INSPECCIÓN GEOLÓGICA AL SITIO DE LA PLANTA HIDROELÉCTRICA PATLA EN EL ESTADO DE PUEBLA, AGOSTO DE 2006* *JOSE ARTURO MONTIEL ROSADO Instituto de Investigaciones Eléctricas No DE PROYECTO 13162
Inspección geológica para el sitio de la Planta Hidroeléctrica de Patla en el estado de Puebla. Introducción La Planta Hidroeléctrica (PH) de Patla se ubica en la cuenca hidrológica del río Necaxa, la cual es receptora de varios afluentes importantes como el rio Nexapa, Tepexic, Necaxa y San Juan. Pertenece al sistema hidroeléctrico Necaxa-Tepexic- Patla. El sitio de la PH es aguas abajo, aproximadamente 8 Km de la PH Necaxa y, esta desplantada en una margen septentrional del río Necaxa, el cual desemboca en el Golfo de México como río Tecolutla. Figura 1 Ubicación del sistema hidroeléctrico Necaxa-Tepexic-Patla y ubicación del área de trabajo
Metodología de trabajo 1. Datos estructurales en campo Para determinar la orientación de los planos geológicos, se emplea la brújula para medir ángulo de los planos y orientación. Identificación y clasificación de los planos geológicos: Estratificación, Diaclasas, Fallas y Fracturas. Descripción de los planos y fracturas. Localización de extensometros colocados por LyF en el cantil de Patla. 2. Datos estructurales en gabinete Análisis estadístico de los lineamientos utilizando la Red estereográfica de Wolf- Schmidt y posteriormente realizar el diseño la roseta estructural. Establecer la cronología de la formación de los elementos estructurales 3. Perforaciones profundas: El Instituto de Investigaciones Eléctricas licitó un programa de exploración directa el cual contiene proyectado realizar 2 perforaciones en la parte alta del Cantil de Patla con el objetivo principal de determinar, a través de recuperación de núcleos a profundidades especificas, las características físicas, estructurales y del patrón de fracturas existente, tanto en condiciones normales como afectadas. El análisis deberá incluir un reporte con los diagramas estereográficos y el diseño de la roseta estructural, por parte del contratista.
Trabajo de Campo La inspección geológica ha consistido en hacer el recorrido junto con la brigada de Topografía desde la parte alta del Cantil para definir el levantamiento y las estaciones de observación. Los puntos de arranque se tomaron con GPS TerraMobile. Una vez ubicada la estación de arranque topográfico, los trabajos fueron de supervisión en las visuales de los prismas. Junto con este trabajo se levanto la geología de los alrededores del cantil de Patla, así conocido por la morfología que se observa al llegar. Foto 1 Vista al N, obsérvese la pared del Cantil, consiste de una depresión topográfica de 230 m con bordes salientes de bloques caídos por derrumbe (cara expuesta). La pared esta formada por una secuencia estartificada de calizas con intercalaciones de lutita (material arcilloso), en posición horizontal con rumbo EW85,5 NW de echado.
La secuencia arriba mencionada, presenta una característica importante para la exploración geológica, estratigráficamente corresponde a la secuencia transicional de la Formación Pimienta del Jurásico superior, por la presencia de material arcilloso mal litificado, esto significa que esta secuencia vario de aguas someras a playas someras para este tiempo geológico. Foto 2 Vista al S del cantil, margen izquierda del río Necaxa. Se observan las características estratigráficas de la formación Pimienta, patrón de estratos irregular que varia de 10 a 15 cm con intercalaciones de lutitas muy alteradas y en ocasiones se observa el desarrollo de capas libres que producen microcantiles y que posteriormente por fracturamiento caen provocando derrumbes. La acción erosiva del río es intensa y por este proceso existen variaciones en el cauce original.
En la parte superior a esta secuencia existe un afloramiento de roca volcánica tipo basalto amigdaloide en color negro con alteraciones café y rojizo. Este material juega un papel relevante desde el punto de vista hidrológico ya que su comportamiento es similar a una esponja ; con las lluvias logra almacenar y retener gran cantidad de agua entre la porosidad y al sobresaturarse la desplaza a la parte inferior por trasmisividad hidráulica y gradiente. La formación subyaciente no posee la misma característica hidráulica por los planos de estratificación y por el fracturamiento desplaza todos los volúmenes de agua generando inestabilidad entre los materiales arcillosos movilizándolos hasta liberar y exponer a la formación. Foto 3 Aspecto general de las Lutitas, derrumbe cerca de la población de Patla, Toda esta dinámica se lleva a cabo bajo condiciones de lluvia intermitente hasta que suceden derrumbes súbitos. La mayor parte de los derrumbes en esta zona son provocados por este fenómeno.
El material sedimentario al exponerse a la cantidad de agua desplazada desde la parte superior tiende a deslizarse y por erosión se desarrolla en fragmentos de esquirlas hasta arenas gruesas. Foto 4 Vista al N, camino a la población de Patla, a 4 Km de la PH Patla, se observa material en forma de abanico que se desprende del talud por saturación hidráulica y de forma súbita crea inestabilidad en laderas y derrumbes.
Extensometros. El Extensómetro se utiliza para monitorear el asentamiento y la dislocación en excavaciones, cimientos, presas, túneles, pilas. Los datos obtenidos por el extensómetro indican la profundidad a la que ha ocurrido el asentamiento así como la cantidad de asentamiento encontrado. El Sistema de Extensómetro consiste de una sonda y una pipa de acceso en la que se posicionan los blancos magnéticos. Al fondo de la pipa hay un magneto de referencia. El diseño de la sonda incorpora unos interruptores de lengüeta. Conforme la sonda se mueve a lo largo de la pipa de acceso, detecta los magnetos mediante un cierre del circuito del interruptor de lengüeta o reed switch. El fondo se encuentra anclada a tierra firme. Cualquier dislocación que sea medida causará que los magnetos se muevan por el eje de la pipa.
Foto 5 Accesos a los extensometros, colocados en el cantil N, por escaleras de marino. Obsérvese como la vegetación crece rápidamente cubriendo los barandales. Para el Extensometro No. 2 (ver Foto 5.3) existen condiciones de inestabilidad reciente en el cantil. Los datos de las lecturas de los extensometros los entrego LyF al IIE para su análisis. Comentarios del trabajo de Campo La zona de estudio presenta características geológicas interesantes con respecto a los elementos septentrionales de la Sierra Madre Oriental. Estas se distinguen por la presencia de zonas con intensa erosión cárstica, un estilo de pliegues seudohorizontal, la presencia de algunos planos de cabalgadura horizontal, la intercalación de material arcilloso entre planos de caliza y arenisca, presencia de intercalación de materia carbonosa en planos físiles de lutitas y la presencia constante de vulcanitas cenozoicas cubriendo la topografía del área. Aunado a todo este conjunto morfológico se presenta una vegetación abundante y condiciones climáticas severas. Razón por la cual, todo el caminamiento en torno a la PH. Patla, se ha realizado entre veredas y caminos de terracería con la finalidad de acercarse a los escasos afloramientos observables. Para los recorridos distantes se han utilizando los vehículos del I.I.E. De acuerdo con los recorridos en la Figura 2 se muestra una sección esquemática y fuera de escala de la condición que se presenta en la PH Patla. El cantil esta constituido de una secuencia litológica alternada de caliza y lutita arcillosa, con capas de 15 y 20 cm de espesor, todo el cantil guarda una posición casi horizontal, existe una relación simétrica y de continuidad con la parte sur del cantil. La zona esta afectada por varios derrumbes de magnitud considerable y los materiales de estos están presentes en forma de fragmentos de tamaños diversos,
en la margen del río Necaxa. De igual forma se observan varias cicatrices de derrumbes modernos con afectación reciente. Figura 2 Sección esquemática donde se indica el desnivel del cantil, la geología y estratigrafía reportada y la posición de la PH Patla. Sobre el cauce del río Necaxa se observa gran parte de estos derrumbes en forma erosionada, el río hace su trabajo y deja evidencia de los arrastres, como se muestra en la foto 5.
Foto 5 Cauce del río Necaxa, obsérvese la cantidad y el tamaño de los bloques, la mayor parte de estos bloque son de caliza y lutitas, aunque también se intercalan fragmentos basalto amigdaloide y partes de suelos con escombros de vegetación.