Detección, estudio y modelización de movimientos de ladera muy lentos para el desarrollo de herramientas de gestión del territorio

Abstract

Las particulares características geográficas, geológicas y climáticas de la parte alta del Valle de Tena (Huesca), condicionan la presencia de un gran número de grandes deslizamientos antiguos que actualmente se encuentran activos, con movimientos del orden de mm a cm al año. Durante siglos, las actividades agrícolas y ganaderas en este valle pirenaico convivieron sin problema con estos procesos naturales, pero en los últimos años, el desarrollo del turismo y la estación de esquí de Formigal están siendo claves en el aumento del riesgo. Hoy en día, la mejora de técnicas como la interferometría de imágenes radar satélite (DInSAR) está abriendo una ventana al estudio de los deslizamientos lentos. En esta investigación se ha desarrollado y validado un método que integra técnicas clásicas de cartografía, reconocimiento y auscultación de deslizamientos, con técnicas de monitorización DInSAR y DGPS y modelización numérica avanzadas. A escala regional, se ha investigado el uso conjunto de técnicas convencionales (DInSAR) y avanzadas (PSI o A-DInSAR) para cartografiar y monitorizar los deslizamientos lentos del valle. Los resultados muestran que la técnica PSI multi-banda (C, X y L) ofrece una gran capacidad de detección de deslizamientos activos mientras que los interferogramas DInSAR de las imágenes del satélite ALOS PALSAR permiten detectar movimientos más rápidos (hasta 145 cm/año). La integración de todos los datos de velocidad y su comparación con los daños observados en las carreteras y en la estación de esquí, han permitido elaborar mapas inventario de deslizamientos clasificados según su capacidad potencial de producir daños, lo que constituye un instrumento muy útil en ordenación territorial. A nivel local, la técnica PSI ha permitido descubrir diferentes patrones de movimiento dentro de las masas movidas. Se ha comprobado que los deslizamientos analizados sufren aceleraciones que muestran un carácter estacional. Su comparación con datos meteorológicos ha permitido formular la hipótesis de que, aparte de la acción humana, el principal factor responsable de la reactivación y/o aceleración de los grandes deslizamientos en Tena es la variación del nivel de las aguas subterráneas, que depende de las precipitaciones y de la fusión de nieve. Para validarla se ha estudiado en detalle el deslizamiento de El Portalet, un gran deslizamiento complejo muy lento que, tras la excavación realizada en 2004 para construir un aparcamiento en su pie, experimentó movimientos que obligaron a ejecutar obras de estabilización. Se han definido los modelos geomecánico e hidrogeológico de la ladera y la morfología y cinemática del deslizamiento integrando los resultados obtenidos en reconocimientos geomorfológicos, geofísicos (tomografías sísmica y eléctrica), geotécnicos (sondeos y ensayos in situ), hidrogeológicos (piezómetros y ensayos de permeabilidad) y los datos de auscultación de movimientos superficiales (extensómetros, DInSAR, DGPS) y profundos (inclinómetros). Con esta información se han implementado, calibrado y validado modelos matemáticos que permitieron inferir las causas y reproducir los movimientos observados. Se ha calculado la probabilidad de rotura de la ladera mediante el método de equilibrio límite introduciendo distribuciones estadísticas de los parámetros geotécnicos para distintos escenarios, lo que ha permitido confirmar que la causa de la reactivación del deslizamiento fue la excavación de su pie. Por último, se ha elaborado un modelo 2D de elementos finitos que ha reproducido su comportamiento cinemático en el tiempo proporcionando con éxito predicciones a corto y medio plazo durante las etapas de fluencia primaria y secundaria. El modelo viscoplástico ha reproducido la relación de fluencia constante medida durante las campañas de monitorización, y la formulación acoplada u-pw ha permitido simular la aceleración y desaceleración del deslizamiento con las variaciones del nivel freático, confirmándose así la hipótesis planteada.