Cambios en el nivel freático como factor de la construcción, en las ecuaciones verbales de la geotecnia

TEMA: Cambios en el nivel freático como factor de la construcción, en las ecuaciones verbales de la geotecnia.

En el contexto de las ecuaciones verbales de la geotecnia, explicar la sismicidad por incremento de la carga del depósito de agua subterránea, como consecuencia de los cambios en el nivel freático como factor de la construcción.

Desarrollo:

La sismicidad producida por el aumento de la carga del depósito de agua, es decir, un cambio en el nivel freático tomando en consideración el aspecto de la construcción esto se puede producir en lo denominado “sismicidad inducida”, la cual es un evento sísmico que resultan de la actividad humana en el que se incluyen factores como represamiento de embalses (agua detrás de represas), inyecciones de residuos de agua y operaciones de petróleo y gas que producen fracturación hidráulica.

Ilustración 1. Sismicidad inducida

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Fuente: (CARTOCRITICA, 2015)

El proceso que puede llevar a inducir un sismo, se puede describir mediante el proceso de inyección de grandes volúmenes de fluido en formaciones subterráneas dispuestas para almacenamiento o desechos, lo que produce que estos reservorios se expandan en todas direcciones, al expandirse lateralmente el reservorio sufre una fuerza de reacción que provoca que el esfuerzo horizontal mínimo aumente. Entonces el fluido inyectado podría infiltrarse en fracturas, fallas y diaclasas, lo que provocaría un incremento en la correspondiente presión de poro. (ESGSOLUTIONS, 2019)

Ilustración 2. Alteración de la presión de poro

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Fuente: (CARTOCRITICA, 2015)

Por lo que si las presiones de los poros son bajas comparándolo con las fuerzas naturales que se aplican sobre la roca y que la mantienen unida, solo las fuerzas tectónicas naturales podrían causar un terremoto.

Sin embargo, si las presiones de los poros aumentan, entonces se necesitaría menos de un desequilibrio de tensiones para causar un terremoto. Esto provocaría la existencia del potencial de que cuando los fluidos se inyecten con demasiada presión en la roca, la presión del poro aumente en una falla posiblemente activa. Esto podría causar un deslizamiento repentino que liberará energía almacenada, generando sismicidad y potencialmente un terremoto.

El inicio de los sismos inducidos por la infiltración se debe a tres tipos de fuerzas: fuerzas poro-elásticas, fuerzas hidrostáticas y diferencias de presión.

Las fuerzas poro-elásticas pueden forzar un desplazamiento a lo largo de la falla en el bloque de roca ya que se transfieren los cambios de tensión resultantes desde el reservorio de líquido al volumen de roca circundante, de esta manera incrementando la tensión diferencial y llevando a la roca cerca de su punto de ruptura.

Las fuerzas hidrostáticas pueden transferir la presión de poro desde la zona de inyección y facilitar un terremoto en una falla o en otra zona permeable.

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