Electrical Resistivity Tomography for the detection of subsurface cavities and related hazards caused by underground coal mining in Coahuila

Abstract

En este estudio se utilizó Tomografía de Resistividad Eléctrica para identificar cavidades en el subsuelo de la región carbonífera del Estado de Coahuila, originadas por la minería del carbón, y con ello se valora el riesgo geológico inducido. Las mediciones se tomaron a lo largo de perfiles ubicados en las proximidades de carreteras y puentes, dentro de sectores de actividad minera. Estos perfiles se ubican evitando las propiedades privadas y abarcando algunas zonas de hundimientos de las carreteras. Se considera que la subsidencia es antropogénica y está relacionada con la actividad minera somera y relativamente profunda. En las secciones transversales de resistividad eléctrica obtenidas del proceso de inversión se identifican varias cavidades con diferentes formas desde los 7 m de profundidad. La mayoría de estas estructuras causan deformaciones en la superficie, generando hundimientos y fracturas en las carreteras. De forma general, las cavidades identificadas en dos de los sectores analizados se encuentran rellena de agua o sedimentos. En un tercer sector todas las cavidades están vacías o parcialmente rellenas con material colapsado de sus paredes y techos. Las secciones eléctricas revelan otras características del ambiente geológico, tales como zonas de disminución de los niveles acuíferos, inclinación de estratos (que indican paleo-subsidencia del terreno), fallas y fracturas que afectan la secuencia estratigráfica. La disminución de los niveles de los acuíferos indica cambios en el régimen hidrodinámico de las aguas subterráneas que han sido ocasionados por los espacios vacíos generados por la minería. Estos cambios provocan que el subsuelo se hunda debido a la presión litostática y el peso de los vehículos que pasan por encima de las carreteras. Como resultado final, se ubican en los tres sectores analizados, las áreas con mayor riesgo potencial de peligros relacionados con el hundimiento del subsuelo.