Cuando el suelo falla

A lo largo de la historia de la ingeniería civil se han producido algunas catástrofes por el desplome o colapso de estructuras, pero no todas de ellas se han producido por un estricto problema estructural o del diseño de materiales. Aquí vamos a incluir una pequeña recopilación de algunos de estos desastres más o menos conocidos, en los que la geología tuvo una gran importancia, en la mayoría de los casos por no haber tenido lo suficientemente en cuenta el comportamiento del suelo cuando se interacciona con él.OfiGeo.

  • Sin duda uno de los edificios mundialmente mas conocidos y que ademas se ha hecho famoso por su patología es la Torre de Pisa. A los cinco años del inicio de su construcción en 1173, mientras se estaba ejecutando la tercera planta comenzaron los problemas de asentamientos diferenciales. Esto provoco varios paros en su construcción lo cual es probable que evitara que finalmente cuando se terminó no colapsara.
  • Silos de Transcona en Canada. 1913. Cuando el silo se lleno de grano, la losa asentó 30 cm de manera muy rápida sin que las presiones de la arcilla saturada subyacente pudisilos de transcona canadaeran disiparse. Se trataba de un suelo blando al que se sometió a demasiada carga.
  • Rotura de la Presa de St Francis en California.1928. Inestabilidad geológica del cañón que pudo haber sido detectada con tecnología disponible en aquel tiempo, combinado con un error humano que evaluó el desarrollo de las grietas como “normal” para una presa de este tipo. El pueblo de Santa Clara quedo sepultado bajo 6 metros de lodo y escombros y en otros puntos del valle se midieron hasta 21 m.

  • En la Presa de Baldwin Hills, en Los Angeles, en 1963, aunque se activo un proceso de evacuación, hubo 5 muertos y casi 300 viviendas arrasadas.  Cuando se construyó la presa se sabia de la existencia de una pequeña falla próxima y por eso se proyectó el uso de un revestimiento asfaltico especial. Por un lado se culpó a la que los materiales que recubrían la presa no eran tan elásticos como se pensó y por otro a compañías petrolíferas que extraían petróleo en las proximidades de la zona y que inyectaban agua a presión, que aumentaba la presión subterránea.

  • Schoharie Creek Bridge, en el estado de Nueva York. 1987. Los pilares estaban apoyados en zapatas empotrados en el lecho dSchoharie Creek Bridge3el rio. La falta de una escollera que protegiera esta cimentación superficial, provoco que la erosión acabara por descalzar dos de los pilares.
  • Complejo residencial de Lotus River Side, en Shangai. 2009. Un bloque de viviendas a punto de ser entregadas a sus futuros propietarios en el que fallo la cimentación parece que debido a la excavación de un aparcamiento subterráneo en su fachada Sur al mismo tieriver side3mpo que se almacenó la tierra extraída en el lado Norte del edificio. Fruto del agujero de 4.6 m de profundidad y de la pila de unos 10 m de altura en fachadas opuestas, se generó una presión lateral que los pilotes de la cimentación no fueron capaces de soportar.

Existen muchos mas casos en los no se han tenido muy en cuenta aspectos geológicos o de la ingeniería geológica y que han provocado grandes pérdidas económicas y sobre todo en vidas. Cuando el hombre toma la Tierra debe respetarla y sobre todo entenderla.

mcs

¿Conoces el Proyecto Castor?…ahora seguro que sí.

El Proyecto Castor es una instalación de almacenamiento de gas natural submarino capaz de contener 1,3 millones de metros cúbicos de gas: 3 meses de consumo de la región española de Valencia.
Esquema proyecto CastorLas instalaciones de la planta toman el gas de la red general de gas para el almacenamiento en el subsuelo submarino. Para ello, el gas se transfiere a través de un gasoducto de aproximadamente 30 km de longitud, en su mayoría se ejecutan en el mar, que conecta la planta de la tierra Ignacio Pérez a la plataforma en alta mar situado a 22 km de la costa.
Cuando el sistema de gas requiere, estas instalaciones podrán volver gas del almacenamiento en las mismas condiciones en que fue recibido por el mismo gasoducto submarino.

¿Qué es un almacenamiento de gas?
Es una formación geológica porosa y permeable (“almacén”) que puede servir de almacenamiento de gas natural a condición de que:
– Esté cubierta por una caEsquema proyecto Castorpa impermeable (“cobertera”) para evitar cualquier migración de gas hacia la superficie.
– Tiene una forma de cierre (anticlinal, por ejemplo) para asegurar un confinamiento lateral. 
– Esté situada a una profundidad tal (entre 1.000 y 3.000 m) que permita una compatibilidad óptima entre los regímenes de presión en la red de transporte y en el almacén.

Esta formación puede ser un yacimiento de hidrocarburos agotado o una capa acuífera que no haya contenido hidrocarburos.

Conceptos básicos:

Inyección de gas al almacén. La función de un almacén es captar el gas natural de la red general de gasoductos y almacenarlo hasta que la demanda haga necesario su uso.

– Los poros de la roca están saturados de agua 
– El gas desplaza el agua y la reemplaza parcialmente 
– Extracción de gas del almacén. Cuando el Gestor del Sistema Gasista detecta la necesidad de disponer de más gas natural da orden a los almacenes para que extraigan el gas y lo inyecten nuevamente a la red general para su consumo. 
– Parte del gas queda atrapado entre los poros (Gas Colchón) 

enlaces de interés (fuentes):
http://www.escalugs.com/
http://www.proyectocastor.com/

LAVADO DEL RIO AMARILLO

Uno cree que en este mundo donde las imágenes van y vienen al instante de suceder, piensa que no se pierde nada. Pues bien, esta es la prueba de que no siempre es así. Publicamos aquí, sorprendentes fotos recogidas en la red de del río amarillo y el proceso de limpieza que se lleva a cabo cada año en la presa de Xioaolangdi, en la provincia de Henan. Desde luego a mi, al menos, me ha dejado con la boca abierta.
Se descargan 2600 metros cúbicos de agua por segundo. De esta forma, abriendo las esclusas del embalse, las autoridades chinas limpian el limo del curso medio e inferior del río Amarillo. Se calcula que se mueven hasta 30 millones de toneladas de arena, el equivalente al peso de seis millones de elefantes, calcula BBC.
Las corrientes generadas se llevan consigo toneladas de arena al mar. El río Amarillo se ha visto afectado por una creciente cantidad de lodo y arena. Cada año, el lecho del río se eleva por la acumulación de depósitos de sedimentos, lo que frena el flujo de agua en la parte baja
Un total de 762 millones de toneladas de arena han sido vertidos en el mar durante los últimos 10 años.
Y como no, se ha convertido en un fenómeno turístico…
Curiosidades
Rio Amarillo
Presa. Rio Amarillo

 

En este link, podeis encontrar un video de como se realiza la descarga.

RACETRACK PLAYA, el misterio de las piedras rodantes.

Os propongo un sitio al que ir para vuestras próxima vacaciones en Estados Unidos. Además de visitar, Las Vegas y San Francisco, sugiero una parada a mitad de camino para hacer turismo el Parque nacional del Valle de la Muerte y en especial el Racetrack playa. Se trata de un lago seco endorreico situado dentro del Parque nacional del Valle de la muerte en California (EE.UU.), que se ha hecho famoso por su piedras rodantes. Tiene una extensión de 7 km², y una superficie extremadamente plana, casi siempre esta seco y no tiene vegetación. 
Estas piedras de muy distintos tamaños se desplazan dejando un rastro marcado en el suelo sin ningún signo asociado con la intervención humana o animal. El origen de estas rocas se encuentra en las colinas que rodean el lago, pero en algunos casos estas rocas están a gran distancia. ¿Como llegaron hasta allí?
La explicación de este fenómeno geológico mas aceptada es una interacción entre viento y agua. En lineas generales, estas rocas se desplazan a favor de la dirección de los vientos dominantes.Para que se produzca este movimiento tienen que darse precipitaciones y cuando el agua se esta evaporando un fuerte viento.
El movimiento sucede cuando el suelo tiene un poco de humedad, formando un lodo muy fino que tras secarse deja los rastros característico. 
El fenómeno se viene estudiando desde 1955, con diversos intentos de gravar, seguir y controlar el movimiento. En cualquier caso, lo mejor yo creo, es ir i disfrutar del sitio, que al menos insólito debe ser. Os dejo enlace a una guia turística actualizada de todo el parque. Seguro que después de echarle un vistazo os planteáis ir. Luego podéis darme envidia si queréis….., yo creo que estas vacaciones no me toca.

CAPTADORES O INTERCAMBIADORES GEOTÉRMICOS

Para poder obtener la energia geotérmica del terreno es necesario la instalación de una serie de captadores o intercambiadores, por los que circula un liquido impulsado por una bomba que permite el aprovechamiento.

geotermia
Captación horizontal
La captación horizontal consiste en la ejecución de una serie de zanjas en las cuales se colocan los captadores de energía. Se trata de tubos de polietileno de 20-40 mm de diámetro por los que circula agua con anticongelante. Se entierran a unos 0.8-1.5 m de profundidad Captan la energía de la radiación solar de forma directa. Mas que el aprovechamiento de la energía geotérmica, el terreno sirve de acumulador de la energía solar. Rendimiento 20-30 w por metro cuadrado.
Ventajas: menor coste económico, mas fácil de instalar. No requiere de permisos o autorizaciones especiales, salvo el permiso de obra. Mantenimiento de la red de captadores prácticamente nulo.

Desventajas: se necesita una mayor superficie para su instalación, en torno a unos 1.5 veces la superficie a calefactar en el caso de vivienda nueva con buenos aislamientos (superficie mayor para edificaciones antiguas con malos aislamientos térmicos), sobre la que no es posible edificar para permitir la renovación del suelo, ni ninguna planta de raíces profundas o con ramificaciones en profundidad. Si los que tenemos un sustrato rocoso no es posible realizar este tipo de instalaciones. Las temperatura queda muy influenciada por la del aire ambiente al estar tan cerca de la superficie. Adecuada para pequeñas potencias, para climatización de viviendas de menos de 150 m2.

Captación vertical- Sondas geotermicas
sondas geotermicasLa captación vertical consiste en la ejecución de una o varias perforaciones, con diámetros de entre 13-17 cm aproximadamente, en las cuales se introducirán los captadores de energía. Su longitud varía entre los 50 m aproximadamente hasta los 150 m. Los captadores o sondas son tubos de polietileno de alta densidad normalmente. Por las sondas geotérmicas circula agua con anticongelante en un circuito cerrado impulsado por la bomba. Una vez introducidas en el terreno, el espacio entre la sonda y el terreno se rellena con el mismo detritus obtenido de la perforación, grava silícea o bentonita. Distancia mínima entre puntos 6 m. Rendimiento 50 w por metro perforado. 
Ventajas: ocupan poco espacio, no es necesaria una gran disponibilidad de terreno. Gran estabilidad de las temperaturas. Rendimientos para refrigeración superiores a las captaciones horizontales
Desventajas: coste económico más elevado que otras instalaciones. Ejecución más compleja que requiere de mano de obra cualificada. 
Captación abierta o pozos de agua
geotermia
Existe la posibilidad de extraer agua subterránea por una perforación, llevarla a la bomba de calor y una vez hecho el intercambio energético, devolverla al subsuelo por otra perforación diferente o bien a un cauce fluvial. Este sistema requiere garantizar un caudal mínimo durante toda la vida de la instalación. Además tendremos que tener en cuenta el consumo energético de la bomba sumergida que tendremos que imputárselo al sistema de climatización con el consiguiente descenso en la eficiencia global del sistema. Por último, en este caso ya se está haciendo uso de un recurso hídrico por lo que es necesario tener autorización de la confederación hidrográfica correspondiente. Existe una variante de este tipo de instalaciones donde se perfora un único pozo, que se llaman pozos de columna estancada, donde se utiliza un solo pozo para la extracción e inyección de agua a diferentes alturas.

Ventajas: para acuíferos poco profundos supone un ahorro en cuanto a tener que perforar menos metros de sondeos.

Desventajas: Requiere de un estudio hidrogeológico local, con ensayos hidráulicos en los pozos exacavados, para comprobar la interferencia térmica e hidrualixca entre ellos. Ensayos de calidad de agua siendo necesario bajos contenidos de hierro y bajo potencial redox para evitar corrosión en tuberías y conducciones. Necesaria autorización confederación hidrográfica, que entre otras cosas, dependerá de las captaciones cercanas.
Captación de lagos o ríos
Es sin duda el sistema más económico pero que por desgracia no es muy frecuente en nuestro país por la escasez de grandes lagos o ríos. Consiste en la introducción dentro del agua de los captadores energéticos (rollos de tubería) que realizarán el intercambio energético con ella en vez de con el terreno.
Captadores integrados en la arquitectura
geotermiaAlgunos ejemplos de este tipo de instalaciones pueden ser, la instalación de un captador horizontal bajo una piscina, cimientos geotérmicos o pantallas de sostenimiento lateral o bóveda en líneas de ferrocarril o metro subterráneas.
Ventajas: muy bajo coste ya que los captadores se introducen durante la ejecución de la obra.
Desventajas: Cualquier daño que sufra el tubo de la captación dentro de la estructura hormigonada no es posible su reparación.
 

BOSQUES DE PIEDRA

Algunos impresionantes paisaje denominados “Bosques de Piedras”, desde África o Asia, hasta aquí, España:
Laberinto de piedra en Madagascar.Reserva Natural Integral de Tsingy de Bemaraha en Madagascar. Lapiaces de roca caliza formados por la erosión producida por el agua.

Bosque de piedra de Kunming a 126 km al sureste e esta ciudad. Cubre una superficie de mas de 300 kilómetros cuadrados. Areniscas y limolitas.

En el centro Este de Siberia se encuentra el bosque de piedra de Lena, a orillas del río Lena, a lo largo de 80 km.. Para llegar desde Moscu, al menos son necesarios siete días  Se han encontrado huesos de mamut. Estos pilares de caliza pueden alcanzar los 150 m de altura.

Y en Aragón, aquí cerquita están los Aguarales de de Valpamas o de Valdemilaz. Paisaje acarcavado producido por el agua en un sustrato arcilloso. Se encuentra entre Valpalmas y Piedratajada, en la provincia de Zaragoza.

INTRODUCCIÓN A LA GEOTERMIA

Comenzamos una serie de post relacionados con la geotermia para ir poco a poco valorando diferentes aspectos de esta, tanto teóricos como en ejecución, aplicaciones y métodos de investigación.
Para empezar decir que el término geotermia se refiere a aquella porción del calor de la Tierra que puede o podría ser recuperado y explotado por el hombre. Al aumentar la profundidad, la tierra experimenta un aumento de la temperatura que se llama gradiente geotérmico.
Los volcanes, fuentes termales, fumarolas, geyseres son la forma visible del calor en el interior de la Tierra, pero existen otros menos visibles, todos ellos vinculados a la teoría de la Tectónica de placas.
El gradiente geotérmico en la mayor parte del globo es de 2,5-3 ºC por cada 100 m o los que es lo mismo, 25-30 ºC cada kilómetro en profundidad. Pero en la superficie los primeros 5-10 m viene condicionados por la temperatura exterior, hasta los 50 m de profundidad la temperatura no sufre oscilaciones y, a partir de los 50 m, siguiendo el gradiente geotérmico indicado. En España, la temperatura a partir de los 5 m ronda los 15 ºC y, 17ºC entre los 15-20 m.
Pero existen zonas denominadas regiones de gradiente geotérmico anómalo en las que la relación temperatura/profundidad es mayor a 3ºC/100 m y están situadas sobre zonas de la corteza geológicamente activas.
Para entender la relación entre la tectónica de placas y el gradiente geotérmico hacemos una breve descripción de las capas de la Tierra.
Convección térmica
         – Corteza terrestre. Espesores variables entre 5-6 km y 20-65 km en zonas continentales. Temperaturas de 0-1000ºC
          – Manto: espesor de unos 2900 km. Temperaturas de 3000ºC
          – Núcleo: espesor de unos 3500 km. Temperaturas de 3500-4200ºC
La litosfera (formada por la corteza y parte más externa del manto) se mantiene flotando sobre la astenosfera (parte liquida del manto).
Placas tectonicas principales
En esta astenosfera se produce convección térmica, producida por las diferentes temperaturas entre los distintos niveles de la astenosfera, que da lugar a la formación de dorsales (formación de nueva corteza) y zonas de subducción (donde la litosfera desaparece). Donde se producen estos fenómenos son las zonas denominadas como geológicamente activas. Estas zonas de subducción y dorsales delimitan las 6 grandes placas tectónicas. Estas placas a su vez se dividen en subplacas. Todas estas zonas de límites de placas y subplacas es donde se producen las mayores manifestaciones de la existencia de este calor en el interior de la Tierra con fenómenos geológicos como terremotos, volcanes,…. Estas son zonas de muy alto interés geotérmico.
Se estima que el calor de superficie de la Tierra proviene en un 4% del núcleo, en un 77 % del manto y un 19% de la corteza.
Así pues, según la temperatura de cada zona geológica, podríamos clasificar según la energía geotérmica obtenida:
TEMPERATURAS
EJEMPLO DE UTILIZACIÓN
Muy baja entalpia
5-25ºC
Calefacción, agua caliente sanitaria mediante bombas de calor geotérmicas.
Baja entalpia
25-50ºC
Media entalpia
50-100ºC
Calefacción y producción de frió de forma directa
Alta entalpia
>150ºc
Centrales eléctricas
Usos de la energía geotermica
Las posibilidades de la geotermia como fuente de  de generación de energía térmica y eléctrica no se limitan, como suele creerse, a las zonas con condiciones geológicamente favorables (zonas de dorsal y subducción), sino que existen tecnología y usos que permiten utilizar estos recursos a temperaturas notablemente inferiores.
Para la climatización de edificios estaríamos hablando de una geotermia somera o de muy baja entalpía, donde se trata de extraer o introducir calor en el subsuelo poco profundo o acuíferos. Se busca aprovechar la estabilidad térmica del terreno. Existen sistemas verticales, horizontales, cerrados, abiertos, etc. Para la climatización de edificios uno de los elementos fundamentales es la bomba de calor. El uso reversible de la bomba de calor resulta fundamental, de manera que el terreno nos puede aportar calor en invierno y frío en verano. Para ello existe la  necesidad de un compresor con su consecuente consumo energético, pero que por cada kW de energía eléctrica que consume se generan entre 3 y 5 kW (dependiendo de la tecnología empleada), mientras que en los sistemas convencionales se generan la mitad. Por ello se sigue considerando como renovable debido a que la energía aprovechada es mayor a la necesaria para que el sistema funcione.
Ejemplo instalaciones geotermicas
El terreno actúa de foco térmico estable que se regenera de forma natural. Para su uso en el terreno se instalan unos intercambiadores formados por tuberías de polietileno distribuidos de manera horizontal o vertical. En los intercambiadores horizontales, aunque su instalación es más sencilla requieren de una amplia superficie de terreno y la temperatura del terreno viene influenciada por la temperatura ambiental. Los intercambiadores verticales necesitan una superficie de terreno mucho menor, pero con una inversión mayor y no sufren las condiciones de temperatura ambientales sino las del terreno que son constantes.

Un insecto fósil revela que el camuflaje natural tiene 110 millones de años

El comportamiento de camuflaje y las adaptaciones morfológicas al medio aparecieron de forma muy temprana en los insectos, exactamente en el Cretácico, en tiempos de los dinosaurios, según revela un estudio desarrollado por científicos españoles a raíz de un descubrimiento fósil en el yacimiento de El Soplao, en Cantabria. 
El Instituto Geológico y Minero de España (IGME), que participó en la investigación, da cuenta del hallazgo, publicado en la última edición de la revista “Proceedings of the National Academy of Sciences” (PNAS). 
Según el IGME, el trabajo se basa en el estudio de “una pieza excepcional” de ámbar descubierta el año 2008 en El Soplao, el más extenso y rico de esa resina de la Era Mesozoica en Europa. 
Se trata de una larva depredadora de unos cuatro milímetros, del grupo de los neurópteros que vivió durante el Cretácico, hace unos 110 millones de años, y que se confundía con el entorno con un “escudo protector” hecho de pequeños filamentos de origen vegetal, recolectados con sus mandíbulas. 
Conocido como “trash-carrying” o transporte de basura, ese comportamiento se identifica como una estrategia de supervivencia que mantienen formas de vida actuales para confundirse con el entorno, engañar a las presas y protegerse de los depredadores. 
La especie estudiada, afín a las actuales crisopas verdes, representa un nuevo género y ha sido denominada Hallucinochrysa diogenesi, o crisopa alucinante de Diógenes, en referencia a su apariencia alucinante y al síndrome de Diógenes, la patología que afecta a quienes acumulan basura de forma compulsiva, explica el IGME en una nota de prensa. 
La Hallucinochrysa diogenesi, “de aspecto único y diferente al de las actuales crisopas verdes”, recalca el estudio, contaba con largos túbulos de abundantes pelos terminados en forma de trompeta, que, a modo de ancla, retenía la basura en una especie de “cestilla dorsal” que evitaba que se desprendiera con el movimiento de la larva. 
Toda esta estructura era hasta ahora desconocida para la ciencia, asegura el estudio, que descubre el camuflaje más antiguo en el mundo de los insectos, sin cambio durante 110 millones de años, “una información relevante para los estudios evolutivos sobre el comportamiento animal y las estrategias de adaptación al medio de los organismos a lo largo de la historia de la Tierra”. 
Los científicos destacan además, como “dato excepcional”, la estrecha relación planta-insecto de carácter ancestral -posiblemente, un ejemplo de mutualismo- ya que la larva depredadora libraría de plagas al helecho que constituiría su hábitat y aportaría la “basura” protectora. 
En el estudio, financiado con fondos gubernamentales autonómicos, españoles y norteamericanos, participan los investigadores Ricardo Pérez de la Fuente y Xavier Delclòs, del Departamento de Estratigrafía, Paleontología y Geociencias Marinas de la Universidad de Barcelona; Enrique Peñalver, del Museo Geominero del Instituto Geológico y Minero de España; Mariela Speranza, Carmen Ascaso y Jacek Wierzchos, del Museo Nacional de Ciencias Naturales del CSIC y Michael S. Engel, de la Universidad de Kansas (Estados Unidos).
Fuente: Heraldo de Aragón