dacita o de riolita són extruïdes fòra de la xemeneiz volcànica i formen els anomenats doms de laves. Per exemple el dom de lava del Mont St. Helens als Estats Units que s’ha format després de l’erupció de 1980 i que actualment es troba en estat fumaròlic.

Històricament els lahars han estat un dels perills volcànics més mortífers i es poden donar fins i tot en períodes on el volcà no té activitat eruptiva. Un exemple el constitueix el Nevado del Ruiz que l’any 1985 va provocar la mort de 25000 persones al poble d’Armero.

Risc volcànic a Catalunya El vulcanisme a Catalunya es troba principalment associat a la zona volcànica de la Garrotxa. La gran majoria dels edificis volcànics són de tipus estrombolià, que es caracteritzen per una explosivitat baixa fruit de l’escapament del gas barrejat en el magma. En l’activitat estromboliana es produeixen petites explosions separades per períodes de temps curts, que poden anar de menys d'un segon fins a poques hores. Cada una d’aquestes explosions o pulsos s’origina per l'aproximació a la superfície d'una o més bombolles de gas mentre el magma està en repòs. El resultat és l’expulsió de fragments de magma que s’acumulen a l’entorn del centre emissor després de seguir trajectòries balístiques. La pressió del gas que arriba a la superfície i el seu ascens a través del líquid depenen de les propietats físiques del magma. Generalment, aquesta activitat està relacionada amb magmes basàltics, poc viscosos, en els quals la circulació de les bombolles de gas cap a la superfície té lloc amb relativa facilitat. Un exemple d’aquest tipus es pot observar a la fotografia següent.

Dom del Mt. St. Helens al juliol de 2006. És de destacar el seu estat de creixement continuat i l’emisió de gasos (Foto J. F. Noguera) També es pot destacar, per la seva espectacularitat el dom (“espina”) del Mt. Peleé a la illa de Martinica que es va formar després de l’erupció del 1902 (Foto de Ph. Lacroix) Volcà Croscat. Vista general de l’aflorament de la seva estructura interna fruit de l’explotació de les gredes i que ara permet observar l’oxidació tèrmica al centre (color vermell) Foto J.F. Noguera

Fluxos piroclàstics (núvols roents) Els fluxos d’alta velocitat de cendra calenta, fragments de roca i gas poden baixar pel pendent del volcà durant les erupcions explosives, o per l’enfonsament d’un dom de lava que s’esmicola. Aquests fluxos piroclàstics (també anomenats núvols roents) poden arribar als 900ºC i a velocitats de 160 a 240 km/h.

Esllavissades o devesall de detritus volcànics Són moviments ràpids pendent avall de material rocòs, neu i / o gel.

Poden variar en mida desde molt petits fins enfonssaments massius del cim del volcà o dels seus flancs. Els volcans de pendents inclinades són susceptibles a les esllavissades degut a la forma en la qual es van generar, fragments de roques sense consolidar. Algunes de les roques dels volcans també han estat transformades en minerals de les argiles degut al constant atac de l’aigua subterrània àcida i calenta. Un exemple d’aquest tipus és el més gran més enregistrat, l’esllavissada del Mt. St. Helens prèvia a l’explosió lateral del 1980.

Lahars Els fluxos de fang o lahars principalment es generan per la interacció entre l’aigua de pluja i el material sense consolidar dels flancs del volcà. També es poden formar per la fusió del gel del cim com a conseqüència d’una erupció volcànica. Poden recòrrer distàncies de fins a 80 km i a velocitats d’entre 30 a 65 km/h.

Alguns poden tenir tanta quantitat de detritus que semblen rius de formigó.

En aquesta zona de Catalunya també es pot destacar la presència d’activitat hidromagmàtica i la gènesi d’estructures de tipus maar que des del punt de vista del risc poden esdevenir els més importants per l’augment de l’explosivitat de l’erupció com a conseqüència de la presència d’aigües subterrànies que poden interactuar amb el magma. Les estructures resultants són més aviat figures de tipus destructiu en forma d’anell i que en cas de fer erupció són les que s’haurien de prendre en consideració. Com a exemple hi ha la Closa de St. Dalmai, a prop de l’aeroport de Girona, la qual cosa, en cas de reactivar-se incrementa notablement el seu risc.

Closa de St. Dalmai, exemple d’hidrovulcanisme. Foto Google Earth.

Bibliografia: • Martí, J., Pujadas, A., Ferrés, D., Planagumà, Ll. i Mallarach, J.M. 2000. El Vulcanisme. Guia de Camp de la zona Volcànica de la Garrotxa. Ed. Parc Natural de la zona volcànica de la Garrotxa. 101 pp.

• Myers, B., Brantley, S.R., Stauffer, P. i Hendley J. 1998. What are Volcanic Hazards? USGS Fact Sheet 002-97.

• Schminke, H. 2004. Volcanism. Springer Verlag, Berlin.