Resumen de Functional behaviour of chimney structures in tufa lakes

Marina Moya Cameo, Laura Asensio, Jesús Sánchez Vizcaíno, Vicente Navarro Gamir

• español

  En el año 2007 se detectaron varias grietas y un “sinkhole” en el material tobáceo que conforma el lecho de la laguna Santos Morcillo del Parque Natural de las lagunas de Ruidera. Para analizar el proceso se dispuso un sistema de monitorización, registrando de modo automático el nivel del agua en el lago, la presión atmosférica y la apertura de las grietas. Adicionalmente, se tomaron muestras para determinar sus propiedades mecánicas de la toba mediante ensayos de laboratorio, y se realizó una tomografía eléctrica para determinar su estructura en profundidad. Tras este reconocimiento, se identifcó en las zonas en las que se localizaban las grietas la existencia de conductos sub-verticales con forma de chimenea, rellenos de sedimentos de baja resistividad eléctrica, recubiertos por la costra tobácea que conforma el lecho del lago. Este artículo presenta un sencillo modelo conceptual, basado en la información experimental obtenida, que idealiza el comportamiento de los sedimentos y la costra mediante muelles equivalentes. El modelo permite reproducir el comportamiento observado durante 17 meses de monitorización, explicando como la acción del hombre ha podido alterar la dinámica natural del sistema, llegando a causar el desarrollo del “sinkhole”. Sin embargo, la contribución más relevante del análisis realizado es poner de manifesto que, de modo natural, la existencia de chimeneas conlleva el desarrollo de grietas, que no deben ser consideradas una patología, si no parte de la evolución del lago y, probablemente, de sistemas similares. Por ello, tanto el procedimiento de caracterización seguido, como el modelo conceptual propuesto, pueden ser útiles para mejorar el conocimiento de sistemas tobáceos y evaluar su evolución plausible.

• English

  Several cracks and a sinkhole were detected at the bed of Santos Morcillo Lake, Ruidera Lakes Natural Park (central Spain) in 2007. The cracks afected the tufaceous material below the lake water level. To analyse the process, a monitoring system was implemented in the area, which autonomously recorded the lake water level, barometric pressure and crack opening data. In addition, the tufa material was sampled to determine its mechanical properties by laboratory testing, and an electrical resistivity tomography survey was conducted to investigate the unexposed structure of the tufa formation. After this survey, low-resistivity sediments were identifed flling sub-vertical chimney-type conduits beneath the lake bottom, which are covered by a slender “crust” of tufa accretion where the cracks were located. This paper presents a simple conceptual model, based on the experimental information obtained, that idealises the behaviour of sediments and crust with equivalent elastic springs. The model reproduces the behaviour observed during the 17 months of monitoring and explains how human action could have altered the natural tufa growth dynamics, ultimately causing the sinkhole to develop. However, the most relevant contribution of the analysis is to acknowledge that the role of the chimneys naturally triggering cracks is not a structural pathology but is instead one of the development stages of the lake bed crust, which could also be the case in other similar systems. Thus, the characterization procedure and the proposed model can be used to both improve the knowledge of tufaceous systems and evaluate their feasible evolution.