APÉNDICE GEO-7
MEMORIA GEOLÓGICA SOBRE LA VISITA DE WYNFRITH RIEMER EN NOVIEMBRE 2012
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Proyecto Hidroeléctrico Río San Pedro - Memoria Geológica sobre la Visita en Noviembre 2012
Contenido 1 Introducción ........................................................................................................................ 2
1.1 Motivo ......................................................................................................................... 2
1.2 Objetivo ....................................................................................................................... 2
1.3 Antecedentes ................................................................................................................ 3
1.4 Itinerario ...................................................................................................................... 4
2 Fenómenos de Inestabilidad ................................................................................................ 4
2.1 Asentamiento Geológico ............................................................................................. 4
2.2 Ladera Izquierda – Derrumbe Molino ......................................................................... 5
2.3 Ladera Izquierda – Estabilidad Superficial y de Moderada Profundidad .................... 7
2.3.1 Situación General ................................................................................................. 7
2.3.2 Aspectos Geológicos ............................................................................................ 7
2.3.3 Aspectos Hidrogeológicos .................................................................................. 12
2.4 Ladera Derecha .......................................................................................................... 14
3 Conclusiones, Recomendaciones ..................................................................................... 15
3.1 Estabilidad de la Ladera Izquierda ............................................................................ 15
3.2 Ladera Derecha .......................................................................................................... 16
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Proyecto Hidroeléctrico Río San Pedro - Memoria Geológica sobre la Visita en Noviembre 2012
1 INTRODUCCIÓN 1.1 MOTIVO
Colbùn S. A, está preparando el desarrollo del Proyecto Hidroeléctrico San Pedro en la
Región de los Ríos, Chile. El proyecto comprende:
Presa de gravedad en hormigón compactado por rodillo, altura 59 m
Central hidroeléctrica de 144 MW potencia instalada.
El proyecto era objetivo de varios estudios geológicos, geotécnicos y sismológicos y Colbún
realizó un programa voluminoso de reconocimientos de campo y de exploraciones del
subsuelo.
Ya se construyeron dos túneles de desvío con el pique de compuertas en la ribera izquierda
del Río San Pedro y se comenzó la excavación para la casa de máquinas en la ribera derecha.
En la actualidad los trabajos de construcción están suspendidos, sujeto a una aclaración
definitiva de ciertos aspectos geológicos y la elaboración del proyecto definitivo
correspondiente.
Recientemente, INGETEC elaboró un estudio sobre la situación geológica y geotécnica del
sitio de la presa con enfoque en las condiciones en la ladera izquierda. INGETEC presento un
modelo geológico y con base en un análisis geotécnico propone ajustes en el diseño de la
obra.
INGETEC llegó a modificar la interpretación del asentamiento geológico de la ladera
izquierda con las consecuencias correspondientes para el diseño. En esta situación es el deseo
de Colbún de conseguir un concepto consolidado y por este motivo invitó a una revisión del
punto de vista geológico.
El informe, basado en una visita al proyecto, estudio de documentos y discusiones con los
especialistas a cargo de las investigaciones realizadas, trata de encontrar las razones de las
diferencias en la interpretación geológica y de examinar su impacto en la obra.
1.2 OBJETIVO
Como resultado de los estudios geológicos del proyecto se presentaron inquietudes con
respecto a:
La posibilidad de un derrumbe originando al sur del Estero El Molino
Estabilidad de la ladera izquierda en el sitio de la presa
Agrietamiento de la roca en la ladera derecha del sitio de la presa.
En esta situación el enfoque principal de la misión al proyecto Río San Pedro era en las
condiciones geológicas relativas a la estabilidad de las laderas en el sitio de la presa,
prioritariamente la ladera izquierda.
En lo posible dentro del marco de tiempo disponible se revisó la información correspondiente
a los temas arriba mencionados, se examinaron condiciones geológicas y morfológicas en el
campo, supuestamente relacionadas con los fenómenos de inestabilidad (conjeturados o
evidenciados) y se inspeccionaron testigos de algunos de los sondajes realizados en el sitio de
la presa.
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Adicionalmente se aprovechó de las aclaraciones ofrecidas y de las discusiones detalladas con
los profesionales especializados de Colbún, de INGEROC y de INGETEC.
1.3 ANTECEDENTES
Esencialmente se revisó tres informes:
Ingeroc: Informe geológico-geotécnico Presa San Pedro
Marzo 2012
Rizzo: Ingeniería y diseño para la estabilización de las laderas
Junio 2012
Ingetec: Evaluación geotécnica y diseño conceptual de solución a estabilidad de sitio CH San
Pedro
Septiembre 2012
Los informes arriba mencionados ofrecen resúmenes de los estudios anteriores que ya
comenzaron en el año 1995.
La información geológica mayormente se obtuvo de los sondajes que se realizaron en gran
número y a profundidad importante en el sitio de la presa y sus alrededores. Pero en esta
relación se debe destacar menoscabos que dificultan la interpretación geológica, por ejemplo:
La recuperación de testigos se hace difícil en la roca foliada y localmente alterada y
cizallada. Por consiguiente, una proporción notable del material en las cajas de
testigos es de aspecto “arena” y en parte de los registros aparece con esta descripción.
De hecho, esta “arena” por su mayor parte es producto de trituración por el proceso de
perforación y en algunos casos se trata obviamente de fragmentos lavados por el agua
de circulación y sedimentado posteriormente en el fondo del pozo o en superficie (ver
Figura 1). Entonces, para dejar constancia de la incertitud de interpretación, tal
material debe ser clasificado como “tramo sin recuperación representativa”.
Figura 1: “Arena” en las cajas de testigos. La porosidad así como la inclusión de materia
vegetal claramente evidencian que se trata de un artefacto, de ninguna manera representativo
del material existente en el tramo respectivo de la perforación.
La estructura de la roca constituye una faceta esencial del modelo geológico-
geotécnico. Falta conocer la orientación de la foliación, de las diaclasas y sobre todo
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de las cizallas. Pero los testigos no-orientados ofrecen poca información al respecto.
Se nota en los perfiles geológicos del proyecto que generalmente se atribuye a las
zonas de cizalla una orientación paralela a la orientación generalizada de la foliación.
Esto tiene cierta justificación pero se debe admitir la existencia también de cizallas de
orientación completamente distinta de la foliación (no solamente en la ribera derecha).
De hecho, la roca encontrada en los túneles de desvío y en el pique se presento con una
calidad notablemente mejor de lo que hicieron suponer largos tramos de los sondajes de
exploración.
1.4 ITINERARIO
Lunes, 5 de Noviembre de 2012 Llegada a Santiago de Chile. Encuentro con los
ingenieros de Colbún, vuelo a Temuco, viaje a la zona
del proyecto, presentaciones y discusiones técnicas.
Martes, 6 de Noviembre de 2012 Recorrido por las laderas en cercanía del sitio de presa,
inspección de testigos de perforación, estudio de
documentos
Miercoles, 7 de Noviembre de 2012 Recorrido Estero El Molino, inspección de un túnel de
desvió, del pique y de testigos de perforación, estudio de
documentos, regreso a Santiago de Chile
Jueves, 8 de Noviembre de 2012 Reunión con los ingenieros de INGEROC,
teleconferencia con INGETEC, discusiones técnicas con
los ingenieros de Colbún, estudio de documentos
Viernes, 9 de Noviembre de 2012 Estudio de documentos, discusiones técnicas con los
ingenieros de Colbún, evaluación de datos
Sábado, 10 de Noviembre de 2012 Estudio de documentos, evaluación de datos, redacción
informe
Domingo, 11 de Noviembre de 2012 Salida de Santiago de Chile
El informe fue finalizado después de la salida de Chile.
2 FENÓMENOS DE INESTABILIDAD 2.1 ASENTAMIENTO GEOLÓGICO
La roca de fondo en el sitio de la presa consiste en sedimentos clásticos, arenosos y pelíticos,
de edad Paleozoica, en bajo grado de metamorfismo regional. El metamorfismo se nota
principalmente por la presencia de sericita en los planos de foliación.
Según el ángulo de la aplicación de la fuerza, la resistencia del esquisto a la compresión
simple alcanza entre 41 y 116 MPa. Existen pocos filones grafíticos de menor resistencia.
Suelos de edad Cenozoica cubren la roca de fondo. Se trata mayormente de:
Sedimentos glaciales y fluvio-glaciales, especialmente gravas, parcialmente
cimentadas
Sedimentos fluviales del Holoceno
Ceniza volcánica que forma una cubierta coherente en las laderas
Coluvio.
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2.2 LADERA IZQUIERDA – DERRUMBE MOLINO
En realizando los estudios geológicos del Proyecto Río San Pedro, INGEROC identificó
condiciones morfológicas en el estribo izquierdo de la presa notablemente distintas de las que
rigen en los tramos adyacentes hacia aguas arriba y aguas abajo. Se concluyó que estas
condiciones radican en fenómenos de inestabilidad basados en la estructura de la roca de
fondo. Se detectaron filones de roca cizallada y de baja resistencia al corte, inclinados en
favor de la ladera izquierda (sur) y se acabó de formular la hipótesis de un derrumbe profundo
originando al sur del Estero El Molino (Derrumbe Molino). En el informe datando de Marzo
de 2012 INGEROC da un resumen de distintos aspectos que obran en favor de esta hipótesis.
Figura 2: Hipótesis del Derrumbe Molino. Topografía del mapa escala 1:50’000, falla de
base según informe INGEROC 2012.
Una condición primordial que permite la movilización y el avance de la gran masa del
Derrumbe Molino consiste en la supuesta existencia de un valle glaciar ancho y profundo,
pasando por el sitio de la presa. Al retirarse el glaciar, el pie de la ladera izquierda perdió el
apoyo lateral. Con esto se iniciaron movimientos profundos, aprovechándose de la estructura
de la roca, quiere decir de la foliación y de las cizallas interfoliacionales. Finalmente, la masa
del derrumbe chocó con el flanco derecho del antiguo valle glaciar. En el contexto de la
hipótesis, se supone que la Falla de Salbanda marca el contacto entre la roca desplazada del
Derrumbe Molino y de la ladera derecha del antiguo valle glaciar.
Cinéticamente, la hipótesis del Derrumbe Molino parece viable (ver Figura 2). De hecho,
recién se identificó en Himachal Pradesh (India) un gran derrumbe de forma muy parecida a
la postulada para el caso del Derrumbe Molino. Sin embargo, en el curso de la misión al
proyecto San Pedro no se logró encontrar evidencia innegable de la existencia del Derrumbe
Molino. En esta relación se debe mencionar:
Presencia de cizallas en la roca de fondo a mayor profundidad. Tales cizallas se suelen
formar por esfuerzos tectónicos en esquistos también a gran profundidad y en
condiciones donde se pueden excluir definitivamente la intervención de deformaciones
gravitacionales.
Continuidad y orientación de las cizallas. Los perfiles geológicos indican continuidad
de cizallas en sentido Sur-Norte a través el valle. Pero la continuidad de las cizallas en
sentido Este-Oeste entre los distintos perfiles no queda demostrada. El problema que
se presenta para la interpretación es que las perforaciones no permiten determinar la
orientación de las cizallas y que, en consecuencia, su correlación queda sujeta a una
interpretación. No se muestra continuación en dirección paralela al valle en los perfiles
geológicos adyacentes.
Perfil batimétrico longitudinal del valle. Supuestamente, anterior al evento del
Derrumbe Molino, el fondo del valle glacial se hallaba a una cota de aproximadamente
100 m más baja que el lecho actual del río. El Derrumbe Molino, cuando chocó con la
ladera derecha en la Falla de Salbanda, debe haber formado un taponamiento de casi
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100 m de altura por encima del lecho actual. El perfil batimétrico no ofrece evidencia
de tal taponamiento. No tampoco se conoce evidencia de sedimentos lacustres
depositados aguas arriba del taponamiento (como, por ejemplo, existen en la cuenca
del Río Cortaderal donde derrumbes de las laderas de los valles glaciares resultaron en
la formación de las Lagunas Pejerreyes y Yeso).
Residuos de depósitos del valle original. Por ejemplo en el caso del derrumbe en
Himachal Pradesh, arriba mencionado, al igual que en otros casos parecidos, se
encontraron sedimentos fluviales por debajo de la masa del derrumbe. En el sitio San
Pedro, a pesar de que algunos sondajes penetraron el supuesto plano de rotura basal
del derrumbe, en ningún caso se hallaron restos de sedimentos fluviales, de una
morrena de fondo o de detritus transportado en superficie de un glaciar (como existe
en muchos glaciares de Chile).
Condición de la roca. Mientras que los horizontes superficiales de la ladera izquierda
se componen de un material deteriorado (alterado, movido, “descohesionado”), la
mayoría de los sondajes profundos así como los túneles de desvío encontraron roca de
calidad relativamente buena, sin indicios de transporte y deformación gravitacional.
La velocidad de la onda de compresión, determinada en el curso de la exploración
geofísica, alcanza valores elevados en la roca de fondo, acusando una calidad
geotécnica relativamente alta como no suele existir en una masa de derrumbe.
Contactos laterales. Se inspeccionaron en tres lugares los contactos laterales entre los
esquistos supuestamente movidos y depósitos glaciales. En estos tres casos los
contactos eran claramente sedimentarios sin indicio de movimiento diferencial entre
sedimentos Cuaternarios y esquistos. De hecho, admitiendo que los depósitos
glaciales/fluvioglaciales son geológicamente más antiguos que el derrumbe dificultaría
la hipótesis de la existencia de un valle abierto y vacío precedente al derrumbe y la
ausencia de tales depósitos en la base del derrumbe.
a) Configuración irregular del contacto b) Detalle del contacto
Figura 3: Contacto entre esquisto y morrena/fluvioglacial en el corte del camino de acceso en
ribera izquierda
Ninguna de las observaciones arriba mencionadas sirve para rechazar decididamente la
hipótesis del Derrumbe Molino. Solamente obliga a calificar el evento como poco probable. A
pesar de esta conclusión, la hipótesis tiene el mérito de haber dirigido la atención a la
posibilidad cinemática de movimientos profundos en la fundación de la presa que quedan a
evaluar en el diseño definitivo de la estructura. También ofrece una cómoda explicación del
origen de la Falla de Salbanda.
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Vale destacar un aspecto favorable comprobado por las exploraciones: la ausencia de un
horizonte de alta permeabilidad en la base del supuesto derrumbe profundo el cual será capaz
de ocasionar importantes filtraciones y supresiones difíciles a controlar.
2.3 LADERA IZQUIERDA – ESTABILIDAD SUPERFICIAL Y DE MODERADA
PROFUNDIDAD
2.3.1 Situación General
En sección Sur-Norte la ladera izquierda del valle tiene forma convexa con tres secciones
sucesivas:
Sección Alta. Desde la cresta (en cota 400 m aproximadamente) hasta la cota 250 m la
pendiente es del orden de 10 a 18°.
Sección Intermedia. Ladera abajo hasta la cota 150 m, aproximadamente, pendiente
entre 20 y 30°. El límite superior de esta sección coincide con la línea de “cero
movimiento” definida en el informe INGETEC (Figura 4-48 de INGETEC).
Sección Baja. Pie de la ladera hasta el fondo del valle, pendiente frecuentemente
mayor de 35°.
Las tres secciones de la ladera se distinguen en su configuración morfológica en superficie.
En la sección alta la superficie tiene algunas gradas, posiblemente residuos de terrazas
antiguas (por ejemplo en la cota 280 m). Adicionalmente se notan cicatrices de deslizamientos
antiguos, actualmente inactivos. Por su morfología los deslizamientos eran poco profundos,
del orden de 10 m, afectando solamente la cubierta de ceniza y posiblemente coluvio y
saprolito subyacentes. La segunda sección comienza con escarpes de poca altura – menos de 5
m – y curso irregular y discontinuo. Supuestamente se trata de rasgos de una desestabilización
incipiente y retrógrada de la ladera. Hacia abajo el terreno se hace más irregular con indicios
claros de una reptación superficial. La sección más baja se ve parcialmente afectada por la
construcción de caminos, parcialmente por la erosión activa del río. Se notan deslizamientos
superficiales involucrando la sobrecarga y la roca deteriorada.
Figura 4: Reptación superficial en la parte intermedia de la ladera izquierda
2.3.2 Aspectos Geológicos
En la ladera izquierda por encima del sitio de presa solamente se distinguen dos formaciones
geológicas:
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La ceniza volcánica en superficie que localmente se mezcla con coluvio
La roca metamórfica en distintos grados de alteración, parcialmente disturbada.
La calidad geotécnica de la roca cambia sustancialmente con la profundidad. INGEROC
considera que este cambio principalmente resulta de un deterioro ocasionado por
deformaciones gravitacionales como suelen afectar la roca en superficie de grandes derrumbes
– describiendo el material de baja calidad como “descohesionado”. En otros proyectos se
adoptó la noción de “caotic debris”, de roca disturbada o movida. INGETEC, en cambio,
correlaciona la variación de la calidad geotécnica prioritariamente con el perfil de alteración
meteórica como concebido por Deere y Patton (1971), distinguiendo 4 horizontes:
I: suelo residual y saprolito, con fragmentos de roca, ocasionalmente movido
IIA: transición entre saprolito y roca alterada
IIB: roca alterada
III: roca prácticamente sana y fresca.
a) INGEROC. El horizonte en color pardo representa “roca descohesionada”
b) INGETEC. Horizontes IIA y IIB en azul claro
Figura 5: Perfiles geológicos en dirección eje de presa, comparación de las interpretaciones
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Como muestra la Figura 5, la base del horizonte IIA definido por INGETEC parcialmente
coincide con el límite inferior de la “roca descohesionada” trazado por INGEROC. Pero la
línea trazada por INGEROC muestra irregularidades indicando bases de derrumbes locales y
deja un espesor en promedio un poco más importante que la capa superficial de material
geotécnicamente de calidad pobre. El concepto de INGETEC se orienta prioritariamente en el
grado de alteración de la roca mientras que INGEROC atribuye mayor importancia a los
efectos atribuidos a deformaciones gravitacionales y por lo tanto trata de adaptar la línea a la
presencia de cizallas identificadas en los testigos de sondajes (o en la pérdida de
recuperación).
La recuperación de testigo parcialmente muy baja en las zonas superficiales en combinación
con el hecho de que se desconoce la orientación de elementos estructurales dificulta la
distinción entre roca muy alterada y roca movida, respectivamente “descohesionada”.
Algunos de los sondajes en la parte inferior de la ladera izquierda de hecho parecen haber
pasado por roca movida, por ejemplo SRP 37, 45 y 46. INGETEC en su clasificación tiene la
ventaja de que puede aprovechar de los resultados del monitoreo por inclinómetros y de las
trincheras recién excavadas que dieron a conocer al alcance de los movimientos
gravitacionales. Cabe señalar que el límite entre Los Horizontes IIA y III, trazado en el perfil
de INGETEC, por la mayor parte se ubica por debajo del límite de la roca descohesionada
según INGEROC, aspecto que introduce un elemento conservador en la interpretación de
INGETEC.
Algunas de las trincheras en la parte superior de la Sección Intermedia apoyan el concepto de
INGETEC de que los tramos de poca recuperación en los sondajes corresponden a una roca
notablemente alterada pero sin mayor desplazamiento. En cambio, los afloramientos a cotas
inferiores, sobre todo en la Sección Baja, muestran material movido. Pero la base de los
movimientos, de acuerdo con los inclinómetros, se encuentra a profundidades típicamente
menor de 30 m y frecuentemente aún menor de 20 m. Estas observaciones permiten subir la
base del material movido – descohesionado – en la ladera.
Puesto que se desconoce la orientación de los testigos recuperados de los sondajes y por la
escasez de afloramientos de roca en la superficie de la ladera izquierda no se dispone de
mucha información sobre la estructura de la roca de fondo. Los mejores datos se obtuvieron
de las obras subterráneas del desvío del río. Claramente, el elemento estructural dominante
consiste en la foliación. Según los registros geológicos de los túneles de desvío la foliación se
orienta:
21°/321° (notación Clar, buzamiento y azimut del buzamiento).
Pero algunos datos medidos en el curso del recorrido en la zona del proyecto muestran una
variación notable en la orientación de los planos de foliación, mayormente debido a un
plegamiento tectónico. El eje del plegamiento corresponde aproximadamente al vector de
buzamiento arriba mencionado. La amplitud de los pliegues observados en superficie llega al
orden de un metro pero en las perforaciones se notan pliegues de 10 m (ver Figura 6).
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a)Testigo mostrando plegamiento b)Lineaciones en plano de foliación,
acusando múltiples deformaciones
tectónicas
Figura 6: Aspectos de plegamiento del
esquisto
c)Plegamiento a escala pequeña
Otra discontinuidad estructural que se destaca en la evaluación estadística de los túneles es un
sistema de diaclasas transversales que se orienta casi exactamente perpendicular al vector de
buzamiento de la foliación:
69°/145°.
Normalmente en roca esquisto se suele presentar por lo menos un segundo sistema de
diaclasas de orientación perpendicular a la foliación. De hecho, de acuerdo con la morfología
del farallón en la ribera derecha debe existir un sistema con fuerte inclinación hacia el
suroeste (ver también mapas de lineamientos preparados por INGEROC). Tal vez, a causa de
la orientación de los túneles tal sistema no sale en la evaluación estadística. En cambio, la
estadística de fallas compilada por INGEROC contiene dos sistemas importantes de
orientación:
49°/024° y 54°/228°
que posiblemente corresponden a los lineamientos de dirección NW-SE.
Los estereogramas de la Figura 7 muestran los planos principales listados en los informes del
proyecto, así como su relación con la ladera izquierda.
En la evaluación geométrica (Figura 7) se admite una inclinación de la ladera de 28° al NW
como rige en la Sección Intermedia y Baja de la ladera. El ángulo de fricción en los planos de
foliación, respectivamente cizallas interfoliacionales, se introdujo con 18°, valor que se
determinó en algunos proyectos en esquisto y gneis. No se tomaba en consideración el efecto
de supresiones por agua subterránea.
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a) Estereograma de discontinuidades principales,
foliación en color negro
b) Estereograma mostrando las cuñas potenciales con
su código de medio espacio
c) Evaluación indicativa de estabilidad de cuñas en
la ladera izquierda
d) Evaluación indicativa de potencial de volcamiento
en la ladera izquierda
Figura 7: Sistema estructural de la roca de fondo y potencial de inestabilidad geométrica
(programa SWEDGE de RocScience)
La conclusión del análisis tentativo es que la pendiente muy suave de la Sección Alta de la
ladera izquierda es geométricamente estable en lo que depende de la estructura general de la
roca de fondo. Pero en las Secciones Intermedia y Baja se debe prestar atención al efecto de
las discontinuidades en la estabilidad. De hecho, en el túnel de desvío y en el pique se formó
localmente (dentro de roca de la categoría IIB según INGETEC) una fisuración sistemática
que con alta probabilidad se relaciona con la estructura del macizo rocoso (ver Figura 8).
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a) Fisuración del hormigón lanzado, entrada del túnel 1, lado
sur
b) Fisuración del hormigón lanzado, pique
de compuerta
Figura 8: Fisuración sistemática en excavaciones subterráneas, supuestamente relacionada
con elementos estructurales del macizo rocoso
2.3.3 Aspectos Hidrogeológicos
En los perfiles geológicos de la ladera izquierda aparece una línea que representa la
intersección con la napa freática. Esta línea se halla a una profundidad de 20 a 50 m por
debajo de la superficie del terreno. Pero algunas observaciones hechas en el curso del
recorrido de la zona del proyecto sugieren la existencia probable de complicaciones en las
condiciones hidrogeológicas. En esta relación vale mencionar:
En la Sección Alta de la ladera izquierda existen manantiales que alimentan una
escorrentía modesta en pequeñas quebradas. Obviamente debe existir una napa alta,
probablemente colgada en la sobrecarga, notablemente por encima de la napa freática
principal.
En algunas trincheras, ubicadas ladera abajo de la línea de cero desplazamientos, el
nivel del agua sube casi al contacto entre suelo superficial y roca deteriorada, quiere
decir a una cota notablemente por encima de la napa freática principal (ver Figura 9a).
En el corte encima del pique se notan filtraciones de los drenes que se ubican
notablemente por encima de la napa principal que se halla cerca del nivel de los
túneles (ver Figura 9b).
En la Sección Baja de la ladera izquierda se formaron varias fuentes una vez que los
cortes del camino o los derrumbes ocasionados por su construcción alcanzaron el tope
de la roca, que sucede a pocos metros de profundidad por debajo de superficie
original.
Rizzo, en su evaluación de los datos piezométricos, encuentra algunas variaciones
drásticas de los gradientes geo-hidráulicos (ver Figuras 5-12 a 5-15 del informe de
Rizzo). Tales fenómenos suelen resultar de la presencia de barreras o fuertes non-
homogeneidades en el acuífero. En este caso se debe pensar o bien en la presencia de
un plegamiento o de una falla con milonita arcillosa de baja permeabilidad.
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a)Napa de agua muy cerca de la
superficie
b)Filtraciones (alimentadas por un lente de agua
colgada) en la excavación del pique, muy por encima
de la napa principal en la cota de los túneles
Figura 9: Evidencia de altos niveles del agua subterránea
Con base en las observaciones arriba relatadas se debe concluir:
Existen niveles de agua por encima de la línea freática indicada en los perfiles
geológicos. En algunos casos se trata obviamente de napas colgadas.
El acuífero principal probablemente está dividido en compartimientos
hidrogeológicos, delimitados por fallas o cizallas.
Ambas condiciones son propensas de afectar la estabilidad de la ladera y deben ser tomadas
en consideración en el diseño del sistema de drenaje. Pero la dificultad que se presenta en esta
relación consiste en el hecho de que la información piezométrica disponible no alcanza para
elucidar en el detalle deseable la complexidad hidrogeológica que se suele desarrollar en roca
con fallas tectónicas y materiales superficiales heterogéneos. En otros proyectos solamente
con la instalación de piezómetros tipo Westbay se lograba aclarar las condiciones. Una opción
que en el caso del proyecto San Pedro todavía puede resultar útil se ofrece en la evaluación de
las noticias sobre el nivel de agua que constan en las partes diarias de perforación. La Figura
10 da un ejemplo de tal evaluación en otro proyecto que identificó claramente un cambio
abrupto en el nivel piezométrico (en este caso causado por una falla atravesada por la
perforación).
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Figura 10: Niveles de agua observados en el curso de la perforación. Cuando la perforación
pasó una falla, cerca de 250 m de profundidad, entró en otro compartimiento hidrogeológico
con nivel piezométrico unos 100 m mas bajo.
2.4 LADERA DERECHA
Se presenta el enigma de las grietas abiertas. Los informes del proyecto discuten distintas
interpretaciones como descompresión y reptación, pero concluyen que estas interpretaciones
no son satisfactoriamente consistentes con las observaciones en el campo.
De hecho, el aspecto en superficie de la plataforma en la ribera derecha corresponde a grietas
de relajamiento. Pero al parecer, las grietas se cierran a poca profundidad como se constató en
sondajes dirigidas al norte. Los niveles de agua subterránea están muy altas, observación que
confirma la ausencia de grietas abiertas a profundidad.
Figura 11: Fisuras en la base de la excavación para la casa de máquinas
Una observación interesante en esta relación es la formación de grietas abiertas en la roca de
fundación de la casa de máquinas en la orilla derecha. Las grietas son frescas y sin relleno y
por esto se supone que se abrieron directamente después de la excavación (ver Figura 11). No
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Niv
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[m
]
Profundidd de Perforación [m]
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existen indicios de daños por voladura que pueden haber provocado la formación de las
grietas.
Independiente de la interpretación que se aplica al fenómeno, se presenta el riesgo de que
cualquier cambio del campo de tensiones en el estribo derecho será propenso de iniciar o
acentuar el agrietamiento de la roca. En consecuencia, se considera prudente minimizar en
cuanto posible la excavación de roca en la ribera derecha.
3 CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES 3.1 ESTABILIDAD DE LA LADERA IZQUIERDA
El Derrumbe Molino es geométricamente viable. Pero las amplias exploraciones del subsuelo
no encontraron impactos graves o desfavorables en la condición de la roca de fondo como
suelen asociarse con tal evento (e. g. suelos permeables de un valle enterado por debajo de la
masa del derrumbe, horizontes anchos de roca destruida por movimientos gravitacionales).
Obviamente se debe tomar en consideración en el análisis de estabilidad de la presa la
presencia de cizallas a profundidad. Pero como ya indica el análisis realizado por Rizzo, la
activación de la resistencia pasiva de la ladera derecha va impedir movimientos en sentido
transversal al valle, quiere decir en sentido del supuesto Derrumbe Molino.
En cambio, los resultados del monitoreo geodésico y por medio de inclinómetros confirman
las inquietudes relativas a la instabilidad de horizontes superficiales de la ladera. De acuerdo
con los datos obtenidos, el espesor del material actualmente inestable es modesto, no
superando los 30 m y se limita a la Sección Baja e Intermedia de la ladera.
En esta situación el enfoque de las medidas de estabilización puede concentrarse en los suelos
superficiales y la roca deteriorada. Puesto que las medidas de estabilización eventualmente
adoptadas, se van por lo menos en parte aprovechar de la roca sana de fondo (por ejemplo
para anclar los tendones), es necesario tomar en consideración también la estructura de esta
roca. Como muestra el simple análisis estructural, existe en la Sección Baja de la ladera la
posibilidad de movimientos de bloques conformados por las discontinuidades estructurales si
se aplican fuerzas en direcciones desfavorables. La fisuración observada en el túnel de desvío
y en el pique de las compuertas afirma esta posibilidad.
Las observaciones de campo así como ciertos datos informados en los estudios consultados
implican probables complicaciones en las condiciones hidrogeológicas, con la existencia de
barreras hidrogeológicas en la roca sana de fondo y napas colgadas en los suelos y roca
deteriorada superficial. Se recomienda buscar información adicional en las partes diarias de
perforación.
A pesar del volumen excepcional de investigaciones del subsuelo ejecutado, el asentamiento
geológico deja incertitudes que invitan controversias de interpretación. Una manera de reducir
el marco de incertitudes se ofrece por registros video o ultrasónico de los pozos de
perforación que permitirían la determinación de los elementos estructurales en la roca y de
aclarecer la naturaleza de los tramos donde no se consiguió muestreo representativo. Pero los
pozos ya no son accesibles y en la situación actual resulta difícil exigir perforaciones
adicionales. Otra opción será la excavación de galerías de exploración. Las galerías ofrecen la
mejor información geológica y geotécnica y, adecuadamente ubicadas, pueden servir como
galería de inyección y/o de drenaje. De esta forma constituyen componente productivo del
proyecto definitivo y no solamente una inversión a fines académicos.
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Proyecto Hidroeléctrico Río San Pedro - Memoria Geológica sobre la Visita en Noviembre 2012
Se recomienda entonces:
Profundizar la evaluación hidrogeológica
Incorporar en el análisis y diseño de las medidas de estabilización también la reacción
de la roca sana en la base del material actualmente movido
Excavar una galería de investigación y de drenaje.
El informe de INGETEC presenta un diseño preliminar de medidas de estabilización mediante
contrafuertes, tendones y drenajes. Tales medidas se aplicaron con buen éxito en otros
proyectos. En el caso del proyecto San Pedro se ve cierto inconveniente en la condición de
que con la construcción de contrafuertes se pierde acceso a los tendones, de manera que no
será posible realizar mantenimiento, como por ejemplo ajuste de tensiones o restitución de
tendones dañados. Otro aspecto que valga aclarar es la redistribución en el tiempo de las
cargas entre los tendones y los contrafuertes.
3.2 LADERA DERECHA
No se lograba determinar claramente la causa del desarrollo de las grietas en la ladera
derecha. En consecuencia, persiste incertitud relativa al tratamiento apropiado a aplicar.
Las interpretaciones ofrecidas en los informes concuerdan en atribuir las deformaciones a una
particular combinación de tensiones. Por esto se tiende a reiterar la recomendación de una
determinación del campo de tensiones en la ladera derecha. Esto se puede hacer por
“overcoring” o por “borehole slotting” (ver Figura 11). También puede resultar útil una
evaluación interferométrica de imágenes satelitales que permite determinar pequeñas
deformaciones de la superficie.
Figura 12: Equipo de “borehole slotting” (copiado de la documentación de la empresa GIF de
Alemania)