georadar presa

III CONGRESO DE GEOFSICA (GEOFISICA2005) Geofsica Ambiental, Trabajos Geotcnicos y Bsqueda de agua GEF4-5

PRIMERA CONVENCIN CUBANA DE CIENCIAS DE LA TIERRA, GEOCIENCIAS2005. Memorias en CD-Rom, La Habana, 5-8 de Abril del 2005

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INVESTIGACIONES CON GEORADAR EN LA CORTINA DE LA PRESA CAUTO EL PASO Ing. Marcial Guerra Pieiro(1) , Ing. Jorge Acosta Breal(1) , Ing. Orlando Dussac Tamayo(1) Ing. Alfredo de Jess Hernndez Ramsay(1) , Ing. Maria Gentoiu(1)

Empresa Geominera Oriente, Carretera de Siboney km.2, Alturas de San Juan Santiago de CubaTelf.: 643836; 641603; 642624, Fax: (53-226)87130

Email: [email protected], [email protected]

RESUMEN El grupo de Servicios Geofsicos de la Empresa Geominera de Oriente, ejecut en un sector de la cortina de la Presa Cauto el Paso, de la provincia Granma, trabajos geofsicos utilizando la tcnica conocida como GPR (Georadar). Esta tecnologa permite obtener imgenes del subsuelo con una elevada resolucin, aportando un gran volumen de informacin. La utilizacin del Georadar en el estudio de las condiciones ingeniero geolgicas y conservacin de las caractersticas geolctricas asociadas a las condiciones originales en la construccin de las obras civiles, es de uso amplio en la actualidad con excelentes resultados y confiabilidad En la presa Cauto el Paso se aprecian desde hace algn tiempo, agrietamientos en un sector de la cortina. Con la tarea de realizar una evaluacin preliminar de estos problemas se ejecutaron en cuatro perfiles investigaciones con el sistema Georadar para detectar las posibles causas. Los trabajos estuvieron orientados para el estudio preliminar, de un sistema de grietas y posibles deslizamientos en una seccin de talud de la presa, esta seccin de la cortina de la presa, es coincidente con un rea del talud donde se estn produciendo igualmente fenmenos de agrietamientos. La aplicacin de esta tcnica geofsica (GPR) nos permiti, que se mapearan por hiprbolas muy bien definidas las obras ingenieras existentes, relacionadas con el canal de riego, y la toma de agua del canal magistral. En el tramo estudiado de la cortina, se cartografan zonas que pueden estar afectadas en sus caractersticas fsico-mecnicas, las cuales se asocian con zonas de filtracin y canalizacin de agua, as como zonas de sufusin, que pueden provocar riesgo, en la estabilidad de la obra. ABSTRACT The group of Geophysical Services of the Empresa Geominera Oriente, It executed in a sector of the curtain of the Cauto Prey the Step, of the county Granma, geophysical works using the well-known technique as GPR (Georadar). This technology allows to obtain images of the underground with a high resolution, contributing a great much information.. The use of the GPR in the geologic conditions engineer's study and conservation of the characteristic geolctricas associated to the original conditions in the construction works, is at the present time of wide use with excellent results and dependability In the Cauto prey the Step is appreciated for some time, crackings in the curtain. With the task of carrying out a preliminary evaluation of these problems were executed in four you profile investigations with a system GPR to detect the possible causes. The works were guided for the preliminary study, of a system of cracks and possible slips in a section of bank of the prey, this section of the curtain of the prey, is coincident with the bank where they are taking place phenomenons of crackings equally. The application of this geophysical technique (GPR) it allowed us that you mapearan for hyperbolas very well defined the works ingeniers, related with the watering channel, and the taking of water of the masterful channel. In the studied tract of the curtain, you t can be affected in their physical-



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mechanical characteristics, being able to be associated with filtration of water, as well as sufusin areas that can cause risk, in the stability of the work. INTRODUCCION El geo-radar, radar de subsuelo o GPR (Ground Probing Radar) es una tcnica relativamente nueva para la investigacin a poca profundidad del subsuelo. A pesar de ser un mtodo de prospeccin electromagntica, sus fundamentos son muy distintos a los dems mtodos EM, ya que a las elevadas frecuencias que opera, las propiedades de desplazamiento elctrico (polarizacin) dominan sobre las propiedades conductivas en la mayor parte de los materiales. Esta tecnologa permite obtener imgenes del subsuelo con una elevada resolucin, aportando un gran volumen de informacin. Por sus caractersticas algunos autores la comparan con la ssmica de reflexin. Los trabajos se concibieron para el estudio preliminar de los siguientes problemas:

Estudiar un sistema de grietas y posibles deslizamientos en una seccin de talud de la presa .

Estudio de una seccin de la cortina de la presa coincidente con el rea del

talud donde se estn produciendo estos fenmenos de agrietamientos. El equipo utilizado es un sistema georadar modelo RAMAC GPRTM de fabricacin Sueca. Para ejecutar los trabajos de campo se utiliz la antena de 50 Mherz, que permite estudiar hasta una profundidad aproximada de 20 m y lograr as una primera imagen de los posibles problemas que afectan a la presa. En este trabajo las principales caractersticas fsicas que el georadar permitir analizar estarn basadas en los contrastes de la constante dialctrica ,de la conductibilidad elctrica y de la impedancia elctrica de los materiales que componen la cortina de la presa as como la influencia del medio. Se ejecutaron 4 perfiles, que se referencian visualmente sobre el terreno a algunas estaciones topogrficas existentes. El primer perfil con una longitud aproximada de 350m, se realiza en una seccin de la cortina, los otros ms cortos en el talud donde se observan la presencia de algunas grietas. El paso de medicin en todos los casos fue de 0.30m, con el objetivo de lograr imgenes de gran continuidad.



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Figura 1 Cortina de la Presa

En la Fig. 1 , se presenta el radargrama realizado en la seccin de la cortina estudiada. En el nivel de profundidad y a una distancia entre 4-6 metros, se obtiene un fenmeno similar en los intervalos de 30 60 (observar lnea roja discontinua) y 80- 100 metros respectivamente, donde existe un rompimiento de las reflexiones, este fenmeno nos podra estar indicando un debilitamiento o cambios en las caractersticas fsicas y mecnicas del suelo en esta rea. En el intervalo de 100 200 metros aproximadamente se observa un fenmeno complejo de un conjunto de hiprbolas que estn asociadas a las obras ingenieras del tnel compuerta tubera de metal que canalizan las aguas del canal, reflejando y describiendo esas estructuras. . En el tramo de 200 240 metros aproximadamente se observa otro nivel de reflexiones de las ondas electromagnticas mejor definidas indicndonos caractersticas geoelctricas diferentes en esta rea , pudiendo estar producindose fenmenos fsicos mecnicos que estn alterando (alteran) el medio y el estado de la compactacin en este nivel de la cortina ; como se puede observar coincide con el mismo nivel que el intervalo ya descrito de 30 y 60 metros a una profundidad entre los 6 7 metros. En el intervalo de 250 280 metros se observa que esta frontera, indicada por las reflexiones, presenta dos tendencias , una de las ramas tiende a ascender y la otra a descender , esto puede estar asociado a un proceso de alteracin y cambios de las condiciones de compactacin del suelo o de humedad, este fenmeno se acenta a partir



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de los 280 metros( se seala por la lnea roja discontinua) donde se pierde totalmente la estratificacin de las reflexiones. En esta zona (aparecen) algunas hiprbolas en el radargrama que pudieran indicar procesos de sufusin. Esta rea debe ser estudiada con mayor detalle tenindose en cuenta los resultados del georadar y la coincidencia espacial con el fenmeno geolgico que se est produciendo en el talud y que consideramos que es provocado por filtraciones que ocurren en esta zona de debilitamiento en la cortina. TALUDES En el talud donde se observan los procesos de agrietamiento, se realizaron tres perfiles perpendiculares a la direccin del sistema de grietas. En dichos perfiles se puede observar un incremento del nivel de reflexin de las ondas electromagnticas en la direccin perpendicular al canal , alejndose de este (Fig. 2). Este incremento de las reflexiones puede estar asociado a zonas de estratificacin del suelo, donde se alternan capas de diferentes caractersticas fsicas y que podran estar favoreciendo al agrietamiento, asociado a zonas de filtracin del agua, y al deslizamiento de este paquete de material. En la Fig.2 se observa ntidamente una zona de posible debilitamiento, que coincide con grietas observadas en el terreno.

Figura 2. Corresponde al perfil intermedio realizado, perpendicular a la direccin longitudinal de cortina de la presa, en el talud donde se est produciendo el agrietamiento



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CONCLUSIONES El estudio preliminar realizado con la tcnica Radar revela: La existencia de hiprbolas muy bien definidas estn relacionadas con las obras

ingenieras existentes. Las lneas de fuerte reflexiones pueden estar cartografando zonas que pueden estar

afectadas en sus caractersticas fsico-mecnicas: agrietamientos, debilitamiento de la compactacin por penetracin de la humedad, y zonas con presencia de fenmeno de sufusin .

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