Modelado geofísico mediante el uso del método de refracción sísmica, del área comprendida por los Sitios de Presa Electriona y Belén, Heredia, Costa Rica.

Abstract

Los sitios de Presa Electriona y Belén poseen alrededor de los 100 años de antigüedad desde su construcción en 1922 y 1911 respectivamente; en los últimos años se ha evidenciado un constante incremento en el deterioro estructural de ambas presas, por tal motivo la Compañía Nacional de Fuerza y Luz (CNFL), institución actualmente encargada de la administración y operación de la generación eléctrica en ambas plantas hidroeléctricas, ha solicitado al Instituto Costarricense de Electricidad (ICE), la responsabilidad de cuantificar tanto la condición estructural como el entorno geológico sobre el cual se cimientan estos sitios de presa. A partir de dicha solicitud, y en función de la caracterización del medio geológico, se generaron estudios geológicos y geofísicos de refracción sísmica, que permitieron caracterizar geomecánicamente los materiales sobre los cuales se cimentan ambas presas. El modelo geológico propuesto para el área en y entre ambos sitios de presa, comprende el cartografiado geológico de las Formaciones Pacacua, Grifo Alto, Colima, Tiribí y los Depósitos Recientes, sobre los cuales se detallan los contactos principalmente de la Formación Colima y sus respectivos Miembros: Superior, Puente de Mulas e Inferior. Se determinó que ambos sitios de Presa se fundan sobre los diferentes Miembros de la Formación Colima, y entre los cuales se localizan niveles de paleosuelos rojizos con espesores significativos que podrían eventualmente localizarse en las zonas de fundación de las presas. El modelo geofísico de refracción sísmica determinó que las materiales de fundación de las presas en el caso del sitio de Presa Electriona presenta velocidades Vp de 3,3 a 4,3 km/s asociadas a lavas andesíticas de la Formación Colima Superior, mientras que el sitios del presa Belén presenta velocidades Vp de 3,7 a 4,8 km/s asociadas a lavas andesíticas de la Formación Colima Inferior. A partir del valor Vp obtenido se utilizaron cuatro parámetros geotécnico para caracterizar las litologías de fundación de las Presas, los cuales son: ripabilidad, índice Q, RQD y la relación Vp con la Resistencia a la Compresión Simple. Para las rocas sobre las que se funda el sitio de Presa Electriona se determinó basado en los parámetros geotécnicos anteriormente expuestos que corresponden a macizos no ripables, con una calida del macizo muy mala a buena, un grado de fracturación numeroso a poco, y una dureza asociada a rocas moderadamente duras a duras, respectivamente. Mientras que para las rocas del sitio de Presa Belén, se determinó que corresponden a macizos no ripables, con una calidad de macizo buena, una escasa fracturación y asociados a rocas duras a muy duras. Mediante la comparación del valor de Vp obtenido en cada sitio de Presa y los datos geotécnicos recopilados por el ICE en diferentes proyectos, se realizó un análisis comparativo con el fin de determinar de forma indirecta los parámetros de velocidad de onda S (Vs), Módulo Dinámico (Ed) y Módulo Estático (Es). Para el sitio de Presa Electriona se determinó un valor de Vs de 2,0 y 2,6 km/s, un Ed de 21.289 y 38.931 MPa, y un Es de 11.771 y v 30.628 MPa. Para el sitio de Presa Belén se determinaron valores de Vs de 2,2 y 2,9 km/s, Ed de 27.635 y 50.030 MPa, y Es de 17.796 y 45.572 MPa. En general se considera que ambas litologías sobre las que se fundan los sitios de Presa presentan cualidades geomecánicas buenas, debido a la condición sana de la roca, la alta resistencia al golpe y a los parámetros geotécnicos obtenidos de forma directa e indirectamente relacionados al valor Vp del material. Dada la posibilidad de que en un futuro cercano la CNFL, considere reubicar o reestructurar los sitios de Presa, se sugiere que las zonas de fundación se localicen sobre estos materiales lávicos asociados a la Formación Colima(Contacto de autora: maureenbh2007@gmail.com).