“PERMAROCK”: MONITOREO TÉRMICO DE PERMAFROST

CARLA TAPIA BALDIS; DARÍO TROMBOTTO; IVANNA PECKER; MARIANO CASTRO

San Juan

Congreso; VIII Congreso Argentino de Cuaternario y Geomorfología - San Juan 2022; 2022

Asociación Argentina de Cuaternario y Geomorfología

Una de las principales problemáticas en el estudio de ambientes con permafrost, es la necesidad de diferenciar los distintos tipos de superficies crióticas de acuerdo a su comportamiento térmico. Por ejemplo, el permafrost de montaña puede encontrarse en depósitos sedimentarios finos y gruesos, en rocas porosas y no porosas, bajo manchones de nieve perennes o fondos de valles, etc. Puesto que la temperatura del aire es uno de los factores ambientales de mayor peso que controla la presencia de permafrost, se espera que el mismo tienda a calentarse (y/o descongelarse) en respuesta a los escenarios de calentamiento atmosférico. Sin embargo, la respuesta del permafrost al calentamiento del aire no es directa, sino que depende de la presencia de hielo: el permafrost que tiene una temperatura cercana a 0 °C se calienta mucho más lento que el permafrost más frío, porque el exceso de calor se utiliza para el descongelar el hielo. Así, el permafrost en las rocas se calienta mucho más rápidamente que el permafrost en los suelos debido al bajo contenido de hielo que pueden albergar sólo en fracturas. Por ejemplo, en los Alpes Europeos se ha medido un calentamiento de 1°C/década en sitios con permafrost en roca mientras que, para el mismo período, el permafrost en suelos muestra sólo incrementos de 0.5 °C/década, que se van reduciendo a medida que aumenta la profundidad (Magnin et al., 2017). La presencia de permafrost en los afloramientos rocosos contribuye a modificar su comportamiento geomecánico. Por ejemplo, el descongelamiento del hielo de las discontinuidades, disminuye su resistencia a la cizalla, al afectar las conexiones por puente de roca, disminuir la rugosidad de las paredes, modificar el comportamiento dúctil/frágil del relleno de hielo y las propiedades resistivas del macizo rocoso (Krautblatter et al., 2013). Además de las discontinuidades, las rocas pueden experimentar también reducciones drásticas en las resistencias a la compresión y cizalla, cuando pasan de tener temperaturas muy por debajo de 0°C hasta cercanas al punto de congelamiento. Por otro lado, una gran proporción de los Andes Centrales de Argentina y Chile presenta depósitos de deslizamientos y avalanchas de rocas, con edades oscilando entre Pleistoceno Medio a Tardío al Holoceno, especialmente luego del último máximo glacial e incluso en tiempos históricos. Sin embargo, en algunos casos la acción conjunta de factores pre-condicionantes y gatillantes más comunes (geometría desfavorable, aceleraciones externas como los sismos, precipitaciones, procesos de reajuste de laderas por el retiro de las masas de hielo glaciares), no es suficiente para explicar la activación de estos procesos de remoción. En ambientes fríos, un factor pre-condicionante adicional, debido a la modificación del comportamiento geomecánico de los macizos rocosos y discontinuidades producidas por las oscilaciones de temperatura, debe ser considerada para el análisis de estabilidad. Este escenario muestra la necesidad de identificar las zonas con permafrost degradado y monitorear su respuesta térmica, puesto que presentan un mayor riesgo de desencadenar procesos de remoción en masa cuyos efectos pueden ser de grado diverso para las actividades humanas en la zona.El proyecto “PERMAROCK” (inicio en 2021) busca comprender la respuesta de las rocas con permafrost al calentamiento atmosférico, a través del cálculo del offset térmico que modula la relación entre temperaturas de aire y rocas en estado criótico. Para tal fin, se instalarán sensores para el monitoreo de temperatura de rocas en zonas con permafrost de los Andes Centrales de San Juan y Mendoza, a través de la realización de perforaciones. Por último, se modelará el comportamiento térmico de estas rocas para diferentes escenarios climáticos y escenarios de inestabilidad de laderas. Esta respuesta se obtiene resolviendo la ecuación de transferencia de calor, mediante la determinación de las propiedades térmicas la roca bajo estudio, tales como: conductividad térmica y capacidad calorífica de la roca en estado congelado y descongelado, determinación del contenido de calor latente y propiedades físicas tales como densidad, porosidad y grado de saturación. Presentaremos resultados preliminares que incluyen la determinación de las regiones en los Andes Centrales de macizos rocosos con permafrost, algunas particularidades de las rocas de estas áreas, implementación de los sitios de monitoreo térmico y primeros registros de datos.