Geofísica Puente Tarucachi

INDICE

1 INTRODUCCION........................................................................................................................... 2

2 UBICACIÓN DEL ESTUDIO.........................................................................................................2

3 OBJETIVOS Y METAS DEL ESTUDIO........................................................................................3

3.1 Objetivos............................................................................................................................... 3

3.2 Metas..................................................................................................................................... 3

4 METODO GEOFISICO Y EQUIPO UTILIZADO............................................................................3

5 TRABAJOS DE CAMPO..............................................................................................................5

6 TRABAJO DE GABINETE............................................................................................................5

7 RESULTADOS.............................................................................................................................. 6

8 CORRELACIÓN GEOFÍSICA (ILUSTRACIÓN 2)........................................................................6

8.1 Columna Geofísica Probable Estribo Izquierdo................................................................6

8.2 Columna Geofísica Probable Estribo Derecho..................................................................8

9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES..............................................................................10

RELACION DE ILUSTRACIONES......................................................................................................12

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Geofísica Puente Tarucachi

PROSPECCIÓN ELÉCTRICA APLICADA A LA GEOTECNIA

PUENTE TARUCACHI

1 INTRODUCCION

El Proyecto Especial Tacna en apoyo al Gobierno Regional de Tacna ha desarrollando

el estudio geofísico mediante sondajes eléctricos verticales (SEV) aplicados a la

geotécnia en los estribos del nuevo puente en construcción Tarucachi con la finalidad

de conocer en forma indirecta la presencia de roca sobre la cual se podría cimentar

dicha estructura.

El nuevo puente es una de las obras de drenaje a ejecutar en el tramo de la carretera

Tacna – Tarata y está ubicado aguas abajo del actual pontón Tarucachi, por el cual

podría discurrir una máxima avenida de 194.2 m3/s para un periodo de retorno de 100

años y de 222.1 m3/s para un periodo de retorno de 200 años.

Mediante dicho método y la interpretación geológica se ha podido tener una mejor

visión de los materiales con que cuenta el subsuelo que servirá de sustento al puente

Tarucachi.

2 UBICACIÓN DEL ESTUDIO

La zona de estudio se encuentra ubicada en la Región Tacna, Provincia de Tarata,

Distrito de Tarucachi, altitudinalmente se ubica a los 2971 m.s.n.m. y a una distancia

de la ciudad de Tacna de 77.113 Km. Geográficamente se ubica entre las coordenadas

UTM siguientes:

Norte: 8062141 a 806288

Este: 0390419 a 0390421

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Geofísica Puente Tarucachi

3 OBJETIVOS Y METAS DEL ESTUDIO

3.1 Objetivos

La investigación geofísica ha sido efectuada con la finalidad de conseguir los

siguientes objetivos:

El principal objetivo de la Prospección Eléctrica fue delinear la estructura del

subsuelo hasta encontrar la roca, sobre la cual se podrá cimentar la estructura

del nuevo puente.

Determinar las propiedades resistivas de cada uno de los estratos al igual que

sus espesores en los estribos derecho e izquierdo investigados.

Determinar las profundidades aproximadas en la que se encuentran los

materiales con mejores condiciones de sustentación para soportar la

estructura del puente nuevo.

3.2 Metas

Ejecución e interpretación de 02 sondajes eléctricos verticales (SEV)

efectuados en los estribos del nuevo puente en construcción Tarucachi.

Determinar la profundidad aproximada de la roca sana o firme bajo las capas

de recubrimiento o suelo, asi como, conocer las características geotécnicas de

las primeras.

4 METODO GEOFISICO Y EQUIPO UTILIZADO

El método geofísico utilizado ha sido el de Resistividad Eléctrica, mediante Sondajes

Eléctricos Verticales (SEVs), con dispositivo Schlumberger simétrico.

Según las dimensiones del cuadripolo, se puede abarcar un volumen más o menos

grande de terreno, en toda su heterogeneidad, sea en el sentido horizontal o vertical.

Por cada dispositivo AM NB, se mide una resistividad aparente (Pa):

Pa = K . V I

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Geofísica Puente Tarucachi

K : Constante geométrica que depende de la separación de los electrodos.

I : Es la intensidad de corriente circulante en el terreno en miliamperios (mA)

V : Diferencia de potencial en milivoltios (mV) en los electrodos M-N.

Por lo tanto, por medio de desplazamientos sucesivos de los electrodos A y B se

abarca estratos de terreno cada vez más profundos. De esta manera, se obtiene un

diagrama de resistividad en función de la profundidad de los terrenos estudiados.

EQUIPO UTILIZADO

Para el presente trabajo de prospección geofísica se utilizó un georesistivímetro marca

WPG-21 de fabricación alemana con las siguientes especificaciones técnicas:

- Pantalla digital

- Circuito de medición que anula los eventuales potenciales espontáneos naturales

(corrientes parásitas).

- Constituido por un transmisor y receptor.

- Fuente de alimentación, mediante baterías en serie con un máximo de salida de

500 voltios.

- Efectúa medidas del potencial (DV) de diferentes rangos de 0.2 a 1000 Voltios, en

corriente continua; y medidas diferentes de intensidad (I) desde 02 amperios a 10

amperios, en corriente continúa.

- Switch de salida de 6 rangos diferentes hasta un máximo de 500 voltios.

ACCESORIOS

- 2 carretes de cables de 500 m. cada uno para A – B.

- 1 carrete con cable de diferentes tamaños para M y N.

- 8 electrodos de acero inoxidable.

- 1 wincha de 50 m., brújula, altímetro, sistema posicional geográfica por satélite y

maletín de herramientas.

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Geofísica Puente Tarucachi

5 TRABAJOS DE CAMPO

En el campo se efectuaron un total de 02 Sondajes Eléctricos Verticales (SEV)

distribuidos tal como se indica en el Plano Nº 01.

Las estaciones de los sondajes eléctricos verticales (SEV) se efectuaron en la rasante y

costado de la pista asfáltica en la cota 2971msnm.

La distancia máxima de los electrodos A-B fue de 200m con un MN desde los 0.5m.,

con esta disposición de electrodos se logró una profundidad de investigación

aproximadamente de 100m.

Las curvas interpretadas de los SEV se muestran en el anexo adjunto.

Paralelo a la ejecución de los Sondajes Eléctricos de exploración, se efectúo el

reconocimiento geológico del sector.

El reconocimiento geológico fue de vital importancia en la mejor interpretación de las

curvas geoeléctricas de campo, así como en su interpretación de los SEV.

6 TRABAJO DE GABINETE

La información de los SEVs obtenida en campo, ha sido procesada e interpretada

cuantitativamente mediante la comparación iterativa con Curvas Patrón de Sondeos

Eléctricos Verticales sobre Terrenos Estratificados elaborados por Ernesto Orellana y

Harold M. Mooney y procesada por el software especializado de resistividad eléctrica.

(IPI2WIN).

Con los resultados obtenidos, correlacionados e interpretados con criterio geológico -

geofísico ha sido factible la elaboración de dos columnas geoeléctricas probables de

los estribos del nuevo puente en construcción Tarucachi los cuales se describirán más

adelante.

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Geofísica Puente Tarucachi

7 RESULTADOS

Cuadro de Resultados

En el cuadro Nº 01 adjunto, se muestran los resultados de la interpretación cuantitativa

de los SEV en términos de resistividad verdadera y espesor de los diferentes

horizontes geoeléctricos identificados.

CUADRO Nº 01

Resultados De Sondajes Eléctricos Verticales Puente Tarucachi

Nº sev ρ1 E1 ρ 2 E2 ρ3 E3 ρ4 E4 ρ5 E5 ρ6 E6 ρ7 E8 ρ8

1 220 1 398 1 978 4 744 4 338 18 578 6 101 48 1301

2 76 1 211 1 308 5 125 11 271 14 78 34 206

Nota: SEV = Sondaje Eléctrico Vertical

r = Resistividad de horizontes geoeléctricos en Ohm-m.

E = Espesor en m.

8 CORRELACIÓN GEOFÍSICA (Ilustración 2)

Con la finalidad de determinar y visualizar la secuencia y continuidad de los

diferentes estratos del subsuelo que puedan constituir el material mas favorable (roca)

para el emplazamiento del nuevo puente de Tarucachi, se ha construido dos columnas

geofísicas, las cuales se describen a continuación:

8.1 Columna Geofísica Probable Estribo Izquierdo

El SEV Nº 01, se elaboró en la margen izquierda del río Tarucachi, a un costado

de la carretera asfaltada, la orientación de las alas se dispusieron en forma paralela

al cauce del río.

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Geofísica Puente Tarucachi

En la foto Nº 01 se observa la disposición litológica del estribo izquierdo el cual

está constituido por rocas intrusivas muy fuertes, fracturadas pero competentes

superficialmente se encuentran cubierta por suelos.

Foto Nº 01 Estribo izquierdo del nuevo puente de Tarucachi constituido

por rocas intrusivas muy fuertes.

Se ha tomado como cota referencial la altura de 2971 m.s.n.m. obtenida del

“Estudio Definitivo de la Construcción del Puente Tarucachi y Accesos” realizado

por el Ing. Eduardo Rivera Reyes. La descripción de la conformación de los

estratos geoeléctricos es como sigue:

Primer Horizonte,

Estrato geoeléctrico, conformado por una a dos capas pequeñas de material

de relleno aluvional suelto, en estado seco con presencia de materia

orgánica (raíces), con espesores máximos de 2 m y de resistividades de 220

Ohm-m a 398 Ohm-m.

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SEV Nº 01

Geofísica Puente Tarucachi

Segundo Horizonte

Está conformado por uno a dos capas que subyace al anterior, con

resistividades variadas de 978 Ohm-m á 744 Ohm-m el cual se trata de

roca intrusiva competente algo fracturada, cuya suma total máxima de sus

espesores es de 8m.

Tercer Horizonte

Formado por una a dos capas geoeléctricas de roca intrusiva algo

fracturada y saturada con resistividades que varían entre 338 Ohm-m á 578

Ohm-m con un espesor total de las capas de 24 m.

Cuarto Horizonte

Horizonte geoeléctrico con resistividad de 101 Ohm-m y espesor de 48m.

Horizonte en el que sus materiales estarían representados por roca intrusiva

altamente fracturada y/o mineralizada.

Quinto Horizonte

Ultimo horizonte geoeléctrico, con una resistividad de 1301Ohm-m y

espesor indeterminado, constituido por roca intrusiva competente.

8.2 Columna Geofísica Probable Estribo Derecho

El sondaje eléctrico vertical (SEV) se efectuó en la margen derecha del río

Tarucachi, a un costado de la carretera asfaltada en la cota 2971msnm (aprox.) y a

una distancia de 133m del SEV-1 (ver foto Nº 02).

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Geofísica Puente Tarucachi

Foto Nº 02 Estribo derecho del nuevo puente en construcción Tarucachi

constituido por una secuencia sedimentaria de depósitos aluvionales antiguos

que se han depositado sobre la roca intrusiva. En este estribo se realizó el

sondaje eléctrico vertical Nº 02 (SEV Nº 02).

Se ha tomado como cota referencial la altura 2971 m.s.n.m. obtenida del

“Estudio Definitivo de la Construcción del Puente Tarucachi y Accesos”

realizado por el Ing. Eduardo Rivera Reyes

La disposición de los materiales del subsuelo se describe de la siguiente manera:

Primer horizonte

Horizonte geoeléctrico, conformado por uno a dos capas superficiales

geoeléctricas, de materiales húmedos, permeables, sueltos, con presencia

de materia orgánica los que están compuestos por bolonería, gravas, con

matriz areno limosa, de características geotécnicas regulares, con

resistividades que varían de 76 Ohm-m á 211 Ohm-m, con espesores que

en su conjunto llegan hasta 2m.

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SEV Nº 02

Geofísica Puente Tarucachi

Segundo Horizonte

El segundo horizonte geoeléctrico, también esta constituido por una a dos

capas, con resistividades que varían de 308 Ohm-m á 125 Ohm-m y

espesores que en conjunto llegan hasta 16m. Este horizonte presenta

caracteristicas geotécnicas aceptables a buenas y están constituidos por

gravas, cantos rodados y bolones con matriz de arena limosa compacta.

Tercer horizonte

Tercer horizonte geoeléctrico, esta compuesto por roca fracturada, con

resistividad de 271 Ohm-m y con un espesor de 14m.

Cuarto horizonte

Horizonte geoeléctrico, constituidos por materiales de roca muy fracturada

y/o mineralizada, con resistividad de 78 Ohm-m, con espesor de 34m.

Quinto horizonte

Ultimo horizonte geoeléctrico con valores resistivos de 206 Ohm-m y

espesor indeterminado.

Esta disposición de los materiales del subsuelo determinados por este método

geofísico es concordante con el relevamiento geológico realizado en la zona.

9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

Las investigaciones realizadas mediante los sondajes

eléctricos verticales (SEV), en los probables estribos del nuevo puente en

construcción Tarucachi y en correlación con las características geológicas de la

zona, ha permitido conocer la estructura y secuencia de los materiales de

cimentación hasta una profundidad de 100 m.

Se ha determinado 05 horizontes georesistivos.

De acuerdo al método indirecto con SEV, la roca en el estribo izquierdo (SEV

Nº01) se encontraría aproximadamente a partir de los 2 m. de profundidad

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Geofísica Puente Tarucachi

tomando como punto de referencia la carpeta asfáltica de la carretera (cota

referencial 2971 msnm), esta roca de naturaleza intrusiva se muestra fracturada y

saturada hasta los 34 m. de profundidad, por debajo y hasta los 82 m. de

profundidad la roca se encuentran muy fracturada y/o mineralizada. Por debajo de

los 82 m. la roca se hace más competente.

En el estribo derecho (SEV Nº 02) la roca se

encontraría a partir de los 18m con respecto a la carretera hasta la profundidad de

32m, de acuerdo a los valores resistivos esta se encuentra fracturada, por debajo se

encontraría la roca muy fracturada y/o mineralizada hasta los 66 m. de

profundidad y a partir de este punto la calidad de la roca mejora notablemente.

Los materiales aluvionales en el estribo izquierdo estarían entre los 0m a 2m de

profundidad aproximadamente y de 0m hasta los 18m de profundidad

aproximadamente en el estribo derecho.

RECOMENDACIONES

Basándose en los resultados obtenidos en el presente estudio se recomienda lo

siguiente:

Realizar una perforación diamantina estratégica en el estribo derecho para conocer

con mayor precisión la profundidad donde se encontraría la roca de sustentación.

Para replantear en obra las profundidades de los estratos superficiales de interés

determinados con el método indirecto de sondajes eléctrico verticales (SEV) será

necesario conocer las cotas de la carretera en los puntos donde se han realizado

dichos sondajes.

RELACION DE ILUSTRACIONES

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Geofísica Puente Tarucachi

Nº DESCRIPCION

01 Plano de Ubicación de SEV y Secciones

02 Sección Geofísica A - A’

03 Hojas de Campo

04 Hojas Interpretadas

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