Subsidencia

Casa chamada The Crooked House, resultado da subsidencia mineira do século XIX en Staffordshire, Inglaterra.

A estrada de Mam Tor destruída por subsidencias e cizallamentos, en Castleton, Derbyshire

Subsidencia é un termo xeral para o movemento vertical descendente da superficie terrestre, que pode ser causado tanto por procesos naturais como por actividades humanas. Este afundimento implica pouco ou ningún movemento horizontal, o que a distingue do movemento descendente de pendente.

Os procesos que conducen á subsidencia inclúen a disolución das rochas carbonatadas subxacentes polas augas subterráneas; compactación gradual dos sedimentos; retirada de lava fluída de debaixo dunha codia de rocha solidificada; minería; bombeo de fluídos subterráneos, como augas ou petróleo; ou deformación da codia terrestre por forzas tectónicas. O afundimento resultante da deformación tectónica da codia coñécese como subsidencia tectónica e pode crear aloxamento para que os sedimentos se acumulen e, finalmente, se litifiquen na rocha sedimentaria.

A subsidencia do chan é de preocupación global para xeólogos, enxeñeiros xeotécnicos, topógrafos, enxeñeiros, urbanistas, propietarios de terreos e o público en xeral. O bombeo de augas subterráneas ou de petróleo provocou un afundimento de até 9 metros en moitos lugares do mundo e incorrendo en custos medidos en centos de millóns de dólares estadounidenses.

Causas

Disolución de pedra calcaria

Lagunillas - Ciudad Ojeda no lago de Maracaibo, con muros de contención. Apreciase a subsidencia debido á explotación centenaria de hidrocarburos na zona.

O afundimento adoita causar problemas importantes nos terreos cársticos, onde a disolución da pedra calcaria polo fluxo de fluídos no subsolo crea baleiros (é dicir, covas). Se o teito dun baleiro se debilita demasiado, pode colapsar e a rocha e a terra que se sobrepoñen caerán ao espazo, provocando un afundimento na superficie. Este tipo de afundimento pode provocar sumidoiros que poden ter moitos centos de metros de profundidade.

Minería

Varios tipos de minería subterránea e, concretamente, métodos que provocan intencionadamente o colapso do baleiro extraído (como a extracción de piares, a minería de paredes longas e calquera método de minería metálica que utilice a "espeleoloxía", como a "espeleoloxía en bloque" ou a "espeleoloxía sub-nivel". ) provocará un afundimento da superficie. O afundimento inducido pola minería é relativamente previsible na súa magnitude, manifestación e extensión, excepto cando se produce un colapso repentino de piares ou túneles preto da superficie (xeralmente traballos moi antigos). O afundimento inducido pola minería case sempre está moi localizado na superficie sobre a área minada, ademais dunha marxe ao redor do exterior. A magnitude vertical do afundimento en si non causa problemas, agás no caso da drenaxe (incluíndo a drenaxe natural), senón que son as deformacións de compresión e tracción da superficie asociadas, a curvatura, as inclinacións e o desprazamento horizontal que son a causa do peor. danos ao medio natural, edificios e infraestruturas.

Onde se planifica a actividade mineira, o afundimento inducido pola minería pódese xestionar con éxito se hai cooperación de todas as partes interesadas. Isto conséguese mediante unha combinación dunha planificación coidadosa da mina, a toma de medidas preventivas e a realización de reparacións despois da explotación mineira.

Estabilizando casas danadas sobre a mina subterránea en Bradenville, PA, EUA

Tipos de afundimento do terreo

Extracción de petróleo e gas natural

Se se extrae gas natural dun xacemento de gas natural, a presión inicial (até 60 MPa (600 bar)) no campo descenderá ao longo dos anos. A presión axuda a soportar as capas de solo por riba do campo. Se se extrae o gas, o sedimento de sobrecarga compacta e pode provocar terremotos e afundimentos no nivel do chan.

Desde que a explotación do campo de gas de Slochteren (Holanda) comezou a finais da década de 1960, o nivel do chan a máis de 250 A área de km ² reduciuse nun máximo actual de 30 cm.

A extracción de petróleo tamén pode provocar un afundimento importante. A cidade de Long Beach, California, experimentou 9 metres (30 ft) ao longo de 34 anos de extracción de petróleo, o que provocou danos de máis de 100 millóns de dólares ás infraestruturas da zona. O afundimento detiuse cando os pozos de recuperación secundarios bombearon auga suficiente ao depósito de petróleo para estabilizalo.

Terremoto

O afundimento da terra pode ocorrer de varias maneiras durante un terremoto. Grandes superficies de terreo poden diminuír drasticamente durante un tremor de terra debido á compensación nas liñas de falla. O afundimento de terras tamén pode producirse como resultado da sedimentación e compactación de sedimentos non consolidados debido á sacudida dun terremoto.

A Autoridade de Información Xeoespacial do Xapón informou do afundimento inmediato causado polo terremoto de Tōhoku de 2011. No norte do Xapón, un afundimento de 0,50 m foi observado na costa do océano Pacífico en Miyako, Tōhoku, mentres que Rikuzentakata, Iwate deu medidas de 0,84 m (2,75 pés). No sur en Sōma, Fukushima, observouse 0,29 m. A medida máxima da subsidencia foi de 1,2 m, unido a un diastrofismo horizontal de ata 5,3 m, na península de Oshika na prefectura de Miyagi.

Afundimento relacionado coas augas subterráneas

Afundimento por subsidencia do val de San Joaquín, California.

O afundimento relacionado coas augas subterráneas é o afundimento (ou o afundimento) do terreo resultante da extracción de augas subterráneas. É un problema crecente no mundo en desenvolvemento a medida que as cidades aumentan a súa poboación e o uso de auga, sen unha regulación e aplicación de bombeo adecuadas. Unha estimación ten o 80% dos problemas graves de afundimento de terras asociados á extracción excesiva de augas subterráneas, converténdoo nun problema crecente en todo o mundo.

As flutuacións das augas subterráneas tamén poden afectar indirectamente a descomposición da materia orgánica. A habitación das terras baixas, como as chairas costeiras ou deltais, require drenaxe. A aireación resultante do solo leva á oxidación dos seus compoñentes orgánicos, como a turba, e este proceso de descomposición pode provocar un afundimento significativo do terreo. Isto aplícase especialmente cando os niveis das augas subterráneas se adaptan periodicamente ao afundimento, co fin de manter as profundidades das zonas insaturadas desexadas, expoñendo cada vez máis turba ao osíxeno. Ademais disto, os solos drenados consolídanse como resultado do aumento do estrés efectivo. Deste xeito, o afundimento de terras ten o potencial de autoperpetuarse, tendo taxas de até 5 cm/ano. A xestión da auga adoitaba axustarse principalmente a factores como a optimización dos cultivos, pero, en diferentes graos, tamén se tivo en conta evitar a subsidencia.

Inducida por fallas

Cando existen tensións diferenciais na Terra, estas pódense acomodar ben por fallas xeolóxicas na codia fráxil ou por fluxo dúctil no manto máis quente e fluído. Cando se producen fallas, pode producirse un afundimento absoluto no teito de fallas normais. En fallas inversas ou dobras-falla (acabalgamentos), pódese medir o afundimento relativo no muro.

Subsidencia isostática

A codia flota na astenosfera, cunha proporción de masa por debaixo da "superficie" en proporción á súa propia densidade e á densidade da astenosfera. Se se engade masa a unha área local da codia (por exemplo, a través da deposición ), a codia diminúe para compensar e manter o equilibrio isostático.

O oposto ao afundimento isostático coñécese como rebote isostático: a acción da codia que volve (ás veces durante períodos de miles de anos) a un estado de isostacia, como despois do derretemento de grandes capas de xeo ou o secado dos grandes lagos despois da última idade de xeo. O lago Bonneville é un exemplo famoso de rebote isostático. Debido ao peso da auga mantida no lago, a codia terrestre diminuíu case 61 m. Cando o lago secou, a codia rebotou. Hoxe no lago Bonneville, o centro do antigo lago está a uns 61 m máis alto que as antigas beiras do lago.

Efectos estacionais

Moitos solos conteñen proporcións significativas de arxila. Debido ao tamaño de partícula moi pequeno, vense afectados polos cambios no contido de humidade do solo. O secado estacional do chan produce unha diminución tanto do volume como da superficie do solo. Se as cimentacións do edificio están por riba do nivel alcanzado polo secado estacional, móvense, o que pode provocar danos no edificio en forma de fendas afiladas.

As árbores e outra vexetación poden ter un efecto local significativo no secado estacional dos solos. Ao longo de varios anos, prodúcese un secado acumulado a medida que a árbore crece. Isto pode levar ao oposto ao afundimento, coñecido como alza ou inchazo do chan, cando a árbore decae ou é talada. A medida que se inverte o déficit de humidade acumulado, que pode durar até 25 anos, o nivel da superficie ao redor da árbore aumentará e expandirase lateralmente. Iso adoita danar os edificios a non ser que os cimentos fosen reforzados ou deseñados para facer fronte ao efecto.

Impactos

Cidades afundidas

As cidades que se afunden son ambientes urbanos que corren perigo de desaparecer debido ás súas paisaxes en rápida transformación. Os maiores contribuíntes a que estas cidades se volvan inhabitables son os efectos combinados do cambio climático (manifestado pola subida do nivel do mar, a intensificación das tormentas e as mareas de tempestade), o afundimento do terreo e a aceleración da urbanización. Moitas das cidades máis grandes e de máis rápido crecemento do mundo están situadas ao longo dos ríos e costas, o que expoñe a desastres naturais. A medida que os países seguen investindo persoas, activos e infraestruturas nestas cidades, o potencial de perdas nestas áreas tamén aumenta. As cidades que se afunden deben superar barreiras substanciais para prepararse adecuadamente para o dinámico clima ambiental actual.

Véxase tamén

Outros artigos

• Asentamento (estrutural)
• Codia terrestre
• Drenaxe ácida de minas
• Grupo de Traballo da UNESCO sobre Subsidencia de Terras (UNESCO)
• Minaría
• Soporte lateral e subxacente, concepto relacionado no dereito da propiedade
• Solo
• Subsidencia tectónica