Modelado Numérico de la Fragmentación de Rocas en la Propagación de Deslizamientos de Tierra: Un Caso de Prueba
Autores: Zito, Claudia; Mangifesta, Massimo; Francioni, Mirko; Guerriero, Luigi; Di Martire, Diego; Calcaterra, Domenico; Cencetti, Corrado; Pasculli, Antonio; Sciarra, Nicola
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Modelado Numérico de la Fragmentación de Rocas en la Propagación de Deslizamientos de Tierra: Un Caso de Prueba
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Deslizamientos de tierra
Caídas de rocas
Fragmentación
Propagación
Velocidad
Mitigación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Los deslizamientos de tierra y las caídas de rocas pueden afectar negativamente las actividades humanas y causar cambios radicales en el entorno circundante. Por ejemplo, pueden destruir edificios enteros e infraestructuras viales, bloquear vías fluviales y crear represas repentinas, lo que resulta en inundaciones aguas arriba y un aumento del riesgo de inundaciones aguas abajo. En casos extremos, incluso pueden causar pérdida de vidas. Factores externos como la meteorización, la vegetación y las alteraciones del estrés mecánico juegan un papel decisivo en su evolución. Estas acciones pueden reducir la resistencia, lo que puede tener un impacto adverso en la capacidad de la pendiente para resistir fallos. En el caso de las caídas de rocas, este proceso también afecta la fragmentación, creando variaciones en el tamaño, la forma y el volumen de los bloques desprendidos, lo que influye en la propagación y el impacto en la pendiente. En este contexto, el deslizamiento de tierra de Morino-Rendinara es un claro ejemplo de la propagación de caídas de rocas influenciada por la fragmentación. En este caso, la fragmentación resulta de las tensiones tectónicas que actúan sobre los materiales, así como de condiciones climáticas específicas que afectan las propiedades de la masa rocosa. Este estudio explora cómo diferentes escalas de fragmentación influyen tanto en la velocidad como en la propagación del deslizamiento de tierra a lo largo de la pendiente. Utilizando modelos numéricos, basados en un enfoque de masa concentrada y análisis estocásticos, se examinaron varios escenarios de fracturación del material rocoso y se evaluó su impacto en el recorrido. Se definieron diferentes escenarios, variando solo el grado de fragmentación y diferentes conjuntos de semillas aleatorias al inicio de las simulaciones, realizadas utilizando la herramienta Rock-GIS. Los resultados sugieren que las masas rocosas con alta fracturación muestran una cohesión reducida a lo largo de las juntas y grietas, lo que disminuye significativamente su resistencia al corte y las hace más propensas a fallos. La fragmentación aumentada disminuye aún más la unión entre los bloques de roca, acelerando así la propagación del deslizamiento de tierra. Por el contrario, las rocas menos fragmentadas retienen una mayor resistencia, lo que limita la extensión del movimiento. Estos procesos están influenciados por incertidumbres relacionadas con la distribución y el impacto de diferentes grados de alteración, resultantes de tensiones tectónicas variables y/o meteorización atmosférica. Por lo tanto, se desarrolló un modelo de distribución estocástica para integrar los resultados de todas las simulaciones y reconstruir tanto la propagación del deslizamiento de tierra como la evolución de sus depósitos. Este estudio enfatiza el papel crítico de la fragmentación y el volumen involucrado en las caídas de rocas y su comportamiento de recorrido. Además, el método proporciona un marco para mejorar la evaluación de riesgos en entornos geológicos complejos y para desarrollar estrategias de mitigación, particularmente en lo que respecta a la distancia de recorrido y el tamaño de los bloques.
Descripción
Los deslizamientos de tierra y las caídas de rocas pueden afectar negativamente las actividades humanas y causar cambios radicales en el entorno circundante. Por ejemplo, pueden destruir edificios enteros e infraestructuras viales, bloquear vías fluviales y crear represas repentinas, lo que resulta en inundaciones aguas arriba y un aumento del riesgo de inundaciones aguas abajo. En casos extremos, incluso pueden causar pérdida de vidas. Factores externos como la meteorización, la vegetación y las alteraciones del estrés mecánico juegan un papel decisivo en su evolución. Estas acciones pueden reducir la resistencia, lo que puede tener un impacto adverso en la capacidad de la pendiente para resistir fallos. En el caso de las caídas de rocas, este proceso también afecta la fragmentación, creando variaciones en el tamaño, la forma y el volumen de los bloques desprendidos, lo que influye en la propagación y el impacto en la pendiente. En este contexto, el deslizamiento de tierra de Morino-Rendinara es un claro ejemplo de la propagación de caídas de rocas influenciada por la fragmentación. En este caso, la fragmentación resulta de las tensiones tectónicas que actúan sobre los materiales, así como de condiciones climáticas específicas que afectan las propiedades de la masa rocosa. Este estudio explora cómo diferentes escalas de fragmentación influyen tanto en la velocidad como en la propagación del deslizamiento de tierra a lo largo de la pendiente. Utilizando modelos numéricos, basados en un enfoque de masa concentrada y análisis estocásticos, se examinaron varios escenarios de fracturación del material rocoso y se evaluó su impacto en el recorrido. Se definieron diferentes escenarios, variando solo el grado de fragmentación y diferentes conjuntos de semillas aleatorias al inicio de las simulaciones, realizadas utilizando la herramienta Rock-GIS. Los resultados sugieren que las masas rocosas con alta fracturación muestran una cohesión reducida a lo largo de las juntas y grietas, lo que disminuye significativamente su resistencia al corte y las hace más propensas a fallos. La fragmentación aumentada disminuye aún más la unión entre los bloques de roca, acelerando así la propagación del deslizamiento de tierra. Por el contrario, las rocas menos fragmentadas retienen una mayor resistencia, lo que limita la extensión del movimiento. Estos procesos están influenciados por incertidumbres relacionadas con la distribución y el impacto de diferentes grados de alteración, resultantes de tensiones tectónicas variables y/o meteorización atmosférica. Por lo tanto, se desarrolló un modelo de distribución estocástica para integrar los resultados de todas las simulaciones y reconstruir tanto la propagación del deslizamiento de tierra como la evolución de sus depósitos. Este estudio enfatiza el papel crítico de la fragmentación y el volumen involucrado en las caídas de rocas y su comportamiento de recorrido. Además, el método proporciona un marco para mejorar la evaluación de riesgos en entornos geológicos complejos y para desarrollar estrategias de mitigación, particularmente en lo que respecta a la distancia de recorrido y el tamaño de los bloques.