Análisis de porosidad y densidad de depósitos volcanoclásticos en el contexto del riesgo de colapso de infraestructuras durante erupciones volcánicas

Abstract

La investigación se enfoca en el estudio de la densidad y porosidad de 24 muestras de piroclastos, que fueron seleccionadas de un total de 40 niveles representativos de la erupción del volcán Tajogaite, ocurrida en La Palma en el año 2021. Las muestras fueron tomadas con control de volumen muestreado, lo cual garantizaba la obtención de la densidad y porosidad del depósito. Después, se llevó a cabo un análisis granulométrico con el objeto de determinar la distribución de los tamaños de partículas en cada capa. Con esto, se pudo establecer que para el 58% de las muestras predominan las partículas con diámetros entre 2 a 40 mm (lapilli fino-medio). De igual manera, se evaluaron una serie de parámetros estadísticos: media, moda, mediana, asimetría, curtosis, coeficiente de curvatura y coeficiente de uniformidad. Con esto, se pudo determinar que la mediana es el parámetro que estima mejor la densidad y porosidad del depósito. Además, se realizó un ensayo de absorción de agua de materiales sueltos, determinando así, el porcentaje de incremento del peso tras su saturación en agua. El resultado del incremento se encuentra en un intervalo de 22 al 61.5 % del peso inicial del depósito seco. Por último, se hizo una revisión del Código Técnico de Construcción actual de España, que no considera la sobrecarga de tejados por cenizas. Por tal motivo, se desarrolló un análisis comparativo de la sobrecarga por acumulación de ceniza de los edificios de La Palma con la sobrecarga máxima por nieve contemplada en la normativa vigente. A partir de los resultados obtenidos se determinó que, considerando 10,69 kN/m3 como peso específico medio representativo del material piroclástico del volcán de La Palma, una capa acumulada de 9,35 cm sobrepasa el peso específico pre-estimado por depósito de nieve. Por tanto, se propone una revisión de la validez de la sobrecarga máxima estimada sobre cubiertas considerada en el Código Técnico de la Construcción actual para las nuevas construcciones de La Palma. Finalmente, en este trabajo se establece una ecuación de estimación de niveles de alerta por sobrecarga por piroclastos durante erupciones volcánicas: qp = g·h · (-39545,0 · x + 1544,1). La anterior ecuación permite calcular la sobrecarga por capas mediante la aplicación de variables independientes que se pueden determinar fácilmente por una observación rápida en campo durante el evento.