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INSTITUTO NICARAGUENSE DE ESTUDIOS TERRITORIALES

DIRECCION GENERAL DE GEOFISICA

INFORME FINAL

GEOLOGIA Y AMENAZAS GEOLÓGICAS, DEL SITIO PLANTA CHE GUEVARA 4

Municipio de Nagarote. León, Nicaragua

Managua, Agosto de 2009

Geología y Amenazas Geológicas del Área Planta Che Guevara 4. Municipio de Nagarote, León, Nicaragua

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INSTITUTO NICARAGUENSE DE ESTUDIOS TERRITORIALES DIRECCION GENERAL DE GEOFISICA

Fecha: Agosto del 2009

Elaborado por:

Geología y Geomorfología Eveling Espinoza Antonio Álvarez

Amenaza Sísmica: Emilio Talavera

Amenaza Volcánica: Julio Álvarez Martha Navarro Martha Ibarra

Sistema de Información Geografía SIG: Alex Castellón

Revisión y Edición Final Antonio Álvarez Angélica Muñoz Coordinadora del Proyecto


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Resumen

Se presentan los resultados, en parte, una recopilación de estudios geológicos en el segmento Norte de la cadena volcánica Los Marribios que incluye los volcanes activos de Nicaragua. Por otro parte, trabajos de verificación y levantamiento de datos geológicos y sus peligros / amenazas geológicas, en el campo.

Por su relativa cercanía al sitio de la Planta Generadora Che Guevara 4, proyecto vital a cargo de la Empresa ALBA de Nicaragua S.A. (ALBANISA), se ejecutaron estudios básicos en los temas mencionados, descritos posteriormente, ante la eventualidad de un evento geológico que impacte las instalaciones de la planta.

El objetivo general de los estudios es reconocer y caracterizar la geología superficial del área, y evaluar su condición de peligro o amenaza por eventos geológicos relevantes, como sismicidad y actividad volcánica intensa, capaz de alcanzar el terreno de la planta. Sus resultados se plasman en mapas temáticos de geología, de amenaza sísmica y volcánica, para ilustrar el grado y extensión de la amenaza. Con ello proponer medidas preventivas de mitigacion y reducción de su vulnerabilidad. La geomorfología y geología del área define 2 unidades geomorfológicas, basado en su condición litológica y estructural. La primera, una peniplanicie caracterizada por relieve ondulado y aplanado, localizada al Oeste de Nagarote, con pendientes menores, disectada por drenaje superficial. En esta unidad se localiza la Planta Che Guevara 4. La segunda unidad corresponde a terreno llano de flujos piroclásticos. Ocupa el NE del área y caracteriza un relieve de lomas y cerros de cuestas alargadas con pendientes de 10 a 15 grados, construida por piroclásticos de caída y flujos. La unidad esta fuertemente influenciada por actividad tectónica de Falla Mateare, y la actividad erosiva del drenaje pluvial que profundiza sus valles, durante corrientes temporales. La geología del área corresponde al dominio de piroclásticos de eventos explosivos de caída de tefras (ceniza y pómez) y flujos piroclásticos de andesita y basalto. Estas sucesivas erupciones contribuyeron en la construcción de los volcanes Apoyeque y Momotombo.

Las unidades lito-estratigráficas son pómez de caída principal (PCP) que cubre una superficie de 42Km2 del NE del área. Se reconoce muy bien en cortes de camino con horizontes de un metro de espesor como pómez blanca, tamaño y redondez uniforme. La segunda unidad y más antigua, es Toba Las Sierras (TQps). Cubre partes del Sur y SE del Noreste de Nagarote, en una superficie de 22 km2 en el área. Son piroclastos de caída y flujos bien compactos o tobas de caída masiva y fina, amarillo-claro con ocasionales pisolitos. La toba meteoriza parcialmente y presenta color ocre y estructura semi-compacta. Su espesor varía de 0.30 a 2m. En algunos cortes presenta rumbo S18°E y buzamiento de 12º al SW.


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La geología estructural esta representada por lineamientos fotogeológicos preferenciales de N-S y NO-SE, según el patrón de falla regional. Su trazo pasa muy próximo al sitio de planta; sin embargo, no se determinaron evidencias relacionadas.

El grado de amenaza sísmica del área se reconoce de sismos históricos destructivos de que afectaron las principales ciudades del pacifico, como los de 1528 que destruyó León Viejo, y los violentos sismos de abril de 1955 que afectaron Nagarote y Mateare, y causaron pérdidas materiales. La fuente de amenaza sísmica principal es la zona de subducción de placas en la costa pacifica, con aceleraciones pico de onda sísmica en roca (PGA en inglés) en el terreno de la planta de 5.1 m/s2 y periodo de retorno de 500 años y significa un Alto grado de amenaza sísmica. Otros resultados específicos son las curvas de amenaza PGA, de aceleración espectral (SA en inglés) para un periodo (T) igual a 0.1, 0.2, 0.5, 1 y 2 s y sus espectros de amenaza uniforme (UHS en inglés) para periodos de retorno de 500, 1,000 y 2,500 años. La amenaza volcánica esta representada por los volcanes Apoyeque y Momotombo, distantes 16Km al SW y 26Km al NW, respectivamente. El primero con alto índice de explosividad volcánica por la composición acida del magma. El espesor (1.5m) y volumen de sus depósitos y estilo eruptivo, indican un alto grado de amenaza por caída de tefra (ceniza y pómez), en caso de repetir pasadas erupciones plinianas, según el análisis de su principal producto de caída, la pómez. Otras modelizaciones toman en cuenta espesores de 5mm y 2cm. La otra fuente de amenaza por caída de tefra, es el volcán Momotombo que aportaría espesores de 2cm de tefras, al área de la planta, en caso de erupciones explosivas intensas como lo evidencia registros de campo e históricos. Si bien su composición magmática varia de básica a intermedia. Un segundo tipo de amenaza es la emisión de gases volcánicos, que jugarían un papel fundamental en las instalaciones de la planta. Un elemento determinante es la velocidad y dirección predominante del viento. En ambos tipos de amenazas la mayor afectación provendría del Volcán Apoyeque que del volcán Momotombo. Los gases del volcán Masaya no representa una amenaza alta para la planta por su ubicación relativa; sin embargo, no debe descartarse alguna afectación por lluvia ácida a causa de cambios en los parámetros del viento cuando domina el viento del SE.


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INDICE

1 Introducción ...................................................................................................................... 7

1.1 Estudios Anteriores .........................................................................................................................................7

1.2 Objetivo General .............................................................................................................................................7

1.2.1 Específicos ....................................................................................................................................................7

2 Área de Estudio ......................................................................................... ……………….8

Localización ......................................................................................................................... 8

3 Metodología ..................................................................................................................... 9

4 Geología del Área ............................................................................................................. 9

4.1 Litología y Estratigrafía ............................................................................................................................ 10

4.2. Estructuras Lineales ............................................................................................................................... 13

4.2 Geomorfología ......................................................................................................................................... 13

4.2.1 Unidad Geomorfica de Peniplanicie: ............................................................................................. 14

4.2.2 Unidad de Terreno Llano de Flujos Piroclásticos: ....................................................................... 14

5 Amenazas Geológicas del Área ..................................................................................... 15

5.1 Amenaza Sísmica .................................................................................................................................... 15

Actividad Sísmica ............................................................................................................... 16

5.1.1 Sismicidad Superficial ...................................................................................................................... 16

5.1.2. Terremotos Históricos Asociados a la Planta Che Guevara 4 ................................................. 17

5.2 Amenaza Volcánica ................................................................................................................................. 18

5.2.1. Espectros de Respuesta Uniforme (UHS) ................................................................................... 20

AMENAZA VOLCÁNICA ................................................................................................................................ 20

5.2.2 Caída de Tefras ................................................................................................................................ 24

5.2.3. Gases volcánicos ............................................................................................................................. 39


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El estudio de la amenaza de gases volcánicos se basa en una recopilación de datos de estudios sobre este tema en las estructuras volcánicas de Apoyeque y Masaya. La primera de estas con el posible mayor impacto para el área de la planta Che Guevara No. 4. .............................. 39

6 Conclusiones y Recomendaciones ................................................................................. 43

7 Bibliografía ..................................................................................................................... 44

8 Anexos ............................................................................................................................ 46


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1 Introducción

En el siguiente documento se describe lo esencial del estudio geológico y amenazas naturales que intervienen dentro del Proyecto de Generación Eléctrica planta Che Guevara 4, la que involucra una inversión económica vinculada a la industria de construcción de obras de ingenierías de alta relevancia.

La valorización se realizó a partir de información existente que integran el sitio y visitas de reconocimiento al área de estudio, considerando elementos relevantes y técnicos del Proyecto en función de las características propias del terreno (geológicas, geomorfológicas, vulcanológicas y estructurales), se valoraran así mismo aspectos que por su incidencia y magnitud pudieran impactar en la construcción y localización de la obra.

La organización del Equipo Técnico multidisciplinario estuvo conformado por profesionales de las diferentes direcciones que rigen dentro la Institución (INETER).

1.1 Estudios Anteriores

Este trabajo contiene una compilación y análisis de la información obtenida en diversos informes y mapas realizados a escala regional y semiregional dentro del area. A continuacion se nombran los estudios de más relevancia que fueron seleccionados como base para el estudio:

• Catastro e Inventario de Recursos Naturales INETER (1972). publicaron el mapa geológico a escala 1:50,000 del área de Nagarote, en el que se definen las unidades litologicas aflorantes dentro del area asignandola al Terciario – Cuaternario - Las Sierras (TQps) y parcialmente como Cuaternario.

• SE-SINAPRED-DRM. (2005). Reporte sobre las Amenazas, Vulnerabilidad y Riesgos ante Inundaciones, Deslizamientos, Actividad Volcánica y Sismos, del Municipio de Nagarote donde se concluye que este se encuentra expuesto a amenazas naturales como inundaciones repentinas, sismos y afectacion volcanica.

1.2 Objetivo General Reconocer y caracterizar la geología superficial del área y evaluar el grado de las amenazas geológicas más relevantes que puedan impactar el terreno donde se construirá la planta de generación eléctrica Che Guevara No. 4 y así sustentar su planificación.

1.2.1 Específicos - Estudiar la geología general y su condición relativa a peligros / amenazas geológicas

mas relevantes, como amenaza por sismicidad regional y local, volcánica por caída de tefras y gases volcánicos que puedan representar un impacto a su construcción y operación de la planta.


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Fig. 1 Mapa de Ubicación del la Planta Che Guevara 4 Municipio de Nagarote- León.

- Preparar mapas geológicos, de amenazas sísmica y volcánica para ilustrar el grado y extensión del peligro y las amenazas con fines de reducir la vulnerabilidad de la infraestructura a construir.

2 Área de Estudio

Localización El sitio de construcción de la Planta Che-Guevara 4, se localiza al Suroeste de la ciudad capital Managua, en el Municipio de Nagarote, en el Departamento de León. Panamericana (NIC-28). A escala local se ubica en la Comunidad El Limonal, a 2 Km. al Noroeste de casco urbano del poblado de Nagarote. El área superficial del terreno del proyecto es 9.12 Hectáreas. (Fig. No.1)

El territorio del municipio de Nagarote se caracteriza por su actividad productiva de ganadería, agricultura y en el sector industrial talabartería y productos lácteos. El Municipio de Nagarote, se localiza en el occidente del territorio nacional, a 42 Km al Suroeste de Managua y a 50 Km. de la cabecera departamental, la ciudad de León. Es accesible por vía transitable de todo tiempo como lo es Carretera clima predominante es seco con lluvias


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aleatorias de verano que favorecen una vegetación del tipo Sabana Tropical, con un promedio anual de temperatura entre 37.2ºC y 39.2ºC.

3 Metodología Primeramente se consultó y revisó la información bibliográfica regional y sus alrededores, en cuanto a documentos de geología, sismología, vulcanología y mapas topográficos y fotos aéreas, disponible en los registros de INETER. Esto permitió un análisis y evaluación preliminar para comprender la condición y situación en el área y una visión previa del terreno.

Además de la base de datos del Sistema de Información Geográfica (SIG) de “Geo-Riesgos”, Dirección General de Geofísica – INETER se consultó mapas digitales, de modelos de terreno cada 30 metros de espaciamiento, capas de información de amenaza volcánica, deslizamientos, fallas y geología. Estas se georeferenciarón y digitalizarón con la ayuda del Software ArcGis 9.3, y el modelo de elevación (DEM) para una mejor visualización del relieve.

Para las fallas se analizan los mapas topográficos y fotografías aéreas 2004 a escala 1:20,000 y 1:40,000. Con la fotointerpretación se reconocen y trazan rasgos del terreno, como fallas, fracturas, lineamientos, red de drenaje, terrazas.

Las hojas topográficas y geológicas analizadas son Nagarote 2852- I y León 2853-III de Ineter, escala 1:50,000 de 1998.

Las informaciones geológicas de las fotografías aéreas se proyectan en las hojas topográficas, ampliadas a escala 1:25,000 para usar en campo. Esto permitió tener una caracterización previa del área, antes de realizar el trabajo de campo.

Posteriormente en las visitas al área de estudio se caracterizó y describió la geología y geomorfología del terreno, evaluando características físicas del terreno trazadas en la fotointerpretación y datos de importancia en estudios anteriores.

Se levantaron secciones estratigráficas en cortes geológicos característicos para su cartografía, distribución espacial y temporal de las unidades identificadas para cuantificar los espesores presentes.

Se tomaron fotografías ilustrativas de cada afloramiento ubicando cada punto de interés con GPS (Sistema de Posicionamiento Global), en el sistema UTM - WGS84. Las observaciones y conclusiones descritas en el contexto del informe están basadas principalmente en las observaciones de campo.

Por ultimo se realizo el procesamiento y análisis de los resultados obtenidos en las diferentes etapas del estudio, utilizando bases de datos y análisis de los diferentes mapas y modelos disponibles para ser integrados al informe final.

4 Geología del Área En este acápite se plasman las observaciones y anotaciones geológicas levantadas en campo y se complementan con datos trabajados en la oficina.


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Los materiales influyentes son del complejo volcánico de Apoyeque (PCP) correspondientes a secuencias de pómez de composición dacitica; Tobas del Grupo Las Sierras (TQps) y suelos volcánicos residuales del Cuaternario (Qsr).

La unidad de pómez se presenta dentro de la composición del Grupo Managua (35,000 y 21,000 años para la pómez del cráter Apoyo) en donde participan varios tipos: pómez agotada de fino (PAF); pómez de la caída principal (PCP) y pómez de flujos piroclásticos (pómez flujo). Esta denominación fue iniciada por Hradecký y Taleno (1988). Esta unidad de roca esta asociada al colapso que formó el complejo volcánico de Apoyeque de composición dacitica. En estudios anteriores se han definido varios estratos que representan las distintas fases de las erupciones de Apoyeque durante el Pleistoceno Superior. En el estudio realizado por el Servicio Geológico Checo e INETER, (1997). comprobaron los conocimientos anteriores (Bice, 1985) del contenido relativamente monótono de vidrio poroso ácido en todos los horizontes de pómez. Un rasgo muy típico y expresivo es el contenido de anfíbol en muestras de la pómez de caída principal que significa una marca característica para distinguir este horizonte. El Grupo La Sierra fue asignado por T. Wilson en 1940. En los trabajos geológicos realizados por Kuang, J. y Woodward en la región, entre los años 1984 – 1986, agruparon los depósitos piroclásticos del Grupo La Sierra en dos sub-grupos: Sierra Superior y Sierra Inferior. Este último a su vez ha sido dividido en tres miembros; superior, medio e inferior. El sub - grupo Sierra Inferior Superior se encuentra constituido por materiales aerolíticos nombrados como Grupo Las Nubes por Hradecky et al, 1998. Este Grupo esta constituido por caídas de toba de ceniza y de escorias, y en menor escala flujos piroclásticos, brechas volcánicas y pómez.

4.1 Litología y Estratigrafía Los materiales geológicos que afloran en el área de estudio están influenciados por las diferentes erupciones sucesivas del vulcanismo desde finales del Terciario hasta la edad actual que originaron la formación de varios edificios volcánicos que han aportado materiales y que ahora son parte de la estratigrafía que aflora dentro del área.

A continuación se presenta una descripción de las diferentes unidades y depósitos mapeados en la zona de estudio. La distribución espacial de las unidades y otros datos se pueden consultar en Mapa Geológico del área. (Anexo 1 Mapa Geológico de la Planta Eléctrica Che Guevara 4 y sus Alrededores).

Unidad de Suelo Residual (Qsr) La unidad aflora en la parte Noroeste del área donde cubre una extensión de 30 km2 dentro del perímetro de estudio. Se caracteriza por estar in situ. Es un suelo café oscuro, areno-limoso, con espesor de 2m en cortes de caminos. Foto 1. Su contacto es concordante con la infrayaciente unidad toba. Su origen volcánico de caída de ceniza y flujo piroclastico reciente, formado por acción exógeno que desintegra el depósito hasta una masa suave diferente a la original. En


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afloramientos puntuales el suelo se encuentra muy lixiviado, presentando color negruzco y textura blanda. Son suelos aptos para agricultura, clasificado por los agrónomos como Horizonte C. Unidad de Pómez (PCP) La unidad aflora en el NE del área en una superficie de 4Km2. En los corte de caminos su espesor es un metro. En el campo se reconoce como un depósito de pómez de caída, color blanco. Foto 2, con poco contenido de líticos, buena selección de granos con predominio de grano fino, pudiendo reconocerse hasta tamaños menores de centímetros a milímetros. Unidad de Toba Las Sierras (TQps) Es la unidad más antigua encontrada estratigraficamente dentro del área. Se trata de materiales piroclásticos formados a finales del Terciario e inicios del Cuaternario.

Foto 2. Depósito de pómez de caída con líticos del complejo Volcán Apoyeque.

Foto 1 Suelos Residuales preparados para cultivos.


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Foto 4 Espesor de nivel de escoria acida (pómez) separando espesos horizontes de ignimbrita de flujo.

Cubren la parte Sur y Sureste de la zona al Noreste del poblado de Nagarote cubriendo una superficie de 22 km2 dentro del área. Consisten en piroclastos de caída bien compactados, o tobas de caídas con textura fina (Foto No.3), color amarillo-claro y naranja con pisolitos ocasionales distribuidos en la roca. Ocasionalmente la toba se encuentra meteorizada presentando color ocre y textura semi-compacta. Los espesores registrados en campo estan entre 0.30 a 2m. En algunos cortes presentan rumbo de S18°E y buzamiento de 12º SW. Estos materiales han rellenado el paisaje erosionado el que ahora esta conformado por una planicie donde afloran estas capas de cenizas de caídas. Por su situación y características físicas se ha podido identificar un cambio lateral dentro de esta misma unidad en la parte Noreste de Nagarote. Esta roca consiste en un flujo ignimbritico (Foto 4) con líticos de pómez tamaños medios y bloques líticos de escorias color negro, estas últimas se quemaron dentro del mismo flujo lo que evidencian que la fuente de emisión volcánica era próxima. Estas ignimbritas afloran en el NE y SE del área en una extensión de 20 km2. Sus espesores medidos en campo son de 2 a 5m, con mayor exposición en las canteras (Foto 5) de explotación con mas de 5m de espesor representados en los taludes verticales dejados por la remoción del material explotado y formando el basamento sobre el cual se han construido las casas dentro de la parte urbana de Nagarote. (Foto 6).

Foto 3. Potente horizonte de toba de ceniza fina, masiva y tonalidad naranja. Casco urbano de Nagarote.


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4.2. Estructuras Lineales

Las estructuras lineales en la zona de estudio están representadas por una serie de discontinuidades lineales que su ocurrencia se asocia a la actividad tectónica regional desarrollada por esfuerzos tensiónales y por la actividad de la sismicidad local. Sistemas de fallas principales dentro del grupo volcánico Telica (P. Hradecky, et al, 2000) N-S, Cerro Negro, Volcán Rota y Puerto Momotombo (NE-SOE) actúan hoy en día como debilidades en el terreno desencadenando así inestabilidades de laderas y movimientos sísmicos locales principalmente en el casco urbano de Nagarote y León.

Entre los lineamientos más pronunciados dentro del área, tenemos:

• Lineamiento los Marribios de dirección NO-SE con evidencias de actividades recientes.

• Sistema de fallas en dirección NO-SE y fracturas paralelas a la zona costera.

• Lineamiento N-S que cruza el casco urbano de Nagarote y en su parte Noroeste sigue el curso del Río el Obraje pasando paralela a la ubicación de la planta.

• Falla ubicada en la desembocadura del Río Zayolapa que parcialmente sigue el curso de este Río, con rumbo NE-SO y con evidencias geomorfológicas en el terreno de bloque Norte hundido.

Estos rasgos de fallas próximos al área tienen mucha importancia ya que en momento de una actividad podría tener influencia sobre terrenos cercanos al área ligados con sistemas de fallas regionales y presentar incidencias locales en el sector de la Planta.

4.2 Geomorfología La geomorfología es resultado de la forma del relieve determinado por la litología y los agentes atmosféricos que la modela en formas topográficas residuales o erosivas y la influencia de estructuras lineales regionales.

Foto No.5 Extracción de material en cantera localizada en el casco urbano de Nagarote.

Foto No.6 Casas asentadas sobre el basamento rocoso ignimbritico en el poblado de Nagarote.


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Las unidades geomorfológicas más notables son la Cadena Volcánica de la Cordillera Los Marribios y la Depresión Nicaragüense. La primera caracterizada por las estructuras volcánicas de conos, cráteres y calderas como Volcán Momotombo y Caldera Volcán Apoyeque y conos de escoria de su periferia.

Localmente el área de estudio se ha dividido en dos unidades geomorfológicas significativas con características diferenciadas de relieve:

4.2.1 Unidad Geomorfológica de Peniplanicie: Se localiza al Oeste del poblado de Nagarote y de la cual es parte. Se caracteriza por un relieve ondulado a aplanado con pendientes menores que 10 grados y topografía disectada por drenajes que van al Lago de Managua. Se trata de un relieve producido por un largo periodo de erosión de los productos volcánicos que han modelado una topografía semiplana. En esta unidad se incluye la ubicación de la Planta Che Guevara No.4.

4.2.2 Unidad de Terreno Llano de Flujos Piroclásticos: Esta unidad geomorfológica esta representada en la parte NE del área, caracterizada formas del relieve de lomas y cerros de cuestas alargadas con pendientes de 10 a 15 grados, una morfología típica de depósitos piroclásticos de caída y de flujos. El área esta fuertemente influenciada por la actividad tectónica de fallas como Falla Mateare que junto con la actividad erosiva del drenaje pluvial profundiza los valles de corrientes temporales.

Foto 7 Ubicación de la Planta Che Guevara dentro de la unidad geomorfológica de peniplanicie.


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5 Amenazas Geológicas del Área Por su ubicación geográfica y geológica, cercano a la zona de subducción de la Costa del Pacifico y de la activa Cadena Volcánica Cuaternaria, el territorio del Municipio de Nagarote y el área de estudio se encuentran sujetas a diversos eventos geológicos potencialmente peligrosos, tales como, sismicidad, tsunamis, vulcanismo, procesos de inestabilidad de laderas y en alguna manera a eventos hidrometeorologicos como tornados. Esto los clasifica como una parte del territorio de Nicaragua con alto grado de amenaza (Strauch, 2001).

Los procesos relacionados a procesos de movimientos de masas gravitatorios, derrumbes, deslizamientos, caídas de rocas y flujos de detritos, no se consideran que representen ningún grado de amenaza y afectación para el área de la Planta Che Guevara IV. Esto se debe a su ubicación en un relieve predominantemente plano, pendientes menores de 5 grados. Las elevaciones montañosas se localizan a unos 3 kilómetros al Norte, Noreste y Sur.

Para el caso de estudio del sitio del proyecto Planta Che Guevara 4, localizada en la parte norte del municipio, y en proximidades de su cabecera departamental del mismo nombre, se resumen aquí algunas de los eventos geológicos más relevantes:

5.1 Amenaza Sísmica Nicaragua es un país de alto riesgo sísmico debido a su posición cercana al contacto de las placas tectónicas Coco y Caribe. Terremotos destructivos han ocurrido en el Occidente de Nicaragua (Managua, 1931, 1968 y 1972), todos ellos ubicados en la Cadena Volcánica y el origen de los sismos, debido a fallamiento local.

El terremoto del 31 de marzo de 1931 destruyó Managua, capital de Nicaragua, ocasionando el fallecimiento de casi 2,000 personas, a pesar de la baja densidad de población de la ciudad.

Foto No.8 Mostrando terrenos llanos formados por materiales piroclásticos.


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Luego el 23 de Diciembre de 1972, un segundo terremoto en Managua, ahora con una población de 400,000 habitantes, de la cual más de 10,000 personas perdieron la vida y pérdidas económicas de varios millones de dólares.

Las fuentes de mayor actividad sísmica en Nicaragua son la zona de subducción y la cadena volcánica. En la primera se generan fuertes terremotos. El más reciente de la historia de América, ocurrido el 1ero. de Septiembre del 1992, que afectó a todas las poblaciones del pacífico de Nicaragua y generó la pérdida de 180 vidas humanas y millones de dólares en daños económicos.

Con estos antecedentes que evidencian un alto grado de amenaza sísmica, se efectuó un estudio detallado de la amenaza sísmica para la planta de Generación Eléctrica Che Guevara 4 (-86°34'31.414"W 12°16'46.587"N), ubicada en la franja del pacífico de Nicaragua.

Sus resultados servirán de base para tomar decisiones y proveerán a las autoridades de una herramienta para la gestión del riesgo sísmico y el ordenamiento territorial.

Actividad Sísmica Para la evaluación de la amenaza sísmica, se tomo como base fundamental el catálogo sísmico de Centroamérica que incluye datos de Nicaragua, el cual provee de información sísmica desde el año 1522 hasta la fecha.

Los datos sísmicos de Nicaragua incluyen dos tipos de información divididas en dos periodos. De 1522 a marzo de 1975 contiene información del catálogo histórico de Alfaro et al. (1990), del Preliminary Determination of Epicenters (PDE), del catálogo del International Seismological Center (ISC) y del catálogo de sismos históricos e instrumentales, presentado por Morales, 2008.

Desde abril de 1975 hasta la fecha el catalogo contiene la información recopilada por el monitoreo de la Red Sísmica Nacional de Nicaragua, incluida en boletines mensuales y anuales, de donde se han extraído datos de mas de 10,000 eventos. Estos datos son más confiables y precisos.

5.1.1 Sismicidad Superficial La amenaza sísmica en Nicaragua se concentra en su mayor parte en la costa Pacífica y está asociada a la zona de subducción de América Central y al fallamiento local en la depresión de Nicaragua y el arco volcánico (Frez y Gámez, 2008). En las siguientes tablas se dan a conocer los parámetros fundamentales de los sismos localizados en el área de la planta Che Guevara 4, utilizando la base de datos de la Red Sísmica Nacional de Nicaragua, de 1975 a la fecha:

Tabla 1. Sismicidad en el área de la Planta de Generación Eléctrica Ché Guevara IV

Nº Año Mes Día Hora Min Lat (N) Long Prof Mag


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° (W)° (Km) 1 2000 7 21 16 05 12.253 -86.565 148 3.2

La hora está dada en tiempo universal GMT. Uno de los resultados de observar la información sísmica, es que todos los sismos localizados son de foco profundo, por lo que se relacionan a sismos de la subducción de placa Cocos bajo placa Caribe, y no a fallas locales. La Fig. 2. ilustra la distribución de epicentros de sismos para el entorno del área de Planta Ché Guevara 4.

5.1.2. Terremotos Históricos Asociados a la Planta Che Guevara 4 Desde tiempos históricos se han reportado sismos con intensidades máximas iguales o mayores que Vll MM. En el listado a continuación se describen detalles de parámetros focales de estos sismos recopilados en Nicaragua cuya localización a la planta Ché Guevara puede significar un posible impacto.

Los datos son tomados de la recopilación preparada por Morales (2008). Inicia con un sismo en 1528, causante de la destrucción de la ciudad de León Viejo, al Este de la planta.

Continua con el sismo de 1663 de I a VIII MM que destruyó completamente a la ciudad de León y sentido en con mucha violencia en Granada, al SE de la anterior, y reportes de cambios en el cauce del río San Juan que obstaculizaron la su navegación.

El sismo del 11 de octubre de 1885 de I a Vlll - lX MM. Con violentas sacudidas sísmicas que causaron serios daños en León, sus iglesias, edificios públicos y gran cantidad de casas particulares sufrieron daños. Al igual que en Chinandega. En Managua potentes ruidos subterráneos que acompañaban los sismos causaron pánico general y obligaron a las personas a lanzarse a las calles, mientras nubes de polvo de techos y casas que caían oscurecían la ciudad.

Al momento del sismo no se podía caminar y muchas casas se vieron saltar y algunas personas sentían que el suelo se hundía bajo los pies. Todas las iglesias sufrieron daños, así como el Palacio Nacional.

Se calculó que la sacudida más larga duró 30 segundos. En Las Sierras de Managua el sismo se sintió con mucha violencia. Se abrieron grietas en el suelo. Los caminos fueron obstruidos y cayeron muchas casas.

El sismo del 5 de noviembre de 1926 de escala I a VII-VIII MM nuevamente afecto León con el ochenta por ciento de sus edificios dañados y el resto en ruinas. En Managua, el daño fue del cincuenta por ciento. Se observaron ondulaciones en el pavimento y serios daños en paredes del Palacio Nacional, Mercados, Palacio de Justicia y Banco Nacional. Derrumbes entre las Piedrecitas y Casa Colorada. En Las Sierras se rompieron muchas pilas de agua y en los caminos se produjeron grandes grietas. El sismo dejó numerosos muertos y heridos. Los daños materiales fueron estimados en cuatro millones de dólares (Morales, 2008).


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Un último sismo reportado es el 4 de abril de 1955 de I a Vlll MM cuando una serie de sismos violentos se sintieron desde abril a mayo. Los mismos causaron grandes pérdidas materiales en Mateare (Vlll MM) y Nagarote. Muchas iglesias y casas particulares se derrumbaron, aunque no se reportaron pérdidas humanas.

Estos registros muestran la exposición del área a la amenaza de sismos y expresa la necesidad de su cálculo para efectos del proyecto Planta de Generación Eléctrica Ché Guevara 4.

Su resultado se corresponde con mapas de amenaza, en términos de aceleraciones pico de la onda sísmica en la roca (PGA en inglés) y resultados específicos de curvas de amenaza y el espectro de respuesta para el sitio. Uno de ellos es el mapa de amenaza sísmica para un período de retorno (PR) igual a 500 años para la aceleración pico (PGA); (Fig. 2).

Un primer análisis del mapa, permite enfatizar que efectivamente el área de la planta presenta valores altos de aceleración pico PGA, con valores máximos de 513 gales (5.1m/s2) para un periodo de retorno de 500 años y la proximidad geográfica del sitio a las fuentes sismos generadoras.

Fig. 2: Mapa de amenaza sísmica para la Planta de generación eléctrica Che Guevara 4 – Nagarote, escala 1: 150,000.

5.2 Amenaza Volcánica Así mismo se han obtenido las curvas de amenaza para PGA y de aceleración espectral (SA) para un periodo (T) igual a 0.1, 0.2, 0.5, 1 y 2 segundos para el sitio de la planta,


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PLANTA ELÉCTRICA CHE GUEVARA IV

1,E-08

1,E-07

1,E-06

1,E-05

1,E-04

1,E-03

1,E-02

1,E-01

1,E+00

1,E+01

1,E+02

10 100 1000 10000Aceleración (gal)

Prob

abili

dad

Anu

al d

e Ex

cede

ncia

PGASA01SA02SA05SA1SA2

Fig. 3. Curvas de Amenaza Sísmica para la Planta de Generación Eléctrica Che Guevara 4 ‐ Nagarote.

PLANTA CHE GUEVARA IV

0

500

1000

1500

2000

2500

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2

Período(s)

SA

(gal

)

PR=500 años

PR=1000 años

PR=2500 años

además de su espectro de amenaza uniforme (UHS en ingles) para periodos de retorno de 500, 1,000 y 2,500 años. Las curvas de amenaza sísmica resultantes se incluyen en la figura 3.

La figura contiene las curvas de todos los parámetros de movimiento con los que se ha caracterizado la amenaza sísmica en éste estudio: PGA y ordenadas espectrales de 0.1, 0.2, 0.5, 1 y 2 segundos.

Fig. 3. Espectros de amenaza uniforme (UHS) para Planta Ché Guevara 4, para

períodos de retorno (PR) de 500, 1,000 y 2,500 años.


20

5.2.1. Espectros de Respuesta Uniforme (UHS) La Fig 3, representa el espectro de amenaza uniforme (UHS), para la planta de Generación Eléctrica, Ché Guevara 4 , de modo que la figura contiene los tres resultantes para periodos de retorno de 500, 1,000 y 2,500 años. Los resultados numéricos se incluyen en la Tabla 2:

PLANTA CHE GUEVARA IV

Periodo de Retorno (años)

Aceleración (cm/s2) 500 1000 2500

PGA 513 613 770

SA(0,1s) 1314 1600 2075

SA(0,2s) 1157 1411 1801

SA(0,5s) 598 721 916

SA(1 s) 296 360 464

SA(2 s) 127 159 208

AMENAZA VOLCÁNICA Al evaluar el peligro / amenaza volcánica generalmente se toma la premisa de asumir que áreas alrededor del volcán serán afectadas por eventos eruptivos futuros en una frecuencia promedio igual que en el pasado. Mientras más largo sea el período de tiempo de la base de su registro eruptivo, más útil y confiable la evaluación resultante. Tal como fue resumido por Candell et. al. (1984), los datos esenciales necesarios para una evaluación adecuada de estas amenazas deberían incluir:

• Los registros escritos completos de las erupciones históricas y de la actividad eruptiva pre-histórica deducida del registro geológico

• Datos geológicos, especialmente estratigráficos, petrológicos y geoquímicas (naturaleza, distribución y volumen de los productos) y la

• Datación de sus productos volcánicos y de eventos interpretados a partir de estos.

En su conjunto, estos datos permiten reconstruir el comportamiento eruptivo del volcán y la base de evaluación de peligros potenciales ante futuras erupciones.

Tabla 3 Parámetros resultantes de amenaza Sísmica para diferentes periodos de retorno en la Planta de Generación de Energía Eléctrica, Che Guevara IV.


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En esta parte del documento se describen las actividades y resultados de la evaluación de la amenaza volcánica por caída de tefras y emisión de gases volcánicos para las instalaciones de la planta de generación eléctrica Che Guevara 4, en el caso de actividad eruptiva de los volcanes Apoyeque y Momotombo.

La figura siguiente muestra la relación espacial del sitio de estudio y su entorno, localizado al Suroeste de la línea de volcanes de la Cordillera Volcánica de Nicaragua y los activos edificios volcánicos de Apoyeque y Momotombo, objeto de esta evaluación.

Fig. 4. Los volcanes activos de Apoyeque y Momotombo y la Planta Che Guevara 4-Nagarote. Fuente Ineter, año.

Volcán Momotombo

El Volcán Momotombo es un joven estrato volcán de 1,297m de altura ubicado en la costa NW del Lago de Managua en el extremo oeste del segmento volcánico norte de la Cordillera de Los Marribios. Presenta en su cima un cráter simétrico de 150 x 250m de diámetro. Este volcán se formó hace 4,500 años en virtud de repetidas erupciones explosivas (Menyalov 1983) sobre la base del antiguo edificio volcánico ahora colapsado denominado como Pre-

Momotombo (Hradecky., et. al).

Entre sus actividades eruptivas más recientes y conocidas son las de 1605 y 1905, ambas acompañadas de explosiones del tipo estromboliana y que depositaron un centímetro de cenizas en el cercano poblado de Puerto Momotombo, al suroeste del volcán. Foto 9.

Durante la erupción de 1905 se produjeron dos flujos de lavas que viajaron por su ladera Este, como se muestra en la Foto x. Uno de ellos alcanzó los 9Km con 4 km. de ancho, hasta la laguna de Monte Galán.


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Este tipo de actividad es acompañada por ocasional actividad sísmica, marcada por enjambres sísmicos de uno a 5 días y magnitudes de uno a 4.5 grados escala Richter. La magnitud más alta de un sismo fue registrada el 10 de abril de 1996, de 4.5 grados magnitud, y la temperatura alcanzada hasta de 1,200º C. Se espero el inicio de una erupción volcánica, pero la actividad no pasó a más.

Caldera Volcánica de Apoyeque

Este complejo volcánico ocupa una amplia zona en la Península de Chiltepe, en el centro-sur del Lago de Managua. Esta conformado por una caldera de varios kilómetros de diámetro con una laguna interna producto final de 3 grandes erupciones plinianas. Foto 10. Estas erupciones destruyeron su forma original y modelaron una estructura volcánica de 420m de altura. Las edades estimadas mediante radio carbono 14 son de 22,000, 17,000 y 6,500 años. Por ello, es uno de los volcanes más explosivos dentro del área de Managua. De ahí su elevado Índice de Explosividad Volcánica (IEV) de IV. Sus depósitos de pómez de composición dacítica alcanzan espesores mayores que 7m que ocupan sus flancos y alcanzaron relativamente grandes distancias. Tabla 4.

Foto 10. Vista de la laguna cratérica de Caldera de Volcán Apoyeque.


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Tabla 4. Registros volcánicos de volcanes Momotombo y Apoyeque. Fuente. Ineter, año.

Amenaza Volcánica del Área

La geología y estratigrafía volcánica de esta parte del país ha sido estudiada por Bice (1985) quien estudia los depósitos de pómez y su relación con la estratigrafía de Managua, establece los procesos volcánicos mayores e incluye datos radiométricos. Concluye que la actividad ocurrió del Holoceno Tardío al Medio.

Hradecký y Taleno, (1987) observan la geología de piroclastos plinianos y trabajan la actividad eruptiva joven del aparato y analizan muestras de su cráter; posteriormente Hradecky., et. al, (2001) reconocen nuevas secuencias y evalúan aspectos complejos e importantes de su evolución volcánica.

El estudio del volcán Momotombo se centró alrededor de su elevado gradiente térmico, lo cual llevó a la construcción de una Planta Geotérmica, una fuente energética importante para el país. La abertura de pozos relativamente poco profundos y otros estudios geológicos superficiales y propiedades de rocas determinaron unidades básicas de rocas, correlacionables con las formaciones geológicas regionales conocidas y con resultados de investigaciones en el centro de la Cordillera Los Marribios. (Hradecky., et. al, 2001)

En cuanto al aspecto estructural las formas volcánicas y su actividad, se relacionan con líneas tectónicas principales NO – SE de la cadena volcánica y el cruce de lineamiento volcánicos, como Miraflores-Nejapa y de otras fallas locales, de rumbo casi N-S.

El primero de estos, representa una zona de fallamiento profundo con movimiento lateral derecho, que causa el cambio brusco de dirección de la cadena volcánica. Las intensas manifestaciones volcánicas del pasado, como ahora, han tenido lugar ante todo, en estos cruces tectónicos; una prueba de ello lo son las emanaciones de fumarolas y manantiales de aguas termales.

Volcán Altura (m)

IEV Última erupción conocida

Tipo de Erupción

Actividad Actual

Tipo de Volcán

Momotombo

1,297m III 1905 Estromboliano Vulcaniano

Actividad sísmica constante -Desgascificación -Alta temperatura

Estrato-volcán de cono perfecto

Apoyeque 420m IV Pre-histórica Pliniana Campos fumarolicos en la laguna

Laguna caldérica

Sierras


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El basamento de las planicies volcano-tectónicas que bordean la Depresión Nicaragüense al Sur y SO de Managua es compuesto por las formaciones Mateare, Las Sierras y Las Nubes (Pleistoceno), suprayacentes a las formaciones geológicas sedimentarias.

Comprenden grandes depósitos de ignimbritas producidas por calderas Al NO de Managua aparecen depósitos de otras formas caldéricas, descritas en trabajos previos (Hradecký et al., 2000). Es posible que ignimbritas formen la base del complejo volcánico Apoyeque aunque no existen evidencias en el campo, pero si se encuentran a pocos kilómetros de distancia y en el área de estudio la base está cubierta totalmente por más de 3 flujos de tobas e ignimbritas con espesores mayores a los 20m. (Fotos 11. 12) de las tobas e ignimbritas en el área de estudio de la planta Generadora Che Guevara 4)

5.2.2 Caída de Tefras Para la re-construcción del mapa de amenazas por caídas de tefra (pómez de grano fino), se ha usado 2 tipos de explosiones desde de tipo Plinianas que conforman la explosiones más grandes que se han producido en la caldera de Apoyeque.

Se conocen 4 secuencias de caídas de pómez como producto de las explosiones de la caldera, pero su energía no fue tan grande y por ende no afectaría el área si la caldera volviera a sufrir una erupción volcánica. Los depósitos de pómez a tomar en cuenta son los de Bice (1980) Pómez de Caída Principal (PCP) y Pómez Agotada de Fino (PAF).

Las andesitas son rocas de grano fino gris-oscuro a negra, de afanítica a porfídica por cristales milimétricos de plagioclasa y clinopiroxeno y fácilmente meteorizable. Las dacitas son vesiculares, grises, con matriz fina con xenolitos de lavas viejas hasta de 10cm de diámetro además de contener fragmentos de pómez.

La secuencia del Pre-Apoyeque representa los episodios volcánicos pleistocénicos de 20 a 40 mil años?, cuando los edificios estrato volcánicos

Foto 11 y 12. Ignimbritas grises de Formación Las Sierras forman el basamento en Apoyeque y el Municipio de Nagarote. Fuente: Ineter, año.


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formaban la cadena volcánica reciente se aprecia en la figura adjunta 5.

Las Pómez PAF toman su nombre por la ausencia casi total de ceniza fina cerca al cráter (Foto 1). Son de edad mayor y a veces meteoriza o sufre redeposición. En el área de Managua se observa poco

La pómez PCP alcanza 2 a 4m de espesor, y en Managua siempre es de uno a 2 m (Fotos 13, 14, 15y 16). Presenta gradación normal que varia a inversa en algunos lugares. Es color blanco y meteoriza a amarillo. En la base del depósito puede existir un horizonte de ondas piroclásticas con clastos de dacitas hasta de 20cm.

Foto 13. Depósito de PAF, sobre la carretera vieja a León.

Foto 14. En l foto se observan los tres depósitos principales de las caídas de pómez más importantes de Apoyeque.

Fotos 15 y 16. Obsérvese depósitos de caída de pómez en el área de la planta. Las dos explosiones mayores del Apoyeque depositaron entre 1.5m a un metro de pómez. La foto 3 (izq.) ilustra el depósito de PCP. La foto 4 (der.) el depósito de PAF. Fuente Ineter, año.


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La formación más antigua del Apoyeque es la secuencia estrato volcánica de Pre-Apoyeque y forma el relieve de los Cerros Cuapes y colinas cercanas al cráter. En su historia se observan solo actividades de baja explosividad y muy pocas explosiones plinianas. Lo más relevante son las 9 capas de lavas e intercalaciones piroclásticas dentro del cráter.

Fig. 6. Estratigrafía general del volcán pre-Apoyeque descrita por Hradecky, et al, 2000. Ineter, año.

Debe considerarse como zona volcánica potencialmente activa. Su actividad actual se concentra en un pequeño campo fumarólico en el borde norte de la Laguna de Xiloá donde existe alteración hidrotermal de lavas y frecuentes enjambres sísmicos, en el noroeste de Apoyeque. Fig 7.

El origen de enjambres sísmicos en lagunas cratéricas explosivas es indicativo de movimiento interno de fallas, a veces activadas por acumulación de gases o por empuje de nuevo material en movimiento. En la mayoría de calderas de magmas dacíticos a riolíticos, la preparación de una erupción dura decenas de años. Por esto el INETER vigila


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constantemente la laguna con una estación sísmica y mide la temperatura en puntos calientes. Además con universidades internacionales se realizan estudio de la química de los gases.

Caldera Monte Galán y el Volcán Momotombo

La estratigrafía del volcán Momotombo (Fig. 8) la más antigua y parte del basamento del territorio, con edad del Mioceno a Pleistoceno. Las rocas más viejas son ignimbritas Caldera La Paz Centro – Puerto Momotombo, al sur del Momotombo

Hradecky., et al., 2001 realizó un completo trabajo de la actividad eruptiva del complejo volcánico Momotombo, del cual se toman los procesos específicos que generaría caída de ceniza. Se tomó en cuenta depósitos de grandes erupciones de caldera Monte Galán, la formación del viejo Momotombo y el actual.

El origen de Caldera Monte Galán fue acompañado por potentes flujos piroclásticos de finos a bloques con intercalación de toba, y espesores hasta de varios metros. Las fotos 17 y 18 ilustras estos edificios volcánicos y actividades fumarolicas.


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La siguiente fase de desarrollo la representa el origen de la Caldera de Monte Galán, en su parte occidental, acompañada por flujos piroclásticos muy potentes (Foto 19). En la fase siguiente se formó un pequeño estrato volcán, actualmente erosionado a lo largo de falla N-S.

Más tarde se formó en el borde occidental de Monte Galán, el volcán lávico de Cerro Montoso (531m). Al final de su formación, poco después de las primeras fases del Momotombo Viejo, ocurrió un flujo lávico que cubrió de piroclásticos Monte Galán y parcialmente a flujos lávicos de Cerro Montoso. A la vez que se forman conos de escoria de Loma La Chistata y cono del Valle Cerro Colorado - Cerro Los Palomos (Fotos 20 y 21).

Foto 20. Cerro Los Palomas, cono cinerítico que produjo depósitos de

Foto 21. Cerro Colorado. Cono de escoria

Foto 17. Cerro Montoso visto desde la laguna de Monte Galán.

Foto 18. Campo fumarólico dentro del cráter del volcán Momotombo

Foto 19. Depósito de flujo piroclastico de Caldera Monte Galán. La columna eruptiva pliniana creó un depósito de toba en el sitio de la planta.


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tefra mayores que 5m de espesor.

Foto 22. Depósito de Tobas Monte Galán en el camino a Piedra Blanca.

Foto 23. Depósitos de tobas de Monte Galán localizadas en Río La Pavona.

Flujos piroclásticos procedentes de La Caldera Monte Galán afloran en cortes de flujos temporales al noroeste de la caldera, en fondos de valles al norte de ella y también en el corte de la carretera conducente a la Central Geotérmica. Foto 3.

Su estratigrafía esta representada por flujos piroclásticos de bloques de andesita con líticos de andesita, andesitas basáltica a basáltica, grano fino vítreos y líticos de grano grueso y líticos de lava vesicular con un grado de meteorización bajo. Además de líticos finos hay fragmentos pequeños de pómez meteorizado. Algunos flujos piroclásticos del norte de la caldera presentan composición variada de líticos, andesitas, frecuencia de basaltos porosos y de fragmentos de gabros.


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Fig. 8. Perfil esquemático de columna estratigráfica Caldera Monte Galán. Hradecky., et al., 2001.

Estas características hace suponer que los flujos aprovecharon para su movimiento en fases principales, zanjas erosivas o valles de flujos temporales rellenos por sedimentos proluviales o fluviales y que éstos influyeron en su construcción. Las tobas intercaladas en los flujos presentan color café claro a marrón y matiz rosáceo, grano medio a grueso (Fotos 22 y 23). Su espesor varía de decímetros a metros. Su origen se produjo luego del colapso de columnas plinianas finales del ciclo eruptivo. Si este tipo de explosividad se repitiera tendríamos erupciones muy explosivas. Al final del Pleistoceno – Holoceno se inicia las primeras actividades volcánicas que formó el cono de Momotombo Viejo. Su etapa más vieja fue terminada por una erupción muy fuerte que formó el cráter grande de forma circular de 1.5Km de diámetro. Después de un período de calma continuó la actividad volcánica y se forma el Volcán Momotombo. Sus productos lávicos y de escorias cubrieron las rocas más antiguas del Momotombo Viejo. Es un estrato volcán compuesto de flujos lávicos y escorias emplazadas en un cruce de las líneas tectónicas de dirección NO-SE con una falla cuya orientación es N-S. Foto 24.


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Foto 24. Vista al norte del Momotombo Actual, con el viejo Momotombo

en la base y sus flujos de lavas más recientes.

Momotombo Viejo se denomina el piso evolutivo inferior del Momotombo.(foto 8). Según Menyailov (1983) las primeras manifestaciones de la actividad volcánica en este lugar se presume ocurrieron al final del Pleistoceno mucho mas explosiva debido al cambio en la composición de su magma de básico, andesita basáltica y andesitas a magma ácido, andesita a andesita dacítica.

El volcán Momotombo presenta una sucesión de caídas de piroclásticos y flujos de lavas y casi siempre se identifica como un volcán del tipo Krakatoa (erupciones volcánicas muy violentas), pero su pasado geológico de la fase actual, muestra que sus últimas actividades son del tipo estromboliana, con caídas de cenizas y corrientes de lavas que se depositan en sus flancos. Su quimismo muestra más acidez que el mismo volcán Cerro Negro y según Hradecky., et al., (2001) la química de sus rocas más recientes es basalto andesita a andesitas. Esto podría generar explosiones mayores que las presentadas por el Cerro Negro en los últimos tiempos. Su primera erupción históricamente documentada a principios el siglo XVI menciona gran cantidad de escoria gris oscura de composición basáltica. La siguiente erupción explosiva, considerada la mayor de su historia, ocurrió en el año 1609 después de 80 años de calma. La interrupción de la actividad volcánica fue documentada durante los estudios de de la Central Geotérmica, en el punto de referencia Mo-122, por una capa de rocas deluviales meteorizadas, debajo de escoria negra del Momotombo Actual. (Fig. 8).

Viejo Momotombo Momotombo Actual


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En el transcurso de esta erupción con eje de caída al suroeste fue arrojada abundante escoria basáltica negra que cubrió la primera capital del país, la ciudad de León Viejo. En cercanías de sus ruinas, el espesor de la escoria alcanza de 0.5 a 0.6m. Fotos 25 y 26.

Foto 25. Muestra el depósitos de escoria que se encuentra en el poblado de Puerto Momotombo

Foto 26. Depósitos de escorias de última erupción del Momotombo. Los corchetes ilustran su posición en el corte. Puerto Momotombo. Fuente Ineter

En el área de la Central Geotérmica su espesor sobrepasó un metro. La parte basal está formada por 2 pulsos de escoria fino de 8 y 10cm. El pulso superior contiene escoria compacta gris claro. Sobre los pulsos de pequeño espesor yace una capa de escoria negra de grano medio con fragmentos de 3.5cm. Su espesor alcanza los 0.6m (Foto 25). El pulso mas expresivo es la escoria rojiza fino que yace un pulso de escoria negra y gruesa. El pulso de escoria rojiza se comprueba en lugares alrededor del Momotombo (Foto 26). La parte superior del perfil está formada por escoria redepositada por debajo de capa de suelo moderno. La calma volcánica duró hasta el año de 1764, cuando ocurrió una efusión potente de basaltos andesíticos en el noreste del volcán. Entre 1767–1905 se conoce de 6 erupciones predominantemente efusivas. A la erupción explosivo-efusiva más joven de 1905 le siguió una efusión de dos flujos lávicos potentes orientados al nornoroeste y al nor-noreste de basalto y andesita basálticas negras. Los basaltos tienen textura porfídica con cristales de plagioclasa y piroxeno de similar contenido y matriz de plagioclasa, piroxeno, minerales metálicos y vidrio volcánico.


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El flujo lávico nor-noroeste cubrió el borde de caldera Monte Galán y parcialmente rellenaba su espacio oriental. Los productos de la actividad explosiva depositados debajo de los flujos lávicos están formados por escorias negras, cuyo espesor sobrepasa un metro al pie noroeste de la caldera. La parte inferior de la caída de escoria es constituida por bloques con diámetro de fragmentos muy variable. Los fragmentos de escoria de esta parte basal alcanzan hasta 25 centímetros de diámetro. Debido a la disminución de la explosividad del volcán es la parte superior de la caída más fina y mejor seleccionada, su espesor alcanza los 0.4 m. Fig 8. Evaluación de la Amenaza Volcánica Estos ejemplos de explosiones y distribución de cenizas sugiere el impacto de una actividad similar de caldera de Apoyeque en la zona de la Planta Che Guevara 4. La tefra es fragmentos de roca y lava expulsada a la atmósfera y luego cae en la superficie terrestre. Las partículas son transportadas hacía arriba por medio de columnas eruptivas, en una zona inferior de empuje por gases y una zona superior convectiva (Sparks & Wilson, 1976). Una columna continuará ascendiendo por convección hasta que su densidad iguale la atmosférica. Luego sufrirá una expansión lateral, continuará ascendiendo debido a la inercia y formará una amplia nube en forma de paraguas (Sparks, 1986; Sparks et al., 1986) la cual juega un importante papel en el transporte de pisoclásticos (Carey & Sparks, 1986)

Foto 27. Columna de ceniza vista desde el espacio que muestra la deposición de las

cenizas según peso del grano, dirección y velocidad del viento


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Su altura está determinada por la temperatura del material expelido y por la tasa de emisión del mismo, las cuales junto a la dirección y fuerza del viento son depósitos de caída de tefras.

La actividad de noviembre de 1995 del Cerro Negro formó un hongo de 1,500m de altura, a causa del magma del tipo basalto toleítico. Casi siempre este tipo de química en las cenizas, producen explosiones de baja altura, aunque la explosión de abril de 1992, la columna alcanzo más de 2km. Una explosión de tipo sub-pliniana según Connor et al., 1993. Las mayores explosiones mayores pueden esperarse del Apoyeque y Cerro Negro, a partir de ejemplos de volcanes con grandes explosiones, como la columna eruptiva de tefra del volcán Chatein, en Chile (foto 27) en caso de una reactivación de Apoyeque. Su magma de andesita y dacita, intermedio a ácido, es por ende muy explosivo. Para mostrar su efecto, en el mapa se modelan dos de sus grandes explosiones. Las 22,000 y 6,500 años que originaron el depósito de Pómez de Caída Principal (PCP) y que al reconstruir la columna eruptiva tienen que haber alcanzado más de 20 Km. de altura, depositando espesores en la ciudad de Managua hasta de 1.0 m. Según el modelo, de repetirse una erupción así se generaría un depósito mayor que 1.5m de espesor en el área de la planta. El espesor de los depósitos encontrados en campo, muestran de uno a 1.5m de pómez (Ver fotos 4 y 5)

Foto 28. Columna de gas y ceniza del volcán Cerro Negro, noviembre de 1995. Se observa el proceso de caída de ceniza a causa de su peso.


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Fotos 29 y 30. Depósitos de caída de Pómez de Apoyeque. Pómez agota de finos y caída principal (PAF Y PCP)

En 2001 INETER, con la colaboración del departamento de vulcanología del Instituto de Geofísica de la UNAM- México, realizó el estudio de la amenaza volcánica que generaría la caldera de Masaya, Concepción y Momotombo. En el caso de las caídas de tefras, realizamos modelos usando un programa denominado ASHFALL, que estamos usando los observatorios e institutos que realizamos vigilancia y estudios en volcanes activos de la región latinoamericana. El modelo ASHFALL, creado por vulcanólogos con muchos años de trabajo en volcanes sintetiza muchas características de una erupción de tefra. El modelo usa datos específicos de un depósito de caída y reconstruye aproximadamente lo que ocurriría si se repitiera una erupción igual. Por tanto, se aplica el modelo de erupciones más violentas del Momotombo hace unos 3,000 años. De manera semejante se aplica para el volcán Apoyeque, tomando en cuenta las explosiones más grandes y soportada en el análisis de los depósitos de pómez de caída principal (PCP) y agotado de finos (PAF). Afectación por caída de tefras en Planta Che Guevara 4

Como resultado de las modelizaciones usando ASHFALL en los volcanes Apoyeque y Momotombo, se concluye que Apoyeque ejerce el mayor riesgo potencial, debido a su alto índice de explosividad volcánica, aunque se encuentre en reposo. La vulcanología moderna se preocupa del estudio en detalle de volcanes que se encuentran en reposo. La historia volcánica enseña que las mayores y violentas explosiones se generan de volcanes bajo este proceso de reposo. Las afectaciones están referidas por el espesor de cenizas que una explosión de Apoyeque puede producir a la planta.


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En Chile, una capa de pómez de 2cm de espesor del volcán Chantein, en noviembre 2008 hizo colapsar casas, techos de fabricas, obstrucción de maquinarias y enterramiento de tuberías en la superficie del suelo. Fotos 31 y 32. En el caso de la planta el daño específico sería por el momento muy bajo, ya que el volcán no se encuentra activo. Dado que la planta es una estructura que va a durar mucho tiempo era conveniente tomar en cuenta este análisis y este modelaje.

Figura 9. Mapa de modelizaciones para Calderaerupciones más explosivas, a partir de mayores espe1. El espesor resultante es 1.5m para el área de la ppara la isópaca 3, el espesor es 5mm.


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Sabiendo que los espesores mayores superan los 1.5m, resulta muy interesante haber verificado en campo espesores de pómez de uno a 2m, lo que indica que la simulación por computadora arroja datos comparables con las explosiones del volcán Apoyeque. Las isopacas 1, 2 y 3 mostradas en el mapa de depósitos de 1.5m, 2cm y 5mm, respectivamente. De ocurrir una explosión volcánica las instalaciones de la planta sería muy grave llevando al cierre temporal de labores, y tareas de limpieza diarias de cenizas para evitar el colapso de las estructuras verticales. Una vez finalizado la erupción se tendría que lavar la maquinaria para evitar daños o destrucción del engranaje interno de los equipos. Las cenizas contienen mucho vidrio y puede destruir la maquinaria interna. Una actividad eruptiva del Volcán Momotombo afectaría también a la planta, con al menos un centímetro de espesor de cenizas. Fig. 10.

m.


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Fig. 10. Mapa de Amenaza Volcánica por Caída de Tefra proveniente del Volcán Momotombo. Escala 1:200,000.

Las cenizas mostradas en la foto 33 son el resultado de la última explosión del volcán Momotombo.

Foto 33. Depósitos de caída de escoria del volcán Momotombo de la erupción de hace 200 años. Fuente Ineter


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Foto 34. Caldera volcán Apoyeque con su laguna.

La escoria es de grano grueso lo que complica las cosas, ya que 2cm de este tipo de escoria produciría un peso muy grande para cualquier techo de casa, de fábrica o bodegas y para la planta generadora 4 que según el modelo tendría espesores entre 2cm y 1 cm.

5.2.3. Gases volcánicos

El estudio de la amenaza de gases volcánicos se basa en una recopilación de datos de estudios sobre este tema en las estructuras volcánicas de Apoyeque y Masaya. La primera de estas con el posible mayor impacto para el área de la planta Che Guevara No. 4.

Caldera Volcán Apoyeque

Este volcán con una laguna en el interior de su cráter central, de 350m de profundidad y diámetro de 2 kilómetros, presenta en su flanco NO flujos lávicos del edificio viejo. Además del peligro que representa la caída de tefra para la planta generadora de deben considerar el probable alcance de emanaciones de gases volcánicos, en el caso de potentes explosiones volcánicas en el momento de máxima intensidad volcánica. Amenaza Volcánica por Desgasificación

Para determinar el área de influencia de una eventual pluma de gas volcánico emitida durante una actividad volcánica del Apoyeque para el área de la planta Che Guevara No. 4, se elaboro un mapa de degasificación, que toma en cuenta la dirección de rosa de vientos para los departamentos de Masaya y Managua. De acuerdo al mapa de rosa de vientos elaborado a partir de datos de la estación meteorológica de Managua, en el periodo 1970 – 2000, el mayor porcentaje de dirección preferencial del viento es al Este, con un 24.1% y de una segunda dirección al SE y NE del 9.1%. (Anexo 1. Rosas de vientos Departamentos de Masaya y Managua) En el caso del Volcán Masaya, la mayor frecuencia de dirección del viento, para el periodo 1980-2005 son al Este con el 36.9%) y NE con el 25.2%, respectivamente. La dispersión de su pluma de gas SO2 medido de febrero a marzo de 1999 sigue esta dirección de viento predominante. (Delmelle, 1999). Para la planta la afectación por gases del volcán Masaya es eventualmente muy baja. Entre otros los impactos derivados a la emanación de gas volcánico además de infraestructuras, salud y ambiente, es la interacción gas volcánico - precipitación, y que se conoce como lluvia ácida. Esta forma de la mezcla del agua de lluvia con trióxido de azufre (SO3) y dióxido de nitrógeno (NO2) y reacciona para formar los ácidos sulfúrico (H2SO4) y nítrico (HNO3) disueltos en agua. Foto 36.


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Su efecto en los materiales de las construcciones, estatuas y monumentos de piedra, acero, pintura, plásticos, cemento, mampostería, acero galvanizado, piedra caliza, piedra arenisca y mármol son daños por corrosión. Su mitigación y rehabilitación mediante aplicación de recubrimientos protectores, incrementa su costo en miles de millones de dólares anuales. La concentración del material particulado origina los aerosoles; a partir del azufre es aerosol de sulfato y si se combina con polvo y ceniza, luz solar, oxígeno (O2) y humedad que reaccionan recíprocamente, se forma el humo volcánico.

La concentración del material particulado origina los aerosoles; a partir del azufre es aerosol de sulfato y si se combina con polvo y ceniza, luz solar, oxígeno (O2) y humedad que reaccionan recíprocamente, se forma el humo volcánico. En las personas, los gases volcánicos afectan su sistema respiratorio y visual; especialmente en niños/as y adultos mayores aumentando la frecuencia de afectaciones pulmonares crónicas. Provocan tos y asfixia; asma crónica y bronquitis aguda y enfisema. Estos se agudizan en aquellas personas con desórdenes cardiovasculares y pulmonares. Los gases volcánicos pueden además inducir tormentas eléctricas y fuertes aguaceros por su carga en el aire de elementos con valencias suspendidos, que conducen la electricidad que se produce en las nubes. En la Tabla 5, adjunta se resumen las amenazas y sub grado de amenaza estimado para el sitio de la Planta Che Guevara 4, al NW del poblado de Nagarote.

Foto 35. Efecto de la lluvia acida sobre la vegetación arbustiva de alrededores del volcán Masaya.


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Tabla 5. Resumen de la Amenazas y grado de estas para Planta Che Guevara 4.

Amenaza Evaluación existente

Nivel de amenaza Referencia bibliográfica / memoria histórica de los pobladores

Amenaza Sismica Aceleración máxima de la onda sísmica en roca (PGA)

Si Alto. 5.1m/s2 Global Seismic Hazard Assessment Program (GSHAP, 1999).

Amplificación del suelo No hay información Falla geológica local Si No hay evidencia

física Mapa Geológico Checos/INETER, 2002 Este Informe

Evaluación Amenaza Sísmica

ALTA

Amenaza Volcánica Si Caída de Tefra o ceniza Si Alta Este Informe

Gases Volcanicos – SO2 Lluvia ácida: trióxido de azufre (SO3), dióxido de nitrógeno (NO2), ácidos sulfúrico (H2SO4) y nítrico (HNO3) +H20

Media Este Informe

Evaluación Amenaza Volcánica

MEDIA

3. Amenaza por Inestabilidades de Ladera

No aplica. Relieve plano alejado de elevaciones

Este Informe


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6 Conclusiones y Recomendaciones

• La geología general del área y su entorno reconoce tres grandes unidades geológicas representadas por depósitos masivos de tobas de cenizas y arenas de caída y flujos piroclásticos (TQps) y depósitos de pómez de caída blanca con pocos líticos muy bien seleccionados (PCP); y materiales residuales superficiales de suelos café oscuro, limo-arenosos sueltos del Cuaternario Reciente (Qsr).

• Se reconocen de fotografías aéreas, algunos lineamientos fotogeológicos de orientación N-S a NO-SE con influencia en el área de la planta pero no se logra observar evidencias de fallas en el campo. Estos lineamientos pueden estar asociados al ambiente volcano-tectónico regional.

• Haciendo un análisis de los resultados de los valores de aceleraciones máximas PGA, en la Planta de Generación Eléctrica Che Guevara IV, se llega a la conclusión de que la Planta presenta bajos niveles de amenaza sísmica.

• El cálculo de la amenaza sísmica se desarrolla con el programa CRISIS 07 (Ordaz et al, 2007) con un modelo de zonas sismo genéticas nacionales y en términos de aceleración pico PGA, y espectrales SA (T) para T= 0.1, 0.2, 0.5, 1 y 2 s, periodos de retorno de 500, 1000 y 2500 años, y generado un mapa de amenaza sísmica para un período de retorno de 500 años.

• Se han obtenido curvas de amenaza sísmica para la planta Che Guevara 4 en términos de seis parámetros de movimiento analizados, los espectros de amenaza uniforme UHS para periodos de retorno de 500, 1000 y 2500 que pueden servir de base fundamental para diseño de obras ingenieriles.

• La Planta de Generación de Energía Eléctrica Che Guevara IV, se encuentra ubicada en zonas de alta amenaza sísmica. Este resultado debe servir de base para la toma de decisiones y una herramienta que facilite la gestión del riesgo sísmico en el área.

• Para periodo de retorno de 500 años se alcanzan valores máximos de PGA entorno a 500 gales.

• El grado de amenaza por caída de tefra por el Volcán Apoyeque es alto, en caso de repetirse una de las explosiones plinianas ya citadas. Se depositaria un espesor de 1.5 a 2m de pómez, como las de caída principal y agotada de finos. Por su posición el volcán Momotombo, un volcán activo, representa un grado de amenaza bajo. Si bien una actividad eruptiva semejante a la de hace 200 años, depositaría al menos un centímetro de espesor de cenizas en el área de la planta.

• Para la amenaza por emisión de gases volcánicos, la planta puede ser afectada por gases provenientes de una reactivación del volcán Apoyeque por encontrarse en la trayectoria de la dirección y velocidad del viento predominante. Por su parte, el volcán Masaya no representa una amenaza alta ya que se encuentra fuera de la influencia del viento; sin embargo, la combinación gas volcánico – lluvia puede generar la formación de lluvia ácida en el área de planta producto de cambios bruscos de la altura y dirección del viento en meses que predominan los vientos del SE.


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Recomendaciones • Reutilizar el suelo removido, como relleno del terreno dentro de la misma planta

para evitar encharcamientos por la interrupción de la red de drenaje.

• Realizar estudios de Geofísica a detalle del área de la planta para determinar evidencias de fallas o fracturas locales relacionadas con los lineamientos NO-SE próximos y su actividad en caso de evento sísmico cercano.

• Para poder descartar la existencia de fallas o fracturas se recomienda realizar la apertura de trinchera en el sector Noroeste del terreno donde se encuentra ubicada la Planta Che Guevara IV.

• Tomar en cuenta los datos obtenidos de la evaluación de la amenaza sísmica para el diseño y construcción de la planta, además de las recomendaciones técnicas del Reglamento Nacional de la Construcción.

• Preparar planes de emergencia ante la caída de tefras y lluvia ácida como protección ante corrosión, limpieza y lavado continuo de la maquinaria y techos de edificaciones para disminuir y/o evitar su colapso y daño por abrasión de las cenizas.

• Detener la generación de electricidad mientras dure la emergencia presentada por la actividad volcánica eruptiva.

• Vigilar y monitorear periódicamente el flujo de gas SO2 mediante la instalación de medidores de lluvia y (pluviómetros) y del potencial de hidrogeno del agua (medidores de pH) para el caso de lluvia ácida en las cercanías del sitio en donde se ubica la planta eléctrica, Che Guevara IV.

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8 Anexos 1. Rosas de vientos de los Departamentos de Managua y Masaya.

2. Mapa geológico planta Che Guevara IV y alrededores, escala 1: 8000.

3. Mapa de amenaza volcánica, planta Che Guevara IV. Escala 1:200000

4. Mapa de amenaza volcánica, volcán Momotombo y Apoyeque 1:200000


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5. Mapa de amenaza sísmica, planta Che Guevara IV, escala 1: 150000

6. Mapa de pluma de gases volcánicos, planta Che Guevara IV. Escala 1:750000


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Anexo 1: Rosa de vientos de Managua y Masaya.

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