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CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DE ROCAS VOLCÁNICAS Chimenea volcánica en el Teide. Tomada por J. Manrique. Manrique Civera, Jorge Geología Aplicada a la Ingeniería Licenciatura en Geología

Caracterización Geotécnica Rocas Volcanicas

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CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DE ROCAS VOLCÁNICAS

Chimenea volcánica en el Teide. Tomada por J. Manrique.

Manrique Civera, Jorge

Geología Aplicada a la Ingeniería Licenciatura en Geología

RESUMEN Aunque el objeto del presente trabajo es la caracterización geotécnica de los materiales volcánicos, no he podido evitar empezar con una pequeña introducción sobre los diferentes materiales volcánicos (un poco desconocidos para nosotros por su poca abundancia en nuestra provincia), caracterizándolos geológicamente y resaltando sus propiedades físicas y mecánicas. Los acompaño de alguna imagen tomadas por mí, creo que muy útil previo paso a una caracterización geotécnica. A la mayoría de los ingenieros en el campo de la geotecnia, la geología no les interesa, van a por su número ingenieril y se quejan de que nos enrollamos mucho en aspectos geológicos que nada interesan en la construcción. Puede que tengan razón, pero de todas formas ese es su punto de vista y su opinión. Entrando en materia he pasado a exponer brevemente las principales características geotécnicas de los materiales volcánicos: como son una gran variabilidad de materiales (tenemos desde rocas a suelos), comportamientos mecánicos singulares (como la no linealidad de las propiedades, por lo tanto hay una inadecuación de las clasificaciones geomecánicas), heterogeneidad y edades jóvenes con lo que ello representa dentro del ciclo geológico (topografía abrupta, procesos erosivos activos…). El Gobierno de Canarias realizó (y he sabido que está mejorando) una caracterización geotécnica de los materiales volcánicos que es con la que me he quedado, ya que allí aparecen la gran mayoría. Lo primero que hicieron es definir una serie de litotipos volcánicos en función de tres parámetros: litología, textura y vesicularidad (presencia o no de huecos), y luego los sometieron a toda clase de ensayos in situ y de laboratorio realizando unas gráficas con los diferentes resultados obtenidos. En ellas se muestran valores de las principales propiedades geomecánicas: peso específico, absorción de agua, RCS… Por lo que fijándonos en las gráficas no nos resulta muy difícil caracterizarlas. Por ejemplo nos fijamos en las ignimbritas no soldadas (IG-NS según esta caracterización): Tienen un peso específico más bajo que la media de los demás litotipos volcánicos definidos, presentan un porcentaje de absorción de agua cuatro veces mayor que la media de estos materiales, la velocidad de transmisión de ondas sónicas a través de ellas es peor que la media, la resistencia al Martillo de Schmidt es de 30 MPa (la que menos de estos tipos de materiales), el valor del índice de carga puntual es de los más bajos, la resistencia a tracción indirecta (ensayo brasileño) es de las peores y la RCS sale 20 MPa, muy baja. Todo esto lo obtenemos fijándonos en los gráficos y lógicamente suspenderíamos a este tipo de rocas en un examen geotécnico. Las desaconsejaríamos por ejemplo para cimentar cualquier tipo de obra. Es por ello que esta caracterización geotécnica del Gobierno de Canarias es muy útil para caracterizar geotécnicamente a los materiales volcánicos, puesto que nos da una idea muy buena de por donde andan los rangos de valores de las propiedades físicas, químicas y mecánicas más importantes en la geotecnia con un solo vistazo. Posteriormente expongo como se debería realizar un Estudio Geotécnico en materiales volcánicos y como interpretarlo (recomiendo su lectura). Básicamente igual que en cualquier otro tipo de materiales, pero resaltando ciertos aspectos característicos que presentan estos materiales como si están soldados o no, discontinuidades, presencia de huecos… Y para terminar añado una serie de ejemplos de Estudios Geotécnicos con su interpretación.

INTRODUCCIÓN La Ley 38/199 de Ordenación de la Edificación (LOE) y la Instrucción de Hormigón Estructural (EHE), publicada mediante RD 2261/1998 prescriben la necesidad de incorporar a los proyectos los correspondientes Estudios Geotécnicos para garantizar la adecuación de las cimentaciones de las estructuras a los terrenos que las soportan y aseguren así su estabilidad volumétrica y su resistencia mecánica. Es por ello que a los geólogos se nos abren las puertas del mercado laboral, pues nada mejor que un geólogo para realizar tales estudios. Aproximadamente un 80 % de la corteza terrestre está compuesta de rocas ígneas. Los magmas que alcanzan la superficie (menos abundantes) forman por consolidación y enfriamiento las rocas volcánicas. Sírvase de recordatorio de los diferentes tipos de rocas ígneas la siguiente tabla: Tabla 1: Características geológicas de los diferentes tipos de rocas ígneas

El objetivo del presente estudio es el de caracterizar las rocas volcánicas (incluyo las volcanocásticas), lo cual presenta cierta complejidad ya que en general no son buenos materiales desde el punto de vista geomecánico. Los expertos en el tema resaltan la necesidad de elaborar una clasificación geotécnica específica para este tipo de rocas (que por lo visto no la hay). En Andalucía tenemos buenos ejemplos de estos materiales en la zona de Cabo de Gata (Almería), siendo el mejor ejemplo volcánico las Islas Canarias. Se diferencian dos tipos de actividad volcánica: tipo Fisura y tipo Eruptivo. Las erupciones explosivas provocan cenizas y rocas piroclásticas. Imagen 1: Dibujo ilustrativo de un volcán eruptivo Imagen 2: El Teide (Tenerife). J. M.

A modo de introducción voy a exponer brevemente los diferentes materiales volcánicos que nos podemos encontrar fijándonos especialmente en sus propiedades físico-mecánicas (SERRANO 2006): MATERIALES VOLCÁNICOS 1. MANIFESTACIONES LÁVICAS 1.1. COLADAS LÁVICAS PAHOEHOE Presentan asentamientos en superficie aparentemente lisos. Suelen mostrar falsa solidez debido a la abundancia de huecos. Están asociadas a emisiones lávicas de composición basáltica y se forman bajo una combinación de baja viscosidad y bajo régimen de emisión. Con frecuencia llevan asociados una red de túneles volcánicos. Imagen 3: Coladas Pahoehoe en el Teide. Tomada por J. Manrique.

1.2. COLADAS LÁVICAS AA O ESCORIÁCEAS También asociadas a coladas basálticas. Presentas superficies muy irregulares, agudas, cortantes y en general muy caóticas por las cuales resulta hasta difícil el poder caminar. Se originan en condiciones de alta viscosidad y alto régimen de emisión. Plantean problemas de asientos diferenciales debido a la elevada diferencia de módulos de deformación entre niveles compactos y niveles escoriáceos. Existe toda una serie de lavas de transición entre las aa y las pahoehoe. Imagen 4: Coladas Escoriáceas en el Teide. Foto de J.M.

1.3. COLADAS EN BLOQUES Asociadas a lavas de composición traquítica o fonolítica. Muestran una superficie fragmentada en grandes bloques caóticos de varios metros cúbicos cada uno. Se originan como consecuencia de un alto grado de viscosidad del magma emitido en combinación simultánea con una tasa eruptiva alta. Imagen 5: Coladas en bloques en el Teide. Foto de J. Manrique.

2. PIROCLASTOS Tienen su origen en fenómenos eruptivos explosivos y como consecuencia directa de la emisión de magmas muy diferenciables (magmas de composición traquítica o fonolítica) con un alto contenido en gases. En función de las condiciones en que la columna de gases y cenizas interaccione con la atmósfera, el grado de explosividad y la composición del magma diferenciamos tres tipos de depósitos: 2.1. DEPÓSITOS PLINIANOS Las partículas son lanzadas a elevada altitud y posteriormente arrastradas, dispersadas y depositadas. Los fragmentos están sueltos y el depósito en conjunto carece de toda solidez. 2.2. DEPÓSITOS DE IGNIMBRITAS Formadas a partir de columnas eruptivas gravitatoriamente inestables. Presentan unas propiedades mecánicas en cuanto a solidez y compactación que en algunos casos igualan o superan la de algunos materiales lávicos y en consecuencia tienen un enorme interés como materia prima en la construcción. Existen ignimbritas no soldadas y soldadas (con propiedades geotécnicas superiores). 2.3. CONOS DE CÍNDER Se forman en erupciones estrombolianas y de forma similar a los de lluvia piroclástica los fragmentos de magma son expulsados por el volcán en pequeñas explosiones y depositados muy cerca de la zona de explosión, de manera que se va acumulando una montaña de piroclastos que constituye por sí misma el cono de cínder. Tienen composición basáltica y son conocidos como picón, jable o zahorra.

Se clasifican en función del tamaño y forma y de si están soldaos o no: - Bloques (> 64 mm): Fragmentos de lava solidificada de forma angulosa - Bombas (>64 mm): Forma fusiforme - Escorias (>64 mm): Forma irregular - Lapillis (64 mm - 2 mm): Picón, zahorra, jable - Cenizas (<2 mm) Imagen 6: Cono de Cínder cerca del Teide compuesto por lapillis. Foto de J.M.

REVISIÓN DE DATOS PUBLICADOS CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS DE LOS MATERIALES VOLCÁNICOS (SERRANO 2006). 1. GRAN VARIABILIDAD DE MATERIALES 1.1. ROCAS 1.2. TRÁNSITOS - Piroclastos basálticos: Escorias, lapillis y cenizas - Piroclastos sálicos: Pómez (>2 mm) y cenizas Imagen 7: Pumita o Piedra Pómez

1.3. SUELOS - Convencionales: Arenas, limos y arcillas - Residuales: Coluviones y productos de alteración - Especiales: Arcillas halloysíticas, alófanas y expansivas 2. COMPORTAMIENTOS MECÁNICOS SINGULARES - No linealidad - Colapso mecánico (los materiales volcánicos presentan muchos huecos) - Comportamiento reológico singular - Influencia de la historia tenso-deformacional - Inadecuación de las clasificaciones geomecánicas 3. FORMACIONES HETEROGÉNEAS 3.1. DIFICULTAD PARA DEFINIR PARÁMETROS - En la resistencia: por ejemplo en el cálculo de estabilidad de taludes y empujes sobre sostenimientos - En la deformabilidad: p.e. cálculo de asientos y giro de pilas altas 3.2. INFLUENCIA DE LA EDAD Normalmente el vulcanismo suele ser episódico (complejos basales, series antiguas y series modernas), generando series de materiales con características geotécnicas diferentes. Imagen 8: Colada lávica que ha quemado el suelo volcánico donde depositó. Suelo de alteración. J.M.

3.3. EXISTENCIA DE CAVERNAS - Cavernas episódicas: por alternancia en la deposición - Cavernas de flujo: por diferencia de solidificación

Imagen 9: Caverna dentro de una colada basáltica. Frecuente. J.M.

4. RELIEVE JOVEN 4.1. PROCESOS EROSIVOS MUY ACTIVOS a) Laderas con estabilidad precaria - gran influencia en obras lineales - dificultad para estabilizar desmontes - búsqueda de soluciones alternativas - inadecuación para áreas residenciales b) Zonas de deslizamientos activos o potencialmente activos - inadecuación para obras lineales - en caso preciso: soluciones heroicas Imagen 10: Deslizamientos frecuentes en los materiales volcánicos. J. Manrique

4.2. TOPOGRAFÍA ABRUPTA a) Edificaciones en laderas con gran pendiente - explanaciones importantes - problemas de estabilidad del desmonte - muros de contención problemáticos - apoyos diferenciales - apoyos al borde de acantilados - problemas de estabilidad general

b) Obras lineales - grandes movimientos de tierras - grandes viaductos: problemas de cimentación de pilas y de estribos - conveniencia de la solución túnel: justificación, problemas de emboquillado, problemas de proximidad de ladera c) Coluviones - depósitos ingentes - el tema de la diagénesis - contención de desmontes - asientos diferenciales - estabilidad general y local CLASIFICACIÓN DE LITOTIPOS Teniendo en cuenta los siguientes criterios (RODRÍGUEZ LOSADA Y HERNANDEZ GUTIERREZ 2006): 1. CRITERIO LITOLÓGICO Basado en la composición químico-mineralógica de las rocas: basaltos, traquibasaltos, traquitas y fonolitas. 2. CRITERIO TEXTURAL Basado en las características de los minerales formadores de las rocas volcánicas, así como de sus formas y de sus tamaños. Tipos de texturas: afanítica, porfídica y traquítica. 3. VESICULARIDAD Presencia o ausencia de vacuolas (se corresponden con burbujas de gas contenidas en la lava y que durante su desarrollo y migración hacia la superficie de la colada quedaron atrapadas tras completarse el proceso de solidificación). Un buen ejemplo de clasificación de litotipos sería la de las Islas Canarias (realizada por el propio Gobierno de Canarias), puesto que allí afloran la mayoría de rocas volcánicas existentes. Tabla 2: Litotipos de rocas volcánicas de canarias. Losada et al 2006

Tabla 3: Litotipos de rocas volcanoclásticas de canarias. Losada et al 2006

Las características geomecánicas y algunas de las relaciones más significativas aparecen representadas en las figuras que se adjuntan a continuación. En ellas se representan propiedades como el peso específico, peso específico seco, capacidad de absorción de agua, resistencia a la compresión simple deducida del martillo de Schmidt, índice de carga puntual, resistencia a la tracción (ensayo brasileño), velocidad de propagación de ultrasonidos, resistencia a la compresión simple determinada sobre testigo en prensa hidráulica. Todas ellas para cada uno de los distintos litotipos definidos anteriormente. También adjunto dos figuras con algunas de las relaciones más significativas. Figura 1: Peso específico seco por litotipos (valor medio y rango de variación. En KN/m3). Losada et al 2006

Figura 2: Peso específico de las partículas por litotipos (valor medio y rango de variación. En KN/m3). Losada et al 2006

Figura 3: Absorción por litotipos (valor medio y rango de variación. En %). Losada et al 2006.

Figura 4: Velocidad de transmisión de ondas ultrasónicas por litotipos (valor medio y rango de variación. En m/s). Losada et al 2006.

Figura 5: Resistencia deducida del ensayo con martillo de Schmidt por litotipos (valor medio y rango de variación. En MPa). Losada et al 2006.

Figura 6: Valor del índice de carga puntual (Ic) deducido del ensayo de carga de puntas por litotipos (valor medio y rango de variación. En MPa). Losada et al 2006

Figura 7: Resistencia a tracción indirecta deducida del ensayo brasileño por litotipos (v. medio y r. de variación. En MPa). Losada et al 2006.

Figura 8: Resistencia a compresión simple por litotipos (valor medio y rango de variación. En MPa). Losada et al 2006.

Figura 9: Relación entre el valor RCS / Ic y el valor de RCS. Losada et al 2006.

Figura 10: Relación entre RCS / Resistencia a tracción (brasileño) y RCS (En MPa). Losada et al 2006.

ELABORACIÓN DE INFORMES GEOTÉCNICOS EN TERRENOS VOLCÁNICOS El estudio geotécnico es el encargado de aportar las características físico-mecánicas del terreno. Su realización es imprescindible a la hora de diseñar la cimentación. Diferenciamos 3 fases (LÓPEZ FELIPE 2006): 1. RECOGIDA DE DATOS PREVIOS - Identificación: Datos de la promoción y sus agentes. - Datos del solar: Emplazamiento en el plano urbanístico, plano topográfico acotado del solar, características del solar, existencia de rellenos, utilización previa del solar. - Del edificio: Ubicación del edificio en el solar y dimensiones de su proyección en planta, planos estructurales del edificio, cotas de cimentación y de excavación. - Parámetros de cálculo del edificio: Área de contacto del edificio con el terreno, superficie del edificio, cota inicial del terreno y cota final una vez excavado, altura del edificio, tensiones del edificio sobre el terreno, tipo de estructura, tipo de cargas existentes. - Parámetros de cálculo del suelo: Plano geotécnico de ubicación y riesgos geológicos, tipo de suelo, peligrosidad sísmica (NCSE - 02), tensión característica inicial del terreno. - Datos complementarios: cimentaciones cercanas, información histórica o conocimientos locales del suelo, eventuales problemas geotécnicos (grietas, deslizamientos, hundimientos), accesibilidad de la parcela 2. PROSPECCIÓN Y ENSAYOS El objetivo es llegar a un conocimiento razonable del subsuelo. Los sistemas más habituales utilizados en terrenos volcánicos son los sondeos mecánicos a rotación con recuperación de testigos, calicatas, pruebas continuas de penetración y a veces métodos geofísicos. En el CTE (Código Técnico de la Edificación) se establecen diferentes tipos de edificios y de terrenos en función de los cuales se determina el número mínimo de puntos a investigar y la profundidad de la investigación. Tabla 4: Tipos de edificios. C.T.E.

Tabla 5: Grupos de Terrenos. C.T.E.

El mínimo de puntos a reconocer será de tres y se establecen unas actividades mínimas y unos criterios de intensidad y profundidad para adaptarse a las circunstancias de cada caso, dentro de los niveles de reconocimiento siguientes: a) Nivel reducido: El edificio sea del tipo C-0 y el terreno sea del grupo T-1 b) Nivel normal: Para la planificación del reconocimiento en la Tabla 3 se recogen las distancias máximas entre puntos de reconocimiento que no se deben sobrepasar y las profundidades orientativas P. Tabla 6: Distancias máximas entre puntos de reconocimiento y profundidades orientativas. C.T.E.

c) Nivel intenso: Este nivel deriva de otro de carácter normal que haya resultado insuficiente, los nuevos puntos se intercalarán en las zonas problemáticas hasta definirlas adecuadamente. Cuando se vaya a este nivel por existir antecedentes de problemas o tratarse de edificios de gran importancia se partirá de lo indicado para los edificios C-4 en los reconocimientos de nivel normal, aumentando la densidad de puntos según la complejidad del caso. Debe comprobarse que la profundidad planificada de los reconocimientos ha sido suficiente para alcanzar una cota en el terreno por debajo de la cual no se desarrollan asientos significativos bajo las cargas que pueda transmitir el edificio.

A la hora de determinar el número de puntos a reconocer en los terrenos volcánicos, se nos plantea la duda del nivel en que los colocaríamos. Se deberían incluir en el tipo T-3 y en el nivel de reconocimiento normal a intenso de acuerdo a las siguientes características: - Presentan una gran variabilidad tanto lateralmente como en profundidad - Presentan terrenos sueltos intercalados con rocas - Presentan cavidades volcánicas - Determinados tipos de suelos suelen ser colapsables - Existencia de suelos expansivos El número de prospecciones se estiman en función de la superficie construida del solar o área de contacto y la existencia de superficies de edificación situadas a distintas cotas. La profundidad se estima en función del tipo de edificación. No debe ser inferior a 6 metros y la de las catas se limita a alcanzar un sustrato competente o la que pueda alcanzar la maquinaria. Tabla 7: Número de prospecciones en función del área de contacto. C.T.E.

La caracterización de los materiales comprende ensayos in situ y ensayos de laboratorio. El objetivo es establecer un modelo de comportamiento para cada tipo de roca, que pueda servir de base para prever su reacción ante la obra. Tabla 8: Métodos de determinación según propiedades de la roca. López Felipe 2006.

Cuando entre las capas de roca aparecen suelos de granulometría gruesa como es el caso de las escorias basálticas asociadas a las coladas o piroclastos de caída (picones o pómez), los ensayos que se suelen utilizar para caracterizarlos son los ensayos in situ, tipo SPT y DPSH dada la imposibilidad de coger una muestra inalterada para llevarla al laboratorio. Es importante averiguar el grado de soldadura de estos materiales. Valores de SPT de 7 o 9 indican que las escorias o piroclastos están prácticamente sueltos y son materiales muy compresibles. Valores del orden de 20 indican que las escorias están más soldadas y por lo tanto presentan mayor módulo de deformación.

INTERPRETACIÓN DE INFORMES GEOTÉCNICOS EN TERRENOS VOLCÁNICOS En los terrenos volcánicos es frecuente encontrar alternancias de materiales de características geomecánicas muy diferentes y con cambios laterales muy bruscos. A la dificultad de definir exactamente la estructura y estratigrafía del subsuelo, se une el escaso conocimiento existente sobre las propiedades mecánicas de estos materiales. Los macizos rocosos volcánicos están formados en su mayoría por la zona masiva de las coladas. Sus características dependen en gran medida de la composición de la lava, que a su vez controla la viscosidad (LÓPEZ FELIPE 2006). En general, las lavas básicas (basálticas) se emiten a una temperatura elevada y son muy fluidas, lo que favorece que sus coladas tengan una elevada continuidad pero espesores reducidos. Las lavas ácidas (traquitas y fonolitas) dan lugar a coladas de menor recorrido y mayor potencia. La zona masiva de las coladas se caracteriza como cualquier macizo rocoso. La resistencia se efectúa por métodos indirectos basándonos en índices de calidad (RMR o Q). Su comportamiento va a estar condicionado por los planos de discontinuidad, pues la resistencia de la matriz rocosa es muy superior a la de los planos que la separan. Las discontinuidades van a controlar en gran medida la calidad de la roca y su capacidad portante. Por ello, debe tenerse en cuenta que un dato de rotura a compresión simple por sí sólo no es representativo de las características de una colada. Las clasificaciones geomecánicas permiten evaluar el comportamiento geomecánico de los macizos rocosos. La mayoría de estas clasificaciones se crearon para el diseño de túneles y su uso se extendió posteriormente al estudio de taludes y cimentaciones. Una de las más conocidas y aplicadas es la clasificación geomecánica RMR, creada por Bieniawski, dónde se tienen en cuenta los siguientes parámetros: - RCS de la matriz rocosa - Grado de fracturación en términos de RQD - Espaciado, continuidad, rugosidad, relleno y alteración de las discontinuidades - Condiciones hidrogeológicas - Orientación de las discontinuidades respecto al plano de cimentación Para aplicar esta clasificación RMR se divide el macizo rocoso en tramos más o menos homogéneos y en cada uno de ellos se toman datos y medidas referentes a las propiedades y características de la matriz rocosa y de las discontinuidades. Una vez obtenidas las puntuaciones se efectúa una corrección por orientación de discontinuidades y se obtiene un valor numérico con el que se clasifica el macizo. Esta clasificación distingue 5 clases, a cada una de las cuales se le asigna una calidad y unas características geotécnicas (V. tabla 9). Este método, además de utilizarse para la clasificación en el campo, se aplica para caracterizar rocas obtenidas en sondeos mecánicos.

Tabla 9: Parámetros de clasificación RMR (Bieniawski, 1989)

Los valores de rotura a compresión simple en rocas volcánicas pueden variar enormemente. En basaltos son frecuentes valores comprendidos entre 300 y 1200 Kp/cm2. Se ha observado una relación directa entre los valores de rotura y las características texturales de la roca. Así p.e., una mayor vesicularidad da lugar a valores muy bajos de rotura. Lo mismo ocurre con el contenido en cristales, las rocas muy porfídicas (con abundantes cristales y bajo porcentaje de matriz) suelen ser más frágiles que aquellas en las que predomina una matriz de grano fino. Por otro lado, una mayor alteración también da lugar a valores más bajos de rotura. En general, los procesos de meteorización tendrán como consecuencia un aumento de la deformabilidad del material rocoso, así como una disminución de su resistencia. Las coladas aa suelen presentar intercalaciones de capas de escorias. Desde el punto de vista geomecánico estos materiales son tratados como un suelo granular.

La compacidad de las escorias dependerá de la consolidación posterior debido al apilamiento de nuevas coladas y a la circulación de fluidos. Las escorias basálticas presentan huecos de considerable tamaño entre los fragmentos, incluso auténticas cavernas. Se comportarán generalmente como un suelo granular poco compacto. Los asientos esperados en cimentaciones pueden ser importantes debido a la existencia de un gran número de huecos. Las escorias traquíticas y fonolíticas presentan unas características algo diferentes a las basálticas. Los fragmentos son menos irregulares y suelen estar envueltos en una matriz arenosa de color verdoso, de modo que incluso en coladas muy recientes, la porosidad es inferior a la que presentaría una colada basáltica de edad similar. En una colada de esta composición suele diferenciarse una zona superior de varios metros donde la escoria aparece suelta, una zona intermedia en la que la escoria está totalmente soldada (con el comportamiento geotécnico de una roca) y una zona rocosa masiva central, donde se desarrollan texturas de flujo (con una calidad elevada).

DISCUSIÓN Para plantear una pequeña discusión voy primero a exponer una serie de estudios geotécnicos (resumidos) ya resueltos e interpretados (LÓPEZ FELIPE 2006): 1. CIMENTACIÓN EN TERRENOS CONSTITUIDOS POR COLADAS BASÁLTICAS AA. Antecedentes: Edificio de 7 viviendas y garajes, distribuidas en dos plantas sobre rasante y una bajo rasante. La parcela cuenta con una extensión de 616 m2. La ocupación máxima prevista es de 386 m2 aproximadamente. Geología regional y de la parcela: La parcela estudiada se asienta sobre coladas basálticas de la serie III. Estas coladas son visibles en los taludes de excavación existentes en la parcela. El número de sondeos realizados han sido dos y la profundidad de investigación de 6 metros. Los materiales que constituyen el macizo rocoso son escorias basálticas sueltas y basaltos vacuolares/escoriáceos. Caracterización geotécnica de los materiales: Las coladas de composición basáltico suelen desarrollar un sistema de diaclasado característico conocido como disyunción columnar, consecuencia del cambio de volumen que sufre la lava al enfriarse. Generalmente se desarrollan diaclasas verticales con una continuidad métrica, que afectan a toda la colada y con un espaciado de 40-60 cm. y diaclasas subhorizontales con menor espaciado, que se desarrollan preferentemente en la base. A la cota de cimentación prevista afloran basalto, escorias y suelos de alteración. Para evitar los posibles asientos diferenciales que se pueden originar al apoyar en estos materiales se propuso, como solución más sencilla y económica, eliminar la capa de basalto y bajar la cota de cimentación hasta las escorias basálticas subyacentes. A partir de las observaciones en campo y de los sondeos realizados, se deduce un espesor máximo de roca de unos 0,90 metros.

Tabla 10: Caracterización geotécnica de un terreno basáltico tipo aa. López Felipe 2006.

2. CIMENTACIÓN EN TERRENOS CONSTITUIDOS POR COLADAS FONOLÍTICAS. Antecedentes: viviendas pareadas, distribuidas en dos plantas sobre rasante y una bajo rasante. La parcela cuenta con una extensión de 5756 m2. La ocupación máxima prevista es de 2302 m2 aproximadamente. La estructura irá escalonada en varios módulos. Geología regional y de la parcela: La parcela estudiada se asienta sobre coladas fonolíticas de la serie II. Estas coladas son visibles en los taludes de excavación existentes en la parcela. El número de sondeos realizados han sido 9 y la profundidad de investigación de 6 metros. Los materiales que constituyen el macizo rocoso son escorias fonolíticas soldadas y fonolita masiva/escoriácea. Caracterización geotécnica de los materiales: Las coladas fonolíticas presentan un diaclasado subhorizontal que les da un aspecto lajeado y que suele estar provocado en parte por enfriamiento y en parte por tensiones dentro de la masa de lava durante el flujo. Tabla 11: Caracterización geotécnica de un terreno fonolítico. López Felipe 2006.

3. CIMENTACIONES EN TERRENOS CONSTITUIDOS POR COLADAS BASÁLTICAS PAHOE-HOE. Antecedentes: Edificio de 8 viviendas, locales comerciales y garajes distribuidas en cinco plantas sobre rasante y tres sobre rasante. La parcela cuenta con una extensión de 823,43 m2. La ocupación prevista es del 100 %. La estructura presenta cuatro superficies de cimentación. Geología regional y de la parcela: la parcela estudiada se asienta sobre basaltos plagioclásicos de serie IV. Estas coladas son visibles en los taludes de excavación existentes en la parcela. El número de sondeos realizado han sido 3 y la profundidad de investigación entre 9 y 10 metros. Los materiales que constituyen el macizo rocoso son basaltos vacuolares. Caracterización geotécnica de los materiales: El subsuelo de la parcela está formado por basaltos vacuolares. Los sondeos realizados muestran estructuras características de las lavas pahoe-hoe. Aunque en los sondeos realizados no se detectó ninguna cavidad volcánica, no puede descartarse su presencia en el subsuelo dada la naturaleza de las coladas atravesadas. Por ello se recomienda realizar barrenas de perforación bajo cada zapata, antes de proceder a la cimentación. Estas barrenas tendrán una longitud mínima de 2,0 veces el ancho de la zapata. En el caso de que se detectaran tubos volcánicos, sería necesario realizar una perforación y rellenarlos con hormigón o bien trasladar la superficie de apoyo de la zapata. Tabla 12: Caracterización geotécnica de terrenos basálticos pahoe-hoe. López Felipe 2006.

4. CIMENTACIÓN EN TERRENOS CONSTITUIDOS POR IGNIMBRITAS O TOBAS. Antecedentes: Vivienda unifamiliar de un sótano y dos plantas sobre rasante, locales, comerciales y garajes, distribuidas en cinco plantas sobre rasante y tres bajo rasante. La parcela cuenta con una extensión de 120 m2 de los que se ocuparán por la estructura 72 m2. Geología regional y de la parcela: La parcela estudiada se asienta sobre ignimbritas de serie II. El número de sondeos realizados han sido 3 y la profundidad de investigación de 4m. Los materiales que constituyen el macizo rocoso son ignimbritas soldadas.

Caracterización geotécnica de los materiales: El subsuelo de la parcela está formado por ignimbritas soldadas. La cimentación proyectada, compuesta por zapatas aisladas centrales y corridas perimetrales, y diseñada para una tensión de 2,0 Kp/cm2 se adapta a las características del subsuelo. Si se desea, puede aumentarse la tensión de diseño hasta el valor de la carga admisible por hundimiento de la ignimbrita soldada (2,73 Kp/cm2). Sin un estudio geotécnico, la resolución de los problemas que debe encarar el proyecto en su relación con el terreno acostumbra a requerir márgenes de confianza amplísimos, derivados de la falta de conocimiento exacto sobre el comportamiento del suelo, a consecuencia de los cuales los costes de la obra se multiplican por su innecesario sobredimensionamiento (en cimientos, estructuras de contención, taludes provisionales o definitivos, etc.), e incluso llegando a comprometer su seguridad. Tabla 13: Caracterización geotécnica de terrenos constituidas por ignimbritas. López Felipe 2006.

Para concluir el apartado dedicado a discusiones voy a resaltar los mayores problemas que nos encontramos cuando nos enfrentamos a este tipo de rocas y que siempre que realicemos debemos tener presentes: 1. POCO CONOCIMIENTO. Al no ser muy abundantes en superficie (porque en la corteza ya vimos que si lo son) no existen menciones específicas referentes a ellos y siempre se tiene que estar recurriendo a comparaciones con otros no volcánicos (p.e detríticos) de los cuáles existen un amplio abanico de ejemplos documentados. 2. INTERPRETACIONES SUBJETIVAS. Los técnicos canarios están pidiendo la necesidad de una clasificación geotécnica exclusivamente volcánica. En el CTE catalogan como T-3 a las rocas volcánicas en coladas delgadas o con cavidades, pero ¿Y si la colada es grande y no tiene cavidades? ¿Las clasificamos como T-1? todo eso no está muy claro y por eso hacen falta técnicos cualificados con sentido común ya que todo esto está surgiendo ahora y hay muchos aspectos no aclarados. En canarias actualmente están elaborando un mapa geotécnico con zonas T-1, T-2 y T-3.

3. INADECUACIÓN DE LAS CLASIFICACIONES GEOMECÁNICAS. Debido a sus propiedades peculiares estas clasificaciones no son válidas, debiendo crearse una especialmente dedicada a rocas volcánicas. 4. PRESENCIA DE DISCONTINUIDADES Y HUECOS FRECUENTE. Hay que tener presente siempre que en estos terrenos es frecuente la presencia de huecos incluso de cavernas debido a los gases que los acompañan en su formación. 5. HETEROGENEIDAD Debido a que no hay linealidad de las propiedades, que son un poco caóticos, que son de edades diferentes, etc. hacen que no nos podamos fiar y no podamos correlacionar apenas nada.

CONCLUSIONES Para finalizar el trabajo decir que no son tan malos estos tipos de terrenos como parecen, pero hay que tener claro lo que te puedes encontrar. “Un terreno malo no da problemas, el que da problemas es el terreno malo que parece bueno” (Ignacio Valverde, geólogo). Aparentemente terrenos muy sólidos luego pueden tener muchos huecos, incluso túneles y cavernas (tenerlo siempre presente). Los suelos volcánicos igual que los detríticos o carbonáticos tienen sus problemas de expansividad, asientos, roturas... fácilmente tratables. Además por las exigencias de la sociedad no queda más remedio. Algunos tipos de piroclastos muy resistentes presentan una forma y textura que los hace ideales como suelos seleccionados para obras, habiéndose incluso planteado la posibilidad de exportarlo como árido (opino que parece un poco descabellado que unas islas pequeñas piensen en exportar material). En mi estancia en Tenerife, me fijé que al igual que en muchas localidades, los edificios emblemáticos de allí estaban construidos con materiales autóctonos, en este caso basaltos e ignimbritas. Sin dar ningún tipo de problemas. Y que los piroclastos (allí llamados picones) tenían una infinidad de usos fuera de la construcción: cobertera vegetal, decorativos en plazas, zonas drenantes… Los materiales volcánicos no dan valores de cargas admisibles como una roca ígnea o sedimentaria muy cementada, pero muchos son aceptables para la construcción y el hecho de que usen zapatas lo demuestra. En fin, me han ofrecido trabajo por aquella zona y lo tengo que pensar. Espero haber caracterizado medianamente bien estos terrenos teniendo en cuenta el gran desconocimiento que tenía hace unos meses. Granada, Junio 2006

REFERENCIAS LOPEZ FELIPE, M. C.: “Elaboración e interpretación de informes geotécnicos en terrenos volcánicos”. Curso de mecánica de rocas aplicada. Tenerife, marzo 2006. SERRANO GONZÁLEZ, A.: “Incidencias geotécnicas de los materiales canarios”. Curso de mecánica de rocas aplicada. Tenerife, marzo 2006. RODRIGUEZ LOSADA, J. A. Y HERNÁNDEZ GUTIERREZ, L. E.: “Estudio de las propiedades físico-mecánicas de las rocas volcánicas”. Curso de mecánica de rocas aplicada. Tenerife, marzo 2006. PRIETO TERCERO, L.: “Casos prácticos de cimentaciones y tratamientos en terrenos difíciles”. Curso de mecánica de rocas aplicada. Tenerife, 2006. SERRANO GONZÁLEZ, A.: “Mecánica de rocas”. 2002. SERRANO, A. Y OLALLA, C.: “Propiedades geotécnicas de los materiales canarios”. 1998. RODRIGUEZ LOSADA, J. A.: “Las Islas Canarias y el origen y clasificación de las rocas ígneas”. VI Simposio nacional sobre taludes y laderas inestables. Valencia, junio 2005. ALONSO BLANCO, J.J.: “Estudio volcanoestratigráfico y volcanológico de los Piroclastos Sálicos del Sur de Tenerife”. 1998.