1.15 Historial Suelos salinos

Exposición principal en VIII encuentro de la cámara de la construcción en la ciudad de Arica

1.16 Muros de contención y aguas parasitas

No obstante existir lugares, donde las construcciones estan mas que habituadas a la presencia de agua, hay otras que producto de las características geográficas, geomorfológicas y la calidad de sus suelos, requieren tomar ciertas precausiones a la hora de construir

Imágen d eVenecia

Derrumbe en Valparaiso

Imagen 1

En la imagen 1, se observa un corte típico de un sector en pendiente que cuenta con un muro de contención. Se observa un tubo de drenaje, que sería el que expulsa aquellas aguas que se hayan infiltrado al terreno, las que serían luego transportadas en la cuneta que queda al costado de la berma.

 Esta misma imagen en un diseño mas urbano se observa en la imagen 2.

Imágen 2

En la imagen 2, se observa la presencia de aguas parásitas o infiltraciones que provienen de la parte alta del terreno o bien por filtraciones de las propias viviendas.

Imágen 3

La imágen 3, ESta imagen muestra un muro que fue protegido mediante una pintura hidrorepelente, una geomembrana y el la parte baja la colocación de un dren emplazado sobre ripio; Con esto, el proyectista consideró el poder tomar las aguas parásitas que se hayan infiltrado en el terreno y que pudiesen afectar el muro.

Imagen 4

La imágen 4, muestra el muro de un garage el cual se encuentra en contacto con la tierra. Se observa que este muro no sólo no esta impermeabilizado adecuadamente, sino que además tampoco presenta un sistema de drenaje para la evacuación de esas aguas. 

Imagen 5

La imagen 5, muestra la forma en que fue abordado el problema del garage utilizando barbacanas, cuyas aguas serían posteriormente dirigidas a una pileta.

 

Imágen 6

En la Imágen 6, se observa el muro del bajo nivel en rotonda tucapel, al cual se le hicieron barbacanas (hoyos en las paredes) , puesto que al no haberlas considerado en el diseño original, el muro quedaba expuesto a sobrepresiones de aguas además de corrosión de armaduras mal aisladas.

 Mayo del 2018. Yolanda Alberto, investigadora del Centro de investigación del riesgo de desastres, CIGIDEN, dió a conocer en Chile, parte de sus estudios sobre el impacto de los terremotos sobre la infraestructura Sanitaria.

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El Condominio La Tortuga I, hoy con decreto de demolición compuesto por un conjunto de 8 torres, se le está haciendo varias mejoras en sus matrices y colectores en sus áreas comunes 

En imagen se aprecia la construcción de un estanque de acumulación de aguas lluvia y la red de drenajes en el muro de contención y canaletas cubiertas para la conducción de estas.

Adicionalmente, se instalaron válvulas de corte por torre.

En figura se observa un esquema de red de edificios, donde se observa las válvulas por ramal. También se puede apreciar puntos de tomas de presión los cuales sirven para observar el decaimiento de la presuruzación de ramales en observaciones nocturnas y con ello detectar fugas. 

Si no funciona el sistema de drenaje del muro, se puede perforar el muro y evacuar las aguas mediante tuberías.

Filtración en muro

Tubo drenaje, protección de muro

Las aguas drenadas deben evacuarse por tuberías. En caso que no se pueda descargar por gravedad, se deberá poner un estanque y elevar las aguas con bomdas.

Captación de aguas con drenes. Deben ser extraidas gravitacionalmente o con bombas

Esquema típico de conexión de agua y alcantarillado en vivienda bajo cota de solera

 

Válvula antirretorno

Pasadas de muro para el paso del arranque y para la unión domiciliaria

Las viviendas en general no deberían quedar bajo cota de solera por cuanto siempre existe la posibilidad de que un colector entre en presión y como las aguas tienden a salir por el punto mas bajo que encuentra, estas saldrán por la cámara de la casa u otro artefacto.

Ahora bien, si una vivienda ya fue construida con su instalación bajo la cota de la solera, lo mas recomendable es poner una válvula antirretorno, la cual impide que el flujo de las aguas servidas se dirijan hacia la vivienda.

 

Para proteger los muros de contención, además de las impermeabilizaciones que se realizan, se deben poner barbacanas las cuales capturarán las aguas que pudiesen estar presentes en el subsuelo. Las aguas deben ser dirigidas a un sumidero.

 

Las tuberías además deben quedar en pasadas de muro para evitar el aplastamiento de las tuberías o los esfuerzo que se generan con los sismos.

 

  

 

1.17 Cunetas y aguas superficiales en suelos salinos

El cambio climático, ha traido consigo lluvias donde antes no llovía

De igual forma en algunos lugares, donde se construyo sobre cauces secos, se puede acumular mucha agua sobretodo en ciudades que las construcciones no estan diseñadas para soportar esa cantidad de agua

Socavamiento por falta de un drenaje adecuado, principalmente en puntos bajos 

 No sólo el cambio climático puede causar daños por deficiencia de drenajes de agua, sino también grifos. Rotura de Grifo por choque... Más habitual de lo que se quisiera

5.2.2 Cunetas y soleras (Manual de Pavimentación y Aguas lluvia- SERVIU) 

En las vías urbanas la solera permite delinear y limitar la calzada evitando que los vehículos salgan de ella. Al mismo tiempo se utilizan para formar una cuneta y facilitar la recolección y conducción de las aguas superficiales.

En la cuneta se ubican los sumideros para extraer el agua desde la calzada y dirigirla hacia el sistema de drenaje. La operación de los sumideros se facilita si el flujo en la cuneta tiene mayor profundidad. Como una alternativa, el proyectista puede considerar el drenaje de las calles hacia obras de menor tamaño dispuestas especialmente para esto. 

Estas obras pueden ser zanjas de infiltración o pequeños volúmenes de regulación fuera del límite de la calzada conectados al drenaje hacia aguas abajo. Esto se podrá hacer siempre y cuando exista espacio disponible para ello. También podrán usarse soleras tipo zarpa, las que podrán tener pendientes transversales de hasta el 10%. Para pendientes longitudinales mayores al 10% SERVIU sólo permite usar solera tipo zarpa en calzadas de hormigón. 

Los bandejones centrales de las calles y avenidas pueden incorporarse a la solución de aguas lluvias como zonas de infiltración y retención temporal. En este caso se deben considerar soleras que permitan el drenaje desde la cuneta con sumideros especialmente dispuestos para estos fines y pendientes transversales que conduzcan las aguas lluvias hacia el bandejón central. Figura 20: Soleras discontinuas y drenaje mediante una pequeña zanja en el bandejón.

5.2.1 Perfiles transversales de calles Para facilitar la conducción de aguas en las calles sin que se produzcan problemas, en los bordes de la calzada se formará una cuneta con la solera y el pavimento. La capacidad hidráulica de esta cuneta depende de la pendiente transversal del pavimento y de la pendiente longitudinal de la calle. Para mejorar esta capacidad de conducción se podrán diseñar secciones transversales como las que se indican en las figuras siguientes, incluyendo la posibilidad de formar cunetas fuera de la calzada.

balbacanas rotonda tucapel

1.18 ¿QUE TAN RELEVANTE SERÁ EL CONOCER EL ORIGEN DE LAS AGUAS PERCOLADAS?

 

Entre los problemas que presentan las construcciones en suelos salinos se encuentran:

1.- La mayor parte de las viviendas emplazadas en suelos salinos colapsables, fueron construídas utilizando las técnicas constructivas normales que se usan en suelos "no salino colapsable", por lo que su estructura está afecta a los asentamientos que provoca la disolución del suelo ante la presencia de agua de cualquier proveniencia.

Cámara de alcantarillado descolgada, provoca el estancamiento e infiltración de aguas en el suelo propias y de ingreso desde el colector público si este entra en presión.

2.- No disponen de sistemas que eviten el contacto del agua con el suelos como es el caso de los geomenbranas impermeables u otras.

3.- No disponen de drenajes para desvío de aguas de infiltración.

4.- Dado que los suelos salinos colapsables, se presentan principalmente como un cementante natural de arenas o limos, ambos suelos muy permeables, es que cuando una filtración se presenta, esta no se hace visible sino hasta el tiempo en que esta se muestra en el daño de una estructura.

5.- Para ubicar las filtraciones, la mayor parte de las veces se deben realizar excavaciones 

Los socavones no desaparecen una vez que el agua a dejado de filtrar, por lo que no sólo se requiere excavar sino además se debe disponer de un investigador para buscar el origen de la filtración.

Para aquellos que quieran conocer el origen de las aguas percoladas, se debe tener varias cosas en cuenta:

6.- Abriendo una ventana estática de observación de reclamos del año 2021 y utilizando algunos elementos estadísticos que nos permitan aproximarnos a la problemática de los hundimientos en terrenos salinos, podemos observar lo siguiente para 447 requerimientos

 

i.- 1 de cada 5 reclamos por hundimiento era de vecinos muy próximos.

Esta situación complejiza mas la determinación de los puntos de fuga puesto que a muchos vecinos no les gustaría que los culpabilicen de los daños que pudiese estar provocando una filtración de su vivienda a su vecino además de los conflictos asociados por las demoras o presuntas negligencias.

ii.- el 48% de quienes reclamaron por hundimiento, también lo hicieron por rotura de arranque de agua. 

iii.- El 48% de los reclamos fué clasificado como falla interior, es decir rotura de la red de agua desde el medidor de agua hacia adentro o bien por cámara de alcantarillado bajo la cota de solera. 

Estas situaciones los usuarios las percibieron como: 

42% obstrucción del sistema de recolección de aguas servidas, alcantarillados comunitarios, bajo cota de solera o mal uso del sistema.

10% casa inundada bajo cota de solera

11% bajas de presión por filtraciones en arranque

27% por servicio sin agua por rotura del arranque

iv.- El 4% de los reclamos fué asociada a colectores, Matrices de agua o unión domiciliaria.

  

7.- La forma en que se desplaza el agua puede observarse de acuerdo al tipo de suelo en que este y es así comomo en aquellos suelos mas arcillosos, las filtraciones tienden a apreciarse mejor en la superficie, no así en los terrenos arenosos donde las filtraciones percolan el terreno sin siquiera apreciarse.

Afloramiento de humedad en suelo

8.- Topografía y escorrentía.

¿Cuanto logra desplazarse el agua de un punto a otro?, Para responder a esa pregunta, es necesario conocer la topografía de un lugar y la escorrentía de la base sobre la cual se desplaza el agua asi como también su capacidad de infiltración.

Pongamos como ejemplo una quebradilla natural como la que se muestra en la figura. La calle principal que se aprecia es oscar Belmar

Si el agua cae sobre la arena de los cerros, una parte será absorbida por la arena y el resto escurriría aguas abajo. 

La escorrentía en arena sería 0.2 con una infiltración de más de 30 mm de agua por hora , versus la escorrentía en asfalto que sería del órden de 0.7 casi sin infiltración, es decir el agua que cae sobre la arena prácticamente se infiltra en el terreno con baja capacidad para desplazarse en forma horizontal a diferencia del agua que se desplaza sobre el asfalto.

Si hay capas impermeables de suelos como es el caso de arcillas o roca, esta también permitiría el desplazamiento del agua.

para el caso puesto en este ejemplo, los estudios de suelo establecen que las capas de arena salina son de espesores mayores a 5 m de profundidad disminuyendo en la medida que se va subiendo hacia el cerro.

9.- Posibles puntos de filtarción y falla

A modo de ejemplo se ilustra con el caso de 4 casas pareadas.

En la imagen se pueden apreciar a lo menos 10 puntos de fallas probables 

3 de los círculos están ubicados sobre los medidores de agua, las cámaras compartidas, arranques y unión domiciliaria. Estos puntos son los mar relevantes y por lo general. dada la proximidad de las instalaciones con el vecino pareado, basta que uno de estos elementos falle y afectará probablemente el muro medianero, muro frontal y antejardín. En el caso de sectores mas arcillosos el área de influencia es mayor pero al mismo tiempo, la salinidad del suelo es menor. 

4 de los círculos se ubican sobre las cocinas. Por lo general este tipo de fallas se aprecia por la rotura de cerámicas y/o sonido hueco del piso.

3 círculos sobre baños o infraestructura sanitaria en el fondo de la propiedad. Notar que la falla de cualquiera de ellos producirá humedades sobre las viviendas vecinas. En muchos casos la propiedades ponen lavaderos en el fondo del patio o jardineras.

Para aquellos casos en que se sospeche de humedades provenientes de las casa vecinas, se debe coordinar con dichos vecinos la solución ya sea en forma directa o a través de los centros de mediaciones municipales.

Para el caso de filtraciones en los arranques, uniones domiciliarias de alcantarillado o medidores de agua, estos deben ser informados a la brevedad a la empresa sanitaria.

9.- Casos típicos de de fallas

se pueden ver varias de las fallas típicas en link adjunto.

  link

10.- Dolina por disolución de sales agua necesaria para provocar el hundimiento de la foto

En forma burda, se puede estimar que para hun hundimiento con disolución de sales del órden de 0.5 m3 y con una capacidad de saturación del agua de un 36%, bastarían 2 m3 de agua para provocar dicho asentamiento. El tiempo en que se produce, dependera de la salinidad del suelo y el tipo de scurrimiento entre otras.

1.19.- Suelos salinos, aspectos geológicos.

Aspectos geológicos generales Arica (resumen)

Desde mediado de la década del 70, en que la población sobrepasó los 90 mil habitantes, la ciudad que se asentó en el cono de eyección del río San José y las terrazas marinas formadas para luego comenzar a expandirse principalmente hacia las laderas de los cerros; Por el sur hacia la ladera de la conformación camaraca y hacia el norte este  pasando la calle linderos 

Para el año 2020, la población censada en la ciudad de Arica era de mas de 247552 habitantes,

el 50% de los cuales tendrían su vivienda sobre suelos salinos colapsables.

Cabe considerar, que para el caso de Alto Hospicio, en la región de Tarapacá, su población casi se triplicó de los años 90 al 2018, es decir ha presentado un crecimiento aún más explosivo que el de Arica y en menos tiempo.

En todo este tiempo, nó sólo se aumento la poblacion sino que además desde el 2005 en adelante con la privatización y entrada en operación de la planta desaladora de lluta, así como también el mejoramiento de las presiones en las redes de agua, que aquellas filtraciones que antes de la década de los 70 no producian daño, estas comenzaron a afectar a las nuevas poblaciones emplazadas en las laderas de cerros, las que contienen una mayor cantidad de sales solubles.   

Los suelos salinos están conformados por partículas de arena, gravas y limos principalmente con contenidos de sales variables y con diferente solubilidad.

Entre las sales podemos encontrar los sulfatos, cloruros, anhidrita, nitratos, carbonatos y  otros cada una de ellas con diferentes características.

Desde la segunada Región hacia el norte, históricamente el el clima desértico con tasas de evaporación superior a la de las precipitaciones, además de una morfología endorreica (con poco o nulo drenaje superficial al océano) ha permitido que el arrastre de sales se vaya acumulando en el suelo.

Formación Camaraca Jmc

Sucesión esencialmente volcánica que aflora de manera amplia en la Cordillera de la Costa, al sur de Arica. Está constituida por 4.000 m. de espesor mínimo de lavas andesíticas, en parte basálticas, y en menor proporción lavas basálticas y daciandesíticas, tobas y rocas sedimentarias (areniscas, brechas, calizas, conglomerados y lutitas) (Salas et al., 1966). Subyace en concordancia y aparente transición a la Formación Los Tarros (Jst) y en discordancia angular a la Formación Atajaña. Está cubierta extensamente por depósitos sedimentarios aluviales del Oligoceno-Plioceno (OMma, MsPla). Su base no está expuesta y está intruída por los Intrusivos del Jurásico Medio-Superior (Jmsi) y por numerosos diques, filones, mantos y cuerpos subvolcánicos andesíticos y cicrodioríticos, asignados al Jurásico Medio-Superior. Fauna fósil permite asignar un rango de edad bajociano superior-caloviana.

Depósitos Aluviales de la Cordillera de la Costa OMma

Depósitos sedimentarios continentales que rellenan depresiones aisladas en la Cordillera de la Costa. Alcanzan hasta 200 m y están formados por arenas, gravas y brechas sedimentarias, y limos, con intercalaciones locales de tobas y de niveles salinos. Dataciones radiométricas a tobas intercaladas permiten asignarlas al Oligoceno - Mioceno Medio

Depósitos aluviales del pleistoceno (hace más de 11700 años hasta los 2.59 MMaños)

Mapa elaborado por Geólogo Rodolfo Gainza 2021

Proceso evaporítico, movilidad salina superficial y subterránea. 

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Imagen con la forma que debió tener la bahía de Arica entre los 200 MM de añoa a los 50 MM de años,

notar que hace 150 MM de años, la ciudad se encontraba bajo el mar.

zona de Arica cubierta por el mar hace de 123 a 137 M.A según Olguin 2006

El mar venía retrocediendo a una tasa de 5km/millón de años desde el altiplano desde que la cordillera de los andes comenzó a levantarse hace unos 200 M.A.

Esquema de las terrazas marinas en caldera hasta hace 1millón de años

El sitio f se encuentra a una cota de 200 msnm