Proyecto: PG Pailas II

Transcripción

1 CENTRO DE SERVICIO DISEÑO Informe de Diseño Proyecto: PG Pailas II Consecutivo CSD: Número de Orden de Servicio: Consecutivo Informe de Diseño: CSD-ID Áreas Participantes Ingeniería Geológica CS Diseño Ingeniería Geotécnica CS Diseño Junio, 2014

2 CONTROL DE ELABORACIÓN, REVISIÓN Y APROBACIÓN Elaboró Dependencia Firma Fecha Ing. Karol Cruz Lizano Área de Ingeniería Geotécnica Geol. Natalia Montes Ruiz Área de Ingeniería Geológica Revisó Dependencia Firma Fecha Ing. Rafael Kauffmann Incer Área de Ingeniería Geotécnica Geol. Edwin Zamora Núñez Área de Ingeniería Geológica Aprobó Dependencia Firma Fecha Ing. Mauricio Varela Área de Ingeniería Ramírez Geotécnica CONTROL DE CAMBIOS Versión 1 2 Apartado Modificado Fecha de Modificación Justificación CSD-ID

3 INDICE DE CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN METODOLOGÍA DESCRIPCIÓN DE LA INVESTIGACIÓN Trabajo de campo Trabajo de laboratorio RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN Geología Regional Flujos Piroclásticos Guachipelín (Formación Pital) Lavas del actual Rincón de la Vieja Debris Avalancha Perfil típico del terreno y nivel freático Descripción de trincheras exploratorias Descripción geológica de perforaciones a rotación Ensayos con presiómetro Menard y dilatómetro Goodman Perfiles geofísicos de refracción sísmica Descripción de perfiles geofísicos de resistividad eléctrica Geología Local Debris Avalanche del Rincón de la Vieja (Lahar): Brecha superior Lavas (del actual Rincón de la Vieja) Brecha inferior CSD-ID

4 Flujo de Pómez (ignimbrita) Condición de nivel freático y las aguas subterránea Resultados de los ensayos de laboratorio CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA Clasificación de la roca intacta Trabajo realizado Análisis de resultados Criterio de ruptura de la roca intacta Clasificación del macizo rocoso Resistencia al corte del macizo rocoso Deformabilidad del macizo rocoso MODELO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO DEL TERRENO ANÁLISIS Y DISEÑO GEOTÉCNICO Capacidad de soportante Cálculo de asentamientos Análisis de estabilidad de taludes en corte y relleno Relleno de sustitución Recomendaciones constructivas y excavaciones Parámetros de diseño sísmico AMENAZAS NATURALES POTENCIALES Amenaza volcánica Amenaza sísmica y fallamiento Emanación de gases CAPACIDAD DE INFILTRACIÓN DEL TERRENO CSD-ID

5 9.1. Tasa de Infiltración y Velocidad de Infiltración CONCLUSIONES GEOLÓGICAS MODELO DE REFRACCIÓN SÍSMICA MODELO GEOELÉCTRICO MODELO GEOLÓGICO GEOTÉCNICO AMENAZAS NATURALES POTENCIALES RECOMENDACIONES GENERALES BIBLIOGRAFÍA ANEXOS CSD-ID

6 1. INTRODUCCIÓN A solicitud del Ing. Didier Ugalde Rodriguez, Coordinador de Construcción del Proyecto Geotérmico Las Pailas, se realizó el estudio geológico geotécnico del sitio donde se construirá la casa de máquinas del Proyecto Geotérmico Pailas II. El informe fue realizado por la Ing. Karol Cruz Lizano y Geol. Natalia Montes Ruíz, revisado por el Ing. Rafael Kauffmann Incer y el Geol. Edwin Zamora Núñez, pertenecientes a las Áreas de Ingeniería Geotécnica e Ingeniería Geológica, y aprobado por el Ing. Mauricio Varela Ramírez, perteneciente al Área de Ingeniería Geotécnica, con esto se avala la calidad del presente informe. El sitio en estudio se encuentra en la provincia de Guanacaste, cantón de Liberia y distrito Curubandé, entre las coordenadas entre las coordenadas CRTM05: E / N, E / N, E / N y E / N de la hoja topográfica Curubandé 1: En la figura 1 se muestra la distribución de la edificación en planta. Figura 1. Ubicación de la zona de estudio de Casa de Máquinas II (Tomado y modificado de la Hoja Topográfica Curubandé 1: ) CSD-ID

7 Para la construcción de la casa de máquinas se dispone de un terreno con un área aproximada de m 2. La topografía natural de la zona es ondulada con pendientes naturales entre el 7% y 10%. Se propone realizar una terraza para la ubicación de casa de máquinas a una elevación de 670 msnm, lo cual generaría taludes de corte entre 10 m y 15 m de altura. La ubicación de las diferentes obras a construir se muestra en la figura 2. Figura 2. Ubicación de las obras y movimiento de tierras para la construcción de la casa de máquinas de PG Pailas II Este estudio tuvo como principal objetivo la evaluación de las condiciones de aptitud del terreno para la construcción de la Casa de Máquinas de Pailas II para lo cual se consideraran las características litológicas y el establecimiento de las CSD-ID

8 propiedades y características geomecánicas de los materiales donde se cimentará el edificio, así como determinar la capacidad soportante admisible del terreno, asentamientos probables y potenciales amenazas naturales que puedan afectar directamente el proyecto. También, se brindan algunas recomendaciones constructivas para la cimentación de dicha estructura y cortes de excavación. En este informe se hace una descripción de los alcances del estudio, luego se describe la metodología para la obtención de la información; se presentan los resultados de los ensayos de campo y laboratorio, se describe el modelo geotécnico del lugar y por último se realiza el análisis de capacidad de carga y asentamientos. Debido a que una de las limitantes es que el estudio es puntual respecto a todas el área que abarca el proyecto, es conveniente informar al Área de Ingeniería Geotécnica cualquier variación o diferencia observada durante las excavaciones con respecto a lo expuesto en este informe. En síntesis, después de analizar e interpretar los resultados obtenidos de los ensayos de campo y laboratorio, se concluye que el terreno es apto para cimentar las estructuras propuestas, siempre y cuando se acaten las recomendaciones contenidas en este informe. 2. METODOLOGÍA Este estudio se realizó en tres etapas, la primera correspondió al trabajo de campo mediante la realización de 5 trincheras exploratorias con la obtención de muestras para pruebas de laboratorio, 2 perforaciones a rotación y 4 perfiles geofísicos, además se realizó el reconocimiento y descripción de las condiciones generales de la geología, topografía y de las posibles amenazas potenciales presentes en el sitio; la segunda etapa abarcó las pruebas de laboratorio para caracterizar los materiales encontrados; y la tercera etapa consistió en el análisis geológico y geotécnico para establecer un modelo. CSD-ID

9 3. DESCRIPCIÓN DE LA INVESTIGACIÓN La investigación se dividió en tres partes, la primera enfocada al trabajo de campo, la segunda a los ensayos de laboratorio y la tercera etapa correspondiente al análisis de los resultados Trabajo de campo La primera etapa del trabajo de campo consistió en la ejecución de 5 trincheras exploratorias para determinar la condición de los materiales más superficiales y la obtención de muestras para ensayos de laboratorio. La segunda etapa fue realizada por el Área de Exploración subterránea y consistió en la realización de 2 perfiles geofísicos a una profundidad de 50 m con una longitud de 250 y dos perfiles eléctricos a una profundidad de 50 m con una longitud de 140 m para el estudio de malla tierra; con el objetivo de completar el modelo geológico geotécnico del sitio y para obtener la resistividad del terreno para el diseño de malla tierra. Una tercera etapa consistió en la ejecución de 2 perforaciones a rotación con una profundidad entre los 40 m a 45 m para definir el modelo hidrogeológico del sitio, además en estas perforaciones se efectuaron pruebas con presiómetro Menard y dilatómetro Goodman para determinar las características de deformabilidad del medio. La ubicación de los sitios de exploración se muestra en la figura 3. En la tabla 1 se detalla la profundidad total de los sondeos y sus coordenadas. Los resultados de la clasificación visual de las trincheras se muestran en el apartado CSD-ID

10 Figura 3. Ubicación de sitios de exploración en casa de máquinas de PG Pailas II Tabla 1. Ubicación en coordenadas CRTM05 y profundidad de sondeos Sondeos Profundidad (m) Norte Este T1 4, , ,95 T2 6, , ,11 T3 4, , ,62 T4 3, , ,07 T5 5, , ,67 PER-01 45, , ,76 PER-02 40, , ,57 PGI-01 50, , ,91 PGI-02 50, , ,59 PGII-01 50, , ,84 PGII-02 50, , ,66 PEI-01 50, , ,63 PEI-02 50, , ,81 PEII-01 50, , ,06 PEII-02 50, , ,24 CSD-ID

11 3.2. Trabajo de laboratorio El trabajo de laboratorio consistió en realizar ensayos a las muestras obtenidas de las trincheras exploratorias y perforaciones a rotación, con el fin de clasificar y determinar las propiedades de los materiales. Los ensayos efectuados fueron clasificación mediante el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS) y Proctor para muestras que se obtuvieron en sacos a una profundidad de 0,60 m a 4,80 m para la trinchera 3 y a una profundidad de 4,80 m a 6,00 m para la trinchera 2. A los núcleos extraídos de las perforaciones se les realizaron pruebas de resistencia a compresión simple, carga puntual, tracción brasileña y velocidad de onda (P). Con los resultados de estas pruebas y la exploración de campo tanto del área de ingeniería geotécnica, geológica, como del área de exploración subterránea se realizó el análisis para establecer las condiciones del sitio y las propiedades geomecánicas representativas de los materiales. 4. RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN 4.1. Geología Regional Por la localización del sitio de estudio en el flanco SW del volcán Rincón de la Vieja, la geología del área corresponde con materiales de origen volcánico. De acuerdo con ICE (2005), en los alrededores del sitio de estudio afloran las siguientes unidades geológicas informales: Debris Avalancha, Lavas del actual Rincón de la Vieja y Flujos Piroclásticos Guachipelín (Formación Pital), como puede observarse en la Figura 4. CSD-ID

12 Figura 4. Geología del Campo Geotérmico Las Pailas, donde se señala la ubicación de Casa de Máquinas de Pailas II (Tomado y modificado de Chavarría et. al, ) Flujos Piroclásticos Guachipelín (Formación Pital) De acuerdo con ICE (2005) esta unidad aflora principalmente en el sector sur, en los ríos Blanco y Colorado y sureste en el río Negro y quebrada Yugo, ver Figura 4. Está constituida por depósitos de caída (tobas blancas estratificadas hasta masivas), oleadas piroclásticas, flujos piroclásticos y en su base depósitos fluvio lacustres. El origen de estos flujos de pómez está relacionado a la actividad explosiva periódica, con varios pulsos eruptivos, asociados a la formación del Campo de Domos de Cañas Dulces (Zamora et al., 2004). Por la naturaleza de sus componentes es una formación poco permeable, existen estratos que se alteran con facilidad, autosellando fracturas y porosidades (ICE (2005). El espesor de esta unidad es de 75 m y su edad es pleistocena (Zamora et al., 2004). CSD-ID

13 Lavas del actual Rincón de la Vieja Como se observa en la Figura 4 afloran hacia el este del área de estudio. Formada por lavas y en menor proporción tobas, las lavas son de composición andesítica basáltica, gris oscuro cuando están sanas y rojizas por alteración, con meteorización esferoidal, se presentan masivas o lajeadas (Zamora et al., 2004). El material tobáceo está formado por fragmentos poligenéticos inmersos en una matriz de tonalidad café y beige, con una granulometría que varía de arenisca fina a gruesa (ICE, 2005). De acuerdo con (Zamora et al., 2004) el espesor de esta unidad es de 170 m Debris Avalancha De acuerdo con (ICE, 2005), consiste en un material heterogéneo y masivo; poligenético, conformado por clastos métricos a decamétricos subangulares de origen lávico de composición predominantemente andesítica, basáltica y escoriácea sumidos en una matriz con granulometrías que varían de arcillas a arena fina, frecuentemente de alta plasticidad (Zamora et al.,2004). En la zona se reconoce su característica topografía tipo hummocky, de morfología plana con algunos montículos y lomas de baja altura. (ICE, 2005) 4.2. Perfil típico del terreno y nivel freático Descripción de trincheras exploratorias Con base en la exploración realizada y correlacionando lo observado durante la excavación y muestreo de trincheras, se puede decir que el terreno es bastante homogéneo con respecto a la estratigrafía y que en todas las trincheras realizadas se encontraron materiales similares. De acuerdo a los resultados de la investigación en las trincheras exploratorias se puede considerar que el sitio en estudio se encuentra compuesto por 3 capas de suelo bien definidas: CSD-ID

14 Capa A: Correspondiente a la capa vegetal compuesta por cenizas volcánicas con presencia de raíces pequeñas, con contenido de humedad medio y con espesores de 0,00 m hasta 1,20 m. Capa B: Corresponde básicamente a lahares constituido por una matriz limo elástico arenoso de color café amarillento. Existe presencia de bloques lávicos angulosos, subredondeados y subangulosos sanos de buena calidad con un tamaño que varía desde los 30 cm hasta los 2,0 m, con un 3% a un 10% de bloques con tamaños mayores a los 70 cm. El material presenta consistencia media a blanda, plasticidad media con LL de 60% y LP de 38%, y una humedad natural de 45%. Esta capa tiene un espesor variable de 2,50 m a 4,20 m y la matriz clasifica como limo elástico arenoso (MH) de acuerdo al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos. Capa C: Corresponde igualmente a depósitos laháricos con una matriz limosa con arena de color café amarillenta con presencia de bloques subredondeados y subangulares sanos de buena calidad. En esta capa aparecen bloques lávicos alterados cuyo tamaño es menor a los 30cm, cuenta con un 5% de bloques con tamaños mayores a los 70 cm. El material presenta consistencia media a dura a partir de los 4,00 m; la plasticidad es media con LL de 45% y LP de 32% y una humedad natural de 35% (humedad media). Esta capa se investigó a espesores de 0,80 m a 1,30 m y la matriz clasifica como limo con arena (ML) de acuerdo al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos. No se evidencia la presencia de nivel freático a la profundidad alcanzada en las trincheras realizadas en el mes de octubre, pero esta condición podría variar para otra época del año. En la figura 5 se presenta la estratigrafía típica del sitio en estudio observada en la excavación de las trincheras exploratorias hasta una profundidad máxima de 6,10 m. En la figura 6 se presenta evidencia de los tamaños máximos y mínimos de bloques, así como consistencia de la matriz observados en un talud muy cercano al sitio de investigación, el cual presenta la misma estratigrafía descrita en las trincheras exploratorias. Este talud tiene una CSD-ID

15 altura aproximada de 8 m y una pendiente variable de 0,75H: 1V a 0,5H:1V y permite ver algunos desprendimientos de material por erosión superficial. Figura 5. Perfil estratigráfico típico del terreno donde se construirá la casa de máquinas del Proyecto Geotérmico Pailas II Figura 6. Talud observado en sitio a 2 km de la Casa de Máquinas del PG Pailas II, el cual presenta la misma estratigrafía descrita en las trincheras exploratorias CSD-ID

16 Descripción geológica de perforaciones a rotación Perforación 1 (PP-1): La Perforación 1 se encuentra ubicada en las coordenadas: E / N CRTM-05, el nivel freático se localizó a los 10 m de profundidad. En la figura 7 se puede observar la ubicación de la perforación y el perfil estratigráfico establecido para la zona de estudio. 0 m m, Lahar: Bloques de lava sana de hasta 20 cm, de color gris azulado, en matriz de suelo areno arcilloso color café oscuro a rojizo-anaranjado por óxidos de hierro, con ocasionales clastos de diferente composición y de tamaño milimétrico a centimétrico. Al final del tramo (11.55 m m) la roca presenta una coloración rosada a blanquecina y una completa alteración a arcillas, con presencia de biotita y líticos en los que se observan plagioclasas y posiblemente piroxenos m m, Brecha: matriz de roca color gris azulada a verdosaamarillenta, con presencia abundante de azufre y fuerte olor. Los fragmentos son lávicos angulares a subredondeados, de color gris a azul verdoso, ocasionalmente rojizos, con tamaños desde milimétricos hasta máximo 10 cm, variables cantidades de pirita y fracturas rellenas con ceolita. Por sectores presenta una leve silicificación y también fuerte alteración arcillosa de color rosado a blancuzco y gran cantidad de pirita m m, Lava: color gris claro, sana, con algunas fracturas rellenas con ceolita, abundante pirita y ocasionalmente alteración color rojizo y verde m m, Brecha: roca con fuerte alteración color verdosa que localmente genera bandeamiento, levemente silicificada, abundante pirita y moderada fracturación con rellenos de ceolitas. Se observan fragmentos lávicos de color rojizo de hasta 10 cm. Se observan muy tenuemente estrías de falla en algunas de las fracturas. En este tramo se observó también una fuerte alteración CSD-ID

17 con azufre que se hizo más evidente con el paso de los días y al estar expuesto el material a la intemperie generando una coloración amarillenta fuerte m 45 m: Flujo de pómez: de m a los m se tiene una transición al flujo de pómez que consiste en una ceniza color café-grisáceo completamente fracturada con presencia clastos milimétricos de líticos y pómez de hasta 3 cm de diámetro y abundante pirita tanto en las en las fracturas como en la matriz, luego continúa una toba gris blancuzca con fragmentos de pómez, escorias y líticos de diferentes coloraciones tamaños desde mm hasta 6 cm de tamaño máximo. Perforación 2 (PP-2): La Perforación 2 se encuentra ubicada en las coordenadas: E / N CRTM-05, el nivel freático se localizó a los 11 m de profundidad. En la figura 7 se puede observar la ubicación de la perforación y el perfil estratigráfico establecido para la zona de estudio. 0.0 m m, Lahar: Bloques lávicos angulares de hasta 5 cm y esporádicamente de 50 cm que flotan en una matriz limo-arenosa hasta limoarcillosa de color rojiza a anaranjada por oxidación, con presencia de líticos de variada coloración y tamaño milimétrico. De m a m existe una transición a una roca fuertemente alterada a arcillas, textura arenosa hasta arcillosa en algunos tramos, coloraciones blancuzcas a rosadas hasta amarillentas y rojizas por oxidación, con fracturas milimétricas rellenas con óxidos m m, Brecha: Bloques lávicos sub-redondeados de hasta 5 cm, de color rojizo en matriz en grisácea clara con minerales de plagioclasas, piroxenos y líticos de tamaño milimétrico. La roca presenta diferentes estados de alteración se presentan tramos bastante sanos y otros con fuerte alteración, con arcillificación y abundante pirita. Algunas fracturas se encuentran rellenadas por ceolitas y por un material de color verdoso. En algunas se observan de forma tenue estrías de fallas. CSD-ID

18 23.10 m m, Lava: roca color gris claro, sana, con minerales de plagioclasa y piroxenos, con presencia de abundante pirita, leve a moderada fracturación con rellenos de ceolitas, pirita y un material verdoso m m: Brecha: Los bloques son lávicos, angulares a subredondeados con tamaños desde milimétricos y hasta 3 cm, de diferente coloración y diferente estado de alteración en una matriz color gris oscuro-azulado que presenta oquedades, abundante pirita y presencia de fracturas con rellenos de ceolitas y pirita, fuerte alteración, arcillificación y coloración verdosa que parece rellenar fracturas. Por tramos la roca presenta alteraciones mucho más fuertes m 40 m: Flujo de pómez: Roca de color gris-blancuzca hasta café, textura arenosa y presencia de pirita, con fragmentos ígneos angulares a subredondeados, líticos de variada coloración y pómez de hasta 5 cm. CSD-ID

19 NF Lahar Brechas Flujo de Pómez Brechas Lavas No se investiga Figura 7. Perfil estratigráfico de acuerdo a perforaciones CSD-ID

20 Ensayos con presiómetro Menard y dilatómetro Goodman En las perforaciones a rotación se ejecutaron ensayos con presiómetro Menard y dilatómetro Goodman con el propósito de establecer las propiedades de deformación de los materiales in situ. Los resultados del módulo de deformación obtenidos en ambos ensayos se presentan en las tablas 2 y 3. Como se observa en la tabla 2, el lahar presenta un módulo de elasticidad, medidos en campo, que varían entre 16,92 MPa a 57,02 MPa, con un valor promedio de 34 MPa. Tabla 2. Resultados de ensayos con presiómetro Menard en el lahar Prueba Perforación Prof.(m) Material Módulo de elasticidad (MPa) Presión última (kpa) Presión de fluencia (kpa) 1 1 3,00 Lahar 16, ,30 Lahar 27, ,80 Lahar 57, Promedio Como se observa en la tabla 3 los valores del módulo de elasticidad medidos en campo para las brechas varían de 920,76 MPa a 2954,66 MPa con un valor promedio de 1958,41 MPa; para las lavas varían entre 5679,50 MPa a 9542,37 MPa con un valor promedio de 7909,64 MPa y para los depósitos de flujos de pómez los valores varían de 150 MPa a 851,23 MPa con un valor promedio de 343,80 MPa. Tabla 3. Resultados de ensayos con dilatómetro Goodman en el macizo rocoso Prueba Perforación Dirección Prof. (m) Material E (Mpa) 1 1 E-O Pómez 158, N-S 44 Pómez 150, E-O 38.4 Brechas 1717, N-S 38 Brechas 1890, E-O 35 Lavas 9542,37 CSD-ID

21 Tabla 3. Resultados de ensayos con dilatómetro Goodman en el macizo rocoso (Continuación) Prueba Perforación Dirección Prof. (m) Material E (Mpa) 6 1 N-S 34.5 Lavas 9542, E-O 19.4 Brechas 2954, N-S 19 Brechas 1798, E-O Lavas 8230, N-S 29 Lavas 6932, E-O 24.8 Lavas 5679, N-S 24.5 Lavas 7530, E-O 20 Brechas 2804, N-S 19.7 Brechas 2650, E-O 39.8 Pómez 588, N-S 39 Pómez 851, E-O 35.8 Brechas 920, N-S 35.5 Brechas 930,56 Valores promedio Brechas 1958,41 Lavas 7909,64 Pómez 437, Perfiles geofísicos de refracción sísmica Se realizaron dos perfiles de refracción sísmica los cuales corresponden con los perfiles P-1 y P-3, orientados de forma transversal. Los perfiles están constituidos por tres tiros cada uno, distribuidos en dos orillas y un centro, la profundidad de los huecos para las detonaciones es de 1 a 1,5 m. Se determinó la presencia de 2 capas sísmicas las cuales se resumen en la tabla 4. Perfil 1 (PGI-01 PGI-02): se orienta de forma SW-NE, está constituido por 24 geófonos distanciados cada 10 m entre sí, presenta una longitud total de 230 m; el geófono 1 está ubicado en el estacionamiento y el 24 en el estacionamiento En la figura 8 se muestra el trazado del Perfil 1. CSD-ID

22 Figura 8. Perfil 1, orientación SW-NE, 230 m de longitud Capa 1: corresponde a una capa superficial asociada a suelos y depósitos de avalanchas volcánicas y lahares (debris flow). Presenta velocidades Vp de 0,5 km/s y espesores que rondan entre 5 m a 13 m. Geométricamente presentan una forma tabular continua, con una leve disminución hacia el sector de mayor elevación. Capa 2: se asocia a tobas soldadas y/o coladas de lavas saturadas con velocidades Vp de 3,0 km/s. Perfil 3 (PGII-01 PGII-02): presenta una orientación NW-SE. Está constituido por 24 geófonos distanciados cada 10 m entre sí, presenta una longitud total de 230 m; el geófono 1 está ubicado en el estacionamiento y el geófono 24 en el estacionamiento En la figura 9 se muestra el trazado del Perfil 2. CSD-ID

23 Figura 9. Perfil 2, orientación NW-SE, 230 m de longitud. Capa 1: corresponde a una capa superficial con velocidades Vp de 0,5 km/s, cuyo espesor ronda los 9 a 11 m. Se asocia a suelos y depósitos de avalanchas volcánicas y lahares (debris flow). Presentan una forma tabular continua, con espesores relativamente constantes a lo largo del perfil. Capa 2: corresponde a la capa profunda con una velocidad Vp de 3,1 km/s, se asocia a tobas soldadas y/o coladas de lavas saturadas. Se localiza a partir de los 9-12 m de profundidad. Se realizaron los mismos perfiles 1 y 3 mediante el método de polarización inducida para conocer el detalle de la resistividad eléctrica, pero además se realizaron dos perfiles (P2 y P4) con el mismo método, pero paralelos al perfil 3 y de una longitud menor. Todos los perfiles tuvieron una separación entre los sensores eléctricos de 10 m, lo cual, gracias al modelado 2D y a la configuración utilizada permiten obtener una resolución tanto vertical como horizontal de 5 m, aproximadamente. CSD-ID

24 Perfil 1 y 3: Perfiles resistivos transversales de 300 m y 280 m de longitud respectivamente, y de 50 m de profundidad. El punto de inicio real de los perfiles es en el estacionamiento Los perfiles en detalle se muestran en los anexos 6, 7, 8 y 10. Perfil 2 y 4: Perfiles resistivos de 200 m de longitud y 50 m de profundidad. El punto de inicio real de los perfiles es en el estacionamiento Los perfiles en detalle se muestran en los anexos 9 y 11. Tabla 4. Litología de acuerdo a ensayos de refracción sísmica Capa Vp (km/s) Espesor (m) Posible Litología 1 0, Suelos, avalanchas volcánicas, lahares (debris flow) 2 3,0 3,1 - Tobas soldadas y/o coladas de lavas Descripción de perfiles geofísicos de resistividad eléctrica Esencialmente se trata de un modelo de 3 capas geoeléctricas principales resumidas en la tabla 5. En todos los perfiles se debe considerar que los extremos forman parte de condiciones de frontera, así por ejemplo las altas resistividades (mayores a 150 Ohm-m) que se muestran en los extremos del perfil 3 y parcialmente en el perfil 2 son básicamente por la distorsión que sufre el modelo por esas condiciones. Tabla 5. Litología de acuerdo a ensayos de resistividad eléctrica Capa Resistividad (Ohm-m) Espesor (m) Posible Litología 1 40 a a 20 Suelos y bloques de lava sueltos 2 10 a 40 5 a a Tobas y brechas Tobas, bloques de lava y brechas alteradas Capa 1: corresponde a una capa superficial asociada a suelos y bloques de lava sueltos, cuyas tonalidades en el modelo resistivo están entre amarillas, verde claro CSD-ID

25 y verde. Presenta resistividades entre 40 y 100 Ohm-m, con un espesor variable entre 5 m y 20m, aproximadamente. Capa 2: esta capa presenta resistividades entre 10 y 40 Ohm-m con tonalidades en el modelo entre rojas y cafés, la cual aflora en el perfil 3 y en perfil 4 no tiene fondo. Posee un espesor aproximado entre 5 m y 30m, y corresponde probablemente a tobas, bloques de lava y brechas, todas alteradas. Debido a las bajas resistividades que presenta esta capa es ideal para la ubicación de la malla de puesta a tierra. Capa 3: esta capa se evidencia de mejor forma en los perfiles 1 y 3, sin embargo aparece en todos los perfiles. Presenta resistividades que varían entre 50 y 150m, aproximadamente. Esto se asocia con tobas y brechas. Se observan anomalías conductoras menores a 20 Ohm-m (color rojo) de fondo, así por ejemplo por debajo del estacionamiento del perfil 1 y se evidencian también en el perfil 3. Esto se asocia con brechas y/o tobas, ambas alteradas y/o con temperatura Geología Local Con respecto a la estratigrafía y unidades aflorantes en el sitio de estudio, se realizaron observaciones de los alrededores de la zona y se corroboró con la información obtenida de las dos perforaciones a rotación realizadas, descritas en el apartado y mostradas en la figura 7. Por el ambiente de depositación de estos materiales, se presenta, en general para todas las unidades encontradas, una fuerte alteración de tipo hidrotermal que, de acuerdo con el informe petrográfico (ICE, 2014) realizado para 4 muestras obtenidas, a diferentes profundidades, en ambas perforaciones realizadas, presenta características ácidas, evidenciado por la presencia de minerales característicos de esta paragénesis como lo son arcillas como la caolinita y la alunita determinados en los análisis difractométricos, así como pirita y azufre nativo. CSD-ID

26 De acuerdo con las perforaciones y ensayos de geofísica realizados en el sitio de estudio y en correlación con el informe (ICE, 2012) la estratigrafía del sitio esta conformada por las siguientes unidades descritas de la más superficial a la más profunda, las cuales se muestran el Mapa Geológico del Campo Geotérmico Las Pailas en la Figura 10: Figura 10. Mapa Geológico del Campo Geotérmico Las Pailas (ICE, 2005 ) CSD-ID

27 Debris Avalanche del Rincón de la Vieja (Lahar): Como se observa en las fotografías de los alrededores del área de estudio, que se presentan en la Figura 11, se encontraron bloques lávicos, centimétricos a métricos, angulares, que en un corte cercano se observan flotando en una matriz areno-arcillosa de color rojizo, estos materiales pueden correlacionarse con la unidad de Debris Avalanche (lahar) del Rincón de la Vieja, ver Figura 4. Figura 11. En la fotografía de la izquierda se observa un corte de terreno en el camino hacia el sitio de Casa de Máquinas Pailas II, donde se observa parte del depósito lahárico presente en la zona. Las fotografías de la derecha corresponden con bloques aislados que sobresalen en el terreno de los alrededores pertenecientes al mismo depósito De acuerdo con las perforaciones consiste en bloques angulares de lava, sana, de tamaño centimétrico y esporádicamente de hasta 50 cm, de color gris azulado, que flotan en una matriz de suelo limo-arenoso hasta limo-arcilloso, de color café oscuro a rojizo-anaranjado, como se muestra en la Figura 12, con presencia de líticos de diferente composición y de tamaño milimétrico a centimétrico. De acuerdo con el estudio geofísico (ICE, 2013), la refracción sísmica define para CSD-ID

28 esta capa una velocidad de 0.5 km/s, coincidente con materiales como lahares y una resistividad eléctrica de 40 a 100 Ohm-m que se correlaciona con bloques de lava sueltos. Hacia la base de esta unidad, en el contacto del lahar con la unidad brechosa, la roca presenta una transición a una roca completamente alterada a arcillas, con textura arenosa, de color rosada a blanquecina hasta amarillentas y rojizas por oxidación, con presencia de líticos en los que se pueden observar algunas plagioclasas y posiblemente máficos. Ocasionales fracturas milimétricas rellenas con óxidos. El espesor máximo determinado mediante las perforaciones es de m. Perforación 1 (PP-1) Perforación 2 (PP-2) Figura 12. Detalle de la litología de la Unidad de Lahares encontrada en las perforaciones PP-1 y PP Brecha superior Consiste en una roca color gris azulada cuando está sana hasta verdosaamarillenta y con presencia de olor a azufre en los tramos con intensa alteración hidrotermal, la cual se puede observar en la Figura 13. Los bloques son principalmente lávicos, angulares a subredondeados, de color gris a azul verdoso, ocasionalmente rojizos, con tamaños desde milimétricos hasta máximo 10 cm, que CSD-ID

29 flotan en una matriz grisácea clara con minerales de plagioclasas, piroxenos y líticos de tamaño milimétrico. Se presentan algunas fracturas rellenas por ceolitas y posiblemente haloisita, una arcilla de color verde, formada por alteración y determinada a partir de los análisis con el difractómetro. En ocasiones se observan de forma tenue estrías de fallas. La roca presenta diferentes estados de alteración, desde bastante sanos hasta otros con fuerte alteración a arcillas y algo de silicificación, coloraciones rosado a blancuzco y gran cantidad de pirita. De acuerdo con el informe petrográfico de la muestra PP1-2, éstas presentan un carácter ácido. El espesor determinado de acuerdo a las perforaciones es de m. De acuerdo con la geofísica realizada en el lugar, esta unidad se correlaciona con la capa dos definida como tobas, coladas de lava y brechas alteradas, con una velocidad Vp de 3.0 a 3.1 km/s y una resistividad de 10 a 40 Ohm-m. Posiblemente constituya parte de la colada de lava y por lo tanto se asocia a las Lavas del actual Rincón de la Vieja. Figura 13. Detalle de la brecha en la perforaciónes PP-1 CSD-ID

30 Lavas (del actual Rincón de la Vieja) Consiste en una lava andesítica (posiblemente también de carácter intermedioácido por correlación con las brechas), color gris claro cuando está sana, como se observa en la Figura 14 y en ocasiones color rojizo por alteración, leve a moderada fracturación, con rellenos de ceolitas, minerales arcillosos como la haloisita (de color verde) y abundante pirita. Se correlaciona con las Lavas del actual Rincón de la Vieja. El espesor medido para esta unidad a partir de las perforaciones es de 7.4 m. A partir del estudio geofísico se determina que esta tercera capa presenta resistividades entre 50 y 150 Ohm-m lo que se asocia con tobas y brechas. No se define una tercera capa en los perfiles de refracción sísmica. Figura 14. Detalle de la las lavas en las perforaciónes PP-1 (izquierda) y PP-2 (derecha) CSD-ID

31 Brecha inferior Matriz de roca color gris oscuro-azulado, los fragmentos consisten en bloques lávicos, angulares a subredondeados de color rojizo y tamaños desde milimétricos y hasta 10 cm, de diferente coloración y diferente estado de alteración, algunos sectores con alteraciones más fuertes y coloración verdosa por la presencia de arcillas como la haloisita y que, localmente, genera zonas con bandeamiento, como se aprecia en la Figura 15, zonas con fuerte arcillificación y leve silicificación, abundante pirita. Moderada fracturación con rellenos de ceolitas y pirita. Se observan muy tenuemente estrías de falla en algunas de las fracturas. Dentro de esta unidad, en la perforación 1 se detectó una fuerte alteración con azufre que se hizo más evidente con el paso de los días y al estar expuesto el material a la intemperie generando una coloración amarillenta fuerte. El espesor determinado es de 5.25 m según las perforaciones. De nuevo esta unidad se considera parte de la unidad de Lavas del Rincón de la Vieja. Figura 15. Detalle de la las brechas en las perforación PP-2 (izquierda) y alteración de color verdosa en las brechas de la PP-1 (derecha) CSD-ID

32 Flujo de Pómez (ignimbrita) Consiste en una matriz de ceniza, textura arenosa, color gris-blancuzca, con presencia de pirita y fragmentos de pómez de hasta 5 cm, escorias y líticos ígneos angulares a sub-redondeados de diferentes coloraciones, tamaños desde milimétricos hasta 6 cm de tamaño máximo, como se detalla en la Figura 16. El primer tramo de esta unidad en la perforación 1, consiste en una matriz tobácea color café-grisáceo completamente fracturada con presencia clastos milimétricos de líticos y pómez de hasta 3 cm de diámetro y abundante pirita tanto en las en las fracturas como en la matriz. En la perforación 2 presenta una fuerte alteración a arcillas y coloraciones gris-café hasta verdosas. El espesor medido para esta unidad, según la profundidad alcanzada en las perforaciones, es de 3.9 m, sin embargo la litología continuaba al finalizar las perforaciones. Este flujo piroclástico se correlaciona con los Flujos Piroclásticos Guachipelín (Formación Pital). Figura 16. Detalle del flujo de pómez en la perforación PP-1 (izquierda) y PP-2 (derecha) CSD-ID

33 4.4. Condición de nivel freático y las aguas subterránea Las mediciones de la profundidad del nivel freático realizadas en las dos perforaciones durante el mes de octubre del 2013 oscilan entre 8.40 m y m de profundidad, lo que corresponde, de acuerdo con la geología encontrada en el sitio, con materiales laháricos de la unidad de Debris Avalanche del Rincón de la Vieja, materiales que por sus características permiten el almacenamiento y tránsito del agua y por lo tanto el desarrollo del acuífero libre presente en la zona. Sin embargo, es importante tomar en cuenta que la profundidad de estos niveles puede disminuir en períodos de mayor intensidad de lluvias. De acuerdo con ICE (2005), por la naturaleza del reservorio geotérmico, es común encontrar rocas alteradas hidrotermalmente en los alrededores de las áreas con potencial para el desarrollo de las aguas subterráneas como lo son los sitios donde afloran rocas permeables, constituyendo así, zonas potenciales de recarga acuífera, sin embargo, la alteración meteórica disminuye esta capacidad de infiltración del agua superficial. Según los mismos autores, las nacientes de la zona se caracterizan como bicarbonatadas y sulfatadas (por aporte de CO2 y H2S de vapor y gas de origen profundo), no obstante, existe una capa sello de excelentes condiciones, que aísla el reservorio geotérmico de las aguas más superficiales Resultados de los ensayos de laboratorio De las trincheras exploratorias se obtuvieron muestras representativas de los materiales para ensayos de laboratorio, los resultados obtenidos se presentan en la tabla 6. De acuerdo a estos resultados, la clasificación SUCS de los materiales encontrados hasta los 6,10 m corresponden a limos elásticos arenosos (MH) y limos con arena (ML). Los porcentajes de humedad varían de 35% a 45%, el límite líquido entre 45 y 60, el límite plástico entre 32 y 38 y el índice de plasticidad entre 13 y 22. CSD-ID

34 De acuerdo a estudios anteriores que se han realizado en la zona, se puede asumir que este tipo de materiales presenta una resistencia a la compresión uniaxial de 0,32 MPa y un módulo de deformación de 34 MPa. Para evaluar la posibilidad de que el material producto del proceso de excavación pueda ser utilizado en la conformación de rellenos se muestreó material recuperado de las trincheras excavadas en el sitio. En la tabla 6 se indican los resultados de los ensayos de compactación Proctor que se realizaron para muestras obtenidas de las capas B y C. Únicamente se está considerando el comportamiento de la matriz y bloques milimétricos más alterados. Usualmente este tipo de materiales presentan buenas características de compactación y su comportamiento en rellenos o terraplenes es estable, siempre y cuando se realice un adecuado proceso de compactación. Tabla 6. Resultados de los ensayos de laboratorio, muestras trincheras exploratorias Trinchera Muestra Capa Descripción Prof. (m) 3 M1 B Limo elástico arenoso %PAS 200 LL LP IP %W SUCS W opt (%) dmáx (kn/m 3 ) 0,60 4, MH 34,7 12,97 2 M2 C Limo con arena 4,80 6, ML 31,5 13,86 También, de las perforaciones a rotación se obtuvieron muestras tipo núcleos representativos de cada una de las capas, para de igual manera realizar los ensayos de laboratorio. Para determinar la resistencia del material se realizan ensayos de compresión inconfinada y tracción brasileña y para determinar la velocidad de propagación de ondas se realizan ensayos de velocidad de onda p. Como se observa en la tabla 7, la resistencia a compresión inconfinada para las brechas varía de 3,74 MPa y 139,33 MPa; para las lavas varía de 10,91 MPa a 171,86 MPa y los depósitos de flujos de pómez del orden de 7,89 MPa. El Módulo de elasticidad para las brechas varía entre 823 MPa y MPa; para las lavas CSD-ID

35 entre 5377 MPa y MPa y para los depósitos de flujos de pómez 823 MPa. La densidad seca para las brechas varía entre 14,93 kn/m 3 y 27,53 kn/m 3 ; para las lavas varía entre 26,26 kn/m 3 y 32,96 kn/m 3 y para los depósitos de flujos de pómez 14,93 kn/m 3. Tabla 7. Resultados de compresión inconfinada, muestras perforaciones a rotación Capa Material ID Prof. (m) seco (kn/m 3 ) c (MPa) E(MPa) Capa 2 Brechas P1-M1 19,25 16,85 6, Capa 2 Brechas P1-M2 24,4 21,29 11, Capa 2 Brechas P1-M3 27,2 18,10 10, Capa 3 Lavas P1-M4 28,1 32,96 129, Capa 3 Lavas P1-M5 28,6 27,15 114, Capa 3 Lavas P1-M6 28,8 26,26 93, Capa 3 Lavas P1-M7 30,4 27,38 171, Capa 3 Lavas P1-M8 30,9 26,85 63, Capa 3 Lavas P1-M9 31,6 27,46 108, Capa 4 Brechas P1-M ,51 12, Capa 2 Brechas P1-M ,83 3, Capa 2 Brechas P2-M1 20,6 27,53 139, Capa 2 Brechas P2-M2 22,8 25,95 30, Capa 2 Brechas P2-M ,32 98, Capa 3 Lavas P2-M4 27,4 27, Capa 3 Lavas P2-M5 28,15 27,55 81, Capa 3 Lavas P2-M6 29,2 27,31 156, Capa 3 Lavas P2-M7 31,85 28,01 87, Capa 3 Lavas P2-M ,93 127, Capa 3 Lavas P2-M9 32,5 27,03 10, Capa 4 Brechas P2-M10 37,9 19,65 9, Capa 4 Brechas P2-M11 38,2 16,70 4, Capa 5 Dep. Flujos de Pómez P2-M12 38,4 14,93 7, CSD-ID

36 Como se observa en la tabla 8, la tracción brasileña para las brechas varía entre 0,1 MPa y 14,4 MPa, en general estos materiales presentan resistencias de muy débil a débil; para las lavas varía entre 7,7 MPa y 18,0 MPa, representando resistencias altas a muy altas; y para los depósitos de flujos de pómez se obtuvo un valor promedio de 1,65 MPa, lo cual representa una resistencia débil. Tabla 8. Resultados de tracción brasileña, muestras perforaciones a rotación Capa Material ID Prof. (m) t (MPa) Resistencia Capa 2 Brechas P1-M1 19,3 1,1 Muy débil Capa 2 Brechas P1-M2,1 24,4 1,9 Débil Capa 2 Brechas P1-M2,2 24,4 1,3 Muy débil Capa 2 Brechas P1-M3 27,2 3,3 Débil Capa 3 Lavas P1-M4,1 28,1 14,7 Muy alta Capa 3 Lavas P1-M4,2 28,1 8,6 Alta Capa 3 Lavas P1-M5 28,6 11,6 Muy alta Capa 3 Lavas P1-M6 28,8 14,0 Muy alta Capa 3 Lavas P1-M7 30,4 7,7 Alta Capa 3 Lavas P1-M9,1 31,6 11,8 Muy alta Capa 3 Lavas P1-M9,2 31,6 12,3 Muy alta Capa 4 Brechas P2-M10,1 39,0 1,5 Muy débil Capa 4 Brechas P2-M10,2 39,0 1,2 Muy débil Capa 2 Brechas P2-M11,2 17,0 0,2 Muy débil Capa 2 Brechas P2-M11,2 17,0 0,1 Muy débil Capa 2 Brechas P2-M1 20,6 14,4 Muy alta (Transición lavas) Capa 3 Lavas P2-M4,1 27,4 17,8 Muy alta Capa 3 Lavas P2-M4,2 27,4 16,2 Muy alta Capa 3 Lavas P2-M6 29,2 18,0 Muy alta Capa 3 Lavas P2-M7 31,9 16,1 Muy alta Capa 3 Lavas P2-M8 32,0 15,4 Muy alta Capa 3 Lavas P2-M9,1 32,5 19,0 Muy alta Capa 3 Lavas P2-M9,2 32,5 15,7 Muy alta Capa 5 Dep. Flujos de Pómez P2-M12,1 38,4 1,8 Débil Capa 5 Dep. Flujos de Pómez P2-M12,2 38,4 1,5 Muy débil CSD-ID

37 Como se observa en la tabla 9, la velocidad de onda (p) para las brechas varía entre 1721 m/s y 5135 m/s; para las lavas entre 4431 m/s y 5477 m/s y para los depósitos de flujos de pómez 2375 m/s. Tabla 9. Resultados de onda Vp, muestras perforaciones a rotación Capa Material ID Prof. (m) s (kn/m 3 ) V p (m/s) Capa 2 Brechas P1-M1 19,25 18, Capa 2 Brechas P1-M2 24,40 21, Capa 2 Brechas P1-M3 27,20 18, Capa 3 Lavas P1-M4 28,10 32, Capa 3 Lavas P1-M5 28,60 27, Capa 3 Lavas P1-M6 28,80 26, Capa 3 Lavas P1-M7 30,40 27, Capa 3 Lavas P1-M8 30,90 26, Capa 3 Lavas P1-M9 31,60 27, Capa 4 Brechas P1-M10 39,00 16, Capa 2 Brechas P1-M11 17,00 15, Capa 2 Brechas P2-M1 20,60 27, Capa 2 Brechas P2-M2 22,80 25, Capa 2 Brechas P2-M3 23,00 27, Capa 3 Lavas P2-M4 27,40 27, Capa 3 Lavas P2-M5 28,15 27, Capa 3 Lavas P2-M6 29,20 27, Capa 3 Lavas P2-M7 31,85 28, Capa 3 Lavas P2-M8 32,00 27, Capa 3 Lavas P2-M9 32,50 27, Capa 4 Brechas P2-M10 37,90 19, Capa 4 Brechas P2-M11 38,20 16, Capa 5 Dep. Flujos de Pómez P2-M12 38,40 14, CSD-ID

38 5. CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA 5.1. Clasificación de la roca intacta Trabajo realizado Para clasificar la roca intacta se realizaron ensayos de laboratorio a las muestras obtenidas de las perforaciones 1 y 2. En la tabla 10, se muestra el tipo y número de ensayos realizados. Tabla 10. Resumen de ensayos de roca intacta Ensayo Cantidad Resistencia a compresión simple 23 Carga puntual 26 Tracción brasileña 23 Velocidad de onda (P) Análisis de resultados Las características analizadas de los materiales se pueden dividir en propiedades índice, propiedades de resistencia, propiedades de deformabilidad y velocidad de onda primaria. La tabla 11 resume los valores tomados como representativos y el rango de valores y su desviación estándar. Tabla 11. Resumen de propiedades de roca intacta Material Propiedad Promedio Desviación estándar Rango Propiedades índice Densidad seca, s (kn/m3) 20,75 4,57 14,93 27,53 Brechas Gravedad específica, Gs 2,02 0,47 1,55 2,74 Razón de vacios, e 0,003 0,005 0,000 0,014 Absorción, A (%) 12,28 8,43 0,52 24,63 CSD-ID

39 Tabla 11. Resumen de propiedades de roca intacta (Continuación) Material Propiedad Promedio Propiedades índice Desviación estándar Rango Densidad seca, s (kn/m3) 27,83 8,21 26,26 32,96 Lavas Gravedad específica, Gs 2,72 0,06 2,54 2,77 Razón de vacios, e 0,003 0,006 0,000 0,019 Absorción, A (%) 0,991 0,612 0,48 2,28 Densidad seca, s (kn/m3) 14, Pómez Gravedad específica, Gs 1, Razón de vacios, e 0, Absorción, A (%) 21, Propiedades de resistencia Resistencia a la compresión simple, c (MPa) 30,46 46,99 3,74 139,33 Brechas Resistencia a carga puntual, Is50 1,87 1,91 0,03 5,67 Resistencia a la tracción, t (MPa) 3,64 5,37 0,10 14,40 Resistencia a la compresión simple, c (MPa) 104,39 42,54 10,91 171,86 Lavas Resistencia a carga puntual, Is50 2,95 2,16 0,14 5,05 Resistencia a la tracción, t (MPa) 14,09 3,29 7,70 18,00 Resistencia a la compresión simple, c (MPa) 7, Pómez Resistencia a carga puntual, Is50 1,0 - - Resistencia a la tracción, t (MPa) 1, CSD-ID

40 Tabla 11. Resumen de propiedades de roca intacta (Continuación) Material Propiedad Promedio Propiedades de deformabilidad Desviación estándar Rango Brechas Módulo de elasticidad, E (MPa) 7157, ,16 823, ,00 Razón de Poisson, µ 0, Lavas Módulo de elasticidad, E (MPa) 20684, , , ,00 Razón de Poisson, µ 0, Pómez Módulo de elasticidad, E (MPa) Razón de Poisson, µ 0, Velocidad de onda primaria Brechas Velocidad de onda (p), Vp (m/s) 3178, , , ,00 Lavas Velocidad de onda (p), Vp (m/s) 5228,25 277, , ,00 Pómez Velocidad de onda (p), Vp (m/s) A partir de los resultados se pueden realizar varias relaciones entre las propiedades de los materiales y la profundidad que permitan verificar la congruencia de los resultados obtenidos. A continuación se presentan y comentan algunos gráficos de estas relaciones establecidas para este propósito. El figura 17 muestra la variación de la resistencia a la compresión simple en función de la absorción del material, donde se puede apreciar que al aumentar la absorción del material hay una reducción de la resistencia a la compresión. CSD-ID

41 Figura 17. Variación de la resistencia a la compresión simple con la absorción En la figura 18 una tendencia previsible donde a mayor densidad seca, se obtiene mayor resistencia. Sin embargo, un factor importante a considerar en este caso que afectan la tendencia son las microfisuras que podría tener el núcleo de roca intacta. CSD-ID

42 Figura 18. Variación de la resistencia a la compresión simple en función de la densidad seca En el figura 19 no se presentan la misma tendencia de comportamiento en los ensayos de resistencia a la compresión simple y de carga puntual efectuados al mismo tipo de material. En el caso de los ensayos de carga puntual se presenta mucha dispersión de datos. CSD-ID

43 Figura 19. Variación de la resistencia a la compresión simple y la carga puntual En el figura 20 se puede observar que para el material tipo brecha la resistencia a la compresión simple no varía con la profundidad, para el material tipo lava se observan variaciones de la resistencia a la compresión simple para profundidades similares. CSD-ID

44 Figura 20. Variación de la resistencia a la compresión simple con la profundidad En el figura 21 se observa que para el material tipo brechas la tracción brasileña no varía con la profundidad, para el material tipo lava se observan variaciones de la tracción brasileña para profundidades similares. CSD-ID

45 Figura 21. Variación de la tracción brasileña vs la profundidad Con respecto a la clasificación de la roca intacta se utilizó la clasificación propuesta por Deere y Miller en Como se observa en la figura 22, el rango de variación de los datos según su módulo relativo es de moderado a muy bajo para las brechas y de moderado a media para las lavas. En general puede indicarse que la unidad geotécnica de brechas está asociada a resistencias bajas a muy bajas y la unidad geotécnica de lavas está asociada a resistencias de moderadas a medias. Para los depósitos de flujos de pómez la cantidad de muestras no es representativa, pero en general las resistencia de este material podría asociarse a valores muy bajos. CSD-ID

46 Figura 22. Clasificación de roca intacta según Deere y Miller, Criterio de ruptura de la roca intacta Un criterio de ruptura es un modelo matemático que describe la respuesta del material cuando es sujeto a esfuerzos. Para este estudio se presenta tanto el criterio para la roca intacta como para el macizo rocoso, aunque por los materiales encontrados tiene mayor interés el comportamiento del macizo rocoso. Para la roca intacta el criterio de ruptura de Hoek y Brown (1980), se define como: CSD-ID

47 Dónde: Esfuerzos principales mayor y menor de ruptura. Resistencia a compresión simple Constante que depende de las propiedades de la matriz rocosa, se obtiene de biografía existente al no tener datos de ensayos a compresión triaxial. A continuación los criterios de ruptura para la roca intacta obtenidos con el programa Rocdata de la empresa Rocscience: Tabla 12. Criterios de ruptura para la roca intacta Material Resistencia a la compresión inconfinada, ci (MPa) Criterio Brechas 30,46 19 Lavas 104,39 25 Flujos de pómez 7, Clasificación del macizo rocoso Debido a que los materiales que se encontrarán en la excavación y construcción de la Casa de Máquinas corresponden con brechas, lavas y flujos de pómez, se efectuará el análisis únicamente para estas unidades geotécnicas. Para realizar esta caracterización, se utiliza la información topográfica, geofísica, geología de superficie y ensayos geotécnicos de campo y laboratorio. Con el objetivo de establecer la calidad de las unidades geotécnicas y determinar las propiedades de la masa rocosa, se utilizó el Índice Rock Mass Rating (RMR) de Bieniawski de 1989 y el Índice Geológico de Resistencia (GSI), los cuales son criterios basados en la información de medios fracturados. Para las unidades de brechas y depósitos de flujos de pómez, estos sistemas tienen sus limitaciones, CSD-ID

48 pues son materiales que generalmente presentan muy pocas fracturas. Por lo anterior estos criterios de clasificación se aplica tratando de representar la realidad del macizo en campo, basados en la experiencia y criterio técnico. Este sistema de clasificación no es aplicable para macizos laháricos, por lo tanto para la determinación de los parámetros de diseño de esta unidad se realizaron ensayos de campo y laboratorio y se compararon con los parámetros establecidos para el estudio de suelos de PG Pailas II, el cual presenta los mismos materiales. Además se utiliza como alternativa el criterio de ruptura de Hoek y Brown de 2002, este criterio permite obtener una estimación de las propiedades de la masa rocosa. Los resultados obtenidos a partir del sistema RMR se detallan en los anexos 3 y 4. A manera de resumen se tiene que para el material tipo brecha se indica el valor de RMR varía entre 18 y 57, correspondiendo a un macizo clase III y IV, esto representa una masa rocosa de condición media a mala. Para el material tipo lava el valor de RMR varía entre 43 y 70, que corresponde a un macizo clase II y III, lo cual representa una masa rocosa de condición buena a media. Para el material depósitos de flujos de pómez el RMR varía entre 24 y 34, siendo un macizo de clase IV, lo que representa una masa rocosa de condición mala Resistencia al corte del macizo rocoso Los criterios de resistencia empíricos son los más utilizados en la práctica para establecer el probable comportamiento en cuanto a la resistencia al corte que tiene un macizo rocoso, esto debido a que se ajustan adecuadamente a los resultados de ensayos de laboratorio y campo. Para este trabajo se utiliza el criterio de Hoek y Brown (1980): CSD-ID

49 Dónde: Esfuerzos principales mayor y menor de rotura. Resistencia a compresión simple de la matriz rocosa Constantes adimensionales que dependen de las propiedades del macizo rocoso, del tipo de roca y de la frecuencia y características de las discontinuidades. Los valores de m y s pueden obtenerse a partir del índice RMR con las siguientes expresiones: Sustituyendo valores se obtuvo el criterio de ruptura para los diferentes materiales del macizo rocoso: Tabla 13. Criterios de ruptura para el macizo Brechas Lavas Depósitos de flujos de pómez 0,68 9,42 0, ,5 0 0,8 RMR ,32 5,38 0,13 Criterio ruptura 0,0006 0,0084 1,57e -5 CSD-ID

50 Deformabilidad del macizo rocoso La deformabilidad del macizo rocoso se determinó mediante ensayos directos con el presiómetro Menard y dilatómetro Goodman que se practicaron en las perforaciones 1 y 2, y también mediante de los resultados de la clasificación geomecánica del macizo. Los resultados de los módulos de deformación obtenidos de los ensayos de campo mediante el presiómetro Menard y dilatómetro Goodman se presentaron en el las tablas 2 y 3 del apartado 4.1.3, indicándose un módulo de deformación promedio para los lahares de 34 MPa, para las brechas de 1958,41 MPa, para las lavas de 7909,64 MPa y para los depósitos de flujos de pómez de 437,12 MPa. Para obtener los módulos de deformación a partir de la clasificación geomecánica se utilizaron las siguientes ecuaciones: E = 2RMR 100, para RMR > 50; Bieniawski (1978) E = 10 (RMR-10)/40, para RMR < 50; Serafim y Pereira (1983) Dónde: E: es el módulo de deformación in situ en GPa. Sustituyendo los valores de RMR de cada material (sección 5.2) en las ecuaciones anteriores se obtiene que el módulo de deformación para las brechas varía 1584,89 MPa a 14000,00 MPa, para las lavas varía entre 2000,00 MPa a 40000,00 MPa y para los depósitos de flujos de pómez entre 1883,65 MPa y 3981,07 MPa, de estos resultados se puede concluir que los rangos de valores son bastantes altos, pero que las ecuaciones son útiles para obtener una primer estimación de los módulos de elasticidad. 6. MODELO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO DEL TERRENO El terreno designado para la construcción de Casa de Máquinas del PG Pailas II tiene un área aproximada de m 2. La topografía natural de la zona es CSD-ID

51 ondulada con pendientes naturales entre 7% y 10%. Se propone realizar una terraza para la ubicación de Casa de Máquinas a la elevación de 670 msnm, lo cual generaría taludes de corte entre 10 m y 15 m de altura. Para la cimentación de las estructuras de Casa de Máquinas se propone un nivel de desplante a 8 m del nivel de terraza propuesto. Los detalles de la excavación propuesta se presentan en los anexos 13 al 16. La definición del modelo geológico geotécnico del terreno se define a partir de la topografía, geofísica, geología de superficie y ensayos geotécnicos de campo y laboratorio. Las propiedades de los lahares se determinaron a partir de la literatura existente debido a la dificultad de obtener muestras. Las propiedades geotécnicas de las litologías presentes en la zona se indican en la tabla 14. La geología asociada al sitio en estudio se presenta en los anexos 13 al 16. Tabla 14. Resumen de propiedades geotécnicas de los materiales Tipo de material Propiedad Macizo Cohesión (MPa) 0,1 Ángulo de Fricción ( ) 16 Resistencia a compresión uniaxial (MPa) 0,32 Lahares Brechas Resistencia a tracción (MPa) 0,032 Módulo de deformación (MPa) 34 Razón de Poisson 0,40 Densidad Seca (kn/m 3 ) 14 Densidad Total (kn/m 3 ) 16 Cohesión (MPa) 1,35 Ángulo de Fricción 29 Resistencia a compresión uniaxial (MPa) 0,68 Resistencia a tracción (MPa) 0,013 Módulo de deformación (MPa) 710,04 Razón de Poisson 0,30 Densidad Seca (kn/m 3 ) 20,75 Densidad Total (kn/m 3 ) 23 CSD-ID

52 Tabla 14. Resumen de propiedades geotécnicas de los materiales (Continuación) Tipo de material Propiedad Macizo Cohesión (MPa) 7,52 Ángulo de Fricción ( ) 41 Resistencia a compresión uniaxial (MPa) 9,42 Lavas Dep. Flujos de Pómez Relleno tipo lastre Resistencia a tracción (MPa) 0,163 Módulo de deformación (MPa) 9354,08 Razón de Poisson 0,25 Densidad Seca (kn/m 3 ) 27,83 Densidad Total (kn/m 3 ) 27,83 Cohesión (MPa) 0,13 Ángulo de Fricción ( ) 12 Resistencia a compresión uniaxial (MPa) 0,02 Resistencia a tracción (MPa) 0,001 Módulo de deformación (MPa) 24,58 Razón de Poisson 0,35 Densidad Seca (kn/m 3 ) 14,93 Densidad Total (kn/m 3 ) 17 Cohesión (MPa) 0,01 Ángulo de Fricción ( ) 30 Módulo de deformación (MPa) 135 De acuerdo a la exploración y ensayos realizados se define un modelo geológico geotécnico conformado por 5 capas las cuales se describen a continuación: Capa 1: corresponde a una capa superficial asociada a suelos y bloques de lava sueltos (lahares) con espesores que varían entre 5 m y 14 m, aproximadamente. Para los lahares se estableció una cohesión de 0,1 MPa y un ángulo de fricción de 16. Además, según resultados de ensayos geotécnicos y de estudios previos CSD-ID

53 realizados en la zona, se determina que el material tiene una resistencia a la compresión inconfinada de 0,32 MPa y un módulo de deformación de 34 MPa. Capa 2: esta capa presenta un espesor aproximado entre 8 m y 16 m y corresponde a materiales tipo brechas. Se establece que el material tiene una cohesión de 1,35 MPa, un ángulo de fricción de 29, una resistencia a la compresión inconfinada de 0,68 MPa y un módulo de deformación de 710,04 MPa. Capa 3: esta capa tiene un espesor aproximado entre 7 m y 20 m, y corresponde a materiales tipo lavas. Se establece que el material tiene una cohesión de 7,52 MPa, un ángulo de fricción de 41, una resistencia a la compresión inconfinada de 9,42 MPa y un módulo de deformación de 9354,08MPa. Capa 4: El material de esta capa corresponde a brechas, similares a las de la capa 2. Posee un espesor aproximado entre 2,5 m y 11 m. Capa 5: Este material se asocia con depósitos de flujos de pómez el cual tiene una cohesión de 0,13 MPa, un ángulo de fricción de 12, una resistencia a la compresión inconfinada de 0,02 MPa y un módulo de deformación de 24,58 MPa. No se pudo determinar el espesor total de esta capa. En los anexos 13 al 16 se presentan los detalles de los perfiles de excavación con el respectivo modelo geotécnico. 7. ANÁLISIS Y DISEÑO GEOTÉCNICO 7.1. Capacidad de soportante La capacidad de soportante se estimará para la unidad geológica denominada lahares que es donde estarán cimentadas las obras. Para determinar la capacidad soportante del terreno se utilizó la teoría de Meyerhof, la cual estaba basada en el análisis de equilibrio de Terzaghi pero tomando en cuenta factores de carga, profundidad e inclinación: q ult = CSD-ID

54 Dónde: C = Cohesión del lahar estimada en 0,1 MPa a partir del estudio de suelos realizado para PG Pailas I q = esfuerzo efectivo a nivel de desplante de la cimentación = peso específico del suelo de cimentación B = ancho de la cimentación de acuerdo a lo indicado por el Área de Ingeniería Estructural F cs, F qs, F s = Factores de forma F cd, F qd, F d = Factores de profundidad F ci, F qi, F i = Factores de inclinación de carga, en este caso en particular la carga es vertical N c, N q, N = Factores de capacidad de carga en función del ángulo de fricción interna Se considera que las obras estarán cimentadas en la capa de lahar, por lo tanto los valores de resistencia a utilizar para este material son los indicados en la tabla 14. La capacidad de soporte determinada para las diferentes estructuras mediante la ecuación de Meyerhof son las siguientes: Estructura Tabla 15. Capacidad de soporte del lahar Dimensiones cimientos (m) Nivel de desplante (m) q adm (KPa) Presión estructura (KPa) Casa de Máquinas 28 m x 8,5 m 8 756,8 10,39 Torres de enfriamiento 106 m x 18 m 1,5 522,2 26,7 Transformadores 8 m x 6 m 1 675,6 21,5 Condensador 14 m x 8,5 m 1,5 643,0 20,59 Adicionalmente, para el caso específico de la fundación de Casa de Máquinas, se realizó un análisis numérico de esfuerzos y deformaciones por medio del programa de diferencias finitas FLAC. El modelo numérico desarrollado permitió evaluar factores de seguridad asociados a la excavación de los taludes para la CSD-ID

55 fundación de la Casa de Máquinas y también permitió estimar la capacidad de soporte del medio sobre el que se cimentará la estructura. El modelo incluyó la topografía original del sitio, antes de la excavación de la terraza, con el fin de contar en el modelo con esfuerzos iniciales que reflejaran un estado de esfuerzos cercano al existente en el sitio. La excavación, tanto de la terraza como para alcanzar la elevación de la fundación de la estructura se efectuó en etapas de no más de 2,0 m verticales. Esto permite que no se produzcan cambios importantes en los esfuerzos presentes en el medio que puedan conducir a inestabilidades numéricas. Adicionalmente, con el objetivo de estimar la capacidad de soporte del material de fundación de la Casa de Máquinas, se aplicó un procedimiento que consistió en imponer una velocidad muy baja y constante, expresada en metros por iteración, a los nodos que representan la fundación de la estructura y registrar la resistencia del suelo al desplazamiento. Se alcanza la capacidad de soporte cuando la resistencia de la malla de diferencias finitas deja de aumentar y se mantiene constante, indicando que alcanzó la resistencia última. En la figura 23 se presenta una vista en planta del sitio donde se construirá Casa de Máquinas y se señala el perfil seleccionado para el análisis numérico realizado. CSD-ID

56 Figura 23. Vista en planta del sitio de Casa de Máquinas y ubicación de perfil de análisis En la figura 24 se muestra la geología asociada al perfil utilizado para el análisis numérico que aparece en la figura 23. Las propiedades de los materiales son las indicadas en la tabla 14. De acuerdo a la geología la Casa de Máquinas estará cimentada sobre un espesor de lahar que varía entre 0,75 m y 1,4 m y seguida por una capa de material tipo brechas de 10 m de espesor aproximadamente. En la figura 25 se muestra la malla de diferencias finitas definida en el programa FLAC para analizar la fundación de Casa de Máquinas. CSD-ID

57 Figura 24. Perfil geológico Figura 25. Modelo de diferencias finitas en el FLAC Del análisis con el FLAC se obtuvo la figura 26 que muestra la curva de esfuerzo bajo la fundación de la casa de máquinas en función del desplazamiento. Se observa que aproximadamente a los 550 kpa se produce una inflexión en la curva que indica que la delgada capa de lahar está llegando a su límite de resistencia y a partir de ese punto le transmite el esfuerzo a la brecha, la cual es mucho más CSD-ID

58 rígida y resistente. Sin embargo, el desplazamiento alcanzado es de aproximadamente 2,5 cm por lo que se recomienda considerar el esfuerzo de 550 kpa como carga última. La capacidad de soporte admisible para un factor de seguridad de 3 es de 183 kpa para la delgada capa de lahar y de 9200 kpa para la brecha una vez que se transmiten los esfuerzos a esta capa. Figura 26. Gráfico de esfuerzo en función del desplazamiento impuesto a los nodos de la fundación De acuerdo a los análisis de capacidad de soporte realizados el terreno es apto para colocar las estructuras propuestas Cálculo de asentamientos Los asentamientos de cimentaciones generalmente se producen inmediatamente aplicada la carga, por consolidación y por compresión secundaria. Los asentamientos instantáneos o inmediatos se producen por la colocación de la carga y se dan en un período de 7 días aproximadamente. Los asentamientos por consolidación dependen del tiempo, y pueden tomar meses y hasta años. CSD-ID

59 Para determinar los asentamientos instantáneos y por consolidación de la obra principal se utilizó el programa Settle 3D de Rocscience. Las propiedades de deformabilidad y consolidación de las rocas y suelos se determinaron a partir de los resultados de laboratorio para las rocas y a partir de la literatura existente para los lahares, estas propiedades se presentan en la tabla 16. Tabla 16. Propiedades de deformabilidad y consolidación de los materiales Propiedad Relleno Concreto Pobre Lahar 6 m Lahar 6 m a 14 m Brechas Lavas Pómez (kn/m 3 ) ,75 27,83 14,93 Cc - - 0,25 0, Cr - - 0,04 0, OCR Relación de Poisson μ 0, ,40 0,40 0,3 0,25 0,35 Relación de vacíos e o - - 1,1 0, Módulo de Elasticidad (kpa) De acuerdo al análisis realizado para los tamaños de cimientos y esfuerzos a transmitir se presentaran los siguientes asentamientos: Tabla 17. Asentamientos de las estructuras principales Estructura Dimensiones cimientos (m) Esfuerzo a transmitir (KPa) Instantáneo (cm) Consolidación (cm) Total (cm) Casa de máquinas 28 m x 8,5 m 10,39 0,08 1,48 1,56 Torres de enfriamiento 106 m x 18 m 26,7 0,66 2,65 3,31 Trafos 6 m x 8 m 21,5 0,25 7,58 7,83 Condensador 14 m x 8,5 m 20,59 0,28 3,82 4,10 Debido a la importancia del equipo que se debe colocar en Casa de Máquinas y al bajo rango de tolerancia en cuanto a asentamientos del equipo se recomienda excavar hasta llegar al contacto con el material tipo brecha y rellenar hasta alcanzar el nivel de desplante requerido, colocando un concreto pobre de 105 kg/cm 2 de resistencia a la compresión a los 28 días, con un espesor de 50 cm CSD-ID

60 para disminuir los asentamientos por consolidación. Realizando esta sustitución de material se generarían únicamente asentamientos elásticos de 0,05 cm. Los asentamientos se deben verificar de acuerdo a los rangos de aceptación y criterio estructural según el Cuadro 3.5 del Código de Cimentaciones de Costa Rica (Asociación Costarricense de Geotecnia, 2004, p.49). Se recomienda realizar un control de asentamientos durante el proceso constructivo y durante un período razonable de operación Análisis de estabilidad de taludes en corte y relleno El análisis de estabilidad de los taludes se realizó con la ayuda de los programas SLIDE de Rocscience. El análisis se llevó a cabo en el talud ubicado en el sector noreste y sureste de la Casa de Máquinas. La construcción del modelo se realiza basada en la topografía generada por la excavación del movimiento de tierras y con las propiedades de los materiales indicadas en las tablas 14 y 16, para así determinar el factor de seguridad de la superficie de falla más probable. Inicialmente se realizó el análisis de la estabilidad global del talud de corte a largo plazo con las propiedades de los materiales, donde se obtienen factores de seguridad para la superficie de falla superiores a 1,5 para el análisis en condición estática y seudoestática, como se muestra en las figuras 27 y 28 respectivamente; lo que garantiza la estabilidad global y local de los taludes si se utilizan cortes con pendiente de 1H:1V. CSD-ID

61 Figura 27. Talud de corte con bermas, Superficie de falla y factor de seguridad 3,12; condición estática Figura 28. Talud de corte con bermas, Superficie de falla y factor de seguridad de 2,18; condición seudoestática También, se realizó el análisis de la estabilidad global del talud de relleno con las propiedades de los materiales, donde se obtienen factores de seguridad superiores a 1,5 para el análisis en condición estática y en condición CSD-ID

62 seudoestática, como se muestra en la figura 29 y 30 respectivamente; lo que garantiza la estabilidad global del talud si se utilizan pendientes de 2H: 1V. Figura 29. Talud de relleno, Superficie de falla y factor de seguridad 3,03; condición estática Figura 30. Talud de relleno, Superficie de falla y factor de seguridad 2,24; condición seudoestática CSD-ID

63 Tanto en los taludes de corte como de relleno deben ser protegidos contra la acción del agua de escorrentía superficial y en consecuencia de la erosión, por lo tanto se deben revegetar. Para el caso específico de la excavación de los cimientos de casa de máquinas se realizó un análisis con la ayuda del programa FLAC. Se modeló la excavación hasta el nivel de la terraza 670 msnm y posteriormente hasta el nivel de fundación 662 msnm en etapas de aproximadamente 2 m, con el fin de evitar inestabilidades numéricas provenientes de cambios bruscos de los esfuerzos dentro del modelo. Se modeló un descenso del nivel freático dentro de la zona de excavación, pero en los alrededores se mantuvo constante. Esta es una situación conservadora y solo se presentaría en caso que la permeabilidad del lahar fuera muy baja y la excavación se realizara en un período tan corto que no permitiera el abatimiento del nivel freático. En estas condiciones se efectuó un el cálculo de la estabilidad de las paredes de la excavación. En la figura 31 se muestran los vectores de velocidad y las zonas que se encuentran en estado de fluencia por tracción que se obtendrían para el deslizamiento más probable del talud, cuyo factor de seguridad es de 1,21. Figura 31. Resultado del cálculo del factor de seguridad para el final de la excavación con nivel freático alto CSD-ID

64 En la figura 32 se muestra el resultado al calcular el factor de seguridad para una condición en la cual se ha logrado abatir el nivel freático alrededor de la excavación. El factor de seguridad calculado fue de 2,48, lo cual garantiza la estabilidad del talud. El modo de falla es similar al del nivel freático alto que aparece en la figura 18, se presenta un estado de fluencia por tracción en los elementos cercanos al talud vertical. Aunque en este caso también aparecen algunos puntos en fluencia por cortante. Figura 32. Resultado del cálculo del factor de seguridad para el final de la excavación con el nivel freático abatido Aunque el talud que generará la excavación se presentara estable bajo las condiciones analizadas, es importante reforzar y asegurar la estabilidad mediante la colocación de pernos pasivos así como sistemas de drenaje de 6 m de longitud para abatir el nivel freático conforme se avanza en la excavación. De acuerdo a lo indicado en el detalle del anexo 17 y a lo especificado en la tabla 18. CSD-ID

65 Tabla 18. Especificaciones de sostenimiento y drenaje Pantalla de concreto Espaciamiento horizontal de pernos (m) 3 Espaciamiento vertical de pernos (m) 1,5 Espesor de pantalla de concreto (mm) 100 Resistencia a la compresión del concreto (kg/cm 2 ) 285 Tipo de malla electrosoldada MW26xMW26 Pernos Longitud (m) 4 Varilla # 8 Grado 60 Diámetro de perforación (mm) 75 Placas Ancho de placa (mm) 300 Espesor de placa (mm) 20 Tipo de varilla para refuerzo de placas 3 Grado 60 Cantidad Relleno de sustitución Cualquier relleno que deba realizarse para sustituir un material de propiedades no adecuadas, para cimentar las principales estructuras, debe estar constituido por material seleccionado y debe cumplir con las siguientes características: o o o o Clasificar como material no plástico (NP), es decir no debe contener partículas plásticas. No debe contener materia orgánica (troncos y ramas), grumos ni terrones de arcillas. Partículas duras y durables de piedras, gravas, tobas o lastres, tamizados o triturados para obtener el tamaño y la graduación requerida. Debe tener la siguiente graduación: Porcentaje pasando la malla 3 pulgadas (76.2 mm): 100%. CSD-ID

66 Porcentaje pasando la malla No. 4 (4.75 mm): %. Porcentaje pasando la malla No. 40 (0.425 mm): 10-70%. Porcentaje pasando la malla No. 200 (0.075 mm): 0 20%. Si se desea emplear algún otro material, será necesario efectuar ensayos de laboratorio que permitan caracterizarlos y definir si se acepta o no como material de sustitución. Otros aspectos importantes del relleno de sustitución son la colocación y la compactación, por lo que a continuación se presentan algunas consideraciones que deben tenerse en cuenta: a. El material debe extenderse y colocarse en capas de espesor no mayor a los 0,25 m. b. La humedad del material a colocar no debe ser inferior o superior en 3% de la humedad óptima de compactación. c. El porcentaje de compactación no debe ser inferior al 95% del Proctor estándar o de la densidad máxima del ensayo de densidad relativa. d. La compactación se efectuará por medio de equipo mecánico vibratorio, iniciando desde los bordes hacia el centro del relleno y manteniendo traslapes discontinuos en los sitios compactados. e. Cada vez que se concluya una capa del relleno debe ser verificada topográficamente. f. Se debe realizar un control de la compactación, para garantizar la homogeneidad del relleno, principalmente para evitar problemas asociados a asentamientos. g. Este procedimiento será repetitivo para cada capa del relleno, hasta alcanzar el nivel establecido previamente. CSD-ID

67 7.5. Recomendaciones constructivas y excavaciones En cuanto a los taludes de relleno la pendiente recomendada es 2H:1V y para los taludes de corte la pendiente recomendada es 1H:1V, lo cual garantiza la estabilidad. Para los taludes en corte se recomienda la construcción de bermas a cada 5 m de altura para garantizar la estabilidad del talud; esta berma debe tener contra pendiente y un adecuado manejo de agua de escorrentía superficial. Para evitar los procesos de erosión de los taludes se recomienda revegetar Parámetros de diseño sísmico De acuerdo al Código Sísmico de Costa Rica (2010), el proyecto se localiza en la provincia de Guanacaste, Cantón de Liberia, en una zona sísmica III y el suelo se clasifica como S 3. Con base en lo anterior se establece, en el mismo código, una aceleración pico efectiva de diseño de 0.36 g, como parámetro de la sacudida sísmica correspondiente a un período de retorno de 475 años. 8. AMENAZAS NATURALES POTENCIALES 8.1. Amenaza volcánica De acuerdo con (Soto et. al, 2003) el volcán Rincón de la Vieja es el centro volcánico más grande y único activo de la Cordillera de Guanacaste. Históricamente su actividad se ha caracterizado por frecuentes emisiones de gases y vapores, erupciones freáticas y freatomagmáticas periódicas, acompañadas normalmente por lahares calientes. Además, flujos piroclásticos prehistóricos se han mapeado hasta unos 10 km de distancia del cráter activo y depósitos de actividad subpliniana se presentan en el flanco WSW producto de la dirección predominante del viento. Una de las grandes erupciones de las últimas dos décadas ocurrió en diciembre de 1966 cuando bloques, bombas y cenizas destruyeron la vegetación a más de 2 CSD-ID

68 km del cráter así como retumbos fuertes con una columna negra y densa de unos 5 Km. de altura. (Paniagua et. al, 1996). De acuerdo con (ICE, 2005), quizás la mayor explosión ocurrió el 17 de enero de 1967, que generó una capa de ceniza que, cerca del cráter, midió unos 100 cm de espesor, eliminó la vegetación y se dispersó hasta 2 km, además alrededor del cráter, había bombas y bloques. Entre otras actividades de erupciones pequeñas, se registran en febrero de 1983 nuevas erupciones freáticas que afectaron un área pequeña 2 km al sur y al este del cráter activo. Una actividad mayor en marzo de 1984, que cubrió un área de 4 km2 al sur y sureste del cráter activo y generó corrientes de lodo de 10 a 15 km de largo que bajaron por los drenajes al norte del volcán. El 1 de abril de 1987 hubo otra erupción freática y lahares en los ríos Azufroso y Pénjamo. Una de las principales explosiones de acuerdo con ICE (2005) se presentó el 8 de mayo de 1991, con una columna de cenizas y vapor que alcanzó 5 km de altura y originó lahares hacia el norte (ríos Pénjamo, Azul y Azufroso), que destruyeron los puentes. Nuevamente en noviembre de 1995 hubo fuertes erupciones de gases y vapores, rocas (bombas y bloques) con diferentes ángulos y oleadas rasantes de cenizas y vapor, con la subsecuente generación de lahares, de nuevo en los ríos Azul, Pénjamo y Azufrada y daños considerables en los puentes y finalmente, en febrero de 1998 el volcán Rincón de la Vieja hizo una nueva erupción generando lahares que se distribuyeron por los mismo ríos en el flanco norte del volcán, que se afectaron en eventos anteriores. Las erupciones fueron freáticas, sin aporte de nuevo magma. Según (ICE, 2005) dado que el Rincón de la Vieja es un volcán activo, con erupciones importantes en tiempos prehistóricos e históricos y puesto que desde 1998 no ha tenido ninguna erupción importante (freatomagmática o magmática), se podría especular que dentro del lapso de vida útil de las obras (unos 100 años) se genere un periodo eruptivo importante. Sin embargo, por la ubicación de las obras, las condiciones topográficas y la dirección de los vientos, los efectos CSD-ID

69 directos probablemente serían mínimos o nulos, tal y como se desprende de los estudios vulcanológicos (tefroestratigrafía, mapeo geovulcanológico, análisis computacional). Los efectos indirectos o apenas perceptibles a corto plazo, en el caso de una erupción moderada podrían ser la caída de ceniza fina, lluvia ácida y eventualmente lahares que se encaucen por el Río Colorado Amenaza sísmica y fallamiento De acuerdo con (ICE, 2005) las fuentes sísmicas más importantes para el caso del Proyecto Geotérmico Las Pailas lo constituyen, en primer lugar, el proceso de subducción de la placa del Coco bajo la placa Caribe, los sistemas de fallamiento local, dentro de los cuales se encuentran las fallas activas Cote-Arenal, Bagaces, Chiripa, Caño Negro y Coyol-Guape y finalmente las estructuras caldéricas como las del Rincón de la Vieja, Miravalles y Tenorio, ver detalle en la Figura 33. Figura 33. Lineamientos regionales y localización del Campo Geotermico Pailas (Tomado y modificado de Chavarría et. al, 2010) CSD-ID

70 Como ya es conocido, Costa Rica está situada dentro de una región tectónicamente activa, caracterizada, principalmente, por el proceso de subducción de la placa del Coco bajo la Caribe a lo largo de la Fosa Mesoamericana, por lo que la zona de Guanacaste, al igual que el resto del país, está expuesta a la ocurrencia periódica de terremotos y a una alta tasa de sismicidad. En el pacífico norte a este proceso de subducción se le han identificado dos zonas sísmicas con potencial para generar sismos importantes de hasta M= 7,7 (Climent et. al, 2003). Según (ICE, 2005) de los datos de sismos superficiales de las redes sismológicas locales del ICE en Miravalles y Las Pailas se observan varios focos de actividad sísmica importantes que se concentran principalmente en una caldera al suroeste del volcán Rincón de la Vieja, en la caldera de Miravalles, entre los macizos Miravalles y Tenorio y al sureste del macizo de Tenorio. Como se observa en la Figura 34 y de acuerdo con Taylor (2004) la mayoría de microsismos se localizan dentro de la caldera de Guachipelín, sin embargo no se ha logrado definir que esta sismicidad sea disparada por las actividades de perforación de los pozos a lo largo de las zonas de falla. CSD-ID

71 Figura 34. Localización de microsismos (M L 2,0, con profundidades entre 1,0 y 5,5 km) en el área de Campo Geotérmico Las Pailas. (Tomado y modificado de Arias, 2002) Con respecto al fallamiento local, de acuerdo con Climent et. al, (2003), éste se caracteriza por la generación de sismos de magnitudes locales intermedias (5,0 M L 6,5) y de foco superficial (5 Z 20 km). En el caso del sitio donde se ubica el Proyecto Geotérmico Las Pailas, históricamente se reportan intensidades máximas (MM) de VI-VII (ICE, 2005). Según los mismos autores, las fallas Cote- Arenal, Bagaces y Chiripa se consideran de menor potencial sísmico por encontrarse mucho más alejadas del área del proyecto, mientras que La Falla Coyol Guape (orientada NW-SE, con aproximadamente 7 km de longitud y que une las manifestaciones termales Las Pailas y Las Hornillas), Falla Caño Negro y el proceso de subducción son las fuentes sísmicas de mayor relevancia para el proyecto y para las cuales se evaluaron varios escenarios sísmicos. A partir de esa información, se determinó que la amenaza sísmica en el P.G. Pailas está controlada por la ocurrencia de un evento sísmico en la falla Caño Negro y se esperaría que la aceleración pico del terreno tenga un valor alrededor del 50 % de la aceleración de la gravedad. CSD-ID

72 8.3. Emanación de gases Debido al cambio de color con el tiempo en las muestras obtenidas en las dos perforaciones ejecutadas se solicitó determinar la posibilidad de emanaciones de Dioxido de carbono (CO 2 ) y Sulfuro de hidrógeno (H 2 S), posterior a la excavación para conformar la plazoleta. En total se realizaron cincuenta sondeos a lo largo del perímetro del área designada para Casa de Máquinas, y adicionalmente, se realizaron medidas directamente sobre los pozos de perforación a rotación. La distribución de dichos muestreos se presenta en la figura 35. Figura 35. Ubicación de muestreo de gases. Los resultados obtenidos de estas mediciones no mostraron ningún indicio de manifestaciones de flujo continuo de gas tal como se muestra en las figura 36, donde los valores de CO 2 varían entre 200 y 400 ppm en toda la periferia, incrementándose este valor únicamente en la medida realizada en la sondeos2 con 1400 ppm. Considerando a las concentraciones de 450 ppm e inferiores de CSD-ID

73 CO 2 como el nivel base ambiental, se concluye que no se encontraron niveles anómalos. En el sondeo 2 se observó una concentración intermedia de 3400 ppm, sin embargo después de un tiempo no superó la lectura de 300 ppm. En los pozos los valores obtenidos, mostraron un comportamiento fluctuante por debajo de la base ambiental, como se muestra en la figura 36. Por otra parte, los resultados obtenidos de H 2 S tampoco mostraron presencia de algún tipo de manifestación de este gas. Y en ningún caso se superó el nivel base ambiental (0,014 ppm) (figura 9). Figura 36. Magnitudes de concentración de gases. Además las mediciones en las perforaciones fueron variables, y casi en la totalidad correspondieron a bolsas o atrapamientos de CO 2. Para la malla tierra se debe considerar los posibles efectos de corrosión. Finalmente se recomienda repetir el control de gases una vez que se realice el destape y las excavaciones. CSD-ID

74 9. CAPACIDAD DE INFILTRACIÓN DEL TERRENO Para determinar la capacidad de infiltración que tiene el lahar encontrado en la zona de investigación se realizó una prueba de infiltración siguiendo lo establecido en el Código de Instalaciones Hidráulicas y Sanitarias en Edificaciones del Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos. Esta prueba consiste en hacer mediciones directas de las variaciones del nivel del agua en el tiempo producto de la infiltración del agua en el terreno, con esto se estimará la velocidad de infiltración Tasa de Infiltración y Velocidad de Infiltración De acuerdo a los datos de la prueba la tasa de infiltración es T = 100 min/cm, y la velocidad de infiltración es Vp = 1,00 x 10-7 m/s según el procedimiento descrito en las Normas de Presentación, Diseño y Construcción para Urbanizaciones y Fraccionamientos de Acueductos y Alcantarillados. Considerando que la cantidad de personas que utilizarían la edificación son 10 con un gasto por persona por día de 162 l/día, para una velocidad de infiltración de 1,00 x 10-7 m/s la geometría del campo de infiltración necesaria es la siguiente: Ancho de zanja: 0,60 m Espesor de grava bajo el tubo infiltrante: 0,90 m Perímetro efectivo: 1,30 m Longitud total de zanjas: 144,12 m Separación entre zanjas: 3,24 m Área de infiltración: 466,60 m 2 Se recomienda buscar otra alternativa para el manejo de las aguas negras, que no requiera un área de infiltración, ya que la requerida en este caso en particular es muy grande. CSD-ID

75 10. CONCLUSIONES Con base en los análisis realizados se concluye lo siguiente: GEOLÓGICAS 1. La geología del área corresponde con materiales de origen volcánico, específicamente, consiste en lahares, lavas y brechas lávicas, así como flujos piroclásticos que, por el ambiente de depositación, presentan en general una fuerte alteración de tipo hidrotermal. La presencia de arcillas como la caolinita y la haloisita, así como minerales como la alunita, marcasita, pirita y el azufre nativo evidencian ambientes con características ácidas. 2. De acuerdo con mediciones del nivel freático se determina que en la zona se localiza un acuífero libre correspondiente al lahar de la unidad de Debris Avalanche del Rincón de la Vieja, este nivel freático se localizó en promedio a unos 8 m de profundidad, sin embargo, es importante considerar que la profundidad podría disminuir en períodos de mayor intensidad de lluvias. MODELO DE REFRACCIÓN SÍSMICA 1. El modelo de refracción sísmica presenta dos capas, una superficial con velocidades Vp de 0,5 km/s, y una profunda con velocidades Vp de 3,0 a 3,1 km/s. 2. La capa superficial se asociada a suelos y depósitos de avalanchas volcánicas y lahares (debris flow), presenta una velocidad Vp relativamente muy baja de 0,5 km/s, en comparación con la velocidad Vp de la capa basal (3,0-3,1 km/s). 3. La roca basal se asociada a tobas soldadas y/o coladas de lavas con velocidades Vp de 3,0 a 3,1 km/s, este elevado rango de velocidad se debe posiblemente a que la roca se encuentra saturada a partir del contacto con la capa superficial. CSD-ID

76 4. El espesor mínimo registrado por los depósitos superficiales asociados a suelos y depósitos de avalanchas volcánicas y lahares (debris flow) es de 5 m y se localiza en los sector de mayor pendiente del perfil 1 (P-1); por el contrario en los sectores intermedios de ambos perfiles se registran los mayores espesores de aproximadamente 11 m a 13 m. 5. Los depósitos superficiales presentan espesores considerables (5 m - 13 m) y bajas velocidades Vp (0,5 km/s) que los caracterizan con condiciones geomecánicas malas a muy malas. 6. La primera capa de baja velocidad Vp (0,5 km/s) y de importante espesor, puede eventualmente generar problemas de asentamiento en la cimentación de la estructura de la Casa de Máquinas. MODELO GEOELÉCTRICO 1. El modelo geoeléctrico corresponde a tres capas, la primera con resistividades entre 40 y 100 Ohm-m asociada a suelos y bloques de lava sueltos, la segunda con resistividades entre 10 y 40 Ohm-m asociada a tobas, bloques de lava y brechas, todas alteradas; y la última con resistividades entre 50 y 200 Ohm-m asociada con tobas y brechas. 2. El método de polarización inducida pudo detectar anomalías conductoras asociadas a materiales alterados que no fue posible detectar mediante la refracción sísmica, lo cual evidencia el beneficio de la complementación de los métodos. 3. La interfaz entre las capas 1 y 2 posiblemente corresponde con el nivel freático local, de ahí hacia abajo la roca probablemente se encuentra saturada. MODELO GEOLÓGICO GEOTÉCNICO 1. El suelo donde se pretende construir la Casa de Máquinas del PG Pailas II presenta la estratigrafía descrita en el apartado 6 Modelo geológico CSD-ID

77 geotécnico del terreno, donde se presentan las propiedades de cada uno de los materiales que son utilizadas para el análisis y diseño geotécnico. 2. El terreno donde se cimentaran las estructuras corresponde a un depósito de lahares cuya matriz son suelos tipo limo elástico arenoso y limos con arena de consistencia media a dura. 3. De acuerdo a la clasificación del macizo rocoso el material tipo brecha se asocia a un valor de RMR entre 18 y 57, lo cual corresponde a un macizo clase III y IV, lo cual representa una masa rocosa de condición media a mala. El material tipo lava se asocia a un valor de RMR entre 43 y 70, lo cual corresponde a un macizo clase II y III, esto es una masa rocosa de condición buena a media. El material depósitos de flujos de pómez se asocia a un valor de RMR entre 24 y 34, lo cual corresponde a un macizo de clase IV, que representa una masa rocosa de condición mala. 4. De acuerdo al análisis de capacidad de carga considerando una única capa de lahar, la capacidad de carga admisible del terreno varía entre 522,2 kpa y 756,8 kpa. 5. De acuerdo al análisis numérico de esfuerzo y deformación por medio del programa de diferencias finitas FLAC, realizado específicamente para la cimentación de Casa de Máquinas, se estima una capacidad de carga admisible para la delgada capa de lahar de 183 kpa y de 9200 kpa para la capa inferior, brechas. 6. A pesar de que el material denominado lahar presenta condiciones geomecánicas malas, los análisis de capacidad de carga garantizan que el terreno es apto y tendrá un comportamiento adecuado para la construcción de las diferentes estructuras propuestas en Casa de Máquinas. 7. Los asentamientos elásticos varían de 0,08 cm a 0,66 cm y por consolidación de 1,48 cm a 7,58 cm los cuales se presentan en la tabla 14, generando asentamientos totales de 1,56 cm a 7,83 cm. Estos asentamientos se deben verificar de acuerdo a los rangos de aceptación y criterio estructural según el Cuadro 3.5 del Código de Cimentaciones de CSD-ID

78 Costa Rica (Asociación Costarricense de Geotecnia, 2004, p.49). Se recomienda realizar un control de asentamientos durante el proceso constructivo y durante un período razonable de operación. 8. De acuerdo al análisis de estabilidad de taludes, el talud ubicado en el sector noreste y sureste de la Casa de Máquinas permanecerán estables siempre y cuando se realice la construcción de bermas a cada 4 m con pendientes de 1H:1V. 9. En el caso de los taludes de relleno con una altura de 1,70 m, en la terraza para las torres de enfriamiento, se mantendrán estables, si se utilizan pendientes de 2H:1V. 10. Tanto en los taludes de corte como de relleno deben ser protegidos contra la acción del agua de escorrentía superficial y en consecuencia de la erosión, por lo tanto se deben revegetar. 11. Para la conformación de la terraza y para la cimentación de cualquier estructura se recomienda utilizar rellenos de sustitución tipo lastre, con las características indicadas en el apartado De acuerdo al Código Sísmico de Costa Rica (2010), el proyecto se localiza en la provincia de Guanacaste, Cantón de Liberia, en una zona sísmica III y el suelo se clasifica como S 3. Con base en lo anterior se establece, en el mismo código, una aceleración pico efectiva de diseño de 0.36 g, como parámetro de la sacudida sísmica correspondiente a un período de retorno de 475 años. 13. Para la malla tierra se debe considerar los posibles efectos de corrosión. 14. Para el caso específico de Casa de Máquinas se logra obtener taludes de corte estables siempre y cuando se proteja el talud con la colocación de pernos pasivos, así como colocar tuberías de drenaje para asegurar abatir el nivel freático conforme se avanza en la excavación tal como se detalla en la tabla 16 del apartado 8.3 y en el anexo De acuerdo a las pruebas de infiltración realizadas en la capa de lahar, la tasa de infiltración es de 100 min/cm con una velocidad de infiltración de CSD-ID

79 1,00 x 10-7 m/s. Se recomienda buscar otra alternativa para el manejo de las aguas negras, que no requiera un área de infiltración, ya que para este caso en particular es muy grande. AMENAZAS NATURALES POTENCIALES 1. Por su localización, el proyecto presenta una potencial amenaza volcánica que, de acuerdo con los registros históricos podría estar representado por emisiones de gases y vapores, erupciones freáticas y freatomagmáticas acompañadas por lahares calientes, así como flujos piroclásticos y actividad de tipo subpliniano. Dado que desde 1998 no ha tenido ninguna erupción importante (freatomagmática o magmática), se podría esperar que dentro del lapso de vida útil de las obras se genere un periodo eruptivo importante y los efectos podrían ser la caída de ceniza fina, lluvia ácida y eventualmente lahares que se encaucen por el Río Colorado. 2. Con respecto al potencial sísmico y fallamiento en la zona, Costa Rica está situada dentro de una región tectónicamente activa por lo que está expuesta a la ocurrencia periódica de terremotos y a una alta tasa de sismicidad. Se consideran como las fuentes sísmicas más importantes el proceso de subducción de la placa del Coco bajo la placa Caribe, las fallas activas Cote-Arenal, Bagaces, Chiripa, Caño Negro y Coyol-Guape y finalmente las estructuras caldéricas como las del Rincón de la Vieja, Miravalles y Tenorio. 3. En el sitio donde se ubica el Proyecto Geotérmico Las Pailas, históricamente se reportan sismos con intensidades máximas (MM) de VI- VII y se determinó que la principal amenaza sísmica está controlada por la ocurrencia de un evento sísmico en la falla Caño Negro, donde se esperaría que la aceleración pico del terreno tenga un valor alrededor del 50 % de la aceleración de la gravedad. 4. De acuerdo al estudio realizado sobre posibles riesgos de emanaciones de gases en la zona de estudio no se mostró ningún indicio de manifestaciones CSD-ID

80 de flujo continuo de gas. Considerando a las concentraciones de 450 ppm e inferiores de CO 2 como el nivel base ambiental, se concluye que no se encontraron niveles anómalos. 5. Los resultados obtenidos de H 2 S tampoco mostraron presencia de algún tipo de manifestación de este gas. Y en ningún caso se superó el nivel base ambiental (0,014 ppm). 11. RECOMENDACIONES GENERALES 1. Las mallas de puesta a tierra deben seguir algún protocolo de prevención a la corrosión. 2. Realizar mediciones para el control de gases una vez que se finalice el destape y las excavaciones. 3. A pesar que en las recomendaciones del estudio geofísico se recomienda sustituir el terreno de fundación sobre el cual se pretende cimentar la casa de máquinas pues se establece que el lahar presenta condiciones geomecánicas malas, de acuerdo a los análisis geotécnicos realizados se garantiza que el material es apto para la construcción de las obras y tendrá un comportamiento adecuado. 4. Aunque en el estudio geofísico se recomienda que la malla tierra se ubique dentro de la capa geoeléctrica N 2, la cual corresponde al material tipo brechas, constructivamente es más factible seguir algún protocolo de prevención a la corrosión. 5. Debido a la importancia de los elementos a colocar en la casa de máquinas, a los bajos rangos de aceptación de asentamientos y a la delgada capa de lahar existente debido al movimiento de tierras, se recomienda sustituir este material por un relleno de concreto pobre de 0.5 m de espesor para nivelar el terreno y asegurar que solo se presenten asentamientos inmediatos, los cuales son muy pequeños. 6. Aunque el talud de excavación para los cimientos de casa de máquinas se presentan estables bajo las condiciones analizadas en el presente informe, CSD-ID

81 se recomienda proteger el talud con la colocación de pernos pasivos, así como colocar tuberías de drenaje para asegurar abatir el nivel freático conforme se avanza en la excavación tal como se detalla en la tabla 16 del apartado 8.3 y en el anexo Se recomiendan taludes con pendientes de 1,0H:1,0 V para taludes de corte. Si se requieren taludes de corte con alturas mayores a los 4,0 m es recomendable construir bermas intermedias de alivio. En cuanto a los taludes de relleno la pendiente recomendada es 2,0H:1,0 V para el material tipo lastre. 8. Se recomienda la construcción de cunetas de concreto en la base de los taludes y contracunetas de concreto en la parte superior de los mismos y en las bermas intermedias para realizar la recolección del agua de escorrentía superficial y generada por el abatimiento del nivel freático. Adicionalmente los taludes deben ser protegidos mediante la siembra de vegetación adecuada a la zona. 9. Las bermas intermedias deben contar con una contrapendiente entre un 3% y un 5% para garantizar un flujo adecuado del agua de escorrentía hacia las cunetas. 10. El diseño de la estructura de Casa de Máquinas que se encuentra a un nivel de excavación de 662 msnm debe adecuarse para que sea capaz de resistir las fuerzas de empuje del agua y supresión o bien construir un sistema de evacuación de las aguas producto de los drenajes. 11. No se prevén problemas de surgencia de agua a nivel de terraza (670 msnm), en caso que en invierno se presente esta situación, se recomienda la construcción de pozos de drenaje a lo largo de la misma, para el diseño y distribución de los mismos se debe consultar al Área de Exploración Subterránea del Centro de Servicio de Diseño. CSD-ID

82 12. BIBLIOGRAFÍA 1. Asociación Costarricense de Geotecnia, 2009.Código de Cimentaciones de Costa Rica, 2. Ed. Cartago: Editorial Tecnológica de Costa Rica. 2. Colegio Federado de Ingenieros & Arquitectos, Código Sísmico de Costa Rica Cartago: Editorial Tecnológica de Costa Rica. 3. Peck, R. Hanson, W. y Thornburn, T. Ingeniería de cimentaciones. Editorial Limusa. México Das, Braja. Principios de Ingeniería de cimentaciones. 4ta edition. Editorial International Thomson. México Das, Braja. Fundamentos de Ingeniería geotécnica. Editorial International Thomson. México. 6. Chavarría, L., Mora, O., Hakanson, E., Galves, M., Rojas, M., Molina, F. & Murillo, A., 2010: Geologic Model of the Pailas Geothermal Field, Guanacaste, Costa Rica. 7. Climent, A., Salgado, D., Slob, S. & van Westen, C., 2003: Amenaza Sísmica y Vulnerabilidad Física en la ciudad de Cañas, Guanacaste, Costa Rica. Capacity Building For Natural Disaster Reduction (CBNDR)/Regional Action Program For Central America (RAPCA). 8. Das, Braja. Principios de Ingeniería de cimentaciones. 4ta edition. Editorial International Thomson. México Das, Braja. Fundamentos de Ingeniería geotécnica. Editorial International Thomson. México. 10. Instituto Costarricense de Electricidad (ICE), 2005: Estudio de Impacto Ambiental Proyecto Geotérmico Las Pailas. Tomo 1. Centro de Servicio Recursos Geotérmicos 11. Instituto Costarricense de Electricidad (ICE), 2012: Geología e Hidrogeología de los pozos de la Casa de Máquinas del Centro de producción Geotérmica Las Pailas, Guanacaste. Costa Rica. Centro de Servicio Exploración Subterránea 12. Instituto Costarricense de Electricidad (ICE), 2013: Estudio geofísico de refracción sísmica y resistividad eléctrica en el sitio de la futura Casa de CSD-ID

83 Máquinas del PG Pailas II. Informe Técnico. Área de Geofísica, CS Exploración Subterránea. 13. Instituto Costarricense de Electricidad (ICE), 2014: Petrografía de 4 muestras pozos PP1 y PP2 (Pailas II). Centro de Servicio Diseño. 14. Paniagua, S., Salazar, L., Kussmaul, S., Monge, Alfonso & Obando L., 1996: Síntesis de la amenaza volcánica y estimación básica del riesgo del volcán Rincón de la Vieja, Cordillera de Guanacaste, Costa Rica. Escuela Centroamericana de Geología, Universidad de Costa Rica. 15. Peck, R. Hanson, W. y Thornburn, T. Ingeniería de cimentaciones. Editorial Limusa. México Soto, Gerardo., Alvarado, G. & Goold, S., 2003: Erupciones < 3800 a.p. del Volcán Rincón de la Vieja, Costa Rica. Rev. Geol. Amér. Central, 29: Taylor, W., 2004: Características físicas del reservorio en el Campo Geotérmico Las Pailas estimadas con base en datos sismológicos, estructurales y relaciones de Poisson. Rev. Geol. Amér. Central, 31: Zamora, N., Méndez, J., Barahona, M. & Sjöbohm, L., 2004: Volcano- Estratigrafía asociada al campo de domos de Cañas Dulces, Guanacaste. Costa Rica. Rev. Geol. Amér. Central, 30: Instituto Costarricense de Electricidad (ICE), 2013: Estudio geofísico de refracción sísmica y resistividad eléctrica en el sitio de la futura casa de máquinas del Proyecto Geotérmico Pailas II. Centro de Servicio de Diseño. CSD-ID

84 13. ANEXOS Número de Título Anexo 1 Clasificación RMR perforación 1 2 Clasificación RMR perforación 2 3 Descripción perforación 1 4 Descripción perforación 2 5 Lámina 1. Planta de ubicación de Perfiles geofísicos 6 Lámina 2. Perfil 1 (P-1) Refracción Sísmica 7 Lámina 3. Perfil 3 (P-3) Refracción Sísmica 8 Lámina 4. Perfil 1 (P1) Resistividad Eléctrica 9 Lámina 5. Perfil 2 (P2) Resistividad Eléctrica 10 Lámina 6. Perfil 3 (P3) Resistividad Eléctrica 11 Lámina 7. Perfil 4 (P4). Resistividad Eléctrica 12 Planta 13 Perfil excavación, perforaciones 14 Perfil excavación, casa de máquinas 15 Perfil excavación, tubería de enfriamiento 16 Perfil excavación, casa de máquinas y tubería de enfriamiento 17 Detalle de colocación de drenajes CSD-ID

85 DEP. FLUJOS DE PÓMEZ = Capa 5 BRECHAS = Capa 4 LAVAS = Capa 3 BRECHAS = Capa 2 LAHARES = Capa 1 PROYECTO PERFORACIÓN # ID MATERIAL TRAMO (m) Recup. (m) CS (MPa) RQD (%) PG PAILAS II DATOS 1 COORDENADAS CRTM05 X: Y: Long. Separación Discontinuidad diaclasas (m) (m) Abertura (mm) Rugosidad Relleno Alteración Estado general Orientación discontinuidades Nivel de desp profundidad Blando menor a Ligeramente 5 mm alterada Blando menor a Ligeramente 5 mm alterada Blando menor a Ligeramente 5 mm alterada Blando menor a Ligeramente 5 mm alterada Blando menor a Ligeramente 5 mm alterada Blando menor a Ligeramente 5 mm alterada Blando menor a Ligeramente 5 mm alterada Ligeramente Blando menor a Ligeramente rugosa 5 mm alterada Seco Medias Suave Blando menor a Ligeramente 5 mm alterada Seco Medias Suave Blando menor a Ligeramente 5 mm alterada Seco Medias Suave Blando menor a Ligeramente 5 mm alterada Seco Medias Ligeramente rugosa Ligeramente rugosa Ligeramente rugosa Ligeramente rugosa Ligeramente rugosa Ligeramente rugosa Ligeramente rugosa Ligeramente rugosa Blando menor a 5 mm Ligeramente alterada Seco Seco Seco Seco Seco Seco Seco Seco - Medias Medias Medias Medias Medias Medias Medias Medias CSD-ID

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87 DEP. FLUJOS DE PÓMEZ BRECHAS LAVAS BRECHAS LAHARES PROYECTO PERFORACIÓN # ID MATERIAL TRAMO (m) CS RQD PG PAILAS II 1 COORDENADAS CRTM05 X: Y: CLASIFICACIÓN RMR Separación diaclasas Long. Discontinuidad Abertura Rugosidad Relleno Alteración Estado general Orientación discontinuidades RMR CLASE CALIDAD MACIZO III Media III Media IV Mala IV Mala III Media III Media III Media II Buena III Media III Media II Buena IV Mala IV Mala IV Mala IV Mala IV Mala CSD-ID

88 DEP. FLUJOS DE PÓMEZ BRECHA LAVAS BRECHAS LAHARES PROYECTO PG PAILAS II PERFORACIÓN # 1 COORDENADAS CRTM05 X: Y: CLASIFICACIÓN RMR ID MATERIAL TRAMO (m) CS RQD Separación diaclasas Long. Discontinuidad Abertura Rugosidad Relleno Alteración Estado general Orientación discontinuidades RMR CLASE CALIDAD MACIZO III Media III Media III Media III Media III Media III Media III Media III Media III Media III Media III Media II Buena V Muy mala III Media III Media IV Mala CSD-ID

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