Fallas geológicas y equipos georadares

Las fallas geológicas representan un riesgo significativo para la infraestructura y la seguridad de las comunidades en el mundo, es por esto que comprender y prevenir estas fallas es crucial para mitigar los daños causados por terremotos y otros eventos geológicos.

Aquí, el uso de georadares se ha convertido en una herramienta indispensable para la detección temprana y la evaluación precisa de fallas subterráneas. Veamos cómo la prevención de fallas geológicas puede beneficiarse del uso de equipos de georadares, mejorando la seguridad y la resiliencia frente a desastres naturales.

¿Qué es una falla geológica?

Las fallas geológicas son fracturas en la corteza terrestre donde se ha producido movimiento, generando desplazamiento de los bloques de roca que pueden causar terremotos y otros fenómenos geológicos de gran impacto.

Este desplazamiento puede ocurrir de manera repentina, como los terremotos, o de forma gradual. Las fallas geológicas son el resultado de tensiones en la corteza terrestre y pueden variar en tamaño, se encuentran desde pequeñas grietas hasta grandes sistemas de fallas que se extienden por cientos de kilómetros.

Las fallas geológicas juegan un papel importante en la geología estructural y la sismicidad de una región, ya que pueden influir en la formación de montañas, la generación de terremotos y la distribución de recursos naturales.

Causas de las fallas geológicas

Como ya has visto, las tensiones en la corteza terrestre dan lugar a fallas geológicas, las cuales se clasifican en varios tipos según la naturaleza de la tensión. Los tres tipos principales de tensiones son:

• Fuerza de compresión: Esta fuerza ocurre en los bordes de las placas, cuando estas se desplazan y colisionan entre sí, similar a un choque entre dos vehículos.
• Fuerza de tensión: Se manifiesta en los bordes de las placas divergentes, cuando las placas se alejan unas de otras.
• Tensión de cizallamiento: En este tipo de falla las placas se deslizan horizontal o lateralmente en direcciones opuestas.

Tipos de fallas geológicas

Existen varios tipos de fallas geológicas, clasificadas según la dirección en la que se desplazan los bloques de roca a lo largo de la falla. Los principales tipos de fallas son:

• Falla Normal (o de deslizamiento normal): En este tipo de falla, el bloque superior (hanging wall) se desplaza hacia abajo respecto al bloque inferior (footwall).
• Falla Inversa (o de deslizamiento inverso): En una falla inversa, el bloque superior se desplaza hacia arriba en relación con el bloque inferior. Este tipo de falla ocurre en zonas donde hay una compresión de la corteza terrestre, como en los bordes convergentes de las placas tectónicas.
• Falla de Desgarre (o de deslizamiento lateral): Los bloques de roca se deslizan horizontalmente uno respecto al otro a lo largo de la falla. Este tipo de falla ocurre en zonas donde hay un movimiento lateral de las placas tectónicas, como en los bordes transformantes de las placas tectónicas.

Estos son los tipos principales de fallas geológicas, pero también existen otros tipos menos comunes, como las fallas oblicuas que tienen componentes tanto de deslizamiento vertical como horizontal.

¿Cómo identificar fallas geológicas?

El proceso de identificar y prevenir los riesgos asociados con las fallas geológicas es esencial para proteger vidas. Los métodos geofísicos pueden responder bastante bien a la identificación de fallas geológicas, en particular la Sísmica de reflección, que es capaz de analizar las ondas sísmicas reflejadas en diferentes capas de la subsuelo para crear imágenes del subsuelo, e identificar estructuras subterráneas y fallas, proporcionando detalles sobre su extensión y profundidad.

Cartografía Geológica

• Mapas geológicos: Proveen información sobre la distribución y orientación de las rocas y fallas visibles en la superficie.
• Fotogrametría aérea y satelital: Utiliza imágenes aéreas y de satélite para identificar rasgos lineales y desplazamientos en la superficie terrestre.

Inspección Visual y Reconocimiento de Campo

• Observación de la superficie: Identificación de características superficiales como escarpes de falla, alineaciones de vegetación y cambios abruptos en la topografía.
• Trincheras y perforaciones: Excavaciones y sondeos que permiten estudiar directamente las características de las fallas.

Monitoreo Sísmico

• Redes de sismómetros: Detectan y registran terremotos, proporcionando datos sobre la actividad sísmica y la ubicación de las fallas.

Rol de los georadares en la detección de fallas geológicas

Como hablamos anteriormente, un georradar, o radar de penetración terrestre (GPR por sus siglas en inglés), es una tecnología no invasiva que utiliza ondas de radio para escanear y mapear estructuras subterráneas. Al enviar pulsos electromagnéticos al suelo y registrar las ondas reflejadas, el georadar puede crear imágenes detalladas de lo que hay debajo de la superficie. Esta capacidad lo convierte en una herramienta esencial para diversas aplicaciones, incluyendo la detección de fallas geológicas.

Detección de Fallas Ocultas

Uno de los principales desafíos en la geología es identificar fallas que no son detectables a simple vista. Las fallas ocultas pueden representar riesgos significativos, especialmente en áreas urbanas densamente pobladas, aquí es donde los georadares hacen su parte, penetrando varios metros bajo tierra y proporcionando imágenes detalladas que revelan la presencia de fallas ocultas. Esta información es crucial para evaluar la seguridad de la construcción y para la planificación del uso del suelo.

Mapeo de la Extensión de las Fallas

Conocer la extensión y la profundidad de una falla geológica es esencial para comprender su potencial impacto. Los georadares permiten mapear con precisión la extensión de las fallas, mostrando cómo se desplazan a lo largo del terreno y qué tan profundas son. Esta información es invaluable para la ingeniería civil y la planificación urbana, ya que ayuda a identificar zonas de alto riesgo y a tomar medidas preventivas.

Evaluación de la Actividad de las Fallas

Las fallas activas son aquellas que han experimentado movimiento recientemente y tienen el potencial de causar futuros terremotos. Los estudios con georadar pueden identificar signos de actividad reciente, como desplazamientos y deformaciones en las capas de roca. Al detectar estas señales, los geólogos pueden evaluar el riesgo de actividad sísmica y recomendar medidas para mitigar los posibles daños.

Identificación de Zonas de Debilidad

Además de detectar fallas, los georadares pueden identificar zonas de debilidad en el terreno, como fracturas secundarias y zonas de rocas inestables. Esta información es crucial para la construcción segura de infraestructuras, como edificios, carreteras y puentes. Al conocer las áreas de debilidad, los ingenieros pueden diseñar estructuras que sean más resistentes a los movimientos del terreno.

Aplicaciones Prácticas y Casos de Estudio

Los georadares han sido utilizados con éxito en diversos proyectos alrededor del mundo. Por ejemplo, en Chile, una región propensa a terremotos, los georadares han sido empleados para mapear fallas geológicas en áreas urbanas y rurales. En 2010, tras el devastador terremoto de Maule, los georadares jugaron un papel crucial en la evaluación de la infraestructura dañada y en la planificación de la reconstrucción.

En Japón, otro país con alta actividad sísmica, los georadares se utilizan regularmente para monitorear la estabilidad del suelo alrededor de centrales nucleares y otras instalaciones críticas. Estos estudios han ayudado a identificar zonas de riesgo y a implementar medidas de refuerzo.

Principales fallas geológicas del mundo

Algunas de las principales fallas geológicas del mundo incluyen:

• Falla de San Andrés (Estados Unidos): Ubicada en California, es una falla transformante de desgarre lateral y es conocida por su actividad sísmica y por dividir la placa del Pacífico de la placa Norteamericana.
• Falla de Anatolia (Turquía): Esta falla transformante es parte del sistema de fallas que divide la placa africana de la placa euroasiática y es responsable de la actividad sísmica en la región.
• Falla de Nankai (Japón): Ubicada en la costa sur de Japón, es una falla de subducción donde la placa del Pacífico se hunde por debajo de la placa de Eurasia, generando actividad sísmica y riesgo de tsunamis.
• Falla de Denali (Alaska, Estados Unidos): Esta falla de desgarre lateral se encuentra en Alaska y es una de las fallas más activas de América del Norte, generando terremotos significativos.
• Falla de Liquiñe-Ofqui (Chile): Es una falla de desgarre lateral ubicada en la región de los lagos chilenos y ha sido responsable de terremotos históricos en Chile.
• Falla de Alejandría (Egipto): Es una falla de desgarre lateral ubicada en el Mar Rojo y ha sido asociada con la formación del Rift de África Oriental.

Estas son solo algunas de las muchas fallas geológicas importantes en el mundo, cada una con su propio papel en la tectónica de placas y la actividad sísmica regional.