INFORMACIÓN GEOLÓGICA DE LA COMUNA DE ALTO HOSPICIO. Geología y suelos salinos

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1 INFORMACIÓN GEOLÓGICA DE LA COMUNA DE ALTO HOSPICIO Geología y suelos salinos Agosto, 2014

2 1. GEOLOGÍA COMUNA DE ALTO HOSPICIO (Marquardt y otros, 2008). La comuna de Alto Hospicio está labrada sobre las Unidades neógenas denominadas por Marquardt y otros (2008) Gravas de Alto Hospicio (MPah). Corresponde a una secuencia de gravas bien consolidadas y areniscas de origen aluvial, con algunas intercalaciones de cenizas de caída (Fig. 1.1). Una característica sobresaliente de la secuencia de gravas y arenas, es que se encuentra fuertemente cementada por sales solubles. Observaciones hechas por los autores, constan de niveles en que el material clástico ha sido completamente desplazado durante el proceso de formación de suelo. Esta fuerte cementación podría ser explicada mediante el transporte de aguas subterráneas a través de fracturas y estructuras de orientación este-oeste y en menor proporción, por la percolación y disolución de costras salinas precipitadas en superficie. La unidad tiene un importante desarrollo interno de grietas rellenas de material fino. Dichas fracturas se asocian a la contracción y expansión del depósito más superficial, debido a las variaciones en el volumen de las sales contenidas en él como respuesta a cambios bruscos de temperatura y humedad. Dicha unidad está delimitada en la Cordillera de la Costa, por depresiones tectónicas de orientación preferente NS y hacia el oeste por el Gran Acantilado Costero. Se adjunta mapa Geológico en el cual se definen los límites de la Unidad Gravas de Alto Hospicio, escala 1: Fig 1.1. Gravas de Alto Hospicio en vía que conecta Iquique con Alto Hospicio (Ruta 16). Se observa la alternancia de niveles de gravas gruesas y materiales finos muy bien laminados con numerosas grietas rellenas de depósitos finos y/o materiales salinos.

3 2. ANÁLISIS DE COMPOSICIÓN DE SALES EN LA COMUNA DE ALTO HOSPICIO IDIEM de la Universidad de Chile ha realizado un estudio de mecánica de suelos (Informe N A), cuyo principal objetivo consiste en la generación de un documento que contenga los lineamientos para determinar si un suelo es colapsible o no frente a la infiltración de aguas y la eventual disolución de las sales cementantes. En dicho documento, se menciona que la presencia de sales en cantidades significativas dentro de la estructura del suelo, ocasiona que ésta posea una rigidez considerablemente alta en estado seco, lo que implica que las deformaciones que se producen al ser cargados por una fundación son muy reducidas (IDIEM, 2010). Los suelos salinos al verse sometidos a la infiltración y percolación de agua sufren la disolución de sales, provocando el reacomodo de las partículas traducido en oquedades en el subsuelo y pérdida de rigidez. A continuación se mostrará un resumen de los resultados obtenidos en dicho estudio, para las comunas de Iquique y Alto Hospicio Calicata Iquique Se realizó una calicata ubicada en las arenas del Cerro Dragón. Las coordenadas se presentan en la siguiente tabla (Tabla 2.1), junto con una imagen de ubicación aproximada (Fig.2.1). Sistema de coordenadas Calicata Geográfica WGS 84 Iquique S W E: N: Tabla 2.1. Coordenadas Calicata Iquique- Cerro Dragón. La estratigrafía de la calicata corresponde a la descrita en la Tabla 2.2: Horizonte Cotas límites Espesor Descripción N Arena media a fina de origen eólico, color café claro, compacidad baja en superficie, aumentando con la profundidad, humedad baja a nula, estructura homogénea, contenido de finos bajo a nulo. Tabla 2.2. Estratigrafía Calicata Iquique-Cerro Dragón.

4 Fig 2.1. Ubicación aproximada calicata Iquique-Cerro Dragón Calicata Alto Hospicio En Alto Hospicio se efectuaron dos calicatas, una ubicada adyacente a la planta de tratamiento de aguas servidas de Aguas del Altiplano, y la restante a las afueras de la ciudad (caliche). Las coordenadas (Tabla 2.3), ubicación aproximada (Fig.2.2) y estratigrafía (Tablas 2.4 y 2.5.) se presentan a continuación: Sistema de coordenadas Calicata Geográfica WGS 84 Alto Hospicio Planta Tratamiento S W E: N: Alto Hospicio Caliche S E: W N: Tabla 2.3. Coordenadas Calicatas Alto Hospicio.

5 Fig 2.2. Ubicación Calicatas efectuadas en Alto Hospicio. Horizonte Cotas Límites Espesor Descripción N Arena limosa color café, compacidad baja, graduación uniforme, estructura homogénea, humedad nula Arena media a gruesa color café claro, compacidad alta por cementación causada por sales, estructura homogénea, humedad baja, plasticidad nula, gradación uniforme Lente de cristalizado. sal de color blanco Arena gruesa color café, mal graduado, compacidad alta por cementación causada por sales, estructura homogénea, humedad baja a nula, plasticidad nula. Entre 1.50m y 1.55m se observa un lente de sal cristalizada Arena gruesa color café, compacidad alta por cementación causada por sales, estructura homogénea, mal graduado, humedad media a baja. Tabla 2.4. Estratigrafía Calicata Alto Hospicio Planta Tratamiento.

6 Horizonte Cotas Límites Espesor Descripción N Arena limosa color café, compacidad baja, estructura homogénea, humedad nula, gradación uniforme, plasticidad de los finos baja a nula Lente de sal de color blanco cristalizado Arena gruesa color café, mal graduado, compacidad muy alta por fuerte cementación causada por sales, estructura heterogénea, humedad nula, plasticidad nula. Se observan gravas y gravillas de hasta 2 de cantos angulares. Al final del pozo se encuentran clastos tipo roca, imposibilitando continuar con los métodos manuales. Tabla 2.5. Estratigrafía Calicata Alto Hospicio Caliche Cantidad de sales solubles de las calicatas estudiadas Los ensayos realizados para la determinación del contenido de sales solubles totales fueron mediante lixiviación acuosa (cloruros y sulfatos). El criterio considerado para la determinación de colapsabilidad de suelos suelos según Idiem comprende lo siguiente: Si el contenido de Sales solubles (SS) es menor a un 2%: Suelo no colapsible por disolución de sales solubles. Por tanto, se recomienda un diseño tradicional de fundaciones: A pesar de ser suelos no colpasibles, se recomienda verificar la colapsabilidad de suelo finos y areno limosos secos porosos mediante los criterios tradicionales (Gibbs, 1961, en IDIEM, 2010). Para contenidos de sales solubles (SS) mayor a 2%: Suelo colpasible por disolución de sales solubles. En este caso, se recomienda adoptar medidas de diseño y constructivas para evitar y disminuir los efectos de asentamientos en estructuras (Ver recomendaciones de diseño y constructivas generales para el tratamiento de obras en suelos salinos, Protocolo de colapsabilidad de suelos salinos, IDIEM, 2010). Los resultados de la cantidad de sales solubles para las 3 calicatas realizadas (una en Iquique y dos en Alto Hospicio), se detallan a continuación:

7 2.3.1 Calicata Iquique Tabla 2.6. Cantidad de sales solubles calicata Iquique-Cerro Dragón. Fig 2.3. Cantidad de Sales en Profundidad. Calicata Iquique Cerro Dragón. En los resultados (Tabla 2.6.) se desprende que los contenidos de sales solubles (SS) totales en la calicata Iquique-Cerro Dragón, no supera el 2% en los 3,15 m de muestreo. Los contenidos de cloruros son más elevados que el de sulfatos, alcanzando el 0,18% en la superficie, hasta los 1,65m de muestreo (Fig.2.3.).

8 Calicatas Alto Hospicio Calicata Alto Hospicio-Planta Tratamiento. Tabla 2.7. Cantidad de sales solubles calicata Alto Hospicio-Planta Tratamiento. Fig 2.4. Cantidad de sales en profundidad. Calicata Alto Hospicio-Planta tratamiento Calicata Alto Hospicio-Caliche. Tabla 2.8. Cantidad de Sales solubles calicata Alto Hospicio-Caliche.

9 Fig 2.5. Cantidad de sales en profundidad. Calicata Alto Hospicio-Caliche. A partir de los gráficos anteriores (Fig. 2.4 y 2.5), de dos calicatas realizadas en la comuna de Alto Hospicio, se observa que los suelos presentan un contenido mayor al 2% de sales solubles totales tanto como cloruros. En ambos casos, los primeros 1,5m hay valores sobre los 5,51% de sales solubles totales y 2,9% de cloruros (Tablas 2.7 y 2.8). Los contenidos de sulfatos son más homogéneos, alcanzando el 0,67% y destacando sus contenidos en la muestra de Alto Hospicio-Caliche. (Para más detalle, ver Informe N A: Lineamientos para determinación de colapsabilidad de suelos por disolución de sales, 2010 realizado por el IDIEM). Dado los criterios establecidos por IDIEM, para identificar si un suelo salino es colapsible frente a la acción de agua, se ha definido que, para suelos con un contenido de sales solubles totales, inferiores a 2%, el suelo se asienta en forma reducida. Suelos con suelo mayor o igual a 2%, son susceptibles a generar asentamientos nocivos para edificaciones (Informe N A, Anexo A: Protocolo para Definición de Colapsabilidad de Suelos Salinos: Exploración Geotécnica, Ensayos de Laboratorio y Análisis de Datos). 2.4 Composición de sales solubles en comuna de Alto Hospicio El análisis para caracterizar las sales presentes en las unidades Gravas de Alto Hospicio fue efectuado en los laboratorios de este Servicio y consiste en la metodología de difracción de rayos X, con el objetivo de identificar la mineralogía contenida en el suelo. De los 46 puntos muestreados, 24 muestras evidencian un peak con la presencia de Halita (NaCl) y sólo 1 peak que representa Sanidina (KCl).

10 3. CONCLUSIONES FINALES A partir de los resultados expuestos se concluye que los suelos en los que encuentra emplazada la comuna de Alto Hospicio son colapsables ante la disolución de sales contenidos en la matriz de la unidad geológica, conocida como Gravas de Altos Hospicio. Según los lineamientos metodológicos de IDIEM, en los 3 puntos muestreados al interior de la ciudad, existe un % promedio mayor a un 2%, por lo que las medidas de mitigación en cuanto al diseño y cuidado de los suelos debe ser rigurosa y supervisada. El recubrimiento de cañerías ante una eventual infiltración o la disminución de regadío en estos sitios, son algunas de las medidas preventivas ante la disolución y posterior colapso de los suelos salinos. Ante todo, el riesgo geológico descrito no impide el uso de estos suelos, sino que demanda una serie de medidas específicas, tendentes a evitar o mitigar impactos negativos potenciales. REFERENCIAS IDIEM, Estudio de Mecánica de suelos Lineamientos para la determinación de Colapsabilidad de Suelos Salinos por disolución de sales. Informe N A. Marquardt, R.; Marinovic, S.; Muñoz, V Geología de las ciudades de Iquique y Alto Hospicio. Región de Tarapacá. Carta Geológica de Chile. Serie Geología básica. No. 113.

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